何浩宇
湖北省建筑科学研究设计院股份有限公司 湖北 武汉430000
摘要：目前，大多数建设项目都面临着物资管理效率低下的问题。本文主要通过对这一问题的分析，结合材料质量难以控制等问题，并运用两大技术构建了材料工程管理系统：物联网技术和建筑信息化模型。这两种技术的主要价值在于实现工程物资管理的自动化、可视化和信息的准确获取。
关键词：BIM和物联网技术；建筑工程；材料管理、应用
引言
BIM作为贯穿整个建筑工程项目全生命周期的技术理念， BIM的核心是“三维模拟建筑模型”，它以建筑工程项目的各种相关信息数据为基础。物联网是一种集成了传感器、通信、计算机信息管理技术的最新应用，可用于实时收集、传递、处理、共享工程各个阶段的“环境和状态信息”以及各种控制指令。
1建筑工程项目中材料管理的问题
1.1建筑工程项目材料管理的含义和目标
建设工程项目材料管理包含了许多内容，包括：施工进度、设计材料追踪与控制、采购、使用数量及使用时间的确认、供应与供应之间的平衡、保证材料供应与供应之间的平衡、保证工程进度的顺利进行等。施工过程中的材料管理涉及到各个方面，其中大部分涉及到对材料的计划管理、贮存和保管、进场材料的验收、材料的使用监督、材料的回收和分发以及现场材料的管理。并且要尽可能地降低成本，节省材料。它要求在合理的范围内，在适当的时间，适当的地点，适当的数量，将所有合格的材料交付给用户。
但实现这个目标并非易事，它需要工程项目管理人员的大量准备工作，以及与其他部门项目人员的密切合作，这就导致了人力成本的上升，同时也违背了减少物资管理的目标。
1.2材料计划管理
它是材料管理的基础，它是在项目开始之前一次性的计划，但是这个计划需要严格的预算，但是由于施工过程中的各种变化太多，传统的计算很难跟上项目的进度。这个问题迫切需要解决；材料进场验收：这个步骤比较复杂，需要工作人员在进场时对各种材料进行验收，确认是否为假货为例，后期还要跟踪，防止材料调换；材料的存放和保管：材料在现场的存放和保管比较困难，需要根据性能、种类、规格等方面进行分类，其次仓库环境要求也比较高，需要保持干燥和安全。物料管理员需要每日盘点核算，是个耗费人力物力的环节。物料使用监督：物料在使用过程中，为了防止工人偷换物料或丢失物料，这个过程需要全程监督，传统的做法是每个工地都要有一名监控员，监控员的配备会导致成本增加。
2材料管理中BIM和物联网技术的应用价值
2.1 BIM和物联网技术的概念
BIM建筑信息模型是目前所有建筑行业中企业的核心技术。这是一个现代化的多维数据库，包含了整个建筑项目管理过程中的活动事项，包括建筑规划、设计运作、施工现场和运营等各个方面的信息。将施工过程中繁琐的事项 BIM化，为信息的共享和利用提供了一个很大的平台。物联网技术是一种以 GPS全球定位系统、激光扫描、射频识别、传感器等先进设备为载体，以网络的形式将世界上的物体连接起来的网络形式。这样就实现了目标与网络之间的信息互通，实现了目标在运输和使用过程中的定位、管理、识别、监测等功能。将物联网技术应用于建筑工程的材料管理，可以为管理人员提供大量的信息支持。
2.2物联网技术的应用
在物流、航空等行业，物联网正在得到广泛应用，极大地节省了劳动力成本，某国的某超市每年可以通过物联网节省85亿美元的技术成本，因为它不需要额外的劳动力来查看采购的条形码。对于建筑工程来说，可以在重要材料出厂时植入物联网芯片，然后在运输、进场、清点库存等方面进行。利用物联网技术，可以对其进行监控和跟踪，从而节省大量的人力成本，便于物流和仓库管理。
将物联网技术与 BIM技术相结合：这两项技术结合后可以产生“BIM5D”，BIM5D在三维建筑信息模型的基础上进行模拟，以3D模型+1 D成本+1 D进度的方式形成五位信息模型。这样既可以使工程量清楚，又可以减少施工过程中的风险，把项目管理与施工进度信息连接起来，动态管理实时监控施工现场。物料利用规划程序：物料在开始时需要先进行粗略的计算，在使用BIM5D模型之后，物料利用规划可以开始时比较精确的计算出工程量，因此不会造成物料的浪费。并且若每天将数据输入BIM5D模型，当天的物料用量也能精确得知，这样即使在施工过程中发生什么意外，也不会延误施工。储存、保管物料：由于每批货都有电子标签，因此在储存、保管方面节省了大量的人力物力，只需读卡器直接扫描电子标签，即可对物料进行清点、保管，提高仓库的库存能力，确保物料安全。
3 BIM和物联网技术在建筑工程项目材料管理中的应用案例分析
物流管理系统在某年奥运会上的应用：“奥运区空间规划与物流管理系统”是将物联网与 BIM相结合的雏形。BIM技术第一次应用于奥运会，比传统的物资管理技术更直观、方便、准确，实现了虚拟世界对奥运村物资的全面控制。从而极大地提高了物流管理的便利性，减少了犯错的风险，降低了操作的难度。所有奥运区的物流信息以及建筑格局都以数字形式输入到三维模型中，设计者只需对三维模型进行控制，就可以保证奥运区内所有资产管理的运作，使物流管理可视化、高效率，甚至非专业人士也能直观地看到各种变化，从而做出处理。
某市中心项目： 该项目主要采用 BIM技术将预制管路与物流连接起来，形成一个类似物联网的系统，实现了物流分类统计、分拨与分拨等大大方便的方案。先将 BIM技术对各种建筑材料进行分类统计，最后根据需求和统计结果将 BIM技术送到现场，然后根据结果送到现场。这样就改变了按规格分配物料的传统模式，大大减少了材料的繁琐管理工作。利用物联网技术，对每一个配货点进行标注，采用系统的配货方式，大大降低作业误差；而且对闹市或繁华地区的施工，这种方式也减少了施工队对场地空间的需求，降低了噪声等污染和能耗。
4物联网与BIM融合的价值和应用展望
施工现场的安全管理存在一些隐患，我们可以利用RFID和定位技术进行辅助管理，将检测后的反馈数据与BIM技术数据相结合，汇总到BIM模型监控平台，直观显示预警信息，方便施工现场的统一监管。首先，人员定位管理：在施工现场重要区域安装RFID读卡器，可以识别现场施工人员的标志牌和安全帽，完成对施工现场重要区域的管理、跟踪和定位，并立即采取预防措施，防止事故的发生；其次，可以对重要资产区域进行监控。施工现场设施多，施工人员进出频繁，流动人员多，经常导致盗窃，但对于一些重要资产区域，则是非常重要的施工材料、设施设备、RFID读写器的安装，定位装置或视频前端设施用于识别，或对前端设施进行在线监控。当上述项目不在监测范围内时，可自行实施定位预警。
结束语
历史证明，每一次技术和技术的革新都会带来经济的进步。在未来推动世界发展的动力来源中， BIM技术和物联网技术将发挥重要作用，尤其是在建筑工程项目管理方面，它能将大量的材料数据输入系统，通过全程监控保证材料的准确性和质量，不断提高管理效率。但是实际上，物联网技术还处在初步的研究和试验阶段，应用范围还没有那么广泛，比较偏爱设计阶段。数字化管理在整个建筑产业链中还没有形成，但在中国，这一技术仍然很有发展潜力和前景。要有大批科研人员进一步进行探索与实践。
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