施工BIM六- 施工深化与成果应用施工现场管理

  1. 施工现场管理的内容

    基于BIM技术的施工现场管理主要包含了以下10个方面的行业技术进展,见表1 施工现场管理的技术应用点。

    表1 施工现场管理的技术应用点

    序号

    技术关键词

    BIM施工监控应用点

    1

    BIM

    建立可施工性模型;对施工安全、施工过程及人机料安排进行预演;生成构件ID编码、生成管理数据库并和现场管控系统进行对接。
    2

    BIM施工测量

    将BIM模型上的关键控制点的精确坐标通过全站仪精确还原到施工场地。
    3 激光扫描点云、图片3D成型技术 施工结果扫描结果与BIM模型比对,导入到软件中比对或通过程序自动比对。
    4

    3D打印

    精确直观沟通,判断质量问题,技术交底
    5

    虚拟现实技术

    基于虚拟现实(VR)/增强现实(AR)/及混合现实(MR)等技术将项目与场地环境进行沉浸式的展示,提升项目沟通、汇报、安全教育的效果。
    6

    场地现实捕捉

    通过场地布设的监控设备、无人机航拍、照片建模、激光点云等技术手段,将现场的状况记录,用于进度管理与监控、场地实时监控、质量与安全管理等科目。
    7

    二维码等电子标签技术

    用于建筑材料的全过程管理、项目施工方案的交底等
    8 云计算+ 大数据 + 移动终端
    1. 实现异地协同共享
    2. 实现海量数据并发管理
    3. 确保以数据为中心的管理- 随时随地获取BIM资讯
    4. 通常公有云更具备竞争优势:平台方的专业维护及新开帐号即可实现部署,价格更便宜。
    9

    无人机

    将照相设备部署在无人机上,实现场地环境现实捕捉的便利化
    10

    预制

    提升安全、质量、效率, 将安全管理放在工厂里
  2. 基于BIM技术的施工现场管控综述

    基于BIM技术对施工现场进行管控是利用BIM技术结合云计算、无线通讯、移动终端等科技综合进行多方、远程、动态、实时、集成的施工监控及管理。其基本功能要点如下:

    1. 建立可施工性BIM模型;对施工安全、施工工艺、施工过程及人、机、料安排进行预演;
    2. 通过BIM模型生成构件ID编码、生成管理数据库并能和采购和安装ERP系统数据进行对接;
    3. 基于云计算或服务器技术对接BIM数据库,在云端或管理端部署相关的管理应用,以完成传统的造价、进度、安全、质量、ERP等管理科目;
    4. 基于无线通讯技术,通过固定或移动终端采样现场的施工信息,将现场的信息实时反馈到云端或后台服务器,通过部署在云端或终端的管理系统对施工现场进行动态、实时的管控。

    如图1所示:所有的相关方基于统一的数据平台进行沟通,每一个管理端通过中心数据平台与其他相关方进行协同管理,所有相关方接触的数据内容是一致的。从而避免信息在沟通传输中的丢失、版本错误及现场问题与任务的遗漏等问题,降本增效。图9.7.2-2是基于BIM协作模式与传统点到点的沟通机制的对比:

    施工BIM六- 施工深化与成果应用施工现场管理-BIMBANK

    图1 基于统一的BIM信息进行实时、实地、高自动化现场施工管理

    施工BIM六- 施工深化与成果应用施工现场管理-BIMBANK

    图2 传统沟通模式与基于BIM的项目协作模式的对比

    基于BIM工程管理平台的沟通,所有的数据由不同的相关方按照项目约定的标准和提交或反馈方式发布到统一的协同管理平台上。所有的相关方可即时获取最新的项目数据,基于此推进决策流程、明确各自的任务及项目问题状况。在当前技术及行业发展的阶段,BIM实施方案的可靠施行,需要在前期通过项目启动会议、培训等将基于BIM业务相关的目标、标准、流程及制度等进行有效的传达与贯彻,相关方明确统一的任务目标及执行方案,保障最终的价值的落地。

  3. 基于BIM技术的施工过程管控

    (1)工程进度的监控

    基于BIM施工模型,工程人员可对多参与方、多专业的进度计划进行集成化的管理、全面、动态地掌握工程年度资源需求以及供应商生产及配送状况及其变化,解决施工和资源配置的冲突和矛盾,确保工期目标实现。

    基于BIM的4D建造模拟可优化施工方案,按照优化后的施工方案和施工进度计划关联可动态的模拟建造的过程。而对施工过程的监控就是对施工计划执行情况的校核。同基于摄像设备进行施工安全监控原理一样,对施工进度的监控也是通过施工状态视频采样(通常采用高角度布设摄像设备或无人机)。通过采用BIM模拟的施工进度和实测结果进行比对,可更及时快速的评估施工状况,评估变更对工期的影响,为下一步的工程任务调整提依据,保障工期合理的进行。参见图3将工程计划数据和BIM模型进行关联,动态展示施工状态-时间关系和图4通过无人机照片将模拟时间节点的建造状态与实际施工状态进行比对。

    施工BIM六- 施工深化与成果应用施工现场管理-BIMBANK

    图3将工程计划数据和BIM模型进行关联,动态展示施工状态-时间关系

    施工BIM六- 施工深化与成果应用施工现场管理-BIMBANK

    图4 BIM+无人机进行场地现实捕捉

    (2)人、机、料、及费用模拟与备料

    1)基于BIM技术可在5D环境下对施工进度和物流状况进行可视化模拟,优化施工方案,合理地编排施工顺序和项目计划;可快速形成项目成本计划,高效准确的进行成本预测、控制、核算、分析等,有效的提高项目参与方成本管控能力。在每一个时间节点均能动态的查询施工需要的人员、设备、建筑材料及费用消耗等情况。如:开发商通过5D模拟的结果可优化融资方案、降低总利息支出、控制项目实施周期以便更早的回拢投资,整个过程理想状况下可做到全过程数字化,做到"心中有数"。参见图6基于5D BIM应用施工管理。

    施工BIM六- 施工深化与成果应用施工现场管理-BIMBANK

    施工BIM六- 施工深化与成果应用施工现场管理-BIMBANK图6 基于5D BIM应用施工管理

    2)基于RFID及无线通讯及云平台技术可动态的监控现场人员、施工设备分配情况;将监控的结果与施工方案进行对比可实现施工资源的的精益化管控。如可根据工程进度模拟结果配置劳务人员,基于现场监控的结果优化场地人员的调配,降低人力资源浪费、降低人工成本。

    3)基于电子标签进行建筑构件备料、及安装管理基本流程:

  4. 在BIM模型中对建筑构件进行编码和施工管理信息的添加,通过编码及相关的管理信息生成电子标签;
  5. 根据施工进度方案编排进行建材采购计划编制与备料;
  6. 按照施工方案将电子标签贴到备料的建筑构件上;
  7. 施工时通过二维码或RFID扫描进行物料进场管理及安装、维护确认。

    参见图7 BIM数据结合电子扫描技术进行工厂化预制与安装管理。

    施工BIM六- 施工深化与成果应用施工现场管理-BIMBANK

    图7 BIM数据结合电子扫描技术进行工厂化预制与安装管理

    (3)现场任务过程管理

    除安全管理及质量管理之外。基于云计算平台及移动通讯技术可对施工现场的其他所有施工问题或需求进行动态及时的监控、汇报、问题/任务管理、问题/任务状态追踪等综合管控。参见图11.4-38 现场问题采样及协同作业架构。其常规作业流程如下:

    1. 在云端的施工管理系统服务器上创建项目;
    2. 将施工档案(BIM成果、模型、图纸、文档)发布到项目空间内;
    3. 施工现场基于移动终端进行数字采样(在模型或图纸上标记,RFID扫描,现场拍照等),然后移动终端将采样结果(问题/需求)反馈至云端;
    4. 云端管理程序将问题同步到管理端(移动或网页终端)或其他移动终端,管理端进行讨论、发出作业指令,反馈至云端;
    5. 现场根据同步到的反馈结果进行处理,并更改问题状态;
    6. 云端基于管理程序运行记录、排序、追踪、总结等管理科目。

    施工BIM六- 施工深化与成果应用施工现场管理-BIMBANK施工BIM六- 施工深化与成果应用施工现场管理-BIMBANK

    施工BIM六- 施工深化与成果应用施工现场管理-BIMBANK

    图8 现场问题采样及协同作业架构

    这种管控措施的优势如下:

    1)在施工现场随时随地访问信息,及时的发现处理工程中碰到的需求和问题;

    2)在整个项目实施过程中更好地落实问题、质量和安全标准;

    3)透明化、制度化的管理,让要求返工、见多识广的业主满意。

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