“互联网+”时代下,BIM+的九大技术集成应用案例分析

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“互联网+”的概念被正式提出之后迅速发酵,各行各业纷纷尝试借助互联网思维推动行业发展,建筑施工行业也不例外。随着BIM应用逐步走向深入,单纯应用BIM的项目越来越少,更多的是将BIM与其他先进技术集...

“互联网+”的概念被正式提出之后迅速发酵,各行各业纷纷尝试借助互联网思维推动行业发展,建筑施工行业也不例外。随着BIM应用逐步走向深入,单纯应用BIM的项目越来越少,更多的是将BIM与其他先进技术集成或与应用系统集成,以期发挥更大的综合价值。BIM+PM、BIM+云计算、BIM+物联网……

BIM+PM

PM是项目管理的英文缩写,是在限定的工期、质量、费用目标内对项目进行综合管理以实现预定目标的管理工作。BIM与PM集成应用,是通过建立BIM应用软件与项目管理系统之间的数据转换接口,充分利用BIM的直观性、可分析性、可共享性及可管理性等特性,为项目管理的各项业务提供准确及时的基础数据与技术分析手段,配合项目管理的流程、统计分析等管理手段,实现数据产生、数据使用、流程审批、动态统计、决策分析的完整管理闭环,以提升项目综合管理能力和管理效率。

BIM 与 PM 集成应用,可以为项目管理提供可视化管理手段。

如,二者集成的 4D 管理应用,可直观反映出整个建筑的施工过程和形象进度, 帮助项目管理人员合理制订施工计划、优化使用施工资源。同时,二者集成应用可为项目管理提供更有效的分析手段。

如,针对一定的楼层,在 BIM 集成模型中获取收入、计划成本,在项目管理系统中获取实际成本数据,并进行三算对比分析,辅助动态成本管理。此外,二者集成应用还可以为项目管理提供数据支持。

如,利用 BIM 综合模型可方便快捷地为成本测算、材料管理以及审核分包工程量等业务提供数据,在大幅提升工作效率的同时,也可有效提高决策水平。

应用案例

针对超高层施工难度大、多专业施工立体交叉频繁等问题,某国际金融中心项目与广联达软件股份有限公司合作开发了 BIM 综合项目管理系统,实现了 BIM 模型与项目管理中各种数据的互联互通,有效降低了成本,缩短了工期, 项目管理水平提升,成为了 BIM 与 PM 集成应用于超高层建筑施工的典范。

BIM+云计算

云计算是一种基于互联网的计算方式,以这种方式共享的软硬件和信息资源可以按需提供给计算机和其他终端使用。BIM与云计算集成应用,是利用云计算的优势将BIM应用转化为BIM云服务,目前在我国尚处于探索阶段。

BIM 与云计算集成应用,是利用云计算的优势将 BIM 应用转化为 BIM 云服务,目前在我国尚处于探索阶段。

基于云计算强大的计算能力,可将 BIM 应用中计算量大且复杂的工作转移到云端, 以提升计算效率;基于云计算的大规模数据存储能力,可将 BIM 模型及其相关的业务数据同步到云端,方便用户随时随地访问并与协作者共享;

云计算使得 BIM 技术走出办公室,用户在施工现场可通过移动设备随时连接云服务,及时获取所需的 BIM 数据和服务等。

应用案例

某金融大厦项目,在建设之初启用了广联云服务, 将其作为 BIM 团队数据管理、任务发布和信息共享的数据平台,并提出基于广联云的 BIM 系统云建设方案,开展 BIM 技术深度应用。

根据云的形态和规模,BIM 与云计算集成应用将经历初级、中级和高级发展阶段。初级阶段以项目协同平台为标志,主要厂商的 BIM 应用通过接入项目协同平台, 初步形成文档协作级别的 BIM 应用;

中级阶段以模型信息平台为标志,合作厂商基于共同的模型信息平台开发 BIM 应用,并组合形成构件协作级别的 BIM 应用;高级阶段以开放平台为标志,用户可根据差异化需要从 BIM 云平台上获取所需的 BIM 应用,并形成自定义的 BIM 应用。

BIM+物联网

物联网是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议将物品与互联网相连进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

BIM 与物联网集成应用,实质上是建筑全过程信息的集成与融合。BIM 技术发挥上层信息集成、交互、展示和管理的作用,而物联网技术则承担底层信息感知、采集、传递、监控的功能。

二者集成应用可以实现建筑全过程“信息流闭环”,实现虚拟信息化管理与实体环境硬件之间的有机融合。目前 BIM 在设计阶段应用较多,并开始向建造和运维阶段应用延伸。物联网应用目前主要集中在建造和运维阶段,二者集成应用将会产生极大的价值。

在工程建设阶段,二者集成应用可提高施工现场安全管理能力,确定合理的施工进度,支持有效的成本控制,提高质量管理水平。

应用案例:

临边洞口防护不到位、部分作业人员高处作业不系安全带等安全隐患在施工现场无处不在,基于 BIM 的物联网应用可实时发现这些隐患并报警提示。

高空作业人员的安全帽、安全带、身份识别牌上安装的无线射频识别,可在 BIM 系统中实现精确定位,如果作业行为不符合相关规定,身份识别牌与 BIM 系统中相关定位会同时报警,管理人员可精准定位隐患位置,并采取有效措施避免安全事故发生。

在建筑运维阶段,二者集成应用可提高设备的日常维护维修工作效率,提升重要资产的监控水平,增强安全防护能力,并支持智能家居。

BIM+数字化加工

数字化是将不同类型的信息转变为可以度量的数字,将这些数字保存在适当的模型中,再将模型引入计算机进行处理的过程。数字化加工则是在应用已经建立的数字模型基础上,利用生产设备完成对产品的加工。

BIM 与数字化加工集成,意味着将 BIM 模型中的数据转换成数字化加工所需的数字模型,制造设备可根据该模型进行数字化加工。目前,主要应用在预制混凝土板生产、管线预制加工和钢结构加工 3 个方面。

一方面,工厂精密机械自动完成建筑物构件的预制加工,不仅制造出的构件误差小,生产效率也可大幅提高;

另一方面,建筑中的门窗、整体卫浴、预制混凝土结构和钢结构等许多构件,均可异地加工,再被运到施工现场进行装配,既可缩短建造工期,也容易掌控质量。

应用案例:

深圳某金融中心为超高层项目,有十几万平方米风管加工制作安装量,如果采用传统的现场加工制作安装,不仅大量占用现场场地,而且受垂直运输影响,效率低下。

为此,该项目探索基于 BIM 的风管工厂化预制加工技术,将制作工序移至场外, 由专门加工流水线高效切割完成风管制作,再运至现场指定楼层完成组合拼装。

在此过程中依靠 BIM 技术进行预制分段和现场施工误差测控,提高了施工效率和工程质量。

未来,将以建筑产品三维模型为基础,进一步加入资料、构件制造、构件物流、构件装置以及工期、成本等信息,以可视化的方法完成 BIM 与数字化加工的融合。

同时,更加广泛地发展和应用 BIM 技术与数字化技术的集成,进一步拓展信息网络技术、智能卡技术、家庭智能化技术、无线局域网技术、数据卫星通信技术、双向电视传输技术等与 BIM 技术的融合。

BIM+智能型全站仪

施工测量是工程测量的重要内容,包括施工控制网的建立、建筑物的放样、施工期间的变形观测和竣工测量等内容。近年来,外观造型复杂的超大、超高建筑日益增多,测量放样主要使用全站型电子速测仪(简称全站仪)。

随着新技术的应用,全站仪逐步向自动化、智能化方向发展。智能型全站仪由马达驱动,在相关应用程序控制下,在无人干预的情况下可自动完成多个目标的识别、照准与测量,且在无反射棱镜的情况下可对一般目标直接测距。

BIM+GIS

地理信息系统是用于管理地理空间分布数据的计算机信息系统,以直观的地理图形方式获取、存储、管理、计算、分析和显示与地球表面位置相关的各种数据,英文缩写为GIS。BIM与GIS集成应用,是通过数据集成、系统集成或应用集成来实现的,可在BIM应用中集成GIS,也可以在GIS应用中集成BIM,或是BIM与GIS深度集成,以发挥各自优势,拓展应用领域。

BIM 与 GIS 集成应用,可提高长线工程和大规模区域性工程的管理能力。BIM 的应用对象往往是单个建筑物,利用 GIS 宏观尺度上的功能,可将 BIM 的应用范围扩展到道路、铁路、隧道、水电、港口等工程领域。

应用案例:

某高速公路项目开展 BIM 与 GIS 集成应用,实现了基于 GIS 的全线宏观管理、基于 BIM 的标段管理以及桥隧精细管理相结合的多层次施工管理。

BIM 与 GIS 集成应用,可增强大规模公共设施的管理能力。

BIM 与 GIS 集成应用,还可以拓宽和优化各自的应用功能。导航是 GIS 应用的一个重要功能,但仅限于室外。二者集成应用,不仅可以将 GIS 的导航功能拓展到室内,还可以优化 GIS 已有的功能。如利用 BIM 模型对室内信息的精细描述,可以保证在发生火灾时室内逃生路径是最合理的,而不再只是路径最短。

随着互联网的高速发展,基于互联网和移动通信技术的 BIM 与 GIS 集成应用,将改变二者的应用模式,向着网络服务的方向发展。

BIM+3D扫描

3D扫描是集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术,主要用于对物体空间外形、结构及色彩进行扫描,以获得物体表面的空间坐标,具有测量速度快、精度高、使用方便等优点,且其测量结果可直接与多种软件接口。

3D激光扫描技术又被称为实景复制技术,采用高速激光扫描测量的方法,可大面积高分辨率地快速获取被测量对象表面的3D坐标数据,为快速建立物体的3D影像模型提供了一种全新的技术手段。

应用案例:

针对一些古建类建筑,3D 激光扫描技术可快速准确地形成电子化记录,形成数字化存档信息,方便后续的修缮改造等工作。

对于现场难以修改的施工现状,可通过 3D 激光扫描技术得到现场真实信息,为其量身定做装饰构件等材料。

将施工现场的 3D 激光扫描结果与 BIM 模型进行对比,可检查现场施工情况与模型、图纸的差别,协助发现现场施工中的问题,这在传统方式下需要工作人员拿着图纸、皮尺在现场检查,费时又费力。

针对土方开挖工程中较难统计测算土方工程量的问题,可在开挖完成后对现场基坑进行 3D 激光扫描,基于点云数据进行 3D 建模,再利用 BIM 软件快速测算实际模型体积,并计算现场基坑的实际挖掘土方量。

BIM 与 3D 扫描集成,是将 BIM 模型与所对应的 3D 扫描模型进行对比、转化和协调,达到辅助工程质量检查、快速建模、减少返工的目的,可解决很多传统方法无法解决的问题。

BIM+虚拟现实

虚拟现实,也称作虚拟环境或虚拟真实环境,是一种三维环境技术,集先进的计算机技术、传感与测量技术、仿真技术、微电子技术等为一体,借此产生逼真的视、听、触、力等三维感觉环境,形成一种虚拟世界。虚拟现实技术是人们运用计算机对复杂数据进行的可视化操作,与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比,虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。

BIM 技术的理念是建立涵盖建筑工程全生命周期的模型信息库,并实现各个阶段、不同专业之间基于模型的信息集成和共享。

BIM 与虚拟现实技术集成应用,可提高模拟的真实性。传统的二维、三维表达方式,只能传递建筑物单一尺度的部分信息,使用虚拟现实技术可展示一栋活生生的虚拟建筑物,使人产生身临其境之感。并且,可以将任意相关信息整合到已建立的虚拟场景中,进行多维模型信息联合模拟。

BIM+3D打印

3D打印技术是一种快速成型技术,是以三维数字模型文件为基础,通过逐层打印或粉末熔铸的方式来构造物体的技术,综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等方面的前沿技术。

BIM 与 3D 打印的集成应用,主要是在设计阶段利用 3D 打印机将 BIM 模型微缩打印出来,供方案展示、审查和进行模拟分析;

在建造阶段采用 3D 打印机直接将 BIM 模型打印成实体构件和整体建筑,部分替代传统施工工艺来建造建筑。

BIM 与 3D 打印的集成应用,可谓两种革命性技术的结合,为建筑从设计方案到实物的过程开辟了一条“高速公路”,也为复杂构件的加工制作提供了更高效的方案。

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