BIM下的工業(yè)建筑信息集成系統(tǒng)范文

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摘要:以bim信息技術(shù)為基礎(chǔ)，探討如何利用RFID、GIS等技術(shù)進行工業(yè)建筑測繪以及工業(yè)建筑信息集成的適用性分析．通過BIM模型實現(xiàn)工業(yè)建筑的信息集成，將其置于一個信息全面且可調(diào)節(jié)的建筑實體模型中進行整體對比和調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)信息集成管理．將該理論運用到工程實踐中，可實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的信息集成、共享和協(xié)作，提高工業(yè)建筑的施工效率，促進工業(yè)建筑的可持續(xù)發(fā)展．

關(guān)鍵詞:工業(yè)建筑;信息集成;產(chǎn)業(yè)鏈;建筑信息模型;地理信息系統(tǒng)

近些年，隨著建筑信息化的發(fā)展，BIM技術(shù)能憑借其信息傳遞的高效性以及管理模式的優(yōu)勢，彌補工業(yè)建筑傳統(tǒng)施工管理的缺失，加速構(gòu)建符合現(xiàn)代化需求的工業(yè)建筑．所以，信息化是工業(yè)建筑的必然發(fā)展趨勢．工業(yè)建筑的信息集成，包含了對于工業(yè)建筑的歷史、社會、技術(shù)等信息的收集與管理，其工作內(nèi)容主要包括對于工業(yè)建筑的實地調(diào)查與記錄、精密勘察與測繪、信息的歸類與管理等．我國對于工業(yè)建筑的信息采集等基礎(chǔ)性工作方面的研究較少，并考慮到我國目前建立整合各類信息的動態(tài)、開放型的工業(yè)建筑數(shù)據(jù)庫的迫切需要，本文以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)信息集成系統(tǒng)在工業(yè)建筑方面的文獻入手，仔細研究了工業(yè)建筑信息集成的思想及方法，通過BIM及RFID、GIS等相關(guān)信息技術(shù)整合建筑行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈資源，為實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同作業(yè)相關(guān)研究奠定了基礎(chǔ)．本文梳理了近年來國內(nèi)外在基于BIM技術(shù)在工業(yè)建筑方面以及基于BIM技術(shù)的信息集成方面的代表性文獻，研究了基于BIM的工業(yè)建筑信息協(xié)同系統(tǒng)的理論發(fā)展及方向，主要分為一下幾個部分．

1BIM技術(shù)在工業(yè)建筑的發(fā)展

目前，國內(nèi)外許多學者在BIM技術(shù)在工業(yè)建筑方面進行了一些研究．趙東暉［1］介紹了工業(yè)民用建筑施工管理信息系統(tǒng)的建設(shè)思想和實現(xiàn)方法，提出組件式地理信息系統(tǒng)GIS軟件和可視化變成軟件Visual，以基于局域網(wǎng)的C/S(Client/Server)模式為系統(tǒng)集成方式，實現(xiàn)對施工三大指標的控制．寶琦［2］基于BIM的工業(yè)建筑協(xié)同設(shè)計對工業(yè)廠房設(shè)計影響的基本理念，闡述了全新的設(shè)計方式和設(shè)計流程，證明此先進理念在包括工業(yè)建筑設(shè)計的所有建筑工程設(shè)計中，相對差錯比之前的傳統(tǒng)設(shè)計流程要好，可以滿足現(xiàn)代工業(yè)建筑設(shè)計中的高效率、高質(zhì)量和高要求．杜欣［3］從對建筑遺產(chǎn)測繪工作的研究入手，對BIM技術(shù)在工業(yè)建筑遺產(chǎn)測繪工作中的適用性進行了分析，并以實例進行基于BIM的測繪探索，并提出了以“信息”處理為重點，以“理想模型”、“階段化模型”、“分析模型”的逐級建立為過程的工作方式．王潤生等［4］結(jié)合工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)改造與BIM技術(shù)，借助數(shù)字信息對結(jié)構(gòu)改造項目進行BIM(全生命周期管理)四維模擬，并進行全方位設(shè)計、管理與建造，顯著提升結(jié)構(gòu)改造設(shè)計、施工及管理的效率，大幅度降低項目可能遇到的各種風險．石越［5］分析了BIM技術(shù)在工業(yè)建筑應(yīng)用的優(yōu)勢，利用BIM技術(shù)采集工業(yè)遺產(chǎn)信息，并將工業(yè)遺產(chǎn)信息進行分級，明確BIM在工業(yè)遺產(chǎn)信息工作中的使用范圍．并通過案例闡述BIM在工業(yè)遺產(chǎn)建筑物、構(gòu)筑物、設(shè)備、生產(chǎn)工藝流程、工業(yè)環(huán)境的信息采集、建模及管理．肖寶存［6］通過分析傳統(tǒng)住宅的發(fā)展現(xiàn)狀，從而引入住宅工業(yè)化發(fā)展所面臨的阻礙因素，提出BIM技術(shù)在住宅工業(yè)化中的應(yīng)用思路，即在住宅工業(yè)化設(shè)計階段、生產(chǎn)階段、施工階段及設(shè)施管理階段中BIM技術(shù)的應(yīng)用將大大改進傳統(tǒng)建筑模式．MiroslavasP等［7］針對廢棄的舊工業(yè)建筑問題和建筑物重建的可能性，提出了BIM和多準則決策(MCDM)技術(shù)相結(jié)合的廢棄建筑再開發(fā)決策模型．以一個測量設(shè)備工廠為案例研究，提出了灰色屬性評分(WASPAS－G)加權(quán)總量和評估方法對建筑可能的重建方案進行排序，選擇最合理的方案．BIM技術(shù)支持有效的選擇過程，并允許實施一個項目的全壽命管理策略，實現(xiàn)一個真實的對象．AbandaFH等［8］講述了國外目前的研究主要集中在異地制造和BIM獨立應(yīng)用于傳統(tǒng)建筑方法的影響．王偉［9］分析了工業(yè)建筑中BIM技術(shù)在成本控制、資源配置、碰撞檢測的應(yīng)用，同時介紹了通過BIM模型中建立碳排量因子庫，計算施工過程中的人材機碳排放量，旨在促進資源合理利用，提高施工效率．基于以上學者的研究，國內(nèi)學者運用BIM技術(shù)在工業(yè)建筑上可與地理信息系統(tǒng)(GIS)結(jié)合，可以進行工業(yè)建筑遺產(chǎn)的測繪、建模及管理，也可以對工業(yè)建筑中鋼結(jié)構(gòu)進行改造和再利用以及可以在工業(yè)建筑中進行成本控制，如圖1、圖2所示，為某工廠施工現(xiàn)場和運用BIM技術(shù)在某工廠的應(yīng)用圖例．國外學者提出BIM和多準則決策技術(shù)相結(jié)合，利用灰色屬性評分加權(quán)總量和評估方法選擇合理方案．這些學者基于BIM的研究進一步表明了BIM在工業(yè)建筑領(lǐng)域可進行信息集成的合理性與可行性．

2BIM技術(shù)的信息集成

目前，BIM技術(shù)的發(fā)展逐漸成熟．BIM技術(shù)主要通過對項目全壽命周期不同階段的信息集成、管理、存儲、交換、共享，支持各階段不同參與方之間的信息交流和共享，從而實現(xiàn)項目設(shè)計、施工、運營、維護效率及質(zhì)量的提升．BIM技術(shù)在建筑業(yè)中的應(yīng)用并不是單獨進行的，需要解決各方面軟硬件的配套問題．ShahryarH［10］引入了建筑模擬工具和優(yōu)化方法相結(jié)合的策略，并強調(diào)了將這些策略與BIM相結(jié)合可以改進施工過程，而且可以探索替代方法，目的為了提升BIM在提高能源效率和舒適度方面的作用．MohammadN等［11］將BIM與生命周期評估(LCA)相結(jié)合，并提出評估建筑領(lǐng)域建筑材料環(huán)境影響的一體化結(jié)果．應(yīng)用多層辦公樓的案例來驗證設(shè)計概念的發(fā)展，并討論BIM和LCA工具產(chǎn)生的結(jié)果．研究表明，BIM－LCA整合是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護的最佳程序，并概述了大部分的負面環(huán)境影響是在制造和運營階段發(fā)生的．AliGhaffarianH等［12］講述了應(yīng)用相關(guān)的建筑管理系統(tǒng)來實現(xiàn)整個建筑生命周期中檢查可持續(xù)性．BIM能夠在建筑生命周期階段實施潛在的實踐，但設(shè)計師、承包商主要側(cè)重于BIM在設(shè)計施工管理階段的應(yīng)用，并且知識管理系統(tǒng)的整合使得在建筑生命周期內(nèi)處理和共享建筑維護信息成為可能．本文以建筑節(jié)能為重點，提出了在建筑后期建筑生命周期中使用nDBIM應(yīng)用BIM－IKBMS的綜合知識型建筑管理系統(tǒng)，以促進可持續(xù)建筑性能的成功實施．MaZL等［13］對2017年創(chuàng)意施工會議進行BIM與GIS的綜合應(yīng)用研究綜述，介紹了BIM和GIS綜合應(yīng)用領(lǐng)域的先前工作、應(yīng)用程序?qū)ο蟆?yīng)用程序階段、集成模式和平臺突出顯示每項工作．結(jié)果表明，BIM和GIS的集成主要用于建設(shè)P＆D和O＆M活動．從BIM系統(tǒng)提取數(shù)據(jù)到GIS是BIM和GIS集成的主流方式，其中ArcGIS是最常用的平臺．研究人員使用Au-todeskRevit或開發(fā)自己的應(yīng)用案例系統(tǒng)．BIM和GIS在基礎(chǔ)設(shè)施和城市地區(qū)的綜合應(yīng)用存在明顯的差距，尤其是在P＆D階段．為了今后的發(fā)展方向，建議在整個生命周期中研究一個統(tǒng)一的模型和一個多用途的平臺．MehmetS［14］介紹了建筑行業(yè)3D打印的實例簡要，建立一個適合3D打印機的3D建模模型是可能的許多建模軟件程序，并提到了建筑信息建模與3D打印建筑技術(shù)的結(jié)合，并表明BIM技術(shù)與3D打印建模的集成將有效地提高能源效率、改善設(shè)計、降低成本和隔離結(jié)構(gòu)．LukmanAA［15］研究開發(fā)一個基于BIM的全壽命性能估算器(BWPE)，用于從設(shè)計階段評估建筑結(jié)構(gòu)部件的搶救性能，采用數(shù)學建模方法，使用已確定的威布爾可靠性分布的因素和原理、概念來制造BWPE，該模型在BIM環(huán)境中實現(xiàn)，并使用案例研究設(shè)計進行測試．研究表明，BWPE是一種客觀的手段，用于確定建筑物中可回收材料在其使用壽命結(jié)束時可重復(fù)使用和可回收利用的程度，BWPE也將為建筑師和設(shè)計師提供一個決策支持機制，分析設(shè)計決策對建筑物搶救性能的影響，當建筑物倒塌時，拆除工程師和顧問也可以進行拆除前的審計．鑒于此，本文要做出基于BIM的工業(yè)建筑信息集成系統(tǒng)的應(yīng)用研究，構(gòu)建基于BIM的工業(yè)建筑信息集成系統(tǒng)．在對工業(yè)建筑信息數(shù)據(jù)有效獲取的基礎(chǔ)上，利用BIM、RFID、GIS等技術(shù)進行工業(yè)建筑測繪以及通過BIM技術(shù)對于工業(yè)建筑信息集成的適用性分析，通過理論分析與實踐應(yīng)用相結(jié)合，研究并構(gòu)建工業(yè)建筑信息集協(xié)同平臺，以提高工業(yè)建筑的施工效率．

3建立工業(yè)建筑信息協(xié)同平臺

眾所周知保溫層的厚度不同，室內(nèi)的溫度也有很大的區(qū)別．本文提出3D掃描技術(shù)、RFID、GIS技術(shù)和BIM技術(shù)集成的理念，建立基于BIM的工業(yè)建筑信息協(xié)同平臺．運用BIM設(shè)計理念并結(jié)合使用Revit系列軟件，可做到多專業(yè)團隊的高效協(xié)同設(shè)計，如圖3、圖4所示，均為在工業(yè)建筑中使用Re-vit系列軟件的建模圖．BIM技術(shù)可以提高工業(yè)建筑工程的集成化程度和各參與方的工作效率，使項目各管理方快速、準確的獲取工程所需的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)項目信息化管理，構(gòu)建BIM在工業(yè)建筑施工階段的信息平臺框架示意圖如圖5所示．在工業(yè)建筑中，將BIM技術(shù)用于現(xiàn)場管理需要集成有效的技術(shù)手段作為輔助，在信息管理系統(tǒng)中，BIM、RFID與3D激光掃描分為三個系統(tǒng)———施工控制、材料監(jiān)管和安裝糾偏［16－17］．將三者相結(jié)合，建立一個以BIM為基礎(chǔ)的信息集成平臺，為工業(yè)建筑的質(zhì)量管理提供信息支持．

4結(jié)語

工業(yè)建筑的信息協(xié)同，是將項目在全壽命周期中各個不同階段的工程信息、過程和資源集成在一個模型中，方便工程各參與方使用．通過模擬工業(yè)建筑所具有的真實信息，使該模型達到設(shè)計施工的一體化，各專業(yè)協(xié)同工作，從而降低了工程生產(chǎn)成本，保障工程按時按質(zhì)完成．在基于BIM的工業(yè)建筑的信息協(xié)同方面，現(xiàn)有文獻中較少出現(xiàn)．通過文獻研究，本文提出了首先利用3D掃描儀進行工業(yè)建筑的信息采集，然后可根據(jù)測繪所得的點云在BIM軟件中建立建筑信息模型，通過BIM模型實現(xiàn)工業(yè)建筑的信息集成，將其置于一個信息全面且可調(diào)節(jié)的建筑實體模型中進行整體對比和調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)信息集成管理．基于以上成果，將該理論運用到工程實踐中，可實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的信息集成、共享和協(xié)作，為工業(yè)建筑建設(shè)提供更多便利．

參考文獻:

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［3］杜欣．基于BIM的工業(yè)建筑遺產(chǎn)測繪［D］．天津:天津大學，2013．

［4］王潤生，王泉，徐靜．BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑改造中的應(yīng)用［J］．青島理工大學學報，2014，35(5):33－36．

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［9］王偉．BIM技術(shù)在工業(yè)建筑施工管理中的應(yīng)用研究［J］．玻璃，2017(5):20－22．

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［17］張愛琳，張秀英，李璐，等．基于BIM技術(shù)的裝配式建筑施工階段信息集成動態(tài)管理系統(tǒng)的應(yīng)用研究［J］．制造業(yè)自動化，2017，39(10):152－156．

作者：張愛琳 惠之瑤 王琨 閆澤文 單位：內(nèi)蒙古科技大學