BIM与智慧工地两者之间有什么关系?
建筑行业是我国国民经济的重要物质生产部门和支柱产业之一,同时,建筑业也是一个安全事故多发的高危行业。
在这背景下,伴随着技术的不断发展,信息化手段、移动技术、智能穿戴及工具在工程施工阶段的应用不断提升,智慧工地建设应运而生。建设智慧工地在实现绿色建造、引领信息技术应用、提升社会综合竞争力等方面具有重要意义。
BIM是一个由二维模型到三维模型的转变过程,也是从传统施工中被动“遇到问题,解决问题”到主动“发现问题,解决问题”的一个转变过程。所以,BIM的应用对“智慧工地”建设显得尤为重要。
“智慧工地”的建设,依托于施工现场管理平台。而平台中信息的来源,主要是来自于工程BIM模型。大部分情况下,BIM模型的精确度决定了“智慧工地”的开展程度。BIM是一个由二维模型到三维模型的一个转变过程,也是从传统施工中被动“遇到问题,解决问题”到主动“发现问题,解决问题”的一个转变过程。
所以,BIM模型的应用对于“智慧工地”建设显得尤为重要。“智慧工地”建设中,BIM模型的应用主要集中在以下几个方面:
工程量的统计:在BIM模型创建完成后,通过对模型的解读,能够分析出各施工流水段各材料的工程量,如混凝土的工程量。从北京行政副中心B4项目实施情况来看,通过模型直接提取混凝土工程量与实际工程量之差可以控制在1%以内。在钢结构中,通过对模型的分解,直接根据模型对钢结构构件进行加工。
施工模拟:在制定完成施工进度计划后,通过软件把施工进度计划与BIM模型相关联,对施工过程进行模拟。将实际工程进度与模拟进度进行对比,可以直观的看出工程是否滞后,分析滞后的原因,以确保工程按计划完工。
可视化交底:通过BIM的可视化特点,对施工方案进行模拟,对施工人员进行3D动画交底,提高了交底的可行性。
节点分析: 通过对设计图纸的解读 ,对复杂节点进行BIM建模,通过模型对复杂节点进行分析。比如复杂的钢筋节点,在模型建立后,对模型进行观察,找到钢筋的碰撞点,对钢筋的布置进行优化;也可以模拟模板支撑体系的受力状况,以确保模板支撑体系的施工安全。
2017年起,“智慧工地”逐步进入政策视野,此前则多为建筑施工企业出于自身需求开展的创新应用。尤其在国务院办公厅《关于促进建筑业持续健康发展的意见》印发后,“智慧工地”的应用价值及现实意义渐成共识。
当前,针对“智慧工地”的顶层设计尚未明确,各地关于“智慧工地”的概念界定和路径设计也各有千秋。综合多地文件,可以将“智慧工地”理解为基于信息技术,围绕建筑工程项目全生命周期,建立支撑现场管理、互联协同、智能决策、数据共享的信息化系统,实现信息技术与现场管理深度融合的新型施工管控模式。
要而言之,“智慧工地”旨在为工程施工项目装上“智慧大脑”,通过采集、集成和应用建筑施工数据,实现对于施工现场的信息化监管。
1、信息采集:打破“信息孤岛”
施工现场散落着类别多、数量大的信息,涉及政府监管部门、建设、施工、监理、设计和材料供应商等诸多主体,需服务于质量、安全、成本、工期等控制需要。
为改变传统工地中信息重复采集、信息交叉上报、信息冗余严重、信息更新滞后的信息管理现状,“智慧工地”充分利用互联网、物联网、传感器等先进信息化技术手段,提高数据获取的准确性、及时性、真实性和完整性,致力于满足项目管理者对现场作业过程所需数据的及时获取、共享和沟通。
针对现场管理中较为突出的“信息孤岛”现象(表现为功能上不关联互助、信息不共享互换、信息与业务流程和应用相互脱节),“智慧工地”着力打破信息之间的互联互通障碍,构建横向到边、纵向到底的信息交互关系,既在“信息孤岛”间架设桥梁、实现大数据融合,也为破除“信息壁垒”、填平孤岛重建奠定基础。
响应《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》针对施工类企业提出的“建立基于BIM的项目管理信息系统”号召,各地也要求逐步推进BIM技术,以降低信息在各环节传递过程中的衰减,实现信息的有效传递和共享。
2、系统集成:汇集多元力量
在优化信息采集的基础上,“智慧工地”还需将软件、硬件、技术和信息等集成到相互关联、统一协调的系统之中,使信息达到充分共享,在此基础上可以对施工现场的人、机、料、法、环等资源进行集中管理。
针对市场上施工现场管理信息系统多而杂的近况,“智慧工地”通过完善并集成项目管理、劳务管理、物资材料管理等系统,将施工现场所应用的各类小而精(杂)的专业化系统集成整合为各功能模块集成统一的系统平台。如《重庆市2020年“智慧工地”建设工作方案》明确智慧工地应具备人员实名制管理、危险性较大的分部分项工程安全管理、工程监理报告、工程质量验收管理、建材质量监管、工资专用账户管理6项元素,江苏省《关于推进智慧工地建设的指导意见》也明确智慧工地应涵盖现场应用、集成监管、决策分析、数据中心和行业监管等五个方面内容。
与此同时,“智慧工地”还有意提高BIM、LBS、VR、AR等技术应用软件和系统的集成程度,一方面提高信息技术集成应用能力,另一方面也有助于解决市场存在的软硬件集成难、系统选型难等问题。
3、数据应用:升级项目管理
信息的采集和系统的集成都是为了发挥大数据智能化对提升施工项目管理效能的价值。在前两步骤的基础上,“智慧工地”得以在数据应用环节发挥巨大潜能:“了解”工地的过去,“清楚”工地的现状,“预知”工地的未来。
对于各方建设主体而言,“智慧工地”有利于施工精细化管控的实现:通过集中获取、传递、处理、再生与利用项目信息,应用人员安全管理、施工进度监督、车辆未冲洗抓拍、现场设备监控等功能,能够提高施工现场决策能力和管理效率,助力项目管理“耳聪目明”,长远来看对于项目管理各方而言也是降低施工成本的创新选择。
对于监管部门而言,一方面可通过“智慧工地”优化对于施工项目的微观管理,如《成都市智慧工地线上巡查管理办法(试行)》要求各区(市)县住建行政主管部门(含质量、安全监督机构)负责所监管项目智慧工地线上巡查工作,督促相关责任单位及时整改和处理巡查问题;另一方面可应用“智慧工地”更好实现“现场与市场”联动管理,落实“现场优秀、市场优选”原则,在建筑企业中普及“以现场促市场、以市场保现场”观念,优化对于建筑市场的宏观管理。
“智慧工地”是建筑业信息化、智能化和精细化的有效载体,也是推进建筑产业现代化的重要环节,其应用能够提升行业监管和企业综合管理能力、驱动建筑企业智能化变革、引领项目全过程升级。当然,其推广还需以智能技术与智能设备的普及使用为出发点,政策支持、措施保障、督导监管加以辅助。