“BIM＋”＋什么？ 怎么＋？
來源：本網(wǎng)站
發(fā)布日期：2019-11-04 瀏覽量：2019
“互聯(lián)網(wǎng)＋”的概念被正式提出之后迅速發(fā)酵，各行各業(yè)紛紛嘗試借助互聯(lián)網(wǎng)思維推動(dòng)行業(yè)發(fā)展，建筑施工行業(yè)也不例外。
隨著BIM應(yīng)用逐步走向深入，單純應(yīng)用BIM的項(xiàng)目越來越少，更多的是將BIM與其他先進(jìn)技術(shù)集成或與應(yīng)用系統(tǒng)集成，以期發(fā)揮更大的綜合價(jià)值。BIM＋PM、BIM ＋云計(jì)算、BIM＋物聯(lián)網(wǎng)……“BIM＋”＋什么？怎么＋？PM是項(xiàng)目管理的英文縮寫，是在限定的工期、質(zhì)量、費(fèi)用目標(biāo)內(nèi)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行綜合管理以實(shí)現(xiàn)預(yù)定目標(biāo)的管理工作。BIM與PM集成應(yīng)用，是通過建立BIM應(yīng)用軟件與項(xiàng)目管理系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口，充分利用BIM的直觀性、可分析性、可共享性及可管理性等特性，為項(xiàng)目管理的各項(xiàng)業(yè)務(wù)提供準(zhǔn)確及時(shí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與技術(shù)分析手段，配合項(xiàng)目管理的流程、統(tǒng)計(jì)分析等管理手段，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生、數(shù)據(jù)使、流程審批、動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)、決策分析的完整管理閉環(huán)，以提升項(xiàng)目綜合管理能力和管理效率。
BIM與PM集成應(yīng)用，可以為項(xiàng)目管理提供可視化管理手段。如，二者集成的4D管理應(yīng)用，可直觀反映出整個(gè)建筑的施工過程和形象進(jìn)度，幫助項(xiàng)目管理人員合理制訂施工計(jì)劃、優(yōu)化使用施工資源。同時(shí)，二者集成應(yīng)用可為項(xiàng)目管理提供更有效的分析手段。如，針對(duì)一定的樓層，在BIM集成模型中獲取收入、計(jì)劃成本，在項(xiàng)目管理系統(tǒng)中獲取實(shí)際成本數(shù)據(jù)，并進(jìn)行三算對(duì)比分析，輔助動(dòng)態(tài)成本管理。此外，二者集成應(yīng)用還可以為項(xiàng)目管理提供數(shù)據(jù)支持。如，利用BIM綜合模型可方便快捷地為成本測(cè)算、材料管理以及審核分包工程量等業(yè)務(wù)提供數(shù)據(jù)，在大幅提升工作效率的同時(shí)，也可有效提高決策水平。云計(jì)算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算方式，以這種方式共享的軟硬件和信息資源可以按需提供給計(jì)算機(jī)和其他終端使用。BIM與云計(jì)算集成應(yīng)用，是利用云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)將BIM應(yīng)用轉(zhuǎn)化為BIM云服務(wù)，目前在我國尚處于探索階段。
基于云計(jì)算強(qiáng)大的計(jì)算能力，可將BIM應(yīng)用中計(jì)算量大且復(fù)雜的工作轉(zhuǎn)移到云端，以提升計(jì)算效率；基于云計(jì)算的大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，可將BIM模型及其相關(guān)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)同步到云，方便用戶隨時(shí)隨地訪問并與協(xié)作者共享；云計(jì)算使得BIM技術(shù)走出辦公室，用戶在施工現(xiàn)場(chǎng)可通過移動(dòng)設(shè)備隨時(shí)連接云服務(wù)，及時(shí)獲取所需的BIM數(shù)據(jù)和服務(wù)等。物聯(lián)網(wǎng)是通過射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議將物品與互聯(lián)網(wǎng)相連進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。BIM與物聯(lián)網(wǎng)集成應(yīng)用，實(shí)質(zhì)上是建筑全過程信息的集成與融合。BIM技術(shù)發(fā)揮上層信息集成、交互、展示和管理的作用，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)則承擔(dān)底層信息感知、采集、傳遞、監(jiān)控的功能。二者集成應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)建筑全過程“信息流閉環(huán)”，實(shí)現(xiàn)虛擬信息化管理與實(shí)體環(huán)境硬件之間的有機(jī)融合。目前BIM在設(shè)計(jì)階段應(yīng)用較多，并開始向建造和運(yùn)維階段應(yīng)用延伸。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用目前主要集中在建造和運(yùn)維階段，二者集成應(yīng)用將會(huì)產(chǎn)生極大的價(jià)值。數(shù)字化是將不同類型的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)字，將這些數(shù)字保存在適當(dāng)?shù)哪Ｐ椭?，再將模型引入?jì)算機(jī)進(jìn)行處理的過程。數(shù)字化加工則是在應(yīng)用已經(jīng)建立的數(shù)字模型基礎(chǔ)上，利用生產(chǎn)設(shè)備完成對(duì)產(chǎn)品的加工。
BIM與數(shù)字化加工集成，意味著將BIM模型中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字化加工所需的數(shù)字模型，制造設(shè)備可根據(jù)該模型進(jìn)行數(shù)字化加工。目前，主要應(yīng)用在預(yù)制混凝土板生產(chǎn)、管線預(yù)制加工和鋼結(jié)構(gòu)加工3個(gè)方面。一方面，工廠精密機(jī)械自動(dòng)完成建筑物構(gòu)件的預(yù)制加工，不僅制造出的構(gòu)件誤差小，生產(chǎn)效率也可大幅提高；另一方面，建筑中的門窗、整體衛(wèi)浴、預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等許多構(gòu)件，均可異地加工，再被運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配，既可縮短建造工期，也容易掌控質(zhì)量。施工測(cè)量是工程測(cè)量的重要內(nèi)容，包括施工控制網(wǎng)的建立、建筑物的放樣、施工期間的變形觀測(cè)和竣工測(cè)量等內(nèi)容。近年來，外觀造型復(fù)雜的超大、超高建筑日益增多，測(cè)量放樣主要使用全站型電子速測(cè)儀（簡(jiǎn)稱全站儀）。隨著新技術(shù)的應(yīng)用，全站儀逐步向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。智能型全站儀由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，在相關(guān)應(yīng)用程序控制下，在無人干預(yù)的情況下可自動(dòng)完成多個(gè)目標(biāo)的識(shí)別、照準(zhǔn)與測(cè)量，且在無反射棱鏡的情況下可對(duì)一般目標(biāo)直接測(cè)距。
BIM與智能型全站儀集成應(yīng)用，是通過對(duì)軟件、硬件進(jìn)行整合，將BIM模型帶入施工現(xiàn)場(chǎng)，利用模型中的三維空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)智能型全站儀進(jìn)行測(cè)量。二者集成應(yīng)用，將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪所得的實(shí)際建造結(jié)構(gòu)信息與模型中的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，核對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境與BIM模型之間的偏差，為機(jī)電、精裝、幕墻等專業(yè)的深化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。同時(shí)，基于智能型全站儀高效精確的放樣定位功能，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)軸線、控制點(diǎn)及標(biāo)高控制線，可高效快速地將設(shè)計(jì)成果在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行標(biāo)定，實(shí)現(xiàn)精確的施工放樣，并為施工人員提供更加準(zhǔn)確直觀的施工指導(dǎo)。此外，基于智能型全站儀精確的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集功能，在施工完成后對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物進(jìn)行實(shí)測(cè)實(shí)量，通過對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，檢查施工質(zhì)量是否符合要求。地理信息系統(tǒng)是用于管理地理空間分布數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)，以直觀的地理圖形方式獲取、存儲(chǔ)、管理、計(jì)算、分析和顯示與地球表面位置相關(guān)的各種數(shù)據(jù)，英文縮寫為GIS。BIM與GIS集成應(yīng)用，是通過數(shù)據(jù)集成、系統(tǒng)集成或應(yīng)用集成來實(shí)現(xiàn)的，可在BIM應(yīng)用中集成GIS，也可以在GIS應(yīng)用中集成BIM，或是BIM與GIS深度集成，以發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，拓展應(yīng)用領(lǐng)域。目前，二者集成在城市規(guī)劃、城市交通分析、城市微環(huán)境分析、市政管網(wǎng)管理、住宅小區(qū)規(guī)劃、數(shù)字防災(zāi)、既有建筑改造等諸多領(lǐng)域有所應(yīng)用，與各自單獨(dú)應(yīng)用相比，在建模質(zhì)量、分析精度、決策效率、成本控制水平等方面都有明顯提高。
3D掃描是集光、機(jī)、電和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的高新技術(shù)，主要用于對(duì)物體空間外形、結(jié)構(gòu)及色彩進(jìn)行掃描，以獲得物體表面的空間坐標(biāo)，具有測(cè)量速度快、精度高、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，且其測(cè)量結(jié)果可直接與多種軟件接口。3D激光掃描技術(shù)又被稱為實(shí)景復(fù)制技術(shù)，采用高速激光掃描測(cè)量的方法，可大面積高分辨率地快速獲取被測(cè)量對(duì)象表面的3D坐標(biāo)數(shù)據(jù)，為快速建立物體的3D影像模型提供了一種全新的技術(shù)手段。
3D激光掃描技術(shù)可有效完整地記錄工程現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜的情況，通過與設(shè)計(jì)模型進(jìn)行對(duì)比，直觀地反映出現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)的施工情況，為工程檢驗(yàn)等工作帶來巨大幫助。同時(shí)，針對(duì)一些古建類建筑，3D激光掃描技術(shù)可快速準(zhǔn)確地形成電子化記錄，形成數(shù)字化存檔信息，方便后續(xù)的修繕改造等工作。此外，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)難以修改的施工現(xiàn)狀，可通過3D激光掃描技術(shù)得到現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)信息，為其量身定做裝飾構(gòu)件等材。BIM與3D掃描集成，是將BIM模型與所對(duì)應(yīng)的3D掃描模型進(jìn)行對(duì)比、轉(zhuǎn)化和協(xié)調(diào)，達(dá)到輔助工程質(zhì)量檢查、快速建模、減少返工的目的，可解決很多傳統(tǒng)方法無法解決的問題。
上海中心大廈項(xiàng)目引入大空間3D激光掃描技術(shù)，通過獲取復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及空間目標(biāo)的3D立體信息，快速重構(gòu)目標(biāo)的3D模型及線、面、體、空間等各種帶有3D坐標(biāo)的數(shù)據(jù)，再現(xiàn)客觀事物真實(shí)的形態(tài)特性。同時(shí)，將依據(jù)點(diǎn)云建立的3D模型與原設(shè)計(jì)模型進(jìn)行對(duì)比，檢查現(xiàn)場(chǎng)施工情況，并通過采集現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)的管線及龍骨數(shù)據(jù)建立模型，作為后期裝飾等專業(yè)深化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。BIM與3D掃描技術(shù)的集成應(yīng)，不僅提高了該項(xiàng)目的施工質(zhì)量檢查效率和準(zhǔn)確性，也為裝飾等專業(yè)深化設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。虛擬現(xiàn)實(shí)，也稱作虛擬環(huán)境或虛擬真實(shí)環(huán)境，是一種三維環(huán)境技術(shù)，集先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感與測(cè)量技術(shù)、仿真技術(shù)、微電子技術(shù)等為一體，借此產(chǎn)生逼真的視、聽、觸、力等三維感覺環(huán)境，形成一種虛擬世界。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是人們運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行的可視化操作，與傳統(tǒng)的人機(jī)界面以及流行的視窗操作相比，虛擬現(xiàn)實(shí)在技術(shù)思想上有了質(zhì)的飛躍。
BIM技術(shù)的理念是建立涵蓋建筑工程全生命周期的模型信息庫，并實(shí)現(xiàn)各個(gè)階段、不同專業(yè)之間基于模型的信息集成和共享。BIM與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)集成應(yīng)用，主要內(nèi)容包括虛擬場(chǎng)景構(gòu)建、施工進(jìn)度模擬、復(fù)雜局部施工方案模擬、施工成本模擬、多維模型信息聯(lián)合模擬以及交互式場(chǎng)景漫游，目的是應(yīng)用BIM信息庫，輔助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)更好地在建筑工程項(xiàng)目全生命周期中應(yīng)用。
BIM與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)集成應(yīng)用，可提高模擬的真實(shí)性。傳統(tǒng)的二維、三維表達(dá)方式，只能傳遞建筑物單一尺度的部分信息，使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可展示一棟活生生的虛擬建筑物，使人產(chǎn)生身臨其境之感。并且，可以將任意相關(guān)信息整合到已建立的虛擬場(chǎng)景中，進(jìn)行多維模型信息聯(lián)合模擬。可以實(shí)時(shí)、任意視角查看各種信息與模型的關(guān)系，指導(dǎo)設(shè)計(jì)、施工，輔助監(jiān)理、監(jiān)測(cè)人員開展相關(guān)工作。
BIM與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)集成應(yīng)用，可提高模擬工作中的可交互性。在虛擬的三維場(chǎng)景中，可以實(shí)時(shí)地切換不同的施工方案，在同一個(gè)觀察點(diǎn)或同一個(gè)觀察序列中感受不同的施工過程，有助于比較不同施工方案的優(yōu)勢(shì)與不足，以確定最佳施工方案。同時(shí)，還可以對(duì)某個(gè)特定的局部進(jìn)行修改，并實(shí)時(shí)地與修改前的方案進(jìn)行分析比較。此外，還可以直接觀察整個(gè)施工過程的三維虛擬環(huán)境，快速查看到不合理或者錯(cuò)誤之處，避免施工過程中的返工。虛擬施工技術(shù)在建筑施工領(lǐng)域的應(yīng)用將是一個(gè)必然趨勢(shì)，在未來的設(shè)計(jì)、施工中的應(yīng)用前景廣闊，必將推動(dòng)我國建筑施工行業(yè)邁入一個(gè)嶄新的時(shí)代。3D打印技術(shù)是一種快速成型技術(shù)，是以三維數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，通過逐層打印或粉末熔鑄的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)，綜合了數(shù)字建模技術(shù)、機(jī)電控制技術(shù)、信息技術(shù)、材料科學(xué)與化學(xué)等方面的前沿技術(shù)。
BIM與3D打印的集成應(yīng)用，主要是在設(shè)計(jì)階段利用3D打印機(jī)將BIM模型微縮打印出來，供方案展示、審查和進(jìn)行模擬分析；在建造階段采用3D打印機(jī)直接將BIM模型打印成實(shí)體構(gòu)件和整體建筑，部分替代傳統(tǒng)施工工藝來建造建筑。BIM與3D打印的集成應(yīng)用，可謂兩種革命性技術(shù)的結(jié)合，為建筑從設(shè)計(jì)方案到實(shí)物的過程開辟了一條“高速公路”，也為復(fù)雜構(gòu)件的加工制作提供了更高效的方案。目前，BIM與3D打印技術(shù)集成應(yīng)用有三種模式：基于BIM的整體建筑3D打印、基于BIM和3D打印制作復(fù)雜構(gòu)件、基于BIM和3D打印的施工方案實(shí)物模型展示。
基于BIM的整體建筑3D打印。應(yīng)用BIM進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)模型交付專用3D打印機(jī)，打印出整體建筑物。利用3D打印技術(shù)建造房屋，可有效降低人力成本，作業(yè)過程基本不產(chǎn)生揚(yáng)塵和建筑垃圾，是一種綠色環(huán)保的工藝，在節(jié)能降耗和環(huán)境保護(hù)方面較傳統(tǒng)工藝有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。
隨著各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)階段BIM與3D打印技術(shù)集成存在的許多技術(shù)問題將會(huì)得到解決，3D打印機(jī)和打印材料價(jià)格也會(huì)趨于合理，應(yīng)用成本下降也會(huì)擴(kuò)大3D打印技術(shù)的應(yīng)用范圍，提高施工行業(yè)的自動(dòng)化水平。雖然在普通民用建筑大批量生產(chǎn)的效率和經(jīng)濟(jì)性方面，3D打印建筑較工業(yè)化預(yù)制生產(chǎn)沒有優(yōu)勢(shì)，但在個(gè)性化、小數(shù)量的建筑上，3D打印的優(yōu)勢(shì)非常明顯。隨著個(gè)性化定制建筑市場(chǎng)的興起，3D打印建筑在這一領(lǐng)域的市場(chǎng)前景非常廣闊。
