装配式建筑BIM信息化建造系统及质量管理措施

doi院10.3969辕j.issn.1671-9107.2021.06.26装配式建筑BIM信息化建造系统及质量管理措施渊重庆市武隆区住房和城乡建设委员会袁重庆408500冤

该文在分析当前工程管理经验及BIM技术优势摘要院针对国内装配式建筑建设信息化水平不高，导致其推广与应用中全过程质量管理系统落后的问题，通过对比传统制造业的集成理念，提出了基于BIM平台的装配式建筑信息化建设集成体的基础上，进行了关于装配式建筑建造系统及质量管理的探索。通过对装配式建筑质量管理系，归纳分析了BIM集成管理系统的总体框架，并对其关键系统和支持系统的结构框架与设计思想进行了详细阐述。此外，分析了利用BIM平台开展装配式建筑质量管理的流程，中期控制与后期归纳三个阶段的质量管理体系，从方法的初步研究，构建了有效整合前期指导、组织措施、技术措施、经济措施等方面探索将BIM信息化模型的优势与施工质量管理相结合的新根本上降低了质量问题的发生概率。最后，从信息措施、思路，开辟装配式建筑施工管理的新途径。质量管理关键词院装配式建筑；BIM平台；信息化；建造系统；BIMInformationConstructionSystemandQualityManagementMeasuresforPrefabricatedBuildings

殷吉强1671-910706-0026-04中图分类号：TU17文献标识码：A文章编号：（2021）Abstract:Inviewoftheproblemthattheinformatizationofdomesticprefabricatedbuildingconstructiongeneratesabackwardqualitymanagementsystemin

thewholeprocessofitspromotionandapplicationduetoitslowlevel,thispaper,basedonananalysisofthecurrentprojectmanagementexperienceandtheadvantagesofBIMtechnology,exploredtheconstructionsystemandqualitymanagementofprefabricatedbuildings.Bycomparingtheintegrationconceptsoftraditionalmanufacturing,aBIMplatform-basedintegratedsystemforinformationconstructionofprefabricatedbuildingswasproposed,theoverallframeworkofwereelaboratedindetail.Inaddition,throughapreliminaryresearchonthequalitymanagementmethodsofprefabricatedbuildings,theprocessofemployingstagesofearlyguidance,mid-termcontrol,andlaterinductionwasconstructed,whichfundamentallyreducedtheprobabilityoftheoccurrenceofqualityprob鄄buildings.

Keywords:prefabricatedbuilding;BIMplatform;informatization;constructionsystem;qualitymanagement

lems.Finally,fromtheaspectsofinformationmeasures,organizationalmeasures,technicalmeasures,economicmeasures,etc.,newideasthatcombinethead鄄

theBIMintegratedmanagementsystemwassummarizedandanalyzed,andthestructuralframeworkanddesignideasofthekeysystemsandsupportingsystems

theBIMplatformtoconductqualitymanagementonprefabricatedbuildingswasanalyzed,aqualitymanagementsystemthateffectivelyintegratesthethreevantagesoftheBIMinformationmodelwithconstructionqualitymanagementwereexplored,openingupnewwaysofconstructionmanagementforprefabricated

0引言系统剖析遥李天华等[7]通过BIM技术的深入探索袁将无线射频识别渊RFID冤技术与装配式建筑现场管理相结合袁形成项目全过程管理的有机联合遥王要武尧曹洋等[8-9]分析了建筑行业智慧建设的式建筑的安全管理效率和水平遥齐宝库等[10]深入分析了装配式结估方法袁并分析了不同评价`因素对质量管理的贡献率遥

虽然国内借助BIM新技术开展装配式施工管理已有较多先例袁但是基于BIM平台实践装配式建筑建造系统及质量管理的探索仍然不足遥在当前技术及研究背景的基础上袁有必要开展专门应用于建造流程的计算机集成系统研究袁探索将BIM信息化模型的强大优势与装配式建筑现场质量管理相结合的新途径遥发展趋势袁提出了基于BIM信息化的智慧施工思路袁提升了装配构的拼装质量控制因素袁构建了装配式作业质量评价系统与评长期以来袁国内建筑领域一般采用粗放管理的传统建筑施工配式建筑逐渐受到工程技术领域袁甚至社会各界的广泛关注[1-3]遥方式遥伴随国内建设行业的逐渐发展与施工技术的不断提升袁装与传统建筑施工相比袁装配式建筑的作业地点已经从室外建设现场扩展至室内构件厂家遥

现今袁建设项目体量逐渐变大尧结构型式愈加复杂袁工程建设全过程质量管理的需求及风险控制也变得愈加重要遥由于施工作业范围的扩展袁装配式建筑建设全过程质量管理的线性流程不可避免地转变为非线性及并行管理模式袁其发展亟需信息化程度和施工技能的提升遥合理促进装配式建筑信息化建造系统的实现与推动装配式建筑行业发展的关键[4]遥

革新袁解决施工场所不同导致的质量管理模式差异问题袁将成为由于装配式建筑获得政府及建设部门的积极评价和推广袁相1基于BIM的装配式建筑建造系统各主要构件的工业化预制[11]遥与传统制造业的集成理念相似袁可以装配式结构是由厂制配件在现场拼装而成袁其形成的关键是把装配式建筑的形成过程概括为设计尧加工尧运输尧拼装尧养护等多个要素袁对比传统工业的管理与制造流程袁形成基于BIM化的集成建造体系袁以便提升装配式建筑的信息化建设程度遥

关科研院所及大型建筑企业均深入开展了装配式建筑BIM信息化建造及质量管理的研究遥吴国芳[5]基于现代信息技术袁进行了适用于建筑领域的信息化集成建造系统研发袁提出了计算机集技术引入装配式建筑施工全周期袁并对信息化模型成果进行了成建造系统的相关概念遥夏海兵等[6]基于实际工程应用袁将BIM

收稿日期院2020-12-23

作者简介院殷吉强渊1989要冤袁男袁重庆人袁研究生袁工程师袁主要从事房1.1BIM集成管理系统总体框架同时袁与现场施工的管理结构相适应遥此外袁还应当具备信息化建设的功能遥

BIM集成管理系统应当在充分考虑装配式建筑建设过程的26第20卷总第212期屋建筑和市政基础设施工程质量监督管理工作遥

Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.City&Architecture城市与建筑考虑装配式建筑的建设过程袁将各关键参与部门根据其总体功能袁按照设计计算尧部件加工尧仓储物流尧工地拼装四部分进行分类遥建筑结构的安全运营是实现其使用功能的基础袁因此袁施工过程的质量管理是各阶段不可缺少的重要保障遥为体现装配式建筑信息化功能袁不可缺少以系统技术为核心的支撑环境袁如信息传输线路和数据存储体系遥BIM集成管理系统的总体框架构成如图1所示遥装配式结构功能组成可划分为关键系统和支持系统遥

建筑设计政府单位施工管理系统过程控制设计计算系统建筑信息模型加工预制系统拼装构件运输保障系统关键系统结构设计电气工程师建设单位设备管理施工管理BIM

土建工程师拼装部件是装配式结构的组成单元袁加工预制系统就是对部件的工厂量化实施前期统筹遥加工预制系统根据设计计算系统提出的部件模型进行配套分析袁对所需的材料性质尧形状及数量列支计划袁并进行厂商精细化量产袁确保各部位构件不出现生产误差遥

渊2冤加工预制系统图3BIM平台协同设计示意数据存储系统网络传输系统支持系统运输保障系统是承接构件厂商与施工现场的关键袁对拼装部件及零件的物流及仓储实施监控袁确保运输信息的实时查证遥在拼装部件出厂前袁对所有构件分别置入ID芯片或张贴信息二维码袁以便读取信息编码袁根据既有计划分类尧储运袁满足现场施工的合理取用要求袁达到构件储运信息化的目标遥

渊3冤运输保障系统图1BIM集成管理系统总体框架在BIM集成管理系统总体框架下袁开展装配式结构设计施工过程的整体创新袁提出有关BIM集成系统的装配式建筑作业流程袁如图2所示遥

设计阶段运输保障系统渊4冤施工管理系统施工管理系统是建设管理的末端系统袁对接前期的设计规划袁并与运输保障系统连接遥施工管理系统通过对构件的拼装施工控制实现过程质量保障袁并及时进行现场信息采集及监测分析袁最终目的是确保拼装部件的施工质量遥

加工预制阶段运输阶段拼装阶段招投标合同管理设计计算仿真分析设计文件工艺规划构件加工物流运输拼装施工1.3支持系统设计支持系统是对关键系统提供支撑服务的辅助模块袁具体包括数据存储系统与网络传输系PM

CAE

BIM设计平台加工预制系统运输保障系统统遥

数据存储系统是实现不同关键系统尧不同企业信息与数据共享尧交换的接口袁以信息存储尧调用和控制为主要功能袁主要是保证不同分模块的数据资料在标准化尧本地化原则下袁达成数据的传递和共享袁确保数据的安全性尧一致质量管理系统1.2关键系统设计图2基于BIM化的装配式建设流程性尧易维护性遥

网络传输系统基于非封闭的网络通信条件袁是支撑总体框架的网络通讯系统袁具备交互性和集成性袁能够突破地域范围的约束袁完成对信息资源的共享遥基于覆盖所有工程参建方的网络管理系统集成平台袁能满足建设项目全生命周期中各实施单位的基本需求遥

关键系统对应为装配式建筑实施的关键流程袁分别是设计计算模块尧加工预制模块尧运输保障模块和施工管理模块遥

设计计算是装配式建筑建设流程的最初阶段袁构件的连接尧碰撞设计均以BIM模型搭建为基础遥基于多终端设备支持的BIM平台程序袁能够实现跨专业实时尧协作设计如图3所示袁模型信息囊括建筑全生命周期的全部参数袁并可通过受力模拟尧拼装碰撞等方式对不同专业的设计情况进行校核及优化袁形成高效率的一体化协同设计系统遥

渊1冤设计计算系统2BIM在装配式建筑质量管理中的应用2.1基于BIM质量管理的特点2021NO.627Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.作为一个信息联合展示平台袁BIM模型具备动态更新尧协同管理BIM模型可将外部关联信息归拢袁并实现三维视觉化效果[12]遥2.1.1跨专业沟通信息化袁提高质量管理效率ChongqingArchitecture反馈至加工厂袁降低构件信息由于传递过程流失而出现质量问题的可能遥生产厂商的质量管理流程详见图4遥

的显著特点袁可以将装配式建筑的任何构件拆解尧碰撞袁实现在装配式建筑全生命周期质量管理中的应用袁并展现出极大的优势遥

构件编码质量表单三维扫描装配式部件的安装尧连接精度要求较高袁仅经由二维图件表BIM模型达结构信息袁难以直观理解袁对项目质量目标的实现存在不利影响遥采用纸媒尧电话交流等传统沟通方式袁易导致参建各方的无效交流袁引起野信息孤岛冶现象遥通过BIM技术构建信息化平台袁能够有效避免因信息误解而出现的质量问题袁不同专业的人员沟通更为便捷尧智能遥

平面图纸图纸深化拼装构件出厂2.1.2注重现场质量控制袁做到实时有效管理信息化构件生产质量检查通过BIM技术进行质量管理袁现场出现的任何质量问题都可图4生产厂商的质量管理流程由控制人员实时记录并反馈至BIM平台袁允许各协作单位尧部门及时掌握现场质量状态及不稳定因素袁以实现对装配构件工厂加工及现场拼装的全程动态监控袁达到规避施工质量风险的目的遥

2.1.3加强分包协调作业袁降低总包管理难度图5为施工现场的质量管理流程遥装配式建筑施工前袁采用对BIM平台增加时间维度和质量维度的方法构建5D模型袁然后针对性地开展全过程施工分析袁借此发现施工中的质量问题和质量要点遥通过模拟识别的质量控制点袁能够提醒施工现场重点开展质量监控袁减少构件拼装过程中因技术问题而引起的质量隐患遥

BIM模型质量维度渊2冤施工现场的质量管理装配式建筑往往是基于项目总包管理模式袁由不同的分包团队协作开展完成遥总包企业负责各专业分包的施工协调及质量管控袁并对其施工的作业质量承担主要责任遥采用BIM技术进行质量管理袁可以通过完善的共享管理平台袁简化分包单位间的质量沟通过程袁降低总包单位的管理难度遥

2.2BIM在质量管理中的应用质量管理作为装配式建筑项目运营实践的系统进程袁对不同的实施阶段的质量要求具有一定的差异化遥基于BIM平台的辅助管理包含三方面内容院前期纲领性管理曰中期控制性管理曰后期归纳性管理遥

4D模拟时间维度2.2.1前期纲领性管理质量控制点1质量控制点2质量控制点n

确保工程施工高质量运行袁必须在项目建设开始前袁依据相关法律法规和标准规程尧建设协议及施工组织要求编制项目质量计划与控制准则遥采用BIM平台开展项目辅助质量管理袁可以将构配件加工尧运输尧存放及组装等各过程的质量控制标准输入5D最优模型展袁为后期作业起到提纲挈领的作用遥

BIM信息库袁构成完善的质量管理数据库袁便于提前预防尧重点开2.2.2中期控制性管理中期控制性管理是在装配式建筑设计文件形成后袁对构建预现场施工图5施工现场的质量管理流程制到构件拼装等过程涉及的人员及物料开展质量管理遥因为施工场所的差异袁这阶段的管理分为两部分院其一是工厂构件预制的质量管理袁其二是现场构件拼装的质量管理遥

2.2.3后期归纳性管理建设项目完成后的质量管理要以检验控制为主遥以往的后期质量仅就单一问题提出解决措施袁较少开展同类型问题的归纳和经验总结遥将BIM技术应用于装配式建筑质量管理中袁可以在发现质量问题后袁及时上传到BIM数据库中进行分析处理袁方便日后追责与经验归纳遥借助BIM数据库中同类问题的相关经验袁反馈到新建筑的施工过程袁在项目初期及早预判可能出现的质量缺陷袁以便及时提出相对应的防范措施袁降低项目后期的出错概率遥

渊1冤生产厂商的质量管理工厂预制是装配式构件质量保障的关键袁要确保所有配件均能在现场准确安装袁不出现错漏和碰撞遥应当在加工前将二维图纸借助BIM模型进行深化袁通过三维可视化技术提前预测和消除现场可能出现的冲突袁并将所需构件的资料和要求通过BIM平台28第20卷总第212期Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.City&Architecture城市与建筑3装配式建筑质量管理的BIM技术措施3.1信息措施BIM模型是基于大量构件信息的集合袁借助BIM平台进行辅术在装配式建筑质量管理中的应用特点袁并从信息措施尧组织措施尧技术措施尧经济措施等方面探索将BIM信息化模型的优势与装配式建筑施工质量管理相结合的新思路遥在项目建设之初明确采用BIM技术袁可以从源头降低质量问题的发生概率遥基于BIM平台开展装配式建筑质量管理流程袁有效整合前期指导尧中期控制与后期归纳三个阶段的现场质量措施袁能够做到及时有效的传递质量信息袁及早预判质量缺陷尧提出防范措施袁实现跨部门尧跨专业的质量动态管理遥

助管理袁重点在于信息传递的准确性和高效性遥BIM模型信息措施的关键是对模型数据中具有质量缺陷的构件进行有效定位袁针对拼装构件的编码开展有效质量管理遥此外袁根据施工环境及作业要求袁选择相应的质量录入途径袁增加全过程质量管理信息的录入准确性遥

3.2组织措施理模式必将是对传统的挑战遥根据BIM信息化发展特点袁成立针对性的BIM质量部门袁增强BIM管理的组织职能袁促进参与人员学习新技能袁尤其是采用组织措施规范拼装构件质量信息的录入过程袁能够通过组织保证袁提高不同部门对工程建设质量的掌握程度遥

BIM技术在装配式结构领域的实践尚不完善袁新兴的组织管参考文献院

术研究[J].四川建筑科学研究袁2018渊1冤院157-160.

[1]蒋博雅袁刘少瑜袁张宏.野微排未来屋冶可移动装配式关键技施工问题及对策分析[J].工业建筑袁2018渊11冤院207-210.

[2]薛茹袁王新袁渊史科.基于建筑信息建模技术的装配式建筑[3]赵海英袁薛俭袁王海鹏.智能建筑BIM技术在高层住宅施3.3技术措施想要确保装配式结构质量数据传递的准确性和高效性袁必须159-162.

工中的应用[J].武汉理工大学学报渊信息与管理工程版冤袁2019渊2冤院

采取适当的技术手段予以保障遥选择适当标准对拼装构件进行合理编码袁并利用RFID技术快速读取尧记录数据是实现技术保障的基础遥适用于装配式建筑构件的RFID设备应当具备较强的抗污染尧抗老化性能袁便于安装在形状复杂尧位置特殊的构件上遥此外袁应当采用大容量尧非接触式的信息读取设备袁达到不同质量信息存储的要求袁并避免遮盖物对设备的干扰遥

themanagementofprefabricatedconstruction[J].HabitatInternation鄄al,2014渊43冤院240-249.滨院哈尔滨工业大学袁2004.

[4]LiZ,ShenGQ,XueX.Criticalreviewoftheresearchon[5]吴国芳.基于CIM的计算机集成建造系统的研究[D].哈尔[6]夏海兵袁辛佐先袁熊诚袁等.BIM技术在PC住宅全生命周[7]李天华袁袁永博袁张明媛.装配式建筑全寿命周期管理中3.4经济措施期中的应用[J].施工技术袁2013渊S2冤院157-160.

根据工程建设的实际开展情况袁制定针对性的经济措施袁提出资金供需计划袁是从经济上保证全过程质量管理顺利实施的关键遥此外袁在经济上激励参与项目的质量管理人员袁制定合理适用的奖惩计划袁也是调动全员参与的积极经济措施遥

BIM与RFID的应用[J].工程管理学报袁2012渊3冤院28-32.技进步与对策袁2012渊18冤院13-16.

[8]王要武袁吴宇迪.智慧建设理论与关键技术问题研究[J].科4结语目前袁国内装配式建筑的建设信息化程度不高袁全过程质量管理方法较落后遥BIM技术在工程建设中主要用于经济与工期控制袁基于BIM平台的装配式建造系统及质量管理的探索仍然不足遥

本文对比传统工业的集成理念袁概括了以BIM平台应用为主导的装配式建筑信息化建设体系遥通过归纳传统工业的管理与制造流程袁分析归纳了BIM集成管理系统的总体框架袁根据各分系统在集成体系中的作用袁划分为关键系统与支持系统两部分袁并对其结构组成与设计理念予以详细解读遥

此外袁本文在当前技术及研究背景的基础上袁总结了BIM技15.

统构建[J].武汉理工大学学报渊信息与管理工程版冤袁2018渊6冤院10-

[9]曹洋袁苏振民袁金少军.基于BIM与AR的施工安全管理系[10]齐宝库袁李长福.装配式建筑施工质量评估指标体系的建[12]SchwaigerJ,MarkertM,ShevchenkoN,etal.Fullpaper:

立与评估方法研究[J].施工技术袁2014渊15冤院20-24.

浇整体式梁柱节点研究[J].四川建筑科学研究袁2017渊3冤院110-115.

[11]章一萍袁隗萍袁张春雷袁等.新型装配式混凝土框架结构后Automationofmodulardesignandconstructionmanufacturing渊2冤院3707-3715.

责任编辑院刘艳萍throughanIntegratedBIM/leanmodel[J].Gerontechnology,2012

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