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摘要:随着社会经济的发展,科技的日新月异,我国已经步入了快速发展的阶段,城市化进程的不断加快,各行各业都在如火如荼的迅猛发展着,建筑领域也迎来了空前的发展。新时代背景下,我国建筑施工技术也有了更高的要求,不久前在我国首届数字中国建设峰会上,“智慧工地”的概念得到了广泛的关注,这也深度证明了,在数据交换标准技术、BIM技术、3S技术、物联网、虚拟现实技术等新兴信息技术的发展下,同时加以智慧施工的理念,完全可以实现“智慧工地”,整个建筑行业有望向着更高效、更环保、低沉本的方向发展。本文通过对智慧施工的理念、构架设计、以及技术支撑,探究在建筑施工进度与质量管理两方面的应用。
关键词:建筑施工进度;质量管理;智慧施工理念
前言
建筑施工是我国典型的传统型行业,具有建筑施工人员数量多、密集的特点,但是目前建筑行业中项目管理手段单一,缺乏先进的科技支撑,这就使得传统的建筑行业不仅生产效率十分低下,而且成本也一直处于居高不下的状态。传统的建筑行业虽然聚集了数以千万的劳动人员,但是由于没有现代化技术的支撑与科学有效的管理手段,生产效率持续低迷,与整个现代化社会已然脱节。为了弥补这种行业的差距与短板,智慧施工的理念应运而生,将现代信息化技术应用于施工管理中,对传统的施工管理理论与方法进行了完善,科学有效的对建筑施工现场进行监督与管理,掌握建筑施工现场的实时信息,并且对建筑施工全过程进行合理的优化,实现对建筑施工进度与质量等施工要素的管理与控制[1]。
一、智慧施工理念
智慧施工理念是智慧地球理念在建筑工程领域的一种具现,是建筑工程领域开启崭新生命周期管理的一种象征。智慧施工是指运用现代化信息技术,如:数据交换标准技术、BIM技术、3S技术、物联网、虚拟现实技术、普适计算和4D可视化等新兴信息技术手段,通过创设三维设计平台,对施工现场进行精准的设计和模拟,实现施工过程中的全面感知,并且围绕整体施工过程进行管理,建立互联协同、普适计算、科学管理和集成应用的施工项目生态圈,并将此数据利用虚拟现实技术与物联网技术采集到的工程信息进行分析,为整个施工项目提供施工过程预测,进而实现施工可视化,质量管理可控化,已达到加快施工进度,提高施工质量,全面提升施工效率的一种施工管理理念[2]。
智慧施工理论的诞生是基于现有的、传统的施工管理理念的基础上,更多的将人工智慧、传感技术、虚拟现实等新兴信息技术相互融合,完善现有施工管理理论及方法,以一种更科学、更智慧的方式来改进现有施工管理及方法,进而达到提升现有的建筑施工的管理水平的目的。
二、智慧施工理念在建筑施工进度中的应用
(一)施工进度计划与模型的创建
智慧施工管理是采用新兴的信息技术手段进行管理的,采用Project管理软件和Revit软件对所需构建建筑施工流程进行创建相应的项目进度计划表。其中Project管理软件不仅可以快速、准确的创建出建筑项目计划,还可以有效地帮助项目经理实现项目进度、成本的控制,极大程度的缩短项目工程的工期,使现有的建筑资源、材料得到最大程度的使用,提高项目的经济效益,其具体操作流程如下:
①收集并整理建筑施工项目的基本信息,对建筑项目进行工作分析,初步创建项目施工进度计划表。
②在项目施工前对所有资源及任务进行合理的时间分配计划,并复验初创的进度计划安排表(如图1),同时按照施工实际情况对计划表进行合理的调整,确保进度计划安排表的准确无误,方可进入执行阶段。
图1项目进度计划表
(二)施工进度模拟与实时施工模拟
施工进度模拟是基于BIM技术与3D技术的虚拟建造,同时附加时间参数,将建筑施工人员从复杂的、抽象的图形、表格、文字中解放出来,以一种动态的、形象的三维模型将建筑施工整体过程以一种虚拟建造的方式描绘出来。而Navisworks软件是一款先进的BIM软件[1],它是一种可视化、仿真、分析多种格式的三维设计模型,能够精准的将建筑设计图、施工进度以一种动态的可视化的方式呈现出来,使人在真实的环境中体验建筑施工的所有项目。其建筑施工进度计划具体流程如下:
①创建任务。将建筑施工项目模型载入到Navisworks软件中:在“集合”面板中创建如“基础”、“1F”等标题命名的集合(如图2)。添加任务并附着对象:将Project管理软件中创建并复验的施工任务进度表导入Navisworks软件,生成任务列表,并且在“Timeliner”窗口的所有任务附着相应的对象集。
②模拟进度。通过“Timeliner”窗口调节模拟过程中模型的外观等设置(如图3),进行建筑施工过程模拟,如图4。
③导出图像和动画。将“Timeliner”窗口的施工模拟过程导出为动画,最终模拟施工进度与实际施工进度一致时,所得的三维模型则为实时施工模型,如图5。
图2对象集图3模拟设置
图4模拟施工图5实时施工模型
创建实时施工模型时应当需要注意两个问题,一是实际施工进度数据信息的采集,二是BIM施工模型的更新。
对于实际施工现场数据信息的采集,可以利用现代化手段进行,比如:扫描二维码的方式进行,这样既可以保证施工现场进度信息的有效性、准确性,也能最大程度的提升数据采集以及施工管理的效率。施工是一个动态的过程,因此,BIM施工模型也应当是一个动态的过程。在实际操作中可以通过设置阅读器来采集实际施工信息,将收集到的信息传回到BIM施工模型应用的系统中,使其自动完成更新,始终使实际施工进度与BIM模型施工进度保持一致,只有这样BIM施工模型才能按照既定的进度日期完成施工。
三、智慧施工理念在施工质量管理的应用
(一)事前质量控制
事前质量控制是实现质量控制目标的前提保障,是指在建筑项目施工前对项目进行碰撞检验、深化设计等,以避免因施工前期调研不足而导致的返工的可能性,进一步提高施工建筑的质量、进度、效率等。事前质量控制与管理主要是利用BIM模型的可视化优势,将建筑施工过程中的重点、难点、关键点进行事先的技术演练,以提高建筑施工项目的质量。
结构碰撞检验是为了确保施工建筑的质量问题,在施工前利用新兴信息技术也就是Navisworks软件的质量检验的过程,只有碰撞检验报告通过后方能进行下一步(如图6)。深化设计是指在符合施工技术要求与行为规范的基础上,结合实际的施工现场状况,对最初的设计图纸进行修改、调整、补充与完善,进而使得图纸的可操作性更强,审查通过后便于直接运用到实际的施工现场,对施工现场的施工进行指导操作[3]。
图6碰撞检验报告
(二)事中质量控制
事中质量控制是对施工现场构件的运输、管理和施工进度、质量的实时动态跟踪。具体操作流程如下:
①对于施工现场构件信息的跟踪可以采用智能设备,已扫码的形式实时追踪,获取信息与状态。
②当建筑施工人员在施工现场发现构件存在质量问题时,可以通过对构件拍照上传或者构件信息录入等形式发起构件质量整改,进入相应的整改流程,系统对构件信息自动识别、传送至相关单位然后进行相应的整改。如图7。
图7构件质量问题处理
(三)事后质量控制
事后质量控制是指在建筑施工过程中或施工结束后,对于施工过程中存在的、未解决的质量问题,根据其产生的原因采取相对应的补救措施。在建筑施工的过程中实时监控施工进度与质量,在发现质量问题后,施工管理人员对问题进行留档、上报、整改意见等方式对有质量问题的情况进行录入、保存,以方便进行下一步整改流程。而BIM技术则是对建筑施工全过程的一个质量把控,对施工过程中所有的质量问题进行收集、分析、录入、储存、处理,并且将这些质量问题有区别的在BIM施工模型中进行体现,最终形成建筑施工事后质量监控报告及建筑施工质量评估报告,为后期的建筑工程项目施工从时间、成本等多方面进行监控,进而规避质量事故的发生[4]。将采集到的信息进行整理,同时利用BIM技术对所需的一系列的文件进行技术生成,完成最终的提交与审核,避免纸质版图纸与文件浪费不必要的时间,从而提高了施工现场资料的管理水平,增强整体事后质量管理。
四、结束语
①智慧施工理念能够改变一座城市的品质,智慧施工能够提升着城市的地位和发展水平,智慧施工是城市高级化的重要表现。而智慧施工理念的出现将传统的施工方式、管理方式与现代化新兴信息技术相融合,从根本上为建筑行业加快项目施工进度,提升建筑施工质量管理开辟了新发展,既提升了建筑行业的管理水平,又使得城市的管理更加高效、城市的环境更加绿色、城市的经济更加高速发展。
②本文对智慧施工理念进行了简单的阐述,通过采用BIM技术,创建建筑施工进度计划表,模拟建筑施工建造过程,将建筑施工进度模型与实际施工进度进行比较,已达到追踪实际施工进度与模拟施工进度的偏差。
③通过以事前设计、事中实时信息、事后问题总结的方式对建筑施工质量进行严格的把控,将传统的质量管理方法与新兴的BIM技术相结合,有效的规避建筑施工过程中的风险,实现了人们科学利用信息技术,打造绿色建造、综合能力强的城市施工。
参考文献:
[1]吴水根,张吉亮,游育林.智慧施工理念在施工进度和质量管理中的应用[J].建筑施工,2019,41(3):534-536,540.2019.03.063.
[2]王要武.吴宇迪,薛维锐.基于新兴信息技术的智慧施工理论体系构建[J].科技进步与对策,2013(23):39-43.
[3]李云贵.建筑工程施工BIM应用指南[M].北京:中国建筑工业出版社,2014.
[4]王要武,杨志和.我国智慧施工实现的核心路径研究——基于知识生产与技术创新协同的视角[J].科技管理研究,2018(4):108-116.