CN110298584A - 一种土木工程项目现场管理bim*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种土木工程项目现场管理BIM***，包括：BIM数据源，用于从土木工程项目现场收集多种数据；数据处理模块，用于对BIM数据源的数据进行处理和数据融合；管理平台，用于集成工程数据并进行信息的交换与共享；以及应用模块，用于接收管理平台的管理数据指导施工，并且把施工过程中的相关数据传输给管理平台形成共享信息，BIM数据源的数据通过数据处理模块进行信息提取形成建筑构件信息以及进度和成本信息，信息均存储到数据处理模块内并信息融合形成BIM数据信息，管理平台分为工程数据集成平台和信息交换与共享平台，均可以接收所述BIM数据信息，应用模块采用BIM数字化看板，根据施工管理的WBS结构分解方法进行类型区分和分级处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种管理***技术领域，特别是一种土木工程项目现场管理BIM***。
背景技术
在我国经济与科学技术飞速发展的形势下，城市土木工程的需求量达到千所未有的高度，建筑产业也迎来了进一步的突破和发展。在我国传统的土木施工队伍之中，由于文化水平相对不高，所以其管理模式大多是粗放式的，仍然沿用传统的生产资助方式和运营管理模式，生产效率低下，浪费情况严重，存在的主要问题包括：
(1)各专业二维设计图纸相对比较独立，不利于进行协调沟通，经常导致碰撞问题的发生，返工、误工情况时有发生，影响施工进度，造成施工成本增加；
(2)随着建筑业的不断发展，施工项目规模日渐增大，资金流动月来越多，施工分包情况复杂，由于传统施工方式存在弊端，施工项目部与施工现场脱节，对施工项目进度、成本控制力下降，各参与方之间形成信息孤岛，不能及时进行信息传递和共享，经常出现施工错误，影响工程工期和质量。
伴随竞争的越发激烈，如何提升自身的管理水平，切实运用高新科学技术成为最为重要的内容。而BIM技术即为在此要求下应运而生的现代化土木建筑技术，能够切实帮助企业提升自己的核心竞争力。BIM技术的出现切实改变了以往的土木建筑工程走向，能够给予施工单位更多的帮助，在减少人力资源输出的同时，提升了包括构图、检查、调整等工作的效率，达到最佳的工程效果。BIM技术的出现，给予了土木建筑行业一次全新的变革。
然而，现有技术中对于信息集成管理的内容和方法研究较多，而对工程项目如何进行信息集成管理的研究没有，并且对工程项目中应用信息***集成理论的研究大多集中于工程项目过程集成、管理要素集成、参与方集成等几个方面，对于施工过程中进度、成本的信息集成管理研究很少，还没有成熟的土木工程项目现场管理BIM***，没有解决如何将BIM技术的施工可视化及信息管理平台优势和看板管理模式引入施工过程中，从而解决施工过程中因信息传递不畅、不能即时共享施工信息而引发的施工问题。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种土木工程项目现场管理BIM***，基于BIM工程信息管理平台，在施工过管理中应用看板管理模式，进行整个施工流程的施工信息共享和各个施工工序间的信息传递。
本发明的目的在于提供一种土木工程项目现场管理BIM***，包括四个部分，分别为：
BIM数据源，用于从土木工程项目现场收集多种数据；
数据处理模块，用于对所述BIM数据源的数据进行处理和数据融合；
管理平台，用于集成工程数据并进行信息的交换与共享；以及
应用模块，所述应用模块用于接收所述管理平台的管理数据指导施工，并且把施工过程中的相关数据传输给管理平台形成共享信息。
优选地，所述BIM数据源包括采用Revit提供三维模型，采用Navisworks提供4D虚拟施工过程数据以及采用Project甘特图提供关于施工进度和成本计划的数据。
优选地，所述BIM数据源的数据通过所述数据处理模块进行信息提取形成建筑构件信息以及进度和成本信息，所述信息均存储到所述数据处理模块内并进行进一步的信息融合形成BIM数据信息。
优选地，所述管理平台分为工程数据集成平台和信息交换与共享平台，均可以接收所述BIM数据信息。
优选地，所述应用模块采用BIM数字化看板。
优选地，所述BIM数字化看板根据施工管理的WBS结构分解方法进行类型区分和分级处理。
优选地，所述BIM数字化看板类型包括工程信息总看板，人、材、机调配看板、施工工序及细节展示看板以及信息反馈看板，所述BIM数字化看板分级后形成总看板、阶段性看板、施工段看板和施工过程看板，所述工程信息总看板，人、材、机调配看板、施工工序及细节展示看板以及信息反馈看板均分别与上述四级对应，即各种类型看板和分级看板相互包容，在各个阶段的看板包括各种类型的看板，各种类型看板在施工的各个阶段都能发挥不同的且有使用价值的功能。
优选地，所述***对土木工程的项目现场的进度和成本进行控制。
优选地，所述进度的控制方式为：在施工阶段结合信息***集成理论应用BIM数字化看板，施工项目负责人使用手持设备对现场施工人员进行技术指导和难点讲解，利用设所述手持备上的三维数字化施工和施工可视化功能进行虚拟施工展示，通过所述手持设备将施工现场进度和出现的问题反馈给所述管理平台，针对现场出现的问题对施工进度计划进行优化和调整，再将调整过的施工进度计划通过所述管理平台传递个手持设备，循环此过程，达到最优施工。
优选地，所述成本的控制方式为：通过使用一个具有人、材、机调配功能的手持设备来完成，每一道施工工序所需要的工种及人数以及所需的施工材料和机械施工信息及调度计划，所述管理平台及时上传到所述手持设备上，并根据现场真实施工情况即时调整，材料的使用情况和机械进场及安置情况在所述手持设备中设置科学的调控信息。
实施本发明的有益效果：
BIM数字化看板基于BIM技术，结合看板管理理论和信息***集成理论形成的***应用于施工阶段，对施工阶段的进度、成本进行管理和控制，能够解决传统施工中存在的施工现场和项目部脱节，失去控制，各专业不能信息共享，导致施工错误，浪费严重的施工问题，创造一个高效率、低能耗的施工管理模式，推动了施工管理技术的改进和发展。主要体现在：
(1)准备阶段：人、材、机械调有序，合理安排进场；
(2)施工阶段：施工可视化减少施工错误，数字化看板更加准确传递和反馈信息，BIM技术进行虚拟施工、碰撞检查，提前发现施工问题，4D及可能的5D项目管理信息***功能据施工现场情况进行进度、成本优化；三维数字化施工更好的控制进度，减少成本浪费；施工各参与方通过BIM***进行信息传递与共享；
(3)竣工阶段：在工程信息整理与统计方面节省了人力和时间，工程信息由电子媒介存储，易于保存，为将来运营维护提供方便。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。本发明的目标及特征考虑到如下结合附图的描述将更加明显，附图中：
附图1为根据本发明实施例的***逻辑架构图；
附图2为根据本发明实施例的***中所使用的BIM数字化看板鱼信息***集成理论的交互图；
附图3为根据本发明实施例的***对土木工程成本的管理流程图。
具体实施方式
本实施例的土木工程项目现场管理BIM***，基于BIM工程信息管理平台，在施工过管理中应用看板管理模式，进行整个施工流程的施工信息共享和各个施工工序间的信息传递。
通过对生产制造业中的看板管理以及看板管理在制造业中的应用情况进行研究发现：BIM数字化看板应用到施工管理中，只单纯的对施工看板进行分级设置是远远不够的，需要对BIM数字化看板应用于施工管理中进行理论研究。信息***集成理论的核心思想-数据集成和信息流动可以为BIM数字化看板的应用提供理论支持，对施工管理中的进度、成本进行信息传递与反馈，进而进行有效调控，创造一个高效率、低能耗的施工管理模式。
1、看板管理理论
属于JIT(准时生产方式)中最重要也是最独特的技术核心，看板管理是JIT生产方式的重要管理工具，其核心应用思想是实施拉动式生产，后道工序向前道工序发出生产指令，前道工序的材料供应和生产安排以后道工序的生产指令为调整目标，可以真正意义上做到零库存、持续高效的生产。在建筑行业中实施准时化生产可以大大提高建筑施工的效率，在建筑施工生产中使用手持数字设备PDA，现场随时查询和录入即时信息等信息技术可有效提高供应链效率。在施工生产中结合建筑信息模型将关键工作展示给参与者，可以减少施工错误，提高施工效率，结合BIM技术将看板管理理论应用于施工阶段，并引入精益建造理论，以施工阶段的工作流、材料流、信息流三大流动为线索，进行看板管理体系设计。看板管理在建筑业内的发展和应用还处于初级阶段，仅仅是停留于对施工看板进行分级设置和简单的技术应用研究，无法发挥看板管理强大的管理和吊空优势。
2、BIM数字化看板与信息集成理论
(1)BIM技术与施工看板的无缝搭接
BIM(building information modeling)技术是在一个具有完整建筑构件信息的三维模型基础上，利用BIM技术所具有的三位数字化、施工可视化、信息管理平台功能在施工管理中对进度和成本进行控制和管理。在施工管理中应用BIM技术可以提前通过各专业三维模型进行碰撞检查发现设计缺陷，对施工进度计划进行调整，对设计图纸进行深化设计和管线综合，减少施工错误，避免返工、误工的情况发生。BIM技术所具有的可视化、各专业信息共享、5D项目管理信息***等功能为看板管理在建筑业的应用提供了技术支撑，结合了BIM技术的施工看板对施工管理中的进度、成本的优化和调控更有应用价值。
该土木工程项目现场管理BIM***为BIM数字化看板，是看板管理理论以BIM为技术支撑构建的一套具有建筑特色的施工看板管理体系。它的实现路径是：以PDA手持设备等电子媒介作为施工信息采集和传递的工具，结合BIM技术和看板管理理论对施工现场的物料调配和施工进度情况进行控制和管理，与传统的施工管理方法相比，BIM数字化看板管理的施工一体化、数字化特色具有一定的应用优势，包括：
施工可视化采用三维模型、施工模拟、碰撞检查，可以解决设计方与施工方脱节，导致施工事故，设计存在不合理处，施工人员对图纸理解不够导致的施工错误问题；
各专业信息共享从而做到施工信息查询、IFC标准数据接口和信息共享平台，可解决施工进度计划、成本管理计划编写不合理，影响工期和导致投资浪费，施工过程中各专业无法协调施工的问题；
4D项目管理信息***做到工程数据集成、各参与方信息共享以及进度、成本动态管理，从而解决施工现场与管理层脱节，信息不能及时传递，施工各参与方无法进行信息传递的问题。
因此本土木工程项目现场管理BIM***采用看板管理理论结合BIM技术，实现施工管理中的施工数字化、一体化，避免施工错误，减少浪费，保证高效、安全完成施工目标。
(2)信息***集成理论
信息***集成理论是以计算机网络技术为依托，应用可靠的工具，通过信息***开发及相关的软硬件的资源综合将各个分离的设备(如个人电脑、PDA)，功能和信息集成到一个相互关联、统一协调的***之中来实现某些特定功能和目的。信息***集成理论的应用思路是对项目中的各种资源进行集成，以项目目标为主线，形成能够解决客户具体应用需求的集成方案，使***的整体性达到最优。分为环境集成、应用集成、数据集成，数据集成是信息***集成理论的核心。本实施例是以BIM数字化看板作为信息交换共享平台，构建一套具有工程信息集成特色的施工看板管理模式。
参见图1，本实施例的土木工程项目现场管理BIM***，包括四个部分，分别为：BIM数据源，用于从土木工程项目现场收集多种数据；数据处理模块，用于对BIM数据源的数据进行处理和数据融合；管理平台，用于集成工程数据并进行信息的交换与共享；以及应用模块，所述应用模块用于接收管理平台的管理数据指导施工，并且把施工过程中的相关数据传输给管理平台形成共享信息。
BIM数据源包括采用Revit提供三维模型，采用Navisworks提供4D虚拟施工过程数据以及采用Project甘特图提供关于施工进度和成本计划的数据。
BIM数据源的数据通过所述数据处理模块进行信息提取形成建筑构件信息以及进度和成本信息，信息均存储到数据处理模块内并进行进一步的信息融合形成BIM数据信息。
管理平台分为工程数据集成平台和信息交换与共享平台，均可以接收BIM数据信息。
应用模块采用BIM数字化看板。
参见图2，通过信息***集成理论的施工信息管理平台，可以将BIM技术在工程施工阶段所具有的应用优势与看板管理技术进行很好的无缝搭接。在施工过程中为了更好的控制和管理施工进度成本，BIM数字化看板根据施工管理的WBS结构分解方法进行类型区分和分级处理，BIM数字化看板类型包括工程信息总看板，人、材、机调配看板、施工工序及细节展示看板以及信息反馈看板。BIM数字化看板分级后形成总看板、阶段性看板、施工段看板和施工过程看板，所述工程信息总看板，人、材、机调配看板、施工工序及细节展示看板以及信息反馈看板均分别与上述四级对应。各种类型看板和分级看板相互包容，在各个阶段的看板包括各种类型的看板，各种类型看板在施工的各个阶段都能发挥不同的且有使用价值的功能。
BIM数字化看板可以对进度和成本进行控制。
在传统的工程施工过程中，项目的进度控制一般依据事先编写的施工进度计划，但往往在施工过程中会出现很多人为因素或者自然因素对进度产生影响，或者由于施工信息不能即时共享造成施工现场和项目部脱节，对施工进度失去有效控制。在施工阶段结合信息***集成理论应用BIM数字化看板，施工项目负责人使用手持设备(PDA，iPAD等)对现场施工人员进行技术指导和难点讲解，利用设备上的三维数字化施工和施工可视化功能进行虚拟施工展示，使现场施工人员更加直观地了解本项目，减少施工错误，加快施工进度，还可以通过此设备将施工现场进度和出现的问题反馈给所述管理平台，针对现场出现的问题对施工进度计划进行优化和调整，再将调整过的施工进度计划通过所述管理平台传递个手持设备，循环此过程，达到最优施工。
BIM数字化看板对施工阶段的成本控制流程如图3所示，通过使用一个具有人、材、机调配功能的PDA手持设备来完成。每一道施工工序所需要的工种及人数以及所需的施工材料和机械等施工信息及调度计划，所述管理平台会及时上传到手持设备上，并根据现场真实施工情况即时调整，防止出现施工交叉和怠工现象，使得施工更加有序化。材料的使用情况和机械进场及安置情况在电子设备中都有科学的调控信息，真正做到施工数字化，透明化，实现绿色施工，减少资源浪费。
本实施例***的功能包括：
1、进行施工进度管理：所谓进度管理，指的是通过合理的方法，推算出整个工程或工程中的某个环节所需要的时间周期，从而帮助包括原材料进购、风险评估上一定的理论数据支持，针对土木建筑特别是规模较大的建筑而言，由于其建筑周期相对较长，所以不可避免的会发生一定如工程调整、工程突发状况等，所以施工周期需要调整并非偶然，独立的现象。尽管在传统的施工技术中，也能够通过人工的方法对施工图纸、施工进度作出调整，但其往往需要耗费大量的人工成本，并且伴随一定的隐患与错误，而在BIM 4D技术的支持下，能够更好的对有待于修改的工程重点难点，作出更为深入的调查和分析，并且根据建筑模型制定出更有针对性的调整方案，合理编排制定新的工作流程，使得调整后的项目能够有条不紊的推进落实，而BIM技术之需要一名技术人员与计算机设备即可完成；此外，针对室外的建筑工程而言，除了工程本身，包括天气情况、设备情况、人员调整等问题也会对正常的施工造成负面影响，BIM技术是建立在良好的计算机网络***之上，具备良好的易操作性，在技术人员完成施工调整后，只需要专门的监察人员对其复核即能够快速完成调整任务，同时施工队伍也能通过互联网渠道将全新的施工方案、施工图纸进行快速传播，从而更好指导工作人员开展工作，避免不必要沟通。
2、施工控制：在BIM技术支持下，能够更好便于施工队伍掌握施工进度与技术优化。在传统的土木工程设计图纸之中，由于受限于技术的限制，只能表现出二维图像，因此一个项目至少需要正面图、立体图以及侧视图的支持，在调整过程中也比较繁杂，需要更多的步骤。而本发明的BIM技术下建筑施工图纸为3D可视化的模拟技术，能够在一张图纸上展现不同的性腺钢结构，能够有效加快施工进度，避免错误发生；其次BIM技术能够达到高度的模拟画，针对部分建筑难度较大的工程，传统技术中往往需要多次反复的计算，才能达致得出相对较为安全的结论，而在BIM技术的运用下，所有的模拟过程可以在计算机上运行，从而提升工程效率，此外计算机运用所需要的成本相对较低，因此能够进行多次模拟推算，获得最佳的建筑工程施工效果。建筑工程项目施工组织阶段是对施工活动实行科学管理的重要阶段，具有战略部署和战术安排的双重作用，需要根据具体工程的特定条件，拟定施工方案，确定施工顺序、施工方法、技术组织措施，合理安排施工现场。本发明的BIM技术以其三维可视化特点在总场布置、施工方案以及工艺模拟方面具有显著优势。
3、进行施工成本管理：包括建筑原材料成本、机械施工的成本以及工程施工人员的工资成本等。以往该工作需要经过专门的财务部门统计完成，而BIM技术的出现，能够将上述的核算和分析工作在同一时间内完成。在施工区域，技术人员可先将所需要的建筑原材料、设备等统筹记录在BIM***中，同时设定好不同工程所需要的周期、人力等，BIM***能展开自动化的计算，并且通过快速的处理，反馈出什么样的组合方式能够在最小的经济成本下收获最高的经济效益。本发明的BIM方案可以智能化筛选出相对荣誉的项目，做到更好对成本的优化改造，此外可以动态监控当前施工的进度，一旦发现问题或成本过高可以及时调整，确保施工单位的经济效益，此外专门的技术人员将原材料生产地的清单编订为专门的二维码信息，施工的技术人员之需要通过BIM***就能了解最新情况，减少通勤成本和仓储资本。
实施本实施例由BIM数字化看板基于BIM技术，结合看板管理理论和信息***集成理论形成的***应用于施工阶段，对施工阶段的进度、成本进行管理和控制，能够解决传统施工中存在的施工现场和项目部脱节，失去控制，各专业不能信息共享，导致施工错误，浪费严重的施工问题，创造一个高效率、低能耗的施工管理模式，推动了施工管理技术的改进和发展。主要体现在：
(1)准备阶段：人、材、机械调有序，合理安排进场；
(2)施工阶段：施工可视化减少施工错误，数字化看板更加准确传递和反馈信息，BIM技术进行虚拟施工、碰撞检查，提前发现施工问题，4D及可能的5D项目管理信息***功能据施工现场情况进行进度、成本优化；三维数字化施工更好的控制进度，减少成本浪费；施工各参与方通过BIM***进行信息传递与共享；
(3)竣工阶段：在工程信息整理与统计方面节省了人力和时间，工程信息由电子媒介存储，易于保存，为将来运营维护提供方便。
虽然本发明已经参考特定的说明性实施例进行了描述，但是不会受到这些实施例的限定而仅仅受到附加权利要求的限定。本领域技术人员应当理解可以在不偏离本发明的保护范围和精神的情况下对本发明的实施例能够进行改动和修改。
Claims (10)
1.一种土木工程项目现场管理BIM***，其特征在于包括四个部分，分别为：
BIM数据源，用于从土木工程项目现场收集多种数据；
数据处理模块，用于对所述BIM数据源的数据进行处理和数据融合；
管理平台，用于集成工程数据并进行信息的交换与共享；以及
应用模块，所述应用模块用于接收所述管理平台的管理数据指导施工，并且把施工过程中的相关数据传输给管理平台形成共享信息。
2.根据权利要求1所述的一种土木工程项目现场管理BIM***，其特征在于：所述BIM数据源包括采用Revit提供三维模型，采用Navisworks提供4D虚拟施工过程数据以及采用Project甘特图提供关于施工进度和成本计划的数据。
3.根据权利要求1所述的一种土木工程项目现场管理BIM***，其特征在于：所述BIM数据源的数据通过所述数据处理模块进行信息提取形成建筑构件信息以及进度和成本信息，所述信息均存储到所述数据处理模块内并进行进一步的信息融合形成BIM数据信息。
4.根据权利要求1所述的一种土木工程项目现场管理BIM***，其特征在于：所述管理平台分为工程数据集成平台和信息交换与共享平台，均可以接收所述BIM数据信息。
5.根据权利要求1所述的一种土木工程项目现场管理BIM***，其特征在于：所述应用模块采用BIM数字化看板。
6.根据权利要求5所述的一种土木工程项目现场管理BIM***，其特征在于：所述BIM数字化看板根据施工管理的WBS结构分解方法进行类型区分和分级处理。
7.根据权利要求6所述的一种土木工程项目现场管理BIM***，其特征在于：所述BIM数字化看板类型包括工程信息总看板，人、材、机调配看板、施工工序及细节展示看板以及信息反馈看板，所述BIM数字化看板分级后形成总看板、阶段性看板、施工段看板和施工过程看板，所述工程信息总看板，人、材、机调配看板、施工工序及细节展示看板以及信息反馈看板均分别与上述四级对应，即各种类型看板和分级看板相互包容，在各个阶段的看板包括各种类型的看板，各种类型看板在施工的各个阶段都能发挥不同的且有使用价值的功能。
8.根据权利要求1所述的一种土木工程项目现场管理BIM***，其特征在于：所述***对土木工程的项目现场的进度和成本进行控制。
9.根据权利要求8所述的一种土木工程项目现场管理BIM***，其特征在于：所述进度的控制方式为：在施工阶段结合信息***集成理论应用BIM数字化看板，施工项目负责人使用手持设备对现场施工人员进行技术指导和难点讲解，利用设所述手持备上的三维数字化施工和施工可视化功能进行虚拟施工展示，通过所述手持设备将施工现场进度和出现的问题反馈给所述管理平台，针对现场出现的问题对施工进度计划进行优化和调整，再将调整过的施工进度计划通过所述管理平台传递个手持设备，循环此过程，达到最优施工。
10.根据权利要求8所述的一种土木工程项目现场管理BIM***，其特征在于：所述成本的控制方式为：通过使用一个具有人、材、机调配功能的手持设备来完成，每一道施工工序所需要的工种及人数以及所需的施工材料和机械施工信息及调度计划，所述管理平台及时上传到所述手持设备上，并根据现场真实施工情况即时调整，材料的使用情况和机械进场及安置情况在所述手持设备中设置科学的调控信息。
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