BIM 与物联网技术在建筑工程材料管理中的应用分析

贾翠玉

（河北建工集团有限责任公司，河北 石家庄 050000）

一、建筑工程材料管理特点及现状

（一）工程材料管理特点

民用建筑的工程建设主要分为土建工程、安装工程和装饰工程等版块，在施工周期较为紧张的情况下，施工阶段往往穿插着土建、安装、智能化等各专业施工，对材料精细化管理提出挑战。建筑工程施工周期较长，整个生产周期涉及材料规格多、工序复杂。项目管理人员往往需要根据实时施工进度、材料性能特点、生产产地、加工周期、品牌、价格区间等信息，向供应商提出物资需求计划，同时参与项目物资的收验货、组织劳务分包领取物资。材料主管往往还需要完成材料询价、组织材料招标、办理物资采购合同、组织材料进场、办理物资结算及付款等工作。在工期紧、任务中的建筑项目中，项目管理人员难以实现工程材料管理的精细化，造成项目材料损耗升高，直接影响到项目成本控制。

（二）工程材料管理现状

1.建筑材料管理

在新时代下为了实现建筑行业的可持续发展，助力资源节约型社会构建，必须坚定不移地走绿色建筑发展之路。对此在建筑行业中采用绿色建筑材料至关重要。做好绿色建筑材料管理工作更是重中之重。目前，绿色建筑材料管理工程呈现出以下的特征。

（1）绿色建筑材料管理具有全寿命周期特点。在绿色建筑材料管理工作中，其并不仅是完成对施工环节或是生产销售环节等单一环节的质量管理，而是要求能够对生产活动的每一个环节都展开绿色标准监督考核，确保该类工程材料的生产企业能够为消费者提供不同绿色度的产品，实现对绿色建筑材料的库存、产量等的管理，同样地在施工现场也需要完成对绿色建筑材料的数量和质量的全面管理。

（2）绿色建筑材料管理具有精细化特点。基于上述要点分析可知，绿色建筑材料管理单靠传统粗放式的管理手段无法满足实际的需求，在绿色建筑材料的运输、现场应用中都需要对材料的实际应用情况展开全面的统筹管理，以便工程竣工后所有材料的使用情况都可以上报给后续的物业管理人，为建筑物的后期维护提供切实证据。因此需要对绿色建筑材料采用精细化的管理理念。

2.材料损耗与二次搬运

现场施工用地较为紧张，很难有大片集中场地作为材料储存仓库，现场材料验收后一般由各个施工班组分别领走，简单堆放在各自施工区域。由于材料仓储偏向于粗放式管理，一方面无法实时掌握施工班组真实的建筑材料需求和材料损耗，直接影响到材料下单、加工周期和整体的施工进度 ；另一方面现场施工队伍较多，建筑、安装和智能化的交叉作业情况常出现，直接导致建筑材料常涉及二次搬运，造成材料损耗等问题。

3.工程尾料与文明施工障碍

建筑施工现场中的二次加工作业会产生大量的边角料及切割粉尘等问题。一方面对工程尾料的数量统计、二次利用造成阻碍，增加材料的精细化管控难度；另一方面会增大安全文明施工的管控压力。

二、BIM 技术在材料及施工中的应用

（一）材料采购环节

1.确定材料采购；BIM 模型因为采购模型对于材料供应链的精细化管理有十分重要的意义，需要严格按照图1 所示的模型构建BIM 模型用于材料采购。在材料采购中，采购部门可利用BIM 协同管理平台集成化处理项目所需的材料信息，并自动生成材料需求清单；成本部门则能结合施工现场供货情况结算材料价款，精准统计施工材料成本。2.制定材料采购计划；在制定采购计划时，BIM 技术的应用主要是以 BIM 5D 模型中的数据信息和WBS 工作分别编码与施工进度计划为基础3.供应商的选择；在选择供应商时，BIM技术的应用主要是结合企业所积累的相关材料供应商资源，通过加强信息共享的方式，结合供应商的资质和信用等级进行分级管理。

（二）材料出入库环节

1.材料验收入库环节 主要是利用BIM 协同管理平台中的数据录入端口，及时将材料入库时的相关数据录入到BIM 平台之中，这样就能及时而又快速地进行验收入库。2.材料库存管理环节 主要是利用BIM 平台对材料库存动态进行实时跟踪，并做好材料编码和分类存放，秉承先入先出和后入后出的原则，采用视频监控的方式辅助BIM 协同管理。3.材料领用出库管理 主要是利用BIM 协同管理平台将材料出库单自动导出，并对比材料实际消耗量与计划消耗量，判断项目材料使用损耗率，且利用BIM 协同管理平台对项目数据自动积累。

（三）BIM 在施工过程中的应用

1.三维建模

BIM 技术应用时，三维几何模型的建立是最基础也是最重要的部分。所有的BIM 技术都是基于底层的模型进行加工和分析完成的，因此三维模型的建立至关重要。传统BIM 模型建立的方式有两种，第一种是大部分施工单位采用的方式，即根据设计给出的CAD 图纸进行三维建模，并在此基础上优化，第二种是直接进行三维模型的建立，这种方式通常是从建筑设计阶段开始就采用BIM 技术。因此，要注意在不同阶段，其所用和所表达的三维数据是不同的。

2.模拟施工

BIM 技术最大的特点在于可视性，基于此特点，其可以解决业主因缺乏建筑专业的识图能力而造成的和设计师的交流障碍。BIM 的可视化不仅是将以往的线条式构件以更加直观的形式进行展示，更是在构件之间形成了互动性和反馈性，即BIM4D 技术，将整个项目的施工、运营过程通过电脑技术进行动态展示，在项目开始之前进行施工模拟，找寻项目实施过程中可能出现的问题，提前发现和解决。

3.管线综合

在现阶段的设计过程中，各个专业属于独立工作，尤其是水、暖、电，传统机电设计过程中专业之间的对接很少。在这样的模式下，施工单位往往需要花很长的时间重新进行施工深化，且依旧会在施工过程中出现很多问题，浪费时间，增加成本。基于BIM 技术的管线综合很好解决了这一问题。基于BIM 三维模型进行专业交叉，通过软件进行机电的预安装，发现各专业间管线碰撞的位置，选择最优的调整方式，以此节约工期和成本，完成综合管线布置，提高施工效率，对施工统筹管理提出预控。施工单位可以对优化后的管线路由进行定位，预留预埋洞口定位的把控会更加到位，减少后期返工，提高工程质量。

三、物联网技术在材料管理中的应用

（一）材料运输验收

目前，物联网技术的应用较广泛，尤其是在整个供应链管理及装配和生产制造等环节的应用。而这主要得益于物联网技术中应用了射频识别技术，能对信息进行快速、实时而又准确的处理，能有效节省劳动力成本。材料管理中的应用主要是在材料中植入射频芯片，贴上射频标签，使材料的来源具有唯一性，同时在电子标签中设置完善的材料生产信息，从而掌握材料的相关注意事项，不仅材料来源明确，而且能避免在材料运输时发生被更换的情况，避免出现以次充好等材料问题。在进行见证取样时，还能采用射频电子标签阅读器快速获取材料信息，通过物联网能实时监控和跟踪，从而对检测报告进行实时跟踪，并进行物体信息的识别、采集与处理，将信息采取加密的方式传输到项目部，从而为材料运输验收提供支持。

（二）材料存储保管

材料存储保管过程中，因为材料上设置了射频标签，即可利用手持射频标签阅读器对材料信息进行搜集，从而可及时汇总和整理材料的性能、类型与规格，并将其与材料领用表对比，及时掌握材料规格和数量存在的差异，实时监控材料库存量，预防因材料短缺而发生误工和停工，确保材料成本得到控制。在施工现场，还要做好自动信息阅读器的安装，当材料被非法处理时，从阅读器经过的材料就能检测到射频标签，从而达到自动报警的效果，使材料存储更安全。

（三）材料使用管理

在材料使用环节，为减少材料消耗，确保材料管理水平得到有效提升，还要在施工现场切实利用物联网技术做好材料跟踪。尤其是构件化施工材料，在施工现场利用射频标签与BIM 基础数据库相结合，在材料使用环节建立可追溯机制与责任机制，使材料使用得到控制，在降低成本的同时，满足施工现场需要。

结束语：BIM 和物联网技术在建筑工程材料管理中的应用，既需掌握各自技术的应用要点，又要掌握各自的应用优势，切实注重二者之间的优势互补，以切实提升建筑工程材料管理的水平，使材料管理工作得以顺利开展，在降低工程成本的同时从材料的视角确保工程质量。