BIM技术助力建筑工程智能建造管理升级

李熊飞

(成都建工第四建筑工程有限公司，四川成都 610000)

“智能建造”是近年来比较热的一个词，中国工程院院士丁烈云定义智能建造即智能技术与工程建造系统深度融合形成的工程建造创新发展模式，并提出：我国建设行业要把握新一轮科技革命的历史机遇，将现代信息技术与工程建设深度融合，以绿色化为建造目标、工业化为产业路径、智能化为技术支撑，提升建设行业的建造和管理水平，从粗放式、碎片化的建造方式向精细化、集成化的建造方式转型升级，实现工程建造高质量发展[1]。成都市住房和城乡建设局于2021年建立了智能建造与建筑工业化协同发展政策体系和技术体系，全面启动全过程BIM技术应用试点工作，各层面的政策引领驱动着企业进行数字化应用提高智能建造水平。

1 BIM为智能建造赋能

成都建工第四建筑工程有限公司在智能发展之路上，BIM起到了关键的作用。BIM技术已广泛应用于各建设领域，包括房建、市政、机电、装饰等，辅助项目在设计阶段、施工阶段、管理阶段以及运维阶段工作的开展。在以上开展的基础工作中，深切体会到BIM技术是贯穿建筑全生命周期的关键技术之一，也是构建智能建造能力不可或缺的重要技术支撑。通过BIM应用，实现三维正向设计、数字化生产、可视化施工、精准运维和各参与方高效协同，将工程建造提升到现代工业级精细化水平，是走向智能建造的必由之路。BIM技术以其强大的数据载体功能，成为智能建造的重要引擎(图1)。

2 BIM助力智能建造创新应用

依托工程项目研发了基于BIM的高大模板扣件式钢管支撑架变形监测技术，实现对高大模板支撑架模型变形监测点自动布置和点位变形监测。 该技术集超限梁板自动识别、模板支架监测点自动布设、模板支架监测动态报警功能与一体。基于BIM和定位监测实现对高大模板支撑架模型变形监测点自动布置，并结合现场实时反馈的监测值在电脑上直观地反映出支撑架在施工各阶段的变形情况，给出超限值预警，并能根据监测数据预测下一步工程施工时高大模板支撑架及其周边环境的安全，扩展了BIM模型的应用功能。通过试点工程应用，能较迅速与准确地判定和反馈高大模板支撑架的安全状态，指导施工，目前已在集团多个工程推广应用。

3 工程项目智能建造应用

成都空港产业服务区建设项目以智能建造、绿色建造为目标，围绕项目施工管理的各环节，集智能设备、BIM、管理系统、数据平台为一体的集成协同应用，提升项目可视化、精细化管理。项目建设了集“智慧工地、智能建造、科技创新”于一体的展示指挥中心——智慧建造·科技中心。通过三端一云(PC端、网页端、手机端和关联云)和物联网技术将BIM、智能设备和数字项目平台相互关联集成进行项目信息化管理；实时采集现场数据，自动进行风险识别，为项目提供生产提效、成本节约、风险可控的智慧化解决方案，通过管理信息化、生产智能化让项目效率、效益双提升(图2)。

3.1 数字化技术管理

通过应用图纸管理、方案清单、三维交底、文档交底、二维码管理等技术措施，在模型、业务、文档和任务等方面实现协同管理，降低了技术管理难度，使工程技术管理得到有效保障，同时提高了技术指导施工的便捷性和准确性。

3.2 数字化质量管理

通过应用数字化质量管理系统，对整个项目质量创优和问题信息进行把控。质量巡检将质量问题信息传递更到位，对问题在线跟踪、实时提醒，避免问题遗漏。质量验收更加规范、便捷，管理人员可以随时了解整体质量情况，在线管控，上下联动。同时质量问题可以与BIM模型关联，精准定位，快速处理，避免发生质量事故。

采用虚拟质量样板可视化交互系统，通过其样板介绍和结构搭建功能展示工程所采用的材料及其质量、施工工艺、施工流程、技术水平等，针对施工过程中容易发生的质量问题制作专业质量样板，组织管理人员、施工班组进行学习，提高项目质量管理水平，降低施工现场质量问题出现率。目前已开展质量样板交底100多次。采用智能实测实量仪器，智能测量仪器辅助现场测量工作，提升测量效率；测量人员通过蓝牙连接智能设备，对点位进行现场测量，测量数据会自动传输到质量管理平台上，减少工作的繁杂性与原始数据的流失。

图1 工程项目BIM应用功能

图2 工程项目智能建造应用

3.3 数字化安全管理

项目应用数字化安全管理系统，对整个项目安全巡检和问题信息进行管控，通过塔机监测、吊钩可视化、施工升降机监控、卸料平台检测、AI智能视频监控、VR安全教育等智能设备进行项目现场全面的安全管理，提高安全管理水平，预防安全风险，减少安全事故，保障工地施工安全。

安全问题全流程实时流转至责任人，记录留存、管理有痕，自动生成各种单据、台账；对安全巡检不合格的地方及时反馈并且实时通知相关人员进行整改，使安全问题得到快速解决，检查与整改不分离。

AI远程智能视频监控自动抓拍作业人员不安全行为，提高人员的安全作业，预防安全事故发生。卸料平台智能监测系统，在数字管理平台上远程监测记录卸料平台工作状态，避免监管难、超载现象严重且不知情等安全隐患，提升施工及监管效率。

本项目共有11台塔机，施工过程中塔吊会出现交叉作业区，通过对塔机监测和吊钩可视化对塔机实现远程监控、异常预警推送、群塔防碰撞等应用，实时看到吊装全过程影像，极大的降低了作业风险。

3.4 数字化生产管理

应用数字化生产管理系统，将进度计划与BIM模型构件关联，通过网络图+模型的形式更清晰表示项目施工的进度计划，监控工程项目的实际进度，比较计划进度与实际进度；辅助项目通过关键线路+前锋线进行动态管理，打通PDCA循环，让项目进度可控。

3.5 项目多方协同生产管理

采用全息投影+实体沙盘演示系统与BIM各专业模型关联，以裸眼3D形式展现项目从基坑开挖到最后幕墙完工的施工全流程，包含了工程施工顺序、施工计划、交叉工序解决方案、重难点解决措施等，保证模型与进度的一致性，提高生产管理的可视性。

4 结论

4.1 BIM与数字化管理深入融合，提升协同管理

项目不仅基于BIM+进行技术创新应用，而且将BIM与智能设备、数字平台、设计施工等方面进行集成应用，数据上、下联动，信息共享，横向实现BIM设计、生产、施工各环节的数字化协同；纵向实现项目级和公司级的协同化管理。

4.2 管理效率提升，风险可控

通过智能化的技术支撑，项目的建设管理水平和管理效率都得到了提升。应用BIM、智能设备、数字管理平台等辅助项目管控，项目的整体情况实时掌握，质量安全自动预警，不仅提升了管理效率，也降低管理风险。

4.3 精细化管控，降本增效

在BIM的深化应用方面、数字平台的管理方面、智能设备辅助管控方面以及技术创新、成果转化方面都让项目在的直接成本和管理成本得到降低，并且也取得了经济效益和社会效益。

4.4 面临问题和下一步规划

项目在智能建造领域上进行了一些技术的创新应用，也在不断进行新技术的探索应用，目前在BIM+成本管理方面的结合性不好，还需要进一步从技术层面和管理模式层面进行思考。项目目前还是在建阶段，围绕智能建造制定了二期建设，不断优化拓展智能建造的深度和宽度，提高智能建造水平。

现在的建筑不再是简单的施工，而是需要将建筑与自然和人和谐统一。未来的建筑需要更高的质量要求，运用智能化工具获得建筑上的节能减排，打造舒适的建筑环境。智能建造推动着建筑企业的转型升级，是未来建筑的必然要求。在国家政策的支撑下，行业主管部门的领导下，积极作为提高智能建造的水平。