基于BIM和物联网技术在装配式建筑物料调度优化问题研究

文/唐佳

近年来，随着国民经济的迅速发展，物联网趋势已经势不可挡。在国民经济中有着重大影响的建筑业，物料调度过程中却存在着严重的资源浪费，面对大数据背景下的经济形势的冲击，以及国家对建筑行业质量、安全、环保管控的要求的进一步提高，建筑行业的转型成了迫在眉睫，在此背景下，装配式建筑由于其高效率、节能环保等特点在我国得以大力发展。BIM技术作为建筑行业的最先进技术之一，物联网作为BIM技术得以实施的基础，在此基础下，构建一个集成式应用平台，提高建筑物流中的物流效率，增加可实施性。

1.研究背景。

在国民经济中有着重大影响的建筑业，其发展已经步入成熟，但却存在着严重的资源浪费情况，在数字经济高速发展的当下，由于人工材料费用的上涨，以及国家对建筑行业质量、安全、环保的管控要求进一步提高，建筑行业的转型成了迫在眉睫。装配欸式建筑作为新兴的建筑施工模式，模拟工厂生产线批量流水生产结构构件，通过交通配送进行现场装配施工，成为建筑行业的新型组合。近年来，国家、地方政府大力推动装配式建筑的发展，装配式建筑的面积逐年增加，但实际上装配式构件生产资源短缺，技术尚待完善，成熟单位少，成本偏高，导致装配式建筑比传统建筑成本高，装配式建筑的成本结构有待进一步优化。其施工流程包括建筑设计、深化设计、材料配送、构件运输、设备准备、构件生产、成型、构件运输、吊装施工，其中部分费用可控，因此如何降低大型预制装配式构件的物流配送成本成为各建筑单位需要迫切解决的问题。

2.相关概念。

（1）BIM技术。BIM（Building Information Modeling）在国内比较通用的翻译为“建筑信息模型”。作为一种新兴的建筑设计方法，BIM被誉CAD之后的第二次设计革命。BIM构建了一个多维度的建筑模型，从原有的三维增加了时间维度，贯穿了项目的全周期，整个过程可视化，相对传统建筑模式，具有更好的协调性，是实现工业化和信息化的有效手段。通过结合物联网技术，实时更新数据，优化项目进程，合理安排材料的进出场，防止材料大量堆积或者物资进场延宕，造成不必要的是建安成本，通过管控使得建筑物流过程中的材料损耗尽量达到最小值，有效把控建筑物流成本，提升建筑管理水平。（2）物联网技术。物联网(Internet of Things)是近些年新兴的一项技术，通过射频识别等信息，将物品信息上传到网络层，实现物品的智能化识别和管理，简而言之，就是各类传感器和互联网相互衔接的一个技术。主要由运营支撑层、网络感知层和应用管理层组成。在建筑物流中，在材料进场时，通过射频识别技术，将物资信息上传到网络层，与BIM构建的项目进度安排相结合，对后期的物资调度进行实时的安排和管控，降低物流成本。目前，我国建筑物流的信息化管理还很欠缺，因此构建一个BIM技术和物联网技术的集成式应用平台是必要的。（3）装配式建筑。装配式建筑是指将在工厂加工好的材料构建运输到施工现场，通过拼接等方式在现场的装配安装而成的建筑方式。装配式建筑更加高效和节能环保的特点。作为现代化生产方式的代表，具有标准化、信息化、智能化的特点。在装配式建筑的项目建设全周期过程中，装配式构件及建筑物料需求计划的准确性和交通运输的时效性直接影响着工程进度和生产成本，BIM技术能够使得整个项目进程可视化，物联网技术能够实时跟踪和把控物料的调度进程，构建一个集成应用平台，最大的降低物料配送过程中对施工进度和资金的影响，制定符合施工工序的最优物料配送策略，提高生产效率和运作效率，为施工企业决策提供指导。

3.集成式应用平台对装配式建筑物流的应用价值。

采用BIM技术、物联网技术构建一个集成式应用平台，建立以物流信息为核心的管理体系，对整个建筑物流过程的各个环节进行合理管控，使得建筑物流的效益最大化。（1）采购环节。BIM技术能够详细的展示项目施工过程中的所需的各项物料的详细信息，结合物联网技术，对各项物料利用二维码识别等方式进行物料信息的上传，及时更新和修改设计方案。通过BIM模型对现行所需各项物质的分析，与供应商进行实时对接，避免供应不及时造成的物料延宕。通过物联网技术同时也能收集供应商信息，建立供应商数据管理库，为企业的后期采购规划提供有效参考。（2）运输环节。装配式建筑的构件由于其生产的标准化，对运输车辆有一定的要求。通过BIM技术，对运输车辆和线路进行合理规划，使得物料进场的顺序最优，运输量成本和时间达到最优化，结合物联网技术，对车辆的位置和路线进行实时的更新，在动态规划下及时的调整运输批次和数量，在满足是施工现场的要求下，使得效益最大化。（3）仓储环节。库存管理在建筑物流周期中占据着重要地位，目前，由于传统建筑模式下的物料堆积造成的损失，是影响着建筑成本的主要原因之一。在物料入库时，通过二维码以及红外射频等方式，识别物料信息，并将信息上传到物料管理平台，BIM构建的模型再及时更新所需的物料，生成明细表，管理人员根绝实际的项目情况，对物料的存放做出合理的安排，及时收发和转运物料，同时更新库存系统，对物料的数量和仓储位置进行更新，使得施工过程能够顺利进行，优化物料的仓储环节，减少物料堆积和进场不及时造成的不必要损失，提升物流效率。