謝文聞

(福建省第五建筑工程公司,福建 泉州 362000)

0 前 言

BIM技術是貫穿整體建筑工程,實現(xiàn)全周期管理的重要技術,可依據建筑項目各項數據信息建設“三維仿真建筑模型”。而物聯(lián)網技術則是對計算機信息、通信、傳感等技術的最新整合應用技術,可應用于工程收集、傳遞、共享、處理各階段“環(huán)境狀態(tài)信息”及指令執(zhí)行等方面[1]。材料管理作為建筑工程中重要環(huán)節(jié),可融合BIM與物聯(lián)網技術,提高材料管理效率,從而實現(xiàn)規(guī)范化、科學化的材料管理。

1 建筑工程項目中材料管理的重要性

建筑工程項目中,建筑企業(yè)材料成本占總成本60%以上,可見材料管理具有十分重要的作用。

施工作為工程項目實施過程,是決定建筑質量的重要階段,若是想要提高項目質量,則應當重視質量控制。而材料是建筑施工的基本與前提,其質量高低對于整體工程項目質量具有直接影響。我國《建筑法》中指出：建筑工程中的設備、材料、配件等,必須與產品質量及設計標準相符。建設部《合同范本》中,對于材料管理也提出：工程材料、設備需要有相應產品合格證書,材料需擁有資質等級材料檢驗單位給出的試驗報告及材質證書[2]。材料的使用、操作、存儲環(huán)境等若是出現(xiàn)變化,均會影響整體建筑施工質量。并且,完成工程建設后,其質量問題無法像工業(yè)產品一樣解體、拆卸、更換配件,可見加強材料管理已經成為建筑工程中提高質量管理及成本管理的重要途徑,通過控制材料質量,可有效減少材料損耗,將材料成本降低,才能真正實現(xiàn)低成本、高效益、高質量的工程項目建設。

2 BIM和物聯(lián)網技術的融合

BIM(建筑信息模型)以建筑數字化信息為中心構建“三維虛擬現(xiàn)實模型”,貫穿于項目全生命周期,可通過碰撞檢測、管線綜合、模擬計算、智能建筑管控等應用完成現(xiàn)場管理、信息交換等工作[3]。因此,BIM應用屬于動態(tài)聯(lián)系過程,此過程中可實時感知、采集、控制、監(jiān)督工程項目的環(huán)境及其狀態(tài)信息,實現(xiàn)人工測量與報表化管理相結合的管理模式。

而物聯(lián)網技術通過物聯(lián)網中智能傳感器、定位裝置、RFID標簽、二維碼、視頻前端等感知層設施,可實現(xiàn)不間斷、實時化的監(jiān)控建筑工程環(huán)境狀態(tài)信息,并將參數利用移動網絡匯集到數據庫之中,形成可追溯、連續(xù)的動態(tài)監(jiān)測記錄,此記錄為BIM靜態(tài)模型賦予了數據動態(tài)更新的能力,讓其“活”起來。將人、物與BIM模型相連接,可在“三維虛擬現(xiàn)實模型”中呈現(xiàn)各種孤立、分散的現(xiàn)場信息,為工作人員分析、觀察提供數據模型支持,輔助管理者進行決策。所以,將BIM技術與物聯(lián)網技術相結合,能夠突破數據與實體、現(xiàn)實與虛擬之間的差異,完成現(xiàn)場材料管理工作。

筆者公司將福州大學晉江市科教園項目作為BIM試點，此項目建立了土建、機電等模型,并將各類項目信息融入于模型之中,在碰撞檢測及模型的建立中,及時發(fā)現(xiàn)圖紙問題以及各專業(yè)的協(xié)調問題,提前與設計溝通,出具相應的解決方案?，F(xiàn)場人員利用模型,可以合理地布置材料放置位置,物料的規(guī)整放置,使得現(xiàn)場的施工和物料運輸井然有序；通過工程量的計算,結合施工進度,精準、及時地采購物資,解決了采購物資在時間上的拖延以及物料浪費等問題。

3 BIM和物聯(lián)網技術在材料管理中的應用

3.1 編制材料使用計劃

在編制材料用量計劃中,BIM5D可通過工程量計算模型與定額庫匹配,直接得出用量結果,主要是通過BIM5D技術建立三層數據模型,分別為業(yè)務層、數據層、表現(xiàn)層,數據層可收集建筑物實體材料信息,分析工程中材料應用成本,業(yè)務層中則分為模型操作與業(yè)務規(guī)則,形成產品新的表現(xiàn)形式。如,鋼筋材料管理中,可使用MVC架構,建立BIM5D數據模型,向Time和Cost這兩部分拓展,統(tǒng)計局部工程的材料使用量[4]。筆者公司福州大學晉江市科教園項目,利用BIM5D、project等一系列軟件,加上三維模型,整合出5D模型。并以BIM5D關聯(lián)數據庫特點為依據,當工程發(fā)生變更時,及時修改工程3D模型后,工程量也會隨之產生變化,數據庫也會進行更新。結合工程進度與不同工程階段(WBS),工作人員可以此為依據,按照時間進度對材料使用量進行統(tǒng)計,以便編寫月度材料計劃。每天在系統(tǒng)中錄入工程進度,還可預估第二天材料使用量，這大大提升了福州大學晉江市科教園項目的材料管理。

3.2 材料運輸驗收

物聯(lián)網技術在物流供應管理、裝配、生產制造等領域中已經得到廣泛應用,物聯(lián)網技術迅速普及在于RFID技術可準確、實時、快速地處理信息,節(jié)約大量勞動成本。而在建筑工程項目之中,企業(yè)在管理重要材料時,可在廠商生產中在材料中植入相應RFID芯片,加密RFID標簽,確保材料來源唯一性,電子標簽中應當輸入相應的材料生產信息,如生產時間、成分、重量、加工信息、注意事項等,可與質量保證書一起提供給施工單位,明確材料來源,避免材料在運輸途中被更換,以免材料出現(xiàn)以次充好的問題。見證取樣中,可使用RFID電子標簽閱讀器快速讀取材料信息,并利用物聯(lián)網實時監(jiān)控跟蹤,檢測人員還能在電子標簽中輸入相應檢測報告,還能利用軟件集成WLAN或Ethemet完成物體信息識別、采集、處理、遠程傳送等功能,將信息加密后傳至項目部,有助于建筑企業(yè)提高驗收管理質量。

3.3 材料存儲保管

在存儲材料時,材料有電子標簽,工作人員可手持RFID標簽閱讀器收集材料信息,可立即匯總整理材料性能、類型、規(guī)格等,與領用表相對比,及時發(fā)現(xiàn)材料規(guī)格、數量是否存在差異,達到日清日結的效果。并且,能對材料庫存量進行監(jiān)控,避免由于材料短缺出現(xiàn)誤工、停工等問題,也能保證材料數量適當,以免大量存儲材料占用項目周轉資金與庫存面積,讓整體盤點工作更加簡單。施工現(xiàn)場也可以安裝自動信息閱讀器,材料若是被盜取,當經過閱讀器時會被檢測到RFID標簽,則可以自動報警,確保材料存儲的安全性。

3.4 材料發(fā)放監(jiān)督

在BIM軟件中,材料管理者可自動對領料人員是否出現(xiàn)超額領料的情況進行判別。管理者每次都在系統(tǒng)中錄入領料信息,領料人員若是領取材料大于正常損耗與使用量的,系統(tǒng)會對管理者進行提醒。領料時也無需填寫限額領料單,在系統(tǒng)中輸入相應材料數量與規(guī)格,BIM模型會自動生成3D建筑界面,將材料位置直接顯示在屏幕中,出庫閱讀器可自動讀取電子標簽,完成整體材料出庫工作,配合視頻監(jiān)控設施,甚至可完成材料自助出庫。建筑構件信息與材料出庫記錄相連,可記錄材料領發(fā)臺賬,從多方面對其進行分析核算,明確材料節(jié)超情況、領發(fā)情況及其使用效率,比較實際工程中材料消耗量與材料使用計劃,分析差值產生原因, 從而為提高施工管理水平提供數據依據。并且,通過多次工程中材料管理數據比對,企業(yè)可對自身材料定額進行改進、修正,有效提高整體工程材料管理水平。

另外,材料管理者可在施工現(xiàn)場利用閱讀器驗證材料電子標簽,明確材料是否正確應用到工程施工之中,后臺系統(tǒng)中查看材料記錄,還可在部分特殊材料結構中嵌入電子標簽,以便監(jiān)控材料使用狀態(tài)。

3.5 技術應用措施

1)培養(yǎng)管理人才。在材料管理中,建筑企業(yè)為保證BIM和物聯(lián)網技術應用能夠貫徹落實,發(fā)揮其應有效果,解決現(xiàn)有材料管理者流動性大、缺乏技術應用經驗的問題,應當制定相應選聘、培訓、考核機制。對于材料管理者應當嚴格進行考察,保證其對于材料管理崗位職責、BIM技術、物聯(lián)網技術等均有所了解。并實施崗前培訓,內容包含BIM軟件及物聯(lián)網技術應用方法、材料檢驗標準、入庫標準等,未能通過考核的人員則不允許其上崗。項目部還可制定獎懲制度,將材料管理質量與管理人員薪酬待遇相連接,以薪酬體現(xiàn)其工作效率。同時,還應推行“師帶徒”模式,讓優(yōu)秀材料管理者指導新員工,儲備材料管理人才。

2)建立管理制度。材料管理制度作為管理人員工作標準,應當加強材料采購計劃控制、申請控制、供應商評估、定價、驗收制度等,并依據項目實際情況制定相應材料內部控制管理制度與實施細則,定期評價內部控制實施效果,完善制度缺陷,真正落實對BIM與物聯(lián)網技術的應用。

4 總 結

BIM技術與物聯(lián)網技術的結合應用仍然處于嘗試階段,本文從建筑工程中材料管理重要性出發(fā),分析BIM技術與物聯(lián)網技術結合應用價值,將其應用于材料運輸、存儲、使用等環(huán)節(jié)之中,并以此為基礎,提出培養(yǎng)管理人才、建立管理制度的BIM與物聯(lián)網技術應用優(yōu)化建議,可有效提高建筑工程材料管理質量,推動建筑行業(yè)實現(xiàn)進一步發(fā)展。

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