基于BIM的装配式建筑精益建造关键技术研究

基于BIM的装配式建筑精益建造关键技术研究

邹江民

中铁建设集团华东工程有限公司，江苏省昆山市 215300

摘要：BIM是通过多维信息技术集成项目相关信息的工程数据模型。各参建单位可以基于BIM信息平台在建设项目的策划、设计、施工和运维等各阶段交流和共享信息，保证彼此之间信息交流的畅通，从而可以改变各参建单位工作人员依赖文字符号绘制图纸进行项目建设和运营管理的工作方式，有效实现项目管理中的造价控制、进度管理、施工模拟及碰撞检查等目标，提高工作效率。

关键词：BIM技术；装配式建筑；精益建筑；技术研究

装配式建筑造价偏高已成为阻碍其发展的重要因素之一。由于装配式建筑整个建造过程参建主体众多、目标系统多元、对象系统技术复杂、行为系统在时间与空间上密切相关、组织系统结构复杂，因此，装配式建筑整个建造过程是一项复杂的系统工程，对其造价目标进行控制必须充分利用系统理论思维、科学管理方法以及信息化手段。

一、装配式建筑施工常见问题

（一）预制构件生产质量问题突出

如果施工方在施工过程中需要对预制构件进行更换,那么对整个预制建筑的顺利进行有着非常重要的影响。预制构件的生产变化往往会导致整个施工项目的延误或存在施工风险。预制构件的生产质量是整个预制建筑最基本的质量保证。预制构件在生产过程中如果出现问题,会影响整体施工效果[1]。预制构件的生产过程是复杂的,需要经过很多工序。如果在生产、设计、运输过程中存在一定的影响,就会导致预制装配式建筑质量不达标,降低整体质量。

（二）信息管理水平低

目前我国预制装配式建筑的管理还比较传统,各个施工部门和专职人员之间的合作程度不够高,影响了预制装配式建筑在沟通过程中的质量提升。在装配式建筑施工中,需要所有参与方的配合,以确保构件在生产、运输、组装等阶段具有更好的效果。

（三）装配式建筑的质量管理

装配式建筑的质量管理存在很多问题,传统的质量管理方法已经不能满足当今建筑工程的更高需求,而BIM技术的集成解决了更多的问题,具有非常重要的应用价值。BIM技术在建筑工程中的应用不仅可以控制资金成本,节约资源,而且可以保证项目的实施进度,实现建筑工程的稳定性和耐久性。将BIM技术融入装配式建筑质量管理中,可以避免传统管理中存在的许多问题,促进管理质量的有效提高,实现对工程质量的合理控制[2]。

二、精益建造下质量控制的相关策略

（一）BIM 数据库高效集成质量控制相关信息

以装配式建造的建筑，在信息的互联互通共享方面表现得更加的紧密。BIM 技术信息高度集成化为精益建造体系提供了强有利的信息支撑，为精益建造全过程信息的存储、传递、共享提供统一的数据库，保证了装配式建筑建造过程中各参与方在任何阶段随时查询所需要的信息，最终实现对信息流集中掌控并且有效促进了精益建造对施工项目质量的合理控制。对于装配式建筑而言，构件种类多，将RFID 芯片植入预制构件，可以更好的识别和采集构件的生产信息，并且随着项目的不断进展，仓储、运输、堆放、安装和运维等信息也被依次写入，能够及时监控进度的执行和质量控制的情况，所以它是对全生命周期的信息采集[3]。BIM 技术集成全生命周期各项工程所有的数据信息，实现项目建设过程中不同参与方、不同应用阶段、不同应用软件之间的信息集成与共享。

（二）加强有效的施工管控

精益建造理论更加强调质量控制内容的标准化和管理程序的标准化。提出标准化目标、执行标准化要求，并对执行情况进行系统监督和检查是工程项目标准化工作的重要任务。建立装配式建筑建设过程中必要的标准化文件体系是实现标准化目标的基础。施工方案的合理性也间接影响了施工安装的质量。在装配式建筑建造的全生命周期，要充分周密考虑各个环节，真正做到不建造不合格品、不接受不合格品、不传递不合格品，把质量问题遏制在最初级阶段，从而达到各环节质量问题的事前和事中控制，减少不必要的浪费和非增值活动[4]。

（三）质量控制过程绩效评价

精益建造更加注重过程控制，保证流的稳定性与持续性，必须对较小的单元进行评价。对装配式建筑而言，构件的不同检验批次在同一分项工程的质量要求是一致的，因此以检验批为绩效评价最小单元，这样能够及时发现并解决问题，很好地控制后续检验批的施工质量。用设计好的绩效评价体系，根据科学性、全面性、可操作性、可比性原则，系统指导操作和评价操作。同时充分利用好BIM技术和RFID 的质量实时监测反馈，得到各个过程环节的质量安全绩效，及时激励人们的精益施工行为，对质量安全造成隐患的各个部分进行指导并持续改进[5]。

（四）装配式建筑与精益施工一体化

整合精益建筑与装配式建筑发展的关系。首先,工艺构件的标准化详细施工图为工厂加工构件提供了科学依据,提高了装配施工的标准符合性;对整个施工过程进行可追溯的管理,为业主装修、物业管理提供真实、准确的数据;准时采购制度和现场有限资源配置强化了供应链管理;流程的模块化构建促进了市场的专业化细分,为小微企业的生产创造了条件,引导经营者向产业工人转变。建设对提升产业链质量和增长发挥了重要引领作用。其次,根据“精益施工”的详细施工图和模块化顺序,预埋、预留施工更加精准,现场拼装、吊装更加精准,“小时级”过程控制充分符合拼装施工的一致性。最后,自下而上工艺水平跨水作业与装配式施工、吊装同步进行。模块化标准施工方法为装配式建筑的干、湿操作提供了参考,将大大提高装配式建筑的生产效率。很多人认为精益建设是一种完全不同的方式,没有混合的地方。其实真正了解精益施工的人都知道,其应用覆盖了整个建筑行业,甚至可以在基础设施建设等其他工程领域借鉴。其不仅适用于现场铸造,而且适用于组装型。要实现建筑业的现代化和可持续发展,必须从建筑业的全产业链和全生命周期考虑体验模式的可行性。不能分割不同环节,片面发展。这是“精益建设”的核心价值,也是“精益建设”的必经之路。

（五）优化运输路线

在预制构件运输车辆上安装GIS定位系统，可随时获取车辆运输路线和运输状态，将运输信息上传至BIM信息平台，对场外和场内运输路线进行优化。基于BIM信息平台的运输路线设计和施工现场布置的模拟功能，可对装配式建筑项目的场地平整、道路修整、施工机械布置等进行设计规划，在BIM信息平台中分析装配式建筑项目场地所处环境，自动对运输路径进行优化，寻求最优路径，同时模拟生成最合适的运输路线。根据预制构件仓储场地位置和数量的模拟情况，对运输数量和路线进行优化，减少预制构件二次搬运的次数，降低物流费用。当出现多个项目集中化采购的情况，可根据各个项目的采购需求和相对位置模拟出统一的供给方案。在预制构件运输过程中应根据前期确定的运输路线，将预制构件运至指定的装配施工现场，运输过程中可比较实时交通信息与计划信息，并对最终的预制构件供应交付工作进行评价和修正，进而对运输路线进一步优化调整。

结束语：

综上所述，基于BIM 的精益建造关键技术集成解决了精益建造实施过程中的信息流难掌控、价值流难控制的问题。在实际应用过程中，要以精益建造的理念体系作为基础，对BIM 应用流程进行优化，利用BIM 内在的技术功能和数据集中储存特点，为项目决策提供丰富的数据支持，实现精细建造关键技术，才能让两者表现出良好的应用，并实现客户价值最大化。

参考文献：

[1] 班立杰. 基于BIM的装配式建筑精益建造模式研究[D]. 河北:河北工业大学,2019.

[2] 陈敬武,班立杰. 基于建筑信息模型促进装配式建筑精益建造的精益管理模式[J]. 科技管理研究,2020,40(10):196-205.

[3] 刘晓惠. 基于精益管理的装配式建筑智慧化管理体系研究[D]. 陕西:西安建筑科技大学,2020.

[4] 李嘉斌. 基于BIM技术的EPC项目装配式建筑成本控制及应用研究[D]. 山东:青岛理工大学,2022.

[5] 刘凌宇. 基于BIM的装配式建筑质量精细化管理研究[D]. 江苏:东南大学,2019.