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摘要:以bim信息技術(shù)為基礎(chǔ)，探討如何利用RFID、GIS等技術(shù)進(jìn)行工業(yè)建筑測(cè)繪以及工業(yè)建筑信息集成的適用性分析．通過(guò)BIM模型實(shí)現(xiàn)工業(yè)建筑的信息集成，將其置于一個(gè)信息全面且可調(diào)節(jié)的建筑實(shí)體模型中進(jìn)行整體對(duì)比和調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)信息集成管理．將該理論運(yùn)用到工程實(shí)踐中，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的信息集成、共享和協(xié)作，提高工業(yè)建筑的施工效率，促進(jìn)工業(yè)建筑的可持續(xù)發(fā)展．

關(guān)鍵詞:工業(yè)建筑;信息集成;產(chǎn)業(yè)鏈;建筑信息模型;地理信息系統(tǒng)

近些年，隨著建筑信息化的發(fā)展，BIM技術(shù)能憑借其信息傳遞的高效性以及管理模式的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)工業(yè)建筑傳統(tǒng)施工管理的缺失，加速構(gòu)建符合現(xiàn)代化需求的工業(yè)建筑．所以，信息化是工業(yè)建筑的必然發(fā)展趨勢(shì)．工業(yè)建筑的信息集成，包含了對(duì)于工業(yè)建筑的歷史、社會(huì)、技術(shù)等信息的收集與管理，其工作內(nèi)容主要包括對(duì)于工業(yè)建筑的實(shí)地調(diào)查與記錄、精密勘察與測(cè)繪、信息的歸類與管理等．我國(guó)對(duì)于工業(yè)建筑的信息采集等基礎(chǔ)性工作方面的研究較少，并考慮到我國(guó)目前建立整合各類信息的動(dòng)態(tài)、開放型的工業(yè)建筑數(shù)據(jù)庫(kù)的迫切需要，本文以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)信息集成系統(tǒng)在工業(yè)建筑方面的文獻(xiàn)入手，仔細(xì)研究了工業(yè)建筑信息集成的思想及方法，通過(guò)BIM及RFID、GIS等相關(guān)信息技術(shù)整合建筑行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈資源，為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同作業(yè)相關(guān)研究奠定了基礎(chǔ)．本文梳理了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外在基于BIM技術(shù)在工業(yè)建筑方面以及基于BIM技術(shù)的信息集成方面的代表性文獻(xiàn)，研究了基于BIM的工業(yè)建筑信息協(xié)同系統(tǒng)的理論發(fā)展及方向，主要分為一下幾個(gè)部分．

1BIM技術(shù)在工業(yè)建筑的發(fā)展

目前，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者在BIM技術(shù)在工業(yè)建筑方面進(jìn)行了一些研究．趙東暉［1］介紹了工業(yè)民用建筑施工管理信息系統(tǒng)的建設(shè)思想和實(shí)現(xiàn)方法，提出組件式地理信息系統(tǒng)GIS軟件和可視化變成軟件Visual，以基于局域網(wǎng)的C/S(Client/Server)模式為系統(tǒng)集成方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工三大指標(biāo)的控制．寶琦［2］基于BIM的工業(yè)建筑協(xié)同設(shè)計(jì)對(duì)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)影響的基本理念，闡述了全新的設(shè)計(jì)方式和設(shè)計(jì)流程，證明此先進(jìn)理念在包括工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的所有建筑工程設(shè)計(jì)中，相對(duì)差錯(cuò)比之前的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)流程要好，可以滿足現(xiàn)代工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中的高效率、高質(zhì)量和高要求．杜欣［3］從對(duì)建筑遺產(chǎn)測(cè)繪工作的研究入手，對(duì)BIM技術(shù)在工業(yè)建筑遺產(chǎn)測(cè)繪工作中的適用性進(jìn)行了分析，并以實(shí)例進(jìn)行基于BIM的測(cè)繪探索，并提出了以“信息”處理為重點(diǎn)，以“理想模型”、“階段化模型”、“分析模型”的逐級(jí)建立為過(guò)程的工作方式．王潤(rùn)生等［4］結(jié)合工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)改造與BIM技術(shù)，借助數(shù)字信息對(duì)結(jié)構(gòu)改造項(xiàng)目進(jìn)行BIM(全生命周期管理)四維模擬，并進(jìn)行全方位設(shè)計(jì)、管理與建造，顯著提升結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)、施工及管理的效率，大幅度降低項(xiàng)目可能遇到的各種風(fēng)險(xiǎn)．石越［5］分析了BIM技術(shù)在工業(yè)建筑應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，利用BIM技術(shù)采集工業(yè)遺產(chǎn)信息，并將工業(yè)遺產(chǎn)信息進(jìn)行分級(jí)，明確BIM在工業(yè)遺產(chǎn)信息工作中的使用范圍．并通過(guò)案例闡述BIM在工業(yè)遺產(chǎn)建筑物、構(gòu)筑物、設(shè)備、生產(chǎn)工藝流程、工業(yè)環(huán)境的信息采集、建模及管理．肖寶存［6］通過(guò)分析傳統(tǒng)住宅的發(fā)展現(xiàn)狀，從而引入住宅工業(yè)化發(fā)展所面臨的阻礙因素，提出BIM技術(shù)在住宅工業(yè)化中的應(yīng)用思路，即在住宅工業(yè)化設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)階段、施工階段及設(shè)施管理階段中BIM技術(shù)的應(yīng)用將大大改進(jìn)傳統(tǒng)建筑模式．MiroslavasP等［7］針對(duì)廢棄的舊工業(yè)建筑問(wèn)題和建筑物重建的可能性，提出了BIM和多準(zhǔn)則決策(MCDM)技術(shù)相結(jié)合的廢棄建筑再開發(fā)決策模型．以一個(gè)測(cè)量設(shè)備工廠為案例研究，提出了灰色屬性評(píng)分(WASPAS－G)加權(quán)總量和評(píng)估方法對(duì)建筑可能的重建方案進(jìn)行排序，選擇最合理的方案．BIM技術(shù)支持有效的選擇過(guò)程，并允許實(shí)施一個(gè)項(xiàng)目的全壽命管理策略，實(shí)現(xiàn)一個(gè)真實(shí)的對(duì)象．AbandaFH等［8］講述了國(guó)外目前的研究主要集中在異地制造和BIM獨(dú)立應(yīng)用于傳統(tǒng)建筑方法的影響．王偉［9］分析了工業(yè)建筑中BIM技術(shù)在成本控制、資源配置、碰撞檢測(cè)的應(yīng)用，同時(shí)介紹了通過(guò)BIM模型中建立碳排量因子庫(kù)，計(jì)算施工過(guò)程中的人材機(jī)碳排放量，旨在促進(jìn)資源合理利用，提高施工效率．基于以上學(xué)者的研究，國(guó)內(nèi)學(xué)者運(yùn)用BIM技術(shù)在工業(yè)建筑上可與地理信息系統(tǒng)(GIS)結(jié)合，可以進(jìn)行工業(yè)建筑遺產(chǎn)的測(cè)繪、建模及管理，也可以對(duì)工業(yè)建筑中鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造和再利用以及可以在工業(yè)建筑中進(jìn)行成本控制，如圖1、圖2所示，為某工廠施工現(xiàn)場(chǎng)和運(yùn)用BIM技術(shù)在某工廠的應(yīng)用圖例．國(guó)外學(xué)者提出BIM和多準(zhǔn)則決策技術(shù)相結(jié)合，利用灰色屬性評(píng)分加權(quán)總量和評(píng)估方法選擇合理方案．這些學(xué)者基于BIM的研究進(jìn)一步表明了BIM在工業(yè)建筑領(lǐng)域可進(jìn)行信息集成的合理性與可行性．

2BIM技術(shù)的信息集成

目前，BIM技術(shù)的發(fā)展逐漸成熟．BIM技術(shù)主要通過(guò)對(duì)項(xiàng)目全壽命周期不同階段的信息集成、管理、存儲(chǔ)、交換、共享，支持各階段不同參與方之間的信息交流和共享，從而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)效率及質(zhì)量的提升．BIM技術(shù)在建筑業(yè)中的應(yīng)用并不是單獨(dú)進(jìn)行的，需要解決各方面軟硬件的配套問(wèn)題．ShahryarH［10］引入了建筑模擬工具和優(yōu)化方法相結(jié)合的策略，并強(qiáng)調(diào)了將這些策略與BIM相結(jié)合可以改進(jìn)施工過(guò)程，而且可以探索替代方法，目的為了提升BIM在提高能源效率和舒適度方面的作用．MohammadN等［11］將BIM與生命周期評(píng)估(LCA)相結(jié)合，并提出評(píng)估建筑領(lǐng)域建筑材料環(huán)境影響的一體化結(jié)果．應(yīng)用多層辦公樓的案例來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)概念的發(fā)展，并討論BIM和LCA工具產(chǎn)生的結(jié)果．研究表明，BIM－LCA整合是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的最佳程序，并概述了大部分的負(fù)面環(huán)境影響是在制造和運(yùn)營(yíng)階段發(fā)生的．AliGhaffarianH等［12］講述了應(yīng)用相關(guān)的建筑管理系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)建筑生命周期中檢查可持續(xù)性．BIM能夠在建筑生命周期階段實(shí)施潛在的實(shí)踐，但設(shè)計(jì)師、承包商主要側(cè)重于BIM在設(shè)計(jì)施工管理階段的應(yīng)用，并且知識(shí)管理系統(tǒng)的整合使得在建筑生命周期內(nèi)處理和共享建筑維護(hù)信息成為可能．本文以建筑節(jié)能為重點(diǎn)，提出了在建筑后期建筑生命周期中使用nDBIM應(yīng)用BIM－IKBMS的綜合知識(shí)型建筑管理系統(tǒng)，以促進(jìn)可持續(xù)建筑性能的成功實(shí)施．MaZL等［13］對(duì)2017年創(chuàng)意施工會(huì)議進(jìn)行BIM與GIS的綜合應(yīng)用研究綜述，介紹了BIM和GIS綜合應(yīng)用領(lǐng)域的先前工作、應(yīng)用程序?qū)ο蟆?yīng)用程序階段、集成模式和平臺(tái)突出顯示每項(xiàng)工作．結(jié)果表明，BIM和GIS的集成主要用于建設(shè)P＆D和O＆M活動(dòng)．從BIM系統(tǒng)提取數(shù)據(jù)到GIS是BIM和GIS集成的主流方式，其中ArcGIS是最常用的平臺(tái)．研究人員使用Au-todeskRevit或開發(fā)自己的應(yīng)用案例系統(tǒng)．BIM和GIS在基礎(chǔ)設(shè)施和城市地區(qū)的綜合應(yīng)用存在明顯的差距，尤其是在P＆D階段．為了今后的發(fā)展方向，建議在整個(gè)生命周期中研究一個(gè)統(tǒng)一的模型和一個(gè)多用途的平臺(tái)．MehmetS［14］介紹了建筑行業(yè)3D打印的實(shí)例簡(jiǎn)要，建立一個(gè)適合3D打印機(jī)的3D建模模型是可能的許多建模軟件程序，并提到了建筑信息建模與3D打印建筑技術(shù)的結(jié)合，并表明BIM技術(shù)與3D打印建模的集成將有效地提高能源效率、改善設(shè)計(jì)、降低成本和隔離結(jié)構(gòu)．LukmanAA［15］研究開發(fā)一個(gè)基于BIM的全壽命性能估算器(BWPE)，用于從設(shè)計(jì)階段評(píng)估建筑結(jié)構(gòu)部件的搶救性能，采用數(shù)學(xué)建模方法，使用已確定的威布爾可靠性分布的因素和原理、概念來(lái)制造BWPE，該模型在BIM環(huán)境中實(shí)現(xiàn)，并使用案例研究設(shè)計(jì)進(jìn)行測(cè)試．研究表明，BWPE是一種客觀的手段，用于確定建筑物中可回收材料在其使用壽命結(jié)束時(shí)可重復(fù)使用和可回收利用的程度，BWPE也將為建筑師和設(shè)計(jì)師提供一個(gè)決策支持機(jī)制，分析設(shè)計(jì)決策對(duì)建筑物搶救性能的影響，當(dāng)建筑物倒塌時(shí)，拆除工程師和顧問(wèn)也可以進(jìn)行拆除前的審計(jì)．鑒于此，本文要做出基于BIM的工業(yè)建筑信息集成系統(tǒng)的應(yīng)用研究，構(gòu)建基于BIM的工業(yè)建筑信息集成系統(tǒng)．在對(duì)工業(yè)建筑信息數(shù)據(jù)有效獲取的基礎(chǔ)上，利用BIM、RFID、GIS等技術(shù)進(jìn)行工業(yè)建筑測(cè)繪以及通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)于工業(yè)建筑信息集成的適用性分析，通過(guò)理論分析與實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合，研究并構(gòu)建工業(yè)建筑信息集協(xié)同平臺(tái)，以提高工業(yè)建筑的施工效率．

3建立工業(yè)建筑信息協(xié)同平臺(tái)

眾所周知保溫層的厚度不同，室內(nèi)的溫度也有很大的區(qū)別．本文提出3D掃描技術(shù)、RFID、GIS技術(shù)和BIM技術(shù)集成的理念，建立基于BIM的工業(yè)建筑信息協(xié)同平臺(tái)．運(yùn)用BIM設(shè)計(jì)理念并結(jié)合使用Revit系列軟件，可做到多專業(yè)團(tuán)隊(duì)的高效協(xié)同設(shè)計(jì)，如圖3、圖4所示，均為在工業(yè)建筑中使用Re-vit系列軟件的建模圖．BIM技術(shù)可以提高工業(yè)建筑工程的集成化程度和各參與方的工作效率，使項(xiàng)目各管理方快速、準(zhǔn)確的獲取工程所需的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目信息化管理，構(gòu)建BIM在工業(yè)建筑施工階段的信息平臺(tái)框架示意圖如圖5所示．在工業(yè)建筑中，將BIM技術(shù)用于現(xiàn)場(chǎng)管理需要集成有效的技術(shù)手段作為輔助，在信息管理系統(tǒng)中，BIM、RFID與3D激光掃描分為三個(gè)系統(tǒng)———施工控制、材料監(jiān)管和安裝糾偏［16－17］．將三者相結(jié)合，建立一個(gè)以BIM為基礎(chǔ)的信息集成平臺(tái)，為工業(yè)建筑的質(zhì)量管理提供信息支持．

4結(jié)語(yǔ)

工業(yè)建筑的信息協(xié)同，是將項(xiàng)目在全壽命周期中各個(gè)不同階段的工程信息、過(guò)程和資源集成在一個(gè)模型中，方便工程各參與方使用．通過(guò)模擬工業(yè)建筑所具有的真實(shí)信息，使該模型達(dá)到設(shè)計(jì)施工的一體化，各專業(yè)協(xié)同工作，從而降低了工程生產(chǎn)成本，保障工程按時(shí)按質(zhì)完成．在基于BIM的工業(yè)建筑的信息協(xié)同方面，現(xiàn)有文獻(xiàn)中較少出現(xiàn)．通過(guò)文獻(xiàn)研究，本文提出了首先利用3D掃描儀進(jìn)行工業(yè)建筑的信息采集，然后可根據(jù)測(cè)繪所得的點(diǎn)云在BIM軟件中建立建筑信息模型，通過(guò)BIM模型實(shí)現(xiàn)工業(yè)建筑的信息集成，將其置于一個(gè)信息全面且可調(diào)節(jié)的建筑實(shí)體模型中進(jìn)行整體對(duì)比和調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)信息集成管理．基于以上成果，將該理論運(yùn)用到工程實(shí)踐中，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的信息集成、共享和協(xié)作，為工業(yè)建筑建設(shè)提供更多便利．

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作者：張愛琳 惠之瑤 王琨 閆澤文 單位：內(nèi)蒙古科技大學(xué)