CN107844961A - 基于bim的总承包工程施工阶段智能管理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于BIM的总承包工程施工阶段智能管理系统和方法，该系统包括用户处理模块（客户端）、数据传输处理器、业务数据存储模块、BIM模型存储模块、监控设备、模型处理服务器；该方法，利用CDM（Concordance Design Model）、RDM（Released Design Model）、FCM（Finished Coordination Model）三阶段模型智能转换将工程设计模型的可视化、施工阶段工程变更、工程质量问题闭环管理与三维建筑模型协同设计实时智能融合，实现总承包工程施工阶段的智能、高效协同作业，提高施工效率，改善企业工程管理模式，促进精益化、信息化企业管理方式建设。
Description
技术领域
本发明涉及BIM应用技术及IT领域，具体涉及一种基于BIM的总承包工程施工阶段智能管理系统及方法，尤其涉及一种在移动端协助工程总承包、各专业项目分包施工阶段用CDM（Concordance Design Model）、RDM（Released Design Model）、FCM（FinishedCoordination Model）三阶段模型智能化设计变更管理、智能质量问题闭环管理、竣工验收资料管理的技术和方法。
背景技术
BIM作为建设项目完成的信息承载体，提供了一种创新的建筑设计、施工、运维的管理方法，从二维设计转向三维设计，从单独作业转向协同项目工作，从各专业独立交付转向全生命周期的技术支持；尤其是实时高效提供一致、可靠的项目设计、施工、运维阶段的信息，将工程项目全过程管理各方通过BIM协同平台实时无缝对接，实现数据和信息的共享。BIM技术的快速发展为总承包工程的智能管理提供了可能。
工程施工作为总承包工程的重难点，建筑工程各专业、各分包的协同作业成为建设施工阶段必不可少的工作形式，同时将各专业分包进行有效协调、协同管理，对于降低施工难度，高效协同作业，提升作业效率，节省工期具有重要的影响作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于BIM的总承包工程施工阶段智能管理系统和方法，通过工程设计模型的可视化协同管理、施工阶段工程变更协同管理、工程质量问题闭环交互管理实现总承包工程施工阶段的智能、高效协同作业，提高施工效率。
为实现上述目的，本发明具体提供的技术方案为：一种基于BIM的总承包工程施工阶段智能管理系统，所述系统是基于用户处理模块（客户端）、数据传输模块、数据存储模块、模型处理模块；
用户处理模块（客户端），用于用户模型可视化显示及业务数据的查看、业务需求的提交，所述客户端所有设备均与所述数据传输模块中数据传输处理处理器保持信号连接。
数据传输处理模块用于用户提交的业务信息的传输、数据的传载，与所述用户处理模块（客户端）、数据存储模块保持信号连接。
数据存储模块用于工程业务数据及BIM模型的存储，与所述数据存储模块与数据传输模块、模型处理模块保持信号连接，包含业务数据存储服务器、BIM模型存储服务器。
模型处理模块用于BIM模型的实时处理，与所述模型处理模块与数据存储模块保持信号链接。
所述用户处理模块（客户端）包括显示器、用户输入设备，其中输入设备包含但不限于带有操作显示功能的电脑、手机等移动设备；所述用户处理模块（客户端）输入设备的数量取决于项目用户参与数量。
所述数据存储模块包含业务数据存储服务器、BIM模型存储服务器。其中业务数据存储服务器包含用户信息存储模块、变更信息存储模块、质量问题存储模块分别用于存储用户信息数据、项目模型变更记录数据、项目施工过程中发现并上传的工程质量问题过程数据；其中用户信息数据用于用户操作权限判定，模型变更数据用于向模型处理服务器发送模型处理请求、记录模型变更过程及文件，质量问题数据用于向模型处理服务器发送模型处理请求、记录工程质量过程及文件。
所述数据存储模块BIM模型存储服务器包含CDM（Concordance Design Model）存储模块，RDM（Released Design Model）存储模块、FCM（Finished Coordination Model）存储模块分别用于存储整合设计模型、发布的施工模型、完全协调模型，以上三个存储模块的模型可以智能转换，转换过程中数据存储模块内两个服务器完成数据传递、文件记录及存储；其中逆向转换的过程中需要模型处理模块模型处理服务器参与完成。
所述模型处理模块，包含模型处理服务器及一个监控触发设备，其中模型处理服务器的数量取决于所需管理项目的工程量大小及工程进度的要求程度，原则上需设置2台及以上模型处理服务器，多台服务器搭配负载均衡及弹性伸缩，以提高模型处理的容灾率、安全性及效率。
所述模型处理模块监控触发设备，用于监控数据存储模块的业务变化，当用户提交模型变更业务时，触发模型处理模块智能BIM模型处理进程。所述模型处理模块将根据模型处理服务器运算机制（负载均衡、弹性伸缩）智能判断并优选出模型处理服务器进行工程模型的合模、颜色变更、施工进度进程。
一种基于BIM的总承包工程施工阶段智能管理方法，通过上述系统来完成，包括如下步骤：
步骤1：CDM模型上传。各工程承包商根据设计阶段二维图纸，构建三维BIM模型，并将构建完成的模型上传至BIM系统；
步骤2：根据BIM系统对整合设计模型（Concordance Design Model）碰撞冲突检查的结果进行模型调整并重新上传至BIM系统；
步骤3：重复第二步直至模型可以发布的施工模型（Released Design Model）；
步骤4：承包商将工程施工图纸上传至BIM系统，业主根据RDM模型提出工程问题反馈清单及变更令；
步骤5：承包商利用RDM模型跟踪业主提出的问题，解决相关问题解决，并在RDM中添加设计变更情况，直至生成完全协调模型（Finished Coordination Model）；针对设计出现的变更问题，承包商负责将变更纳入RDM模型中；
步骤6：承包商根据FCM模型制定施工计划，并利用FCM模型模拟施工过程，包括施工顺序、施工进度等系统智能生成四维进度模型；
步骤7：承包商发现施工过程问题，提交问题描述及影像资料上传至BIM系统，相关人员进行问题解决及反馈；
步骤8：相关人员将施工过程中的施工方案、内外部联系单、合同文件、质量文件、进度控制文件等上传至BIM平台，进度报表、安全报表在平台内自动生成并存档；
步骤9：承包商按月将竣工信息、设备数据等输入FCM模型；
步骤10：竣工资料及竣工模型的存档管理。
步骤1中上传模型前需先在系统中创建工程项目及相关用户信息，并预设项目分包总类及对应的模型颜色表示。BIM模型上传至系统后，系统会根据预先设定好的不同专业模型显示要求，自动生成模型目录树并将不同专业模型智能运算以不同颜色区分显示。
本发明主要解决的技术问题体现在以下几点：
一、同一个操作平台，同一个工程模型，实现了工程总包与各专业分包的协同作业；利用CDM、RDM、FCM三阶段模型实现工程施工过程资料实时协同管理，工程设计变更协同管理、工程质量问题闭环管理，数据永久保存，安全有效，项目相关方责任更明确；可视化的项目进度查看，有效解决项目相关方进度信息不对称，沟通效率低，错误率高问题，使项目相关方都能实时了解工程动态，管理更高效；沟通更便捷。
二、系统服务器之间采取分布式部署方式，同时加持弹性伸缩、负载均衡，全冗余设计，容灾管理，实时调整弹性计算资源的管理服务，为系统高可用、低成本、安全性提供了保障。
附图说明
图1为本发明的系统框架结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示根据本发明提供的一种基于BIM的总承包工程施工阶段智能管理系统，包括用户操作模块（客户端）1、数据传输模块2、数据存储模块3、模型处理模块4；
用户操作模块1包含若干台用户终端显示设备，用户通过11等显示器向数据传输模块发送业务请求，并利用显示器查看工程模型等数据内容。
数据传输模块2包含数据传输处理器21，其中数据传输处理器包含系统数据传输所需的数据传输接口，以及网络管理所需的网关、交换机。数据传输模块处理用户需求先获取用户信息存储模块313用户数据，判定用户权限是否符合要求，符合则根据要求进行后续操作，否则将退回请求。
数据存储模块3包含业务数据存储服务器31、BIM模型存储服务器32，其中业务数据存储服务器31包含用户信息存储模块313、变更信息存储模块311、质量问题存储模块312，分别用于存储用户信息数据、项目模型变更记录数据、项目施工过程中发现并上传的工程质量问题过程数据；BIM模型存储服务器32包含CDM存储模块321，RDM存储模块322、FCM存储模块323，分别用于存储整合设计模型、发布的施工模型、完全协调模型。
数据存储模块3包含文件的上传、下载、问题提交、问题反馈功能，文件上传按上传内容分类保存至相应的存储模块中，文件下载则从相应模块路径获取数据下载文件，问题等工作记录的提交，及反馈则相应存储在对应模块。
模型处理模块4包含若干BIM模型处理服务器41、监控触发器42。
本发明专利中的一种基于BIM的总承包工程施工阶段智能管理系统和方法的工作过程为：
用户在系统中利用用户操作模块终端1中创建需要管理的项目及相关人员信息，并初设项目分包大类及定义各分包专业的模型颜色，工程信息经过21传输至模块31。
当用户初始上传模型时，用户通过输入模块1输入信息，上传模型，经过传输模块2，模型存储至321存储模块，系统对321模型进行碰撞检查，检测存在碰撞冲突时，用户根据系统提供的碰撞检查结果对321模型设计调整，并将调整后的结果存储至321存储模块，重复此过程直至321存储模块模型中不存在碰撞检查问题，则321最终模型自动备份至322存储模块，并发布施工模型。中间过程文件保留在321存储模块。
当用户需要进行设计变更处理时，需在系统内发起变更申请，经相关人员确定后，设计人员可对322模型进行设计变更，变更业务流程记录存储至311，变更过程模型保存至322，重复此过程，直至工程变更调整完成，则322最终模型自动备份至323存储模块，并发布完全协调模型。
当用户施工过程中发现质量问题时进行设计变更处理时，需在系统内发起工程问题管理流程，相关人员可对工程问题反馈、解决、追溯。问题管理过程记录存储至312存储模块。
当用户在任一工程施工环节系统检测到模型存在碰撞冲突时，模型将自动转换至321存储模块；当用户在任一工程施工环节提出变更需求处理时，变更需求一经确认，模型将自动转换至322存储模块。
当用户发出工程BIM模型访问请求时，系统可自动将31存储模块中的变更信息、问题追溯信息同步绑定至32存储模块模型中，并将32固定存储模块的模型自动合模为工程主模型，通过21模块，传输至用户客户端显示器。模型、业务绑定规则为业务处理构件在模型中的具体位置，点击模型中构件可见相关操作记录、文件及描述。
当系统通过41监控设备，检测到32存储模块的工程模型存在上传、更新等变更操作时，根据4模型处理模块中模型处理服务器运算机制，4模块将智能判断并优选出模型处理服务器进行工程模型的合模、颜色变更、施工进度进程。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形和修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (10)
1.一种基于BIM的总承包工程施工阶段智能管理系统，其特征在于：包括用户处理模块、数据传输模块、数据存储模块和模型处理模块；
所述用户处理模块包括显示器、用户输入设备，所述用户处理模块所有设备均与所述数据传输模块中数据传输处理处理器保持信号连接；
所述数据传输处理模块包含数据传输处理器，其中数据传输处理模块与所述用户处理模块、数据存储模块保持信号连接；所述数据传输处理器包含数据传输接口，以及网络管理所需的网关和交换机；
所述数据存储模块包含业务数据存储服务器、BIM模型存储服务器；所述数据存储模块与数据传输模块、模型处理模块保持信号连接；
所述模型处理模块包含BIM模型处理服务器和监控触发器，所述模型处理模块与数据存储模块保持信号连接。
2.根据权利要求1所述一种基于BIM的总承包工程施工阶段智能管理系统其特征在于：所述用户处理模块输入设备包含但不限于带有操作显示功能的电脑、手机移动设备；所述用户处理模块输入设备的数量取决于项目用户参与数量。
3.根据权利要求1所述一种基于BIM的总承包工程施工阶段智能管理系统其特征在于：所述数据存储模块的业务数据存储服务器包含用户信息存储模块、变更信息存储模块、质量问题存储模块分别用于存储用户信息数据、项目模型变更记录数据、项目施工过程中发现并上传的工程质量问题过程数据；其中，用户信息数据用于用户操作权限判定；模型变更数据用于向模型处理服务器发送模型处理请求、记录模型变更过程及文件；质量问题数据用于向模型处理服务器发送模型处理请求、记录工程质量过程及文件。
4.根据权利要求1所述一种基于BIM的总承包工程施工阶段智能管理系统其特征在于：所述数据存储模块BIM模型存储服务器包含CDM存储模块，RDM存储模块、FCM存储模块分别用于存储整合设计模型、发布的施工模型、完全协调模型，以上三个存储模块的模型可以智能转换，转换过程中数据存储模块内两个服务器完成数据传递、文件记录及存储；其中逆向转换的过程中需要模型处理模块模型处理服务器参与完成。
5.根据权利要求1所述一种基于BIM的总承包工程施工阶段智能管理系统其特征在于：所述模型处理模块，包含模型处理服务器及一个监控触发设备，其中模型处理服务器的数量取决于所需管理项目的工程量大小及工程进度的要求程度，原则上需设置二台及以上模型处理服务器。
6.根据权利要求1所述一种基于BIM的总承包工程施工阶段智能管理系统其特征在于：所述模型处理模块监控触发设备，用于监控数据存储模块的业务变化，当用户提交模型变更业务时，触发模型处理模块BIM模型处理进程；所述模型处理模块将根据模型处理服务器运算机制智能判断并优选出模型处理服务器进行工程模型的合模、颜色变更、施工进度进程。
7.一种基于BIM的总承包工程施工阶段智能管理方法，其特征在于，通过权利要求1所述的系统来完成，包括如下步骤：
步骤1：各工程承包商根据设计阶段二维图纸，构建三维BIM模型，并将构建完成的模型上传至BIM系统；
步骤2：根据BIM系统对整合设计模型碰撞冲突检查的结果进行模型调整并重新上传至BIM系统；
步骤3：重复第二步直至模型可以发布的施工模型；
步骤4：承包商将工程施工图纸上传至BIM系统，业主根据RDM模型提出工程问题反馈清单及变更令；
步骤5：承包商利用RDM模型跟踪业主提出的问题，解决相关问题解决，并在RDM中添加设计变更情况，直至生成完全协调模型；针对设计出现的变更问题，承包商负责将变更纳入RDM模型中；
步骤6：承包商根据FCM模型制定施工计划，并利用FCM模型模拟施工过程，包括施工顺序、施工进度等系统智能生成四维进度模型；
步骤7：承包商发现施工过程问题，提交问题描述及影像资料上传至BIM系统，相关人员进行问题解决及反馈；
步骤8：相关人员将施工过程中的施工方案、内外部联系单、合同文件、质量文件、进度控制文件等上传至BIM平台，进度报表、安全报表在平台内自动生成并存档；
步骤9：承包商按月将竣工信息、设备数据等输入FCM模型；
步骤10：竣工资料及竣工模型的存档管理。
8.根据权利要求7所述的一种基于BIM的总承包工程施工阶段智能管理方法，其特征在于：步骤1中需创建项目及相关人员信息，并初设项目分包大类及定义各分包专业的模型颜色；步骤1所述上传的BIM模型包含但不限IFC、RVT、NWD、DWG、3DSMAX、STL。
9.根据权利要求7所述的一种基于BIM的总承包工程施工阶段智能管理方法，其特征在于：步骤2中所述碰撞冲突检查将在存储至CDM模型存储模块后自动进行，系统根据建筑规则智能生成检测报告；当系统碰撞冲突检查结果显示模型无冲突时，系统将最终CDM模型自动同步至RDM存储模块。
10.根据权利要求7所述的一种基于BIM的总承包工程施工阶段智能管理方法，其特征在于：步骤4所述的施工图纸、变更文件、问题清单，步骤5所述的问题解决记录、文件变更记录，步骤7、步骤8所述文件资料等系统均自动与模型同步，均可在RDM、FCM模型中保存及查看。
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