CN112990844A - 一种基于bim的施工方法及管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于BIM的施工方法及管理系统，先根据项目设计图纸和施工参数，利用BIM技术建立装配式建筑的BIM模型。然后根据施工方案将BIM模型分解为多个子模型，并将每一子模型所需的所有构件均置于子模型对应的构件堆放处，进而在依据每个子模型进行施工时，直接吊运该子模型对应的构件堆放处的构件进行施工作业，能够提高建筑施工效率。再对施工子建筑进行质量验收，在质量不合格时，则对施工子模型进行整改，得到质量合格的施工子建筑，进而能够在依据每一个子模型施工得到相应的子建筑后，立即对子建筑进行质量验收，相较于在整个装配式建筑均施工完成后再进行质量验收的方式，节省寻找问题的时间，能够显著提高施工效率，并保证施工质量。

Description

一种基于BIM的施工方法及管理系统

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，特别是涉及一种基于BIM的施工方法及管理系统。

背景技术

目前，我国正大力推广装配式建筑，装配式建筑具有生产效率高、环境污染小、质量有保证等突出优势，代表了我国建筑行业未来发展的必然趋势。

但是，目前施工前，通常是根据装配式建筑所用构件的种类对构件进行分类堆放，同一种构件堆放在同一地点，且通常是堆放在建筑外侧的某一个指定地点，在施工时，需要将构件转运至实际施工位置处，花费时间长，导致施工效率低下。且现有的施工方式均是在施工结束后，才对整个装配式建筑的质量进行检收，在质量不合格时，则需要寻找整个装配式建筑的问题所在，寻找的过程十分繁琐，花费时间长，同样会导致施工效率低下的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于BIM的施工方法及管理系统，以在提高施工效率的同时保证施工质量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于BIM的施工方法，所述施工方法包括如下步骤：

根据项目设计图纸和施工参数，利用BIM技术建立装配式建筑的BIM模型；

根据施工方案将所述BIM模型分解为多个子模型；每一所述子模型在施工现场对应设置一个构件堆放处；

确定每一所述子模型所需构件的数量和种类，并将每一所述子模型所需的所有构件均置于所述子模型对应的构件堆放处；

根据所述施工方案确定所述子模型的施工顺序；

根据所述施工顺序，选取第一个子模型作为施工子模型；

根据所述施工子模型，利用与所述施工子模型相对应的构件堆放处的构件进行施工，得到施工子建筑；

对所述施工子建筑进行质量验收；

在质量合格时，则根据所述施工顺序选取所述施工子模型的下一个子模型作为施工子模型，返回“根据所述施工子模型，利用与所述施工子模型相对应的构件堆放处的构件进行施工”的步骤；

在质量不合格时，则对所述施工子模型进行整改，得到质量合格的施工子建筑，并根据所述施工顺序选取所述施工子模型的下一个子模型作为施工子模型，返回“根据所述施工子模型，利用与所述施工子模型相对应的构件堆放处的构件进行施工”的步骤。

一种基于BIM的管理系统，所述管理系统包括：

BIM模型获取模块，用于根据项目设计图纸和施工参数，利用BIM技术建立装配式建筑的BIM模型；

子模型构件放置模块，用于根据施工方案将所述BIM模型分解为多个子模型；每一所述子模型在施工现场对应设置一个构件堆放处；确定每一所述子模型所需构件的数量和种类，并将每一所述子模型所需的所有构件均置于所述子模型对应的构件堆放处；

施工子建筑获取模块，用于根据所述施工方案确定所述子模型的施工顺序；根据所述施工顺序，选取第一个子模型作为施工子模型；根据所述施工子模型，利用与所述施工子模型相对应的构件堆放处的构件进行施工，得到施工子建筑；

质量验收模块，用于对所述施工子建筑进行质量验收；在质量合格时，则根据所述施工顺序选取所述施工子模型的下一个子模型作为施工子模型，返回“根据所述施工子模型，利用与所述施工子模型相对应的构件堆放处的构件进行施工”的步骤；在质量不合格时，则对所述施工子模型进行整改，得到质量合格的施工子建筑，并根据所述施工顺序选取所述施工子模型的下一个子模型作为施工子模型，返回“根据所述施工子模型，利用与所述施工子模型相对应的构件堆放处的构件进行施工”的步骤。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明所提供的一种基于BIM的施工方法及管理系统，先根据项目设计图纸和施工参数，利用BIM技术建立装配式建筑的BIM模型。然后根据施工方案将BIM模型分解为多个子模型，确定每一子模型所需构件的数量和种类，并将每一子模型所需的所有构件均置于子模型对应的构件堆放处，进而在依据每个子模型进行施工时，直接吊运该子模型对应的构件堆放处的构件进行施工作业，能够有效的减少寻找施工所需构件的时间以及吊运构件所需的时间，提高建筑施工效率。再根据施工子模型，利用与施工子模型相对应的构件堆放处的构件进行施工，得到施工子建筑，并对施工子建筑进行质量验收。在质量合格时，则根据施工顺序选取施工子模型的下一个子模型作为施工子模型，在质量不合格时，则对施工子模型进行整改，得到质量合格的施工子建筑，进而能够在依据每一个子模型施工得到相应的子建筑后，立即对子建筑进行质量验收，相较于在整个装配式建筑均施工完成后再进行质量验收的方式，节省寻找问题的时间，能够显著提高施工效率，并保证施工质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1所提供的施工方法的方法流程图。

图2为本发明实施例1所提供的构建BIM模型的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

本发明的目的是提供一种基于BIM的施工方法及管理系统，以在提高施工效率的同时保证施工质量。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：

本实施例用于提供一种基于BIM的施工方法，如图1所示，所述施工方法包括如下步骤：

S1：根据项目设计图纸和施工参数，利用BIM技术建立装配式建筑的BIM模型；

具体的，如图2所示，步骤S1可以包括：

S101：根据项目设计图纸和施工参数，利用BIM技术对所述装配式建筑所包括的每一个构件分别进行建模，得到每一个所述构件对应的BIM构件模型；

S102：利用所有所述BIM构件模型模拟所述装配式建筑的装配过程，确定在装配过程中是否存在无法安装的情况，并在存在无法安装情况的BIM构件模型上相对应的无法安装的位置处进行标记，将不存在无法安装情况的BIM构件模型作为装配无问题的BIM构件模型，得到模拟结果；

S103：根据所述模拟结果对项目设计图纸和施工参数进行复核和修改，同时对存在无法安装情况的BIM构件模型进行修改，得到装配无问题的BIM构件模型；

S104：将多个所述装配无问题的BIM构件模型进行组合，得到装配式建筑的BIM模型。

利用上述方法，将BIM技术与传统装配式建筑施工结合在一起，根据项目设计图纸建模后利用BIM技术对整个装配式建筑的施工装配过程进行模拟，找出施工时可能存在的问题并对项目设计图纸和施工参数进行修改，从而提高装配式建筑预制及安装的精度，提高工作效率和经济价值，解决了现有的装配式建筑构件预制精度低，装配过程中容易因精度低导致预制构件无法安装，且还需要在施工现场进行大量拼装，施工效率较低的问题。

另外，利用S1所得到的BIM模型采用不同颜色、不同视角进行结构的展现，对于结构形式特殊、工艺复杂的装配式建筑而言，这种展示方式能够保证施工人员精确的看到工程施工的内部构件，方便观察者从内部到外部直观的了解装配式建筑的BIM模型。

S2：根据施工方案将所述BIM模型分解为多个子模型；每一所述子模型在施工现场对应设置一个构件堆放处；

具体的，在将BIM模型分解为多个子模型之前，还可对建立好的BIM模型进行轻量化处理，其中，轻量化是指对三维建筑模型中三维几何数据部分的数据进行压缩。施工方案包括构件的种类和安装位置。

装配式建筑通常整体类似于立方体结构，一般具有四个侧面，即具有四侧建筑外墙，在施工时，吊运工具通常沿建筑周向设置2-3个，进而本实施例可将BIM模型划分为2-4个子模型，并相应的设置2-4个构件堆放处，能够在减小吊运时间的基础上，减小构件堆放处的数量，防止构件堆放处的数量过多而增加分类的复杂性。

S3：确定每一所述子模型所需构件的数量和种类，并将每一所述子模型所需的所有构件均置于所述子模型对应的构件堆放处；

具体的，在确定每一子模型所需构件的数量和种类后，制作每一构件所对应的标签，所述标签用于在构件出厂时粘贴于与之相对应的构件上。标签包含构件所属的子模型、构件类型和构件安装位置信息。本实施例还可将各个子模型设置为不同的颜色，子模型所包含的构件所对应的标签的颜色设置为与子模型相同的颜色，进而在构件进入施工现场时，根据标签的颜色将构件置于构件所属子模型对应的构件堆放处。

利用步骤S2和S3，根据施工方案将BIM模型分解为多个子模型，每个子模型对应设置一个构件堆放处，确定每一子模型所需构件的数量和种类，并在构件出厂时在构件上粘贴相应的标签，在构件进入施工现场时，根据标签将每一子模型所需的所有构件均置于子模型对应的构件堆放处，进而在依据每个子模型进行施工时，直接吊运该子模型对应的构件堆放处的构件进行施工作业，能够有效的减少寻找施工所需构件的时间以及吊运构件所需的时间，提高建筑施工效率。

S4：根据所述施工方案确定所述子模型的施工顺序；

S5：根据所述施工顺序，选取第一个子模型作为施工子模型；

S6：根据所述施工子模型，利用与所述施工子模型相对应的构件堆放处的构件进行施工，得到施工子建筑；

S7：对所述施工子建筑进行质量验收；

具体的，步骤S7具体可以包括：

利用影像设备采集施工子建筑的影像信息；根据影像信息确定施工子建筑所包含的每个构件的尺寸、位置、型号和数量，得到施工子建筑的实际信息；根据与施工子建筑对应的子模型得到施工子建筑的计划信息；将实际信息与计划信息进行匹配，匹配成功则代表施工子建筑质量合格。

影像设备可以选用数码相机、照相机、全景扫描等设备。

在将实际信息与计划信息进行匹配时，所用的匹配方法可以包括：根据施工方案确定每一构件的重要程度；判断重要程度是否大于预设阈值，得到第一判断结果。若第一判断结果为是，则构件所对应的信息为关键信息；若第一判断结果为否，则构件所对应的信息为非关键信息；按照关键信息相似度大于第一预设值，非关键信息相似度大于第二预设值的原则将实际信息与计划信息进行匹配，第一预设值大于第二预设值。

S8：在质量合格时，则根据所述施工顺序选取所述施工子模型的下一个子模型作为施工子模型，返回“根据所述施工子模型，利用与所述施工子模型相对应的构件堆放处的构件进行施工”的步骤；

S9：在质量不合格时，则对所述施工子模型进行整改，得到质量合格的施工子建筑，并根据所述施工顺序选取所述施工子模型的下一个子模型作为施工子模型，返回“根据所述施工子模型，利用与所述施工子模型相对应的构件堆放处的构件进行施工”的步骤。

利用上述方法，在施工子建筑的质量不合格时，则根据不匹配的部分对施工子模型进行整改，相应的对施工子建筑进行整改，并在整改完成后重新采集该施工子建筑的实际信息，继续与计划信息进行匹配，直至匹配成功，即直至施工子建筑的质量通过验收，再根据下一个子模型进行施工，从而能够在依据每一个子模型施工得到相应的子建筑后，立即对子建筑进行质量验收，相较于在整个装配式建筑均施工完成后再进行质量验收的方式，节省寻找问题的时间，能够显著提高施工效率，并保证施工质量。

所述施工方法还包括：

获取构件的施工信息；所述施工信息包括构件的类型和构件的安装位置；根据所述构件的施工信息，在所述BIM模型上搭建与所述构件对应的BIM构件模型，得到施工进度信息；将所述施工进度信息进行展示。进而通过在BIM模型中模拟实际的施工过程，能够得到施工进度信息，实现对施工进度的实时监测，方便对施工过程进行调控，施工效率高。

具体的，将所述施工进度信息进行展示具体包括：建立计划工期；根据所述计划工期确定计划进度；利用甘特图显示计划进度与施工进度信息的对比情况，并用不同的颜色标示已完成进度和未完成进度。其中，根据施工方案、以往的施工经验或实际需要预测装配式建筑施工完成的工期，该工期即为计划工期。进而通过显示计划进度与施工进度的对比情况，能够便于根据实际施工情况对装配式建筑的施工过程进行调控，施工效率高。

实施例2：

本实施例用于提供一种基于BIM的管理系统，所述管理系统包括：

BIM模型获取模块，用于根据项目设计图纸和施工参数，利用BIM技术建立装配式建筑的BIM模型；

子模型构件放置模块，用于根据施工方案将所述BIM模型分解为多个子模型；每一所述子模型在施工现场对应设置一个构件堆放处；确定每一所述子模型所需构件的数量和种类，并将每一所述子模型所需的所有构件均置于所述子模型对应的构件堆放处；

施工子建筑获取模块，用于根据所述施工方案确定所述子模型的施工顺序；根据所述施工顺序，选取第一个子模型作为施工子模型；根据所述施工子模型，利用与所述施工子模型相对应的构件堆放处的构件进行施工，得到施工子建筑；

质量验收模块，用于对所述施工子建筑进行质量验收；在质量合格时，则根据所述施工顺序选取所述施工子模型的下一个子模型作为施工子模型，返回“根据所述施工子模型，利用与所述施工子模型相对应的构件堆放处的构件进行施工”的步骤；在质量不合格时，则对所述施工子模型进行整改，得到质量合格的施工子建筑，并根据所述施工顺序选取所述施工子模型的下一个子模型作为施工子模型，返回“根据所述施工子模型，利用与所述施工子模型相对应的构件堆放处的构件进行施工”的步骤。

其中，所述BIM模型获取模块包括：

BIM构件模型获取单元，用于根据项目设计图纸和施工参数，利用BIM技术对所述装配式建筑所包括的每一个构件分别进行建模，得到每一个所述构件对应的BIM构件模型；

装配模拟单元，用于利用所有所述BIM构件模型模拟所述装配式建筑的装配过程，确定在装配过程中是否存在无法安装的情况，并在存在无法安装情况的BIM构件模型上相对应的无法安装的位置处进行标记，将不存在无法安装情况的BIM构件模型作为装配无问题的BIM构件模型，得到模拟结果；

BIM模型获取单元，用于根据所述模拟结果对项目设计图纸和施工参数进行复核和修改，同时对存在无法安装情况的BIM构件模型进行修改，得到装配无问题的BIM构件模型；将多个所述装配无问题的BIM构件模型进行组合，得到装配式建筑的BIM模型。

利用上述BIM模型获取模块，将BIM技术与传统装配式建筑施工结合在一起，根据项目设计图纸建模后利用BIM技术对整个装配式建筑的施工装配过程进行模拟，找出施工时可能存在的问题并对项目设计图纸和施工参数进行修改，从而提高装配式建筑预制及安装的精度，提高工作效率和经济价值，解决了现有的装配式建筑构件预制精度低，装配过程中容易因精度导致预制构件无法安装，且还需要在施工现场进行大量拼装，施工效率较低的问题。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种基于BIM的施工方法，其特征在于，所述施工方法包括如下步骤：

根据项目设计图纸和施工参数，利用BIM技术建立装配式建筑的BIM模型；

根据施工方案将所述BIM模型分解为多个子模型；每一所述子模型在施工现场对应设置一个构件堆放处；

确定每一所述子模型所需构件的数量和种类，并将每一所述子模型所需的所有构件均置于所述子模型对应的构件堆放处；

根据所述施工方案确定所述子模型的施工顺序；

根据所述施工顺序，选取第一个子模型作为施工子模型；

根据所述施工子模型，利用与所述施工子模型相对应的构件堆放处的构件进行施工，得到施工子建筑；

对所述施工子建筑进行质量验收；

在质量合格时，则根据所述施工顺序选取所述施工子模型的下一个子模型作为施工子模型，返回“根据所述施工子模型，利用与所述施工子模型相对应的构件堆放处的构件进行施工”的步骤；

在质量不合格时，则对所述施工子模型进行整改，得到质量合格的施工子建筑，并根据所述施工顺序选取所述施工子模型的下一个子模型作为施工子模型，返回“根据所述施工子模型，利用与所述施工子模型相对应的构件堆放处的构件进行施工”的步骤。

2.如权利要求1所述的一种基于BIM的施工方法，其特征在于，所述根据项目设计图纸和施工参数，利用BIM技术建立装配式建筑的BIM模型具体包括：

根据项目设计图纸和施工参数，利用BIM技术对所述装配式建筑所包括的每一个构件分别进行建模，得到每一个所述构件对应的BIM构件模型；

利用所有所述BIM构件模型模拟所述装配式建筑的装配过程，确定在装配过程中是否存在无法安装的情况，并在存在无法安装情况的BIM构件模型上相对应的无法安装的位置处进行标记，将不存在无法安装情况的BIM构件模型作为装配无问题的BIM构件模型，得到模拟结果；

根据所述模拟结果对项目设计图纸和施工参数进行复核和修改，同时对存在无法安装情况的BIM构件模型进行修改，得到装配无问题的BIM构件模型；

将多个所述装配无问题的BIM构件模型进行组合，得到装配式建筑的BIM模型。

3.如权利要求1所述的一种基于BIM的施工方法，其特征在于，所述将每一所述子模型所需的所有构件均置于所述子模型对应的构件堆放处具体包括：

制作每一所述构件所对应的标签，所述标签用于在所述构件出厂时粘贴于与之相对应的所述构件上；所述标签包含构件所属的子模型、构件类型和构件安装位置信息；

根据所述标签将所述构件置于所述构件所属子模型对应的构件堆放处。

4.如权利要求1所述的一种基于BIM的施工方法，其特征在于，所述对所述施工子建筑进行质量验收具体包括：

利用影像设备采集所述施工子建筑的影像信息；

根据所述影像信息确定所述施工子建筑所包含的每个构件的尺寸、位置、型号和数量，得到所述施工子建筑的实际信息；

根据与所述施工子建筑对应的子模型得到所述施工子建筑的计划信息；

将所述实际信息与所述计划信息进行匹配，匹配成功则代表所述施工子建筑质量合格。

5.如权利要求4所述的一种基于BIM的施工方法，其特征在于，所述将所述实际信息与所述计划信息进行匹配具体包括：

根据施工方案确定每一所述构件的重要程度；

判断所述重要程度是否大于预设阈值，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果为是，则所述构件所对应的信息为关键信息；

若所述第一判断结果为否，则所述构件所对应的信息为非关键信息；

按照关键信息相似度大于第一预设值，非关键信息相似度大于第二预设值的原则将所述实际信息与所述计划信息进行匹配；所述第一预设值大于所述第二预设值。

6.如权利要求2所述的一种基于BIM的施工方法，其特征在于，所述施工方法还包括：

获取构件的施工信息；所述施工信息包括构件的类型和构件的安装位置；

根据所述构件的施工信息，在所述BIM模型上搭建与所述构件对应的BIM构件模型，得到施工进度信息；

将所述施工进度信息进行展示。

7.如权利要求6所述的一种基于BIM的施工方法，其特征在于，所述将所述施工进度信息进行展示具体包括：

建立计划工期；

根据所述计划工期确定计划进度；

利用甘特图显示计划进度与所述施工进度信息的对比情况，并用不同的颜色标示已完成进度和未完成进度。

8.如权利要求3所述的一种基于BIM的施工方法，其特征在于，所述施工方法还包括：

所述BIM模型采用不同颜色、不同视角进行结构的展现。

9.一种基于BIM的管理系统，其特征在于，所述管理系统包括：

BIM模型获取模块，用于根据项目设计图纸和施工参数，利用BIM技术建立装配式建筑的BIM模型；

子模型构件放置模块，用于根据施工方案将所述BIM模型分解为多个子模型；每一所述子模型在施工现场对应设置一个构件堆放处；确定每一所述子模型所需构件的数量和种类，并将每一所述子模型所需的所有构件均置于所述子模型对应的构件堆放处；

施工子建筑获取模块，用于根据所述施工方案确定所述子模型的施工顺序；根据所述施工顺序，选取第一个子模型作为施工子模型；根据所述施工子模型，利用与所述施工子模型相对应的构件堆放处的构件进行施工，得到施工子建筑；

质量验收模块，用于对所述施工子建筑进行质量验收；在质量合格时，则根据所述施工顺序选取所述施工子模型的下一个子模型作为施工子模型，返回“根据所述施工子模型，利用与所述施工子模型相对应的构件堆放处的构件进行施工”的步骤；在质量不合格时，则对所述施工子模型进行整改，得到质量合格的施工子建筑，并根据所述施工顺序选取所述施工子模型的下一个子模型作为施工子模型，返回“根据所述施工子模型，利用与所述施工子模型相对应的构件堆放处的构件进行施工”的步骤。

10.如权利要求9所述的一种基于BIM的管理系统，其特征在于，所述BIM模型获取模块包括：

BIM构件模型获取单元，用于根据项目设计图纸和施工参数，利用BIM技术对所述装配式建筑所包括的每一个构件分别进行建模，得到每一个所述构件对应的BIM构件模型；

装配模拟单元，用于利用所有所述BIM构件模型模拟所述装配式建筑的装配过程，确定在装配过程中是否存在无法安装的情况，并在存在无法安装情况的BIM构件模型上相对应的无法安装的位置处进行标记，将不存在无法安装情况的BIM构件模型作为装配无问题的BIM构件模型，得到模拟结果；

BIM模型获取单元，用于根据所述模拟结果对项目设计图纸和施工参数进行复核和修改，同时对存在无法安装情况的BIM构件模型进行修改，得到装配无问题的BIM构件模型；将多个所述装配无问题的BIM构件模型进行组合，得到装配式建筑的BIM模型。

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