基于BIM的大型钢结构建筑工程全生命周期管理方法

摘要

本发明公开了一种基于BIM的大型钢结构建筑工程全生命周期管理方法，该方法具体包括基于BIM与增强现实技术协同设计平台的搭建、全阶段有效数据库的搭建、钢结构施工智慧管理平台的搭建、BIM+三维扫描与混合现实的竣工模型集成以及绿色智慧运维平台的搭建等五个步骤。从大型钢结构建筑工程的全生命周期进行考虑，旨在基于BIM技术搭建全生命周期智慧管理体系，有效解决各阶段独立产生的交流障碍与数据壁垒，利用信息化智能化管理模式减少现场人力依赖，减小疫情等突发重大情况影响。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑信息技术领域，特别涉及一种基于BIM的大型钢结构建筑工程全生命周期管理方法。

背景技术

钢结构建筑由于其自身的可装配性和较高的工业化程度，可以很好的与现代信息化技术进行结合，实现建筑行业的信息化工业化转型，并因此成为了社会各界关注的热点。

传统的大型钢结构建筑管理技术与模式，设计、施工与运维各阶段分离，由不同的单位分别进行工作，缺少整体的协调性，使得设计阶段对施工阶段信息交付，尤其是设计/施工对运维阶段的信息与数据交付十分困难。并且依靠传统管理模式和技术，对人力依赖程度高，难以满足突发疫情的安全要求，以及抵抗疫情以及类似突发状况等造成的人员短缺问题。因此，大型钢结构建筑建设需要更多的信息化新技术的加入。

BIM技术依靠自身的协同化/信息化、可视化等特性，可以很好的作为物联网、互联网、大数据、人工智能以及云计算等多种信息技术与传统的大型钢结构建筑结合的桥梁，有效改善传统建设模式的不足，减少人力依赖，将三个阶段联合起来，形成完整的全过程智慧建造体系。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于BIM的大型钢结构建筑工程全生命周期管理方法，能够实现大型钢结构建筑设计阶段/施工阶段与运维阶段的联合，形成基于BIM的大型钢结构建筑工程全生命周期管理体系，结合物联网、互联网、大数据、人工智能以及云计算等多种信息技术，搭建协同设计平台、钢结构施工智慧管理平台与绿色智慧运维管理平台，搭建全阶段有效数据库，实现各阶段有效数据的传递，通过智能建造管理与建筑机器人的使用，实现建造过程的少人化，有效抵抗疫情冲击，保障人员安全与建设的顺利进行。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种基于BIM的大型钢结构建筑工程全生命周期管理方法，具体包括如下步骤：

1)基于BIM与增强现实技术搭建协同设计平台：首先使用Revit进行BIM结构模型的搭建，之后导入平台，平台设计AR软件接口与之相连，将结构模型通过AR技术进行投影，各专业在此基础上进行协同设计，同步进行变更与设计，随时保证各专业间的协同交流，并与施工阶段进行结合，完成施工深化工作，交底包括可视化交底与工程量统计、下料清单等的交底；

2)搭建全阶段有效数据库：使用MySQL工具进行全阶段有效数据库的搭建，设计数据交付统一标准，与提前设计各阶段所需数据要求，全阶段数据库对各阶段有效数据进行存储，对冗余数据进行删除，保证各阶段对上一阶段以及工作历史的有效数据的存储与调取；

3)搭建钢结构施工智慧管理平台：基于设计阶段的交底BIM信息模型与设计数据，搭建钢结构施工智慧管理平台，通过RFID技术与LoRa技术对现场各构件进行连接，并设计接口与施工机器人、智能监控系统等进行交互，通过云计算、大数据等技术进行智慧决策，结合平台实现人员管控、物资管控、安全管理、质量管理、进度管理与成本管理；

4)BIM+三维扫描与混合现实的竣工模型集成：利用混合现实技术对BIM模型进行现实投影，对验收检查关键位置进行提示，辅助验收工作的进行，通过三维扫描技术对实际现场进行测量，并在BIM模型中进行记录；后期对不合格位置的整改记录进行更新。将所有信息在BIM模型中进行整合，集成为BIM竣工模型；

5)搭建绿色智慧运维平台：基于设计阶段对运维平台进行的设计，以及设计和运维阶段交付的数据，对有效数据进行调取，整理竣工交付的BIM模型，通过二维码、RFID、传感器、智能设备以及视频监控等技术将建筑空间、重要构件、机器设备等与平台进行连接，通过平台进行智慧楼宇管控，实现能耗管理、空间管理、办公管理、隐蔽工程管理以及人员管理等功能，做到智慧管控、快速查询、辅助决策等。

作为一种优选方案，所述步骤1)中通过实名注册登陆平台的方式进行人员身份确认，平台进行AR桌面投影，可随意调取某一楼层或某一单元进行查看，在平台中可直接进行编辑与变更，并平台中可调取更改历史与编辑人信息，高亮提示碰撞点与设计进度、设计变更处等。

作为一种优选方案，所述步骤2)中全阶段数据库的搭建，重点保证设计与施工阶段对运维阶段绿色智慧运维平台的数据的交付与该平台对有效数据的调取，提前统筹三个阶段的三个平台，使其联合成为全阶段智慧管理体系，通过统一的数据传输标准进行交互。

作为一种优选方案，所述步骤3)中预制钢构件的RFID电子标签由工厂进行直接生成，工厂预制钢构件模型与具体数据等信息来自于设计阶段的交底；平台包括平台功能设计包括信息查询与管理模块、BIM模型轻量化集成浏览模块、多维可视化监测模块、钢结构施工多方协同管理模块以及智能监控模块。

作为一种优选方案，所述步骤4)中记录与验收工作同时进行，实行无纸化办公。

作为一种优选方案，所述步骤5)中绿色智慧运维平台，通过整理后的竣工BIM进行空间、设备、隐蔽工程定位，及时提供所需管理处所在的位置，承接施工阶段的建设信息，尤其是隐蔽工程的状况，避免隐蔽工程的维修与管理困难。

本发明与现有技术相比的优点在于：利用BIM的可视化、信息化等特点，搭建BIM协同管理平台，用直观的方式减小各专业间的交流障碍；基于BIM的智慧建造技术的参与，大幅提升大型钢结构建筑的信息化程度，联合物联网、数字孪生等新技术对工程进行信息化智慧管理，优化组织管理模式，提高管理效率。有效减少了建设中的人力依赖，为抵抗疫情以及类似情况提供解决方案。运用BIM技术在工程设计阶段、施工阶段以及投入运营后的运维阶段综合进行优化以及智慧管理，与项目本身相结合，发挥BIM技术的最大优势。加快推进了BIM技术在新型建筑工业化全寿命期的一体化集成应用。

附图说明

图1是本发明基于BIM的大型钢结构建筑工程全生命周期管理方法步骤图。

图2是本发明钢结构施工智慧管理平台模块与功能设计示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

结合附图，一种基于BIM的大型钢结构建筑工程全生命周期管理方法，具体包括如下步骤：

1)基于BIM与增强现实技术搭建协同设计平台：基于BIM与增强现实技术搭建协同设计平台。依据建设以及国家要求，使用Revit软件进行建筑工程的结构建模，完成后通过BIM模型轻量化导入AR软件，使用AR进行模型投影。各专业在结构模型的基础上进行设计与修改，平台中对当前所设计进度进行橙色显示，对当前修改部位进行红色显示，点击各部分可查阅编辑人身份信息和该构件信息，未变更区域为灰色，平台允许多终端、多用户同时登录。进行可视化交底与生成下料清单、下料模型；

2)搭建全阶段有效数据库：使用MySQL工具进行全阶段数据库的搭建，数据存储要求依据对设计、施工、运维阶段的平台设计需求进行建立，设计统一数据传输标准与端口，保证各阶段数据的存储与顺利调阅；

3)搭建钢结构施工智慧管理平台：承接设计阶段可视化交底内容，依靠RFID技术进行预制钢构件管理，连接智能设备进行施工机器人的管控，连接智能摄像头对现场情况进行实时监控，平台对现场传输数据进行智能决策，除实现安全管理、质量管理、进度管理、成本管理外，还进行物料管理、机械设备管控、塔吊管控、智慧施工等功能的实现；

4)BIM+三维扫描与混合现实的竣工模型集成：首先整理跟随进度的BIM信息模型，利用混合现实技术将BIM模型在实际建筑中进行投影，快速识别不合格部位，并进行提示与在BIM模型中进行标记，利用三维扫描技术对现场真实情况进行记录，最后将信息全部整合至BIM模型中，可切换查看BIM模型和实际模型，形成完整BIM竣工模型；

5)搭建绿色智慧运维平台：承接设计和运维阶段的可视化交底与数据交底，对各模块信息进行输入后，利用基于BIM的绿色智慧运维平台进行能耗管理、空间管理、办公管理、隐蔽工程管理以及人员管理等功能，在BIM模型中对查询内容进行定位，并对维修与更改等相关工作进行记录，保证运维工作的溯源与快速进行。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。