基于BIM的工程材料于建筑内部的储存安排研究

摘要

随着城市发展进度加快，新建高楼密布城市中心，同时旧城改造项目增多。由于地价及周围环境的限制，施工场地狭窄导致施工场地布置变得困难。通过合理的组织材料在建筑内部房间的储存，充分利用既有建筑物为项目服务可以减少对仓库的占用而降低临时设施的建造费用。当前，国内建筑行业普遍存在着材料管理粗放等问题，材料采购的超前性及无规律性，不仅增加了库存保管成本，对材料在现场的储存也提出了更高的要求。由于材料采购及现场库存量直接影响了其在建筑内部的储存安排结果，本文从当前行业背景及研究现状出发，对建筑材料采购及现场储存过程进行集成分析，加强材料采购及现场储存的协调管理，更好的安排材料在现场建筑内部房间的储存。具体的研究过程如下：
　　①利用系统动力学模拟仿真得到材料经济采购批量及到场时间信息，为材料在建筑内部房间的储存分析提供定量数据。
　　施工现场设计变更容易导致材料采购计划的改变。传统的材料采购方法难以对频繁变更做出及时的反应，主要原因是传统的材料管理方式考量的因素不够全面，无法获取现场实时、动态的信息并进行分析、计算。系统动力学(System Dynamics）方法是一种解决复杂、动态系统问题的方法，能综合考虑对材料采购产生影响的复杂因素，并对各因素之间的逻辑及参数关系进行建模仿真，得到材料的经济采购批量及到场时间信息，因而为材料现场储存分析奠定数据基础。
　　②利用贪心算法对材料采购及现场储存集成建模、运算，得到材料在建筑内部房间的储存方案。
　　对于施工场地狭小的建设项目，充分利用建筑内部房间储存材料，可以减少材料对仓库的占用，从而节约成本。本研究应用BIM技术集成现场建筑物、施工进度计划信息，进而识别建筑内部不同时间点的房间信息，结合材料到场时间及经济采购批量信息，利用贪心算法（Greedy Algorithm）建模分析、运算，可以得到最大化利用建筑内部房间的材料储存方案，从而减少材料对仓库的占用及二次搬运成本从而降低成本。
　　基于BIM虚拟施工产生的实时数据，本研究提出的材料采购及现场储存集成研究方法可支持动态管理，现场施工中因各种变更导致的材料需求的变化，可以及时反馈到材料采购计划阶段，通过及时调整材料的采购，进而更新材料现场储存方案，避免因传统静态管理造成的成本超支及低效率。

目录

1 绪 论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 拟解决的关键问题及范围界定

1.4 研究目的及意义

1.5 研究内容及章节安排

1.6 研究方法

1.7 技术路线

2 基础理论概述

2.1 系统动力学

2.2 贪心算法

2.3 本章小结

3 基于BIM技术的材料管理流程构建

3.1 基于BIM技术的材料管理流程特点

3.2 管理流程分析

3.3 材料管理参与主体及职责

3.4 材料管理流程构建

3.5 BIM技术下材料管理基础数据生成

3.6 本章小结

4 基于系统动力学的材料采购过程仿真

4.1 BIM建模及数据输出

4.2 系统分析

4.3 结构分析

4.4 系统动力学模型构建及仿真

4.5 模型的检验及结果分析

4.6 本章小结

5 基于贪心算法的材料现场储存方案设计

5.1 材料现场储存规则设定

5.2 材料储存空间识别及储存面积计算

5.3 材料储存方案的贪心算法实现

5.4 本章小结

5.5 研究总结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 研究局限与展望

致谢

参考文献

附录 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文情况