基于IFC標(biāo)準(zhǔn)和工程信息模型建筑施工4D管理系統(tǒng)

在已有的\"建筑工程4d施工管理系統(tǒng)\"基礎(chǔ)上,針對(duì)其在施工過程沖突分析方面存在的不足以及實(shí)際工程的具體需求,通過對(duì)施工進(jìn)度、資源和成本費(fèi)用的沖突分析與管理需求進(jìn)行調(diào)研,詳細(xì)描述相關(guān)沖突分析與管理的內(nèi)容和流程。通過引入4d信息模型解決相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)問題,建立針對(duì)當(dāng)前狀態(tài)的靜態(tài)預(yù)警機(jī)制和基于趨勢(shì)預(yù)測(cè)的動(dòng)態(tài)預(yù)警機(jī)制,從而改進(jìn)施工沖突分析與管理的方法。工程實(shí)際應(yīng)用表明,本文所提的方法能幫助施工管理人員把握和分析施工過程中的各種管理沖突,達(dá)到預(yù)警沖突和輔助決策的目的。

本研究將4d模型理論和相應(yīng)的cad技術(shù)應(yīng)用于建筑施工管理領(lǐng)域,研究新的4d++施工整體模型(4dsmm++)及其相應(yīng)的數(shù)據(jù)管理機(jī)制。通過建筑物以及施工場(chǎng)地的3d整體模型與施工進(jìn)度計(jì)劃相鏈接,及其相關(guān)資源的信息集成,實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度、人力、材料、設(shè)備、成本和場(chǎng)地布置的動(dòng)態(tài)管理和優(yōu)化控制,以及整個(gè)施工過程的可視化模擬,為建筑施工領(lǐng)域探索新的管理模式和方法,提供一個(gè)新的信息管理系統(tǒng)。

針對(duì)建設(shè)工程項(xiàng)目的特點(diǎn),對(duì)4d信息模型作了介紹,從施工過程模擬、分析、管理方面闡述了4d模型對(duì)施工過程的影響,對(duì)施工項(xiàng)目的進(jìn)度、成本、管理水平、生產(chǎn)效率起到一定的作用。

1.項(xiàng)目簡(jiǎn)介隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,實(shí)現(xiàn)建筑施工管理的信息化、智能化、可視化已是施工領(lǐng)域中的一個(gè)研究熱點(diǎn)。清華大學(xué)研發(fā)的\"基于ifc標(biāo)準(zhǔn)的建筑工程4d施工管理系統(tǒng)\"(簡(jiǎn)稱4d-gcpsu2006)是國(guó)家\"十五\"重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃\"建筑業(yè)

隨著既有建筑總量的不斷增多,既有結(jié)構(gòu)的運(yùn)營(yíng)管理問題越來越突出。然而,在工程實(shí)踐中,既有結(jié)構(gòu)信息的集成是困擾其運(yùn)營(yíng)管理的一大難題。利用bim技術(shù)及ifc標(biāo)準(zhǔn),針對(duì)既有結(jié)構(gòu)提出了一條集成鑒定與加固信息的途徑。通過ifc標(biāo)準(zhǔn)中的屬性集擴(kuò)展的方法,在結(jié)構(gòu)與構(gòu)件層次集成基本的鑒定信息,同時(shí)參照5種常見的加固方法,在構(gòu)件層次集成結(jié)構(gòu)的加固信息。通過該方法集成的信息,能夠在支持ifc文件的軟件上讀入,并在此基礎(chǔ)上建立了既有結(jié)構(gòu)維護(hù)管理系統(tǒng)。工程實(shí)例應(yīng)用表明該系統(tǒng)有實(shí)用價(jià)值。

在研究近幾年迅速發(fā)展的bim主流標(biāo)準(zhǔn)——ifc標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,根據(jù)預(yù)制構(gòu)件的數(shù)據(jù)信息共享需求,對(duì)預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)信息組織與表達(dá)方式進(jìn)行了研究。按照ifc標(biāo)準(zhǔn),將預(yù)制構(gòu)件在生產(chǎn)階段的信息統(tǒng)一劃分為產(chǎn)品信息、過程信息、資源信息、成本信息和場(chǎng)地信息,并建立了基于ifc標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)信息模型。最后,給出了應(yīng)用預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)信息模型的具體實(shí)例,研究結(jié)果表明,該生產(chǎn)信息模型能有效的提高數(shù)據(jù)信息的管理,提高協(xié)同工作效率。

隨著既有建筑總量的不斷增多,既有結(jié)構(gòu)的運(yùn)營(yíng)管理問題越來越突出。然而,在工程實(shí)踐中,既有結(jié)構(gòu)信息的集成是困擾其運(yùn)營(yíng)管理的一大難題。利用bim技術(shù)及ifc標(biāo)準(zhǔn),針對(duì)既有結(jié)構(gòu)提出了一條集成鑒定與加固信息的途徑。通過ifc標(biāo)準(zhǔn)中的屬性集擴(kuò)展的方法,在結(jié)構(gòu)與構(gòu)件層次集成基本的鑒定信息,同時(shí)參照5種常見的加固方法,在構(gòu)件層次集成結(jié)構(gòu)的加固信息。通過該方法集成的信息,能夠在支持ifc文件的軟件上讀入,并在此基礎(chǔ)上建立了既有結(jié)構(gòu)維護(hù)管理系統(tǒng)。工程實(shí)例應(yīng)用表明該系統(tǒng)有實(shí)用價(jià)值。

結(jié)構(gòu)耐久信息模型是用于建筑結(jié)構(gòu)耐久性分析的信息模型,其包含設(shè)計(jì),施工,維護(hù)等耐久性相關(guān)的信息。本文根據(jù)耐久性分析理論,提取耐久性影響因素,在已有的結(jié)構(gòu)、施工信息模型的基礎(chǔ)上通過擴(kuò)充耐久信息建立了結(jié)構(gòu)耐久信息模型,并從耐久信息模型方面擴(kuò)展了現(xiàn)有的ifc標(biāo)準(zhǔn),從而完善了ifc標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)信息模型,也促進(jìn)了結(jié)構(gòu)耐久性評(píng)估軟件系統(tǒng)的開發(fā)。

引入5d技術(shù)和工業(yè)基礎(chǔ)分類標(biāo)準(zhǔn)(industryfoundationclasses,ifc),提出了基于ifc標(biāo)準(zhǔn)的大壩施工期5d進(jìn)度成本信息模型的建立方法和實(shí)現(xiàn)過程,研究了多維度信息模型的建立、ifc標(biāo)準(zhǔn)對(duì)信息模型的表達(dá)和模型可視化顯示等關(guān)鍵技術(shù),應(yīng)用c#.net+opengl圖形引擎開發(fā)出大壩施工期5d進(jìn)度成本信息動(dòng)態(tài)可視化管理系統(tǒng)。以某在建大壩工程為例,將大壩三維模型、施工進(jìn)度以及成本需求信息通過工程工作分解結(jié)構(gòu)(workbreakdownstructure,wbs)節(jié)點(diǎn)和施工資源有機(jī)地結(jié)合在一起,并對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)耦合可視化展示,以滿足施工人員對(duì)大壩施工進(jìn)度、資源、成本全程實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控的需求。

鑒于ifc標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)大的信息整合和處理能力,且目前已被大多數(shù)軟件所支持,基于ifc標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)水電設(shè)備信息模型并開展實(shí)際應(yīng)用,以高度集成設(shè)備各維度的信息,避免因數(shù)據(jù)的異構(gòu)性而造成的信息共享困難。首先分析了ifc標(biāo)準(zhǔn)的信息表達(dá)方式及其現(xiàn)有的設(shè)備信息實(shí)體,闡述了擴(kuò)充ifc標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)備實(shí)體的方法,并將設(shè)備信息進(jìn)行分類規(guī)整,在此基礎(chǔ)上提出了水電設(shè)備信息模型框架,進(jìn)而給出使用此框架創(chuàng)建設(shè)備信息模型的流程和設(shè)備信息模型的解析方案。該方法已應(yīng)用于某水電設(shè)備管理系統(tǒng)的開發(fā)中,為水電設(shè)備信息管理提供了一種新的信息數(shù)據(jù)源。

建筑信息模型同樣作為一項(xiàng)新型的科學(xué)技術(shù)在建筑行業(yè)中有著重要的作用,建筑信息模型的運(yùn)用不僅極大的提高了建筑工程設(shè)計(jì)施工的質(zhì)量,還促進(jìn)了行業(yè)的發(fā)展,對(duì)建筑施工企業(yè)有著極大的影響.本文就基于建筑信息模型的工程全面管理進(jìn)行了深入的探討和分析.

當(dāng)今世界是發(fā)展中的世界，建筑行業(yè)的發(fā)展迅速。為了解決當(dāng)前建筑工程中施工效率低下的問題，基于ifc標(biāo)準(zhǔn)下對(duì)建筑信息模型的構(gòu)建已經(jīng)成為施工中的熱點(diǎn)研究問題。因此，本文通過對(duì)建筑施工過程中各種信息分析，建立起合適的建筑信息模型，以提高建筑施工的效率問題。

第37卷第4期 2012年8月 廣西大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版 journalofguangxiuniversity：natscied vol．37no．4 aug．2012 收稿日期：2011-12-23；修訂日期：2012-06-01 基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（71172148）；住建部軟課題基金項(xiàng)目（2010-r3-18） 通訊聯(lián)系人：王雪青（1965-），女，浙江溫州人，天津大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師；e-mail：wxqtju@126．com。 文章編號(hào)：1001-7445（2012）04-0814-06 基于bim實(shí)時(shí)施工模型的4d模擬 王雪青 1 ，張康照 1 ，謝銀 2 （1.天津大學(xué)管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部，天津300072；2.同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院，上海200092） 摘要：4d技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用給建設(shè)項(xiàng)目帶

《鐵路工程信息模型分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)》依照iso12006-2體系框架編制。標(biāo)準(zhǔn)使用\"按功能分建筑物、按形態(tài)分建筑物、按功能分建筑空間、按形態(tài)分建筑空間、元素、工作成果、行為、專業(yè)領(lǐng)域、工具、信息、材料、屬性、按功能分鐵路單項(xiàng)工程、按形式分鐵路單項(xiàng)工程、鐵路工程構(gòu)件、鐵路工程工項(xiàng)、鐵路工程項(xiàng)目階段、鐵路工程人員角色、鐵路工程組織角色、鐵路工程產(chǎn)品、鐵路工程特性、地理信息\"共22張分類表組織鐵路工程信息模型。

建筑施工支撐系統(tǒng)倒塌在我國(guó)建筑工程施工安全事故中占很大比例,使施工支撐體系安全分析的研究得到廣泛重視。該文通過研究現(xiàn)有的支撐體系安全分析方法,針對(duì)其三維建模和對(duì)施工期連續(xù)時(shí)變特性描述和分析等方面存在的不足,引入4d(4-dimensional,四維)技術(shù)和bim(buildinginformationmodel,建筑信息模型),通過建立4d施工安全信息模型,將支撐體系與施工過程信息動(dòng)態(tài)地鏈接起來,能快速建立支撐體系的3d模型,并自動(dòng)生成隨進(jìn)度變化的支撐體系安全分析模型,從而簡(jiǎn)化支撐體系的力學(xué)分析過程,提高了計(jì)算精度和效率,為支撐體系的分析計(jì)算提供了新的途徑和方法。該文還通過一個(gè)應(yīng)用實(shí)例,驗(yàn)證了將4d施工安全信息模型應(yīng)用于施工期支撐體系安全分析的可行性。

在現(xiàn)階段的工程項(xiàng)目管理中，管理人員所運(yùn)用的管理技術(shù)已經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)代化管理要求。為應(yīng)對(duì)目前的施工管理難題，還需積極引入bim、4d等現(xiàn)代化技術(shù)，以提升工程施工項(xiàng)目管理水平。對(duì)基于bim和4d技術(shù)的建筑施工優(yōu)化及動(dòng)態(tài)管理進(jìn)行了研究分析。

當(dāng)前建筑工程項(xiàng)目管理比較落后,通常用橫道圖表示進(jìn)度計(jì)劃,用直方圖表示資源計(jì)劃,無法清晰的表達(dá)施工進(jìn)度及各種復(fù)雜的關(guān)系,無法準(zhǔn)確的表達(dá)工程施工動(dòng)態(tài)變化過程,更不能動(dòng)態(tài)地優(yōu)化分配所需要的各種資源和施工場(chǎng)地。為了應(yīng)對(duì)施工管理的難題,需要積極引入bim、4d等現(xiàn)代化技術(shù),以便于提高工程施工項(xiàng)目管理水平。本文基于bim和4d技術(shù)的建筑施工優(yōu)化及動(dòng)態(tài)管理進(jìn)行研究分析。

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隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展,現(xiàn)有的建筑施工管理技術(shù)已經(jīng)無法滿足當(dāng)前的管理需求,因此要求在現(xiàn)有的條件下選擇更適合施工管理的方式.基于bim和4d技術(shù)的建筑施工優(yōu)化及動(dòng)態(tài)管理具有明顯的優(yōu)勢(shì),可以有效提高施工管理的水平,在分析和研究這種技術(shù)的過程中,還要做進(jìn)一步的探討.

為提高基坑工程各參與主體之間信息交流和共享的效率和質(zhì)量,建立基于ifc標(biāo)準(zhǔn)的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)信息模型作為信息交流的基礎(chǔ)和核心。首先,研究基于ifc的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)信息模型的框架;然后,擴(kuò)展ifc標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的描述實(shí)體,并基于此建立基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)建模方法;最后,對(duì)建模軟件二次開發(fā)形成基坑建模插件,并應(yīng)用于某地鐵車站基坑工程中,驗(yàn)證該方法的可行性?；诮y(tǒng)一的ifc數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)建立的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)信息模型可以實(shí)現(xiàn)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)模型建模的自動(dòng)化,可應(yīng)用于基坑工程和巖土工程信息化管理。

本文針對(duì)當(dāng)前建筑行業(yè)信息量大、類型雜、不方便管理的現(xiàn)狀,介紹了基于bim的信息管理技術(shù),該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了施工資源的動(dòng)態(tài)管理和施工成本的實(shí)時(shí)監(jiān)控,對(duì)建筑行業(yè)的信息化發(fā)展起到了推動(dòng)作用。

以三維建筑信息模型為主體,工程施工管理為主線,應(yīng)用系統(tǒng)管理方法和思維,將三維建筑信息模型應(yīng)用于工程管理的進(jìn)度計(jì)劃管理、質(zhì)量管理、安全管理、采購(gòu)管理等各個(gè)管理環(huán)節(jié)中,通過業(yè)務(wù)管理流程分析和重組,將三維建筑信息模型從單一的技術(shù)應(yīng)用向工程系統(tǒng)管理應(yīng)用過渡,使三維建筑信息模型升值,形成基于三維建筑信息模型施工工程的系統(tǒng)管理,并最終達(dá)到提高施工工程管理水平、降低企業(yè)經(jīng)營(yíng)成本、經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)、提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的企業(yè)管理目標(biāo)。