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基于BIM的现场活动进度与协调的供应链构建框架
摘要
尽管在AEC行业中计算机辅助技术和建筑信息建模（BIM）的实施日益增多，但建筑工地的建筑活动现在甚至没有得到有效的监控。目前报告和传达施工进度的格式（例如，文本进度报告、进度线和照片）可能不能正确和快速地传达施工进度。在所提出的研究中，立即通信进度信息和共享交互式建筑模型（IbMod）的能力被识别为成功地管理站点和供应链网络的关键组件。这是建立相关的演员（业主，工地主任，工地安全协调员，建筑公司和供应商），并设置他们的信息管理和可视化的BIM环境中的几个选项。监控系统来自建筑和施工现场模型的集成，将现场条件的可视化赋予一组图形化的参数规则，如：建筑构件的色彩可视化，参照对象的完成百分比；专题视图，A。自动提取和更新，表示真实的现场条件；等等。以BIM为基础的可视化模型支持并在云计算中进行管理的监控系统似乎是一方面提高安全条件和另一方面的现场生产率和控制的正确方向之一。
关键词：建筑信息建模；现场BIM；监控系统；现场管理与控制；供应链管理
1.介绍
近年来，随着AEC行业竞争水平的不断提高，一些研究工作集中在信息技术（IT）作为改善建筑供应链管理集成过程（CSCM）的方法。过程的可视化表示可以为CSCM中的资源和施工过程的监控提供有效的工具。同时，建筑信息建模（BIM）在建筑供应链信息流的变革中起到了举足轻重的作用。已经进行了广泛的世界范围的努力，以加强不同领域的BIM实施的不同方面，包括如何改进建筑工地上的协作工作。事实上，BIM在整个项目生命周期中实现信息的创建和重用，因此，它也促进了协作，并提供了一个数据库平台，用于在开发过程中进行站点管理。该平台在协调、集成和妥善保存时，可以有效地用于支持各种操作。
本研究提出了将BIM和CSCM集成在一个正在进行的现场监测系统中。它是基于云环境中基于BIM的信息管理和控制系统的实施，通过分析来自建筑工地的数据并通过建筑应用程序和移动设备收集来监测施工操作的进度。直接由主要施工人员：总承包商，分包商，供应商，现场安全协调员和现场主任。
本文的结构如下：第2节回顾了三个与所提议的工作流严格相关的领域，如集成过程中的供应链管理、现场应用程序的构建以及BIM与传统监视器之间的关系。ING系统；第3节解释了在第4节中广泛说明的案例研究中所测试的方法；最后，第5节讨论了结果和未来的发展。
2.背景
从20世纪80年代末开始，建筑业开始了一系列的供应链管理（SCM）计划，其重点是SCM在建筑工程中的四个主要角色（2），这取决于集中在供应链、施工现场还是两者兼而有之：（a）改进通过降低成本，特别是与物流、交货期和库存（C）从供应链转移到供应链的活动，来降低供应链本身的成本和持续时间之间的接口（B）改善供应链本身（D）整合网站和供应链。
在这方面，建议使用信息技术（IT）来实现更好的物流过程，事实上，各种IT应用已经被用于文献中作为改进CSCM（3）的集成过程的方法。这些应用已经利用了它的能力，以方便时间和成本资源的映射，以及运输分析和优化模型，以提高物流性能[ 4 ]。近年来，基于IT的工具使用BIM的方向，其一方面将设计和可视化能力与丰富的参数对象和属性建模相结合，另一方面提供了数字建筑模型与建筑站点的集成。通过使用集成BIM平台。
关于站点和供应链的集成，传统的项目信息是在现场检查期间获取的，并且数据被记录在基于纸张的文档中以与供应链共享[5 ]。另一方面，为了获取和处理数据（6），移动设备在现场越来越多地被使用，以改进信息管理和提高操作效率[7 ]。目前，有许多建筑应用可用于诸如质量控制和施工管理等活动。然而，建筑公司在现场使用的大多数移动应用不是构建应用程序，而是文件共享和天气应用程序（8）；这就是新工具正在出现的原因，这些工具包含所有这些潜力进入一个单一的平台。这些技术中的一些可以与BIM创作平台有效地链接；无论如何，只有当获得的信息在项目参与者之间有效地共享，支持DISIS时，才能实现在BIM环境中实现的移动技术的全部潜力。离子制造工艺〔9〕。传统上，在现场访问和检查期间获取项目信息和施工现场照片，并将数据记录在纸基文件中以与Office团队共享[5 ]。信息技术创造了提高信息交换效率的机会，消除了手工复制已在现场记录的数据的需要[ 10 ]。它们在施工阶段的应用可能与质量控制和保证记录、提交申请、施工现场活动和进度监测有关（5）。例如，了解建设项目的当前状态，这是成功的现场管理所必需的：为此，移动技术可以通过连接移动设备来向参与建设阶段的所有利益相关者提供改进的项目信息可及性。使用共享数据库[9 ]，建立建筑物信息模型。
3.方法论
该研究的目的是开发一个合作的CSCM环境，以实现演员之间的共同发展目标，共享相同的站点进度信息，并采用相同的方法来通知供应链现场，以提高合作机会[ 2 ]。
由创作规则、参数过滤规则和可视化设置管理的建筑信息模型（BIM）将用于实现以下目标：
在建筑供应链模式中共享BIM，包括站点布局和安全计划，以使其在面临不确定性时变得健壮；
更新和同步建筑信息模型与来自不同用户和应用的数据，以便根据施工过程和场地变化有效地可视化更新；
利用BIM创作规则，从站点用户和施工运营商的角度，将BIM与供应链模式同步；
在直接供应商和分包商方面，管理订单信息传播，通知建筑供应链；
在主要工作空间、场地空间和设备方面，可视化和管理现场组织的共同使用（例如，如果供应商需要起重机安装组件），他可以在进入现场之前显示其可用性，而不与其他用户发生冲突，防止延迟和阻塞。使用卡车起重机。
正在进行的现场监控系统和建筑信息模型之间的集成，代表了作者所称的交互式建筑模型（IbMead），其结构在以下三个工作步骤中。
3.1 建模假设
建筑信息模型有三个主要的对象类别：
XOBI1）建筑元素：根据监测目标，设计方案的组成部分应安排在建筑活动中。最优的解决方案应该是在活动和模拟建筑对象之间建立1:1的比率；无论如何，BIM的细节层次（LOD）规范的粒度应该在监控系统的规划阶段中被评估，在与CLE的圆桌中。NT，为了定义链中有多少演员似乎能够影响网站和活动的表现；
XOBI2）场地设施和工作空间：根据场地布局的安排，每个施工阶段的可用场地设施应作为模型输入。关于工作空间，一般过程识别它们的演化模式如下：（a）根据在步骤1中识别的信息模型的粒度确定构建个体构造对象所需的构造活动；（b）确定在生命的各个阶段所需的工作空间；建设活动周期；
XOBY3）设备：为了管理现场设备的使用，他们的工作空间被模拟为静态的（例如脚手架）和动态的（例如起重机）。
3.2参数过滤规则
交互式建筑模型（IBModel）是提出的监控系统的核心，它通过一系列参数过滤规则来影响其同步和活力。
对于在3.1中列出的每个对象的类别，它们的（1）监视参数和（2）数据集和过滤规则已经被定义并通过使用（3）显示模式链接到对象可视化，其管理IBModel如何向用户传递正在进行的监视。
3.3。责任分配矩阵
在步骤3.2中根据逻辑构造建筑物信息模型之后，应该在数据监控和创作工具方面管理BIM监视环境。这是用责任分配矩阵（RACI矩阵），它描述了各种角色在完成监视系统的任务或交付物时的参与。包括“添加信息”、“允许查看”、“编辑信息”和“不动作”四个监视动作。
最后，图1。显示了开发系统的体系结构。
4.方法论计算与案例研究
描述了BIM和CSCM集成的初步实现。所提出的方法测试与实验目的模拟工作流，与一个中等规模的建筑公司合作。案例研究是一个包含办公室和实验室的四层建筑。支撑结构是预制元件、就地组装和现浇钢筋混凝土结构的组合。全高度预制柱包含支撑预制梁和架空桥式起重机的架子。楼梯、电梯核心和结构墙体均为现浇钢筋混凝土。外墙板是钢筋混凝土预制件。
4.1.BIM环境与信息工作流
为了测试所提出的方法的实现，定义了BIM环境[10 ]。它包括BIM创作平台和两个构建应用程序，它们都是基于Autodesk BIM 360云潜力的封闭BIM方法。封闭BIM意味着只使用一个软件住宅的本地格式[11 ]。所提出的迭代BIM字段BIM工作流（图1）的一部分进行了测试，同步RIFIT到BIM 360胶和BIM 360字段。胶粘和字段是将桌面和移动技术与基于云的协作相结合的BIM管理和建筑管理产品[12 ]；这些工具被用来根据表中的监视信息来丰富BIM信息内容。
- 使用本地格式（.DWF和.NWC）管理数据流，测试不同的互操作性场景。该过程由四个步骤构成：对于它们中的每一个，在用户、角色、查看权限、添加和编辑信息方面定义了责任分配矩阵。所提出的工作流是一个迭代过程，从BIM创作平台的设计阶段开始，其中与建筑阶段相关的几何和非几何信息嵌入建筑信息模型中，包括建筑场地布局。其他属性，如表1中列出的监视参数，稍后将被包含在字段BIM工具中，以便监视构建阶段并支持供应链管理；这些属性将最终同步，更新建筑信息的信息内容。模型的数据来自建筑工地和创建一个连贯的和共享的数据库。在BIM创作平台中，设置参数过滤规则，以创建可自动更新的主题视图，用于数据可视化和通信。这些视图是根据过程中涉及的用户定制的，并且可以访问建筑信息模型。
4.2 交互式建筑模型（IBmodel）的设置
所提出的工作流的第一步涉及在Autodesk ReVIT中创建建筑物信息模型。非几何特性被添加用于监测施工阶段，重点是施工进度和CSCM所支持的项目利益相关者和BIM用户之间的改进的可视化和协作〔13〕。参与建造阶段的参与者定义为：业主、工地主任、工地安全协调员和建筑公司（总承包商、分包商和供应商）。每个用户都被识别出一种颜色，该颜色也用于设置主题视图和颜色方案，以从建筑站点来的数据进行更新。参与者具有不同的权限来可视化、编辑和添加模型内的信息，填充BIM对象的属性，这些属性与建筑元素、站点设施、工作空间和设备有关。这些属性的例子是现场施工公司的身份数据和空间/设备可用性。例如，承包商可以管理他们的分包商、供应商和相关工人的信息。现场安全协调员可以定义承包商和供应商在不同的施工阶段可以使用哪些工作区域，并且他们可以使用这些信息来优化他们的进度。此外，建筑公司和供应商的身份数据可能对现场总监有用。在这一点上，所提出的方法显示了它的好处通过交互式建筑模型（IBmodel）可视化。
一旦BIM模板被组织起来，该模型就通过云计算环境的插件，BIM 360导出到Autodesk BIM 360胶。在胶水中，不同的模型可以被合并和协调，以便创建和分析联邦建筑信息模型。在这种情况下，胶水被用作必要的中间步骤，用于将建筑物信息模型从RIFIT导出到建筑应用Autodesk BIM 360字段，在那里它可以用诸如建筑进度信息的字段属性来管理。在这个阶段，BIM协调员和总承包商应该参与进来。前者应可视化和协调学科建设信息模型，并监督信息管理工作流程；后者应根据建设程序管理过程，定义利益相关者和现场责任（图3），并映射BIM对象。遵循施工管理和质量控制标准。BIM 360字段中默认的构造属性是位置、状态、安装日期、购买日期、采购订单，举几个例子。创建其他自定义属性假设一些可能的IBmodel使用：WBS代码和“建造百分比进度”被添加用于监视施工阶段。此外，还对质量控制（QC）和安全管理的清单进行了数字化。
第三步是在移动领域与建筑BIM应用程序同步构建信息模型。在现场直接使用的设备。团队成员可以更新建筑性能，并填写质量控制和安全管理检查表，监测现场活动。例如，可以监控“建造百分比进度”，并在ReVIT中将相关参数填充后与模型同步，其中该数据将由现场总监和供应链可视化和分析。前者必须验证施工进度，后者可以利用这些数据来组织材料采购和建筑构件的生产。在关键问题的情况下，他们可以注册在数字化检查表中。可以附上评论和图像，并发送通知给它的人，以便请求解决这个问题。
最后，字段属性被同步到与胶水共享的RIFIT模型，并与字段[12 ]集成。建筑信息模型的信息内容在施工阶段更新，包括关于施工进度和检测问题的信息。为了有效地显示来自建筑工地的信息，通过参数过滤规则设置专题视图。例如，根据方法表1中描述的规则，多个级别的透明度表示建筑活动的进度。与承包商的活动相关的主题视图被设置为该承包商在开始时定义的颜色（图4），其代表不同级别的施工进度的不同百分比的透明度。在所提出的系统中，承包商可以定义1%到99%之间的“施工百分比进度”，以便在不同的透明度水平上可视化具有相关颜色的建筑对象。现场主任要对施工活动的结论和施工进度的100%进行验证。设置了过滤规则，使得BIM对象在相关活动完成100%时改变颜色（图5）。这些参数的任何变化值都是同步的，视图根据过滤规则集自动更新。
5.结论
已经描述了基于Autodesk BIM 360工作流的IBM模型的初步结果。主要目的是在施工阶段改进信息交换，实现建筑应用程序和移动设备进入BIM到现场BIM环境。不管怎样，为了有效地获取和处理集成BIM和CSCM的数据，需要更平滑和开放的工作流程。应该开发一个定制的BIM感知应用程序，以更好地支持这种集成，并在所有利益相关者之间进行改进的协作。
致谢
The authors would like to mention and acknowledge Arch. Emmanuel Di Giacomo for the support in implementing Autodesk BIM 360 tools.
参考文献
-
M. Saad, M. Jones, P. James, A review of the progress towards the
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