一种基于BIM-RFID的预制构件管理方法

技术领域

本发明涉及建筑工程管理技术领域，特别涉及一种基于BIM-RFID的预制构件管理方法

技术背景

建筑信息模型(build information model)作为一种新兴的建筑模型设计方法，是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点。将建筑业各种信息进行整合，设计、施工、维护等各方人员基于BIM进行协同工作，可以有效提高工作效率、节省资源、降低成本、以实现可持续发展。

射频识别即RFID(radio frequency identification)技术，又称为电子标签、无线射频识别，是一种通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。RFID又分为三大类：有源RFID产品、半有源RFID产品，无源RFID产品，无源RFID产品识别距离有限，但其价格便宜。其中有源RFID由于其远距离主动识别的特性，在预制建筑领域拥有巨大的应用空间和市场。

装配式建筑是指采用预制构件的方式，将建筑所需构件，在工厂预制好后，运输到施工现场进行安装的建筑，具有建造速度快，受气候条件制约小等特点。目前随着各地对装配率的要求逐步提高，各个项目的构件数量增多，预制构件的生产、运输、存放管理困难，难以匹配实际的施工需求，影响装配式建筑的发展。

在工厂和施工场地，构件的堆放场地有限、预制构件数量庞大、部分构件外观相似等客观现实，影响对预制构件的有效管理。目前，按一般的管理手段，采取“人工+纸质表格”的方式，由于构件数量庞大，需要处理的纸质表格很多，且都需人工进行登记和整理，不利于信息的传递，存在较大的局限性。也有采用二维码的方式，对构件进行管理，但是二维码由于其耐久性不高，也无法进行远距离设别，不适用于施工场地复杂的环境，且记录功能有限，无法长时间保留记录痕迹，也存在一定的缺陷。还有采取RFID标签对构件进行管理，但其是在构件生产完成后对构件进行编号，无法实现对构件生产过程的管理，且其场地划分和堆放方式较为粗放，无法对其进行事先模拟，造成构件转运和吊装过程中管理混乱，存在一定的局限性。

因此，目前亟需建立一种工作效率高且能够覆盖构件的生产、转运、堆放和吊装过程的管理方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上不足，提供了一种基于BIM-RFID的预制构件管理方法，使构件信息能在生产、转运、堆放和吊装的流程管理中共享，以实现对构件整个过程进行精细管理。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种基于BIM-RFID的预制构件管理方法，预制构件的管理流程包括构件的生产流程管理、构件的转运流程管理、构件的堆放流程管理和吊装流程管理；所述构件生产流程管理包括对设计图纸进行深化设计、预制建筑的拆分、对预制构件进行编码和RFID标签的植入；所述构件的转运流程管理包括转运组合、装卸方案、运输方案和构件信息的核对；所述构件的堆放流程管理包括堆放区域的划定、堆放方案的制定、入库构件的验收和出入库定位；所述构件的吊装流程管理包括吊装环节模拟、预制构件的校对。

进一步的，所述对设计图纸的深化设计是指使用BIM技术对预制建筑进行深化设计，采用revit或Bentley或tekla或Archicad建模，形成预制建筑生产信息模型。

进一步的，所述对预制建筑的拆分，是在预制建筑生产信息模型的基础上，对建筑进行可加工化拆分，形成相应的构件，便于工厂的生产。

进一步的，所述对预制构件的编码，是在对预制建筑进行可加工化拆分后，依据一定的编码规则对所加工构件进行编码，且编码与构件需唯一对应。

进一步的，所述植入的RFID标签为有源RFID标签和或无源RFID标签，且标签内需包含所植入构件的编号、尺寸、存放和安装要求等信息，标签无需完全嵌入构件无法取出，宜做成可回收式。

进一步的，所述转运组合，是指依据预制建筑生产信息模型，结合实际施工进度，确定需要转运的构件。

进一步的，所述装卸方案，是在确定需要转运的构件后，在预制建筑生产信息模型中对带有编码的构件进行装车和卸车的模拟，以选取最佳的装卸组合。

进一步的，所述运输方案是结合当前的道路管制信息，制定可行的运输方案，方案一般需包括运输的线路、时段、车速限制和应急预案等。

进一步的，所述构件信息的核对指构件在装车前运用RFID读取器读取构件信息并与转运组合进行比对，防止错装和误装。

进一步的，所述对堆放区域的划定，分为工厂内区域和施工现场区域，根据构件的生产和运输方案，可提前知晓需要的场地大致范围，并依据区域内的实际堆放状况，利用BIM技术构建场地的三维模型，对堆放区域进行精准划分。

进一步的，所述堆放方案的制定，指依据划分好的堆放区域，借助预制建筑生产信息模型，对构件的堆放状态进行模拟，选定最佳的堆放方案。

进一步的，所述对预制构件的验收和出入库定位，指利用植入的RFID标签，依据堆放方案，对构件进行核验入库。

进一步的，所述对吊装环节的模拟，是指利用BIM技术，使用navisworks或tekla软件建立模型，进行碰撞检查，确保构件能够正常安装。

进一步的，所述对预制构件的校对，是指借助RFID标签，吊装前读取相应构件的信息，校对构件的安装信息，确保采取的是合适的起吊工具。

进一步的，为确保RFID标签读取的准确性，在构件的堆放和吊装区域，需加装相应的信号放大器。

进一步的，在构件完成吊装后，可以对植入的RFID标签进行拆卸，抹去相关信息后，进行重复利用。

与现有技术相比，本发明有益效果为

本发明提供的基于BIM-RFID的预制构件管理方法，利用BIM技术创建三维可视化模型，通过植入的RFID标签，实现对预制构件生产、转运、堆放和吊装环节的精细化管理。克服了传统的构件管理中工程技术人员手动记录造成的数据滞后和易出错以及不能对相关环节进行可视化管理的缺陷，作业人员通过扫描构件上的RFID标签即可快速实现对构件信息的查询，能够让各相关人员更加方便和直观的对构件进行管理，达到构件的全管理过程的信息可追溯和管理信息共享，降低构件的管理难度提升预制建筑的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种基于BIM-RFID的预制构件管理方法的流程示意图

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围

请参阅图1所示，本发明为一种基于BIM-RFID的预制构件管理方法，包括构件的生产、转运、堆放和吊装四个环节。

构件生产环节的流程管理包括：设计图纸的深化设计、预制建筑的拆分、预制构件的编码和RFID标签的植入。

示例性地，对设计图纸的深化设计是指设计人员对设计院出具的图纸利用BIM技术将二维图纸转变为三维可视化模型，可以采用revit或Bentley或tekla或Archicad等软件建立模型，以形成预制建筑生产信息模型。预制建筑的拆分，是在模型的基础上，结合预制工厂预制设备的种类和规格，对预制建筑进行模拟的可加工化拆分，将预制建筑变为单个可生产的构件，形成预制构件信息模型库，结合施工进度，形成预制构件生产计划。预制构件的编码是对预制建筑进行完可施工化拆分后形成的预制构件信息模型库，按照一定的编码规则对所有拆分构件进行编码，编码需与构件是唯一对应关系，添加上构件的尺寸、存放和安装要求等信息，以形成预制构件编码信息表。RFID标签的植入，根据施工场地情况和预算选择无源或有源RFID标签，无源RFID标签价格较低，但是识别距离有限，有源RFID标签识别距离较远，但价格较高。依据编码表制作相应的RFID标签，并根据预制构件的生产计划，在生产过程中将RFID标签植入对应的构件中。

构件转运环节的流程管理包括：转运组合的确定、构件信息的核对、装卸方案和运输方案的制定。

示例性地，构件转运环节转运组合的确定，是根据实际的施工进度，在预制构件信息模型库和编码表的基础上，确定需要转运的构件。装卸方案，在确定需要转运构件的尺寸和要求后，在预制构件信息模型库中，找到对应编码的构件，并对其进行装车和卸车的模拟，此次模拟是为了确定运输车辆和转运吊具的大小，选定最佳的装卸组合。确定好构件组合和运输吊装工具后，结合当地的交通管制信息，考虑车辆的转弯半径等信息，制定适宜的运输方案。运输方案需包含运输的线路、时段、车速限制和应急预案等。构件信息的核对是指在构件装车过程中，依据之前确定的转运组合，结合编码信息表，使用RFID读取器实现对工厂内构件的定位，此时厂区内可加装对应频率的信号放大器，确保定位的准确性，保障构件不漏装和错装。

构件堆放过程的流程管理包括：堆放区域的划定、堆放方案的制定、入库构件的验收和出入库的定位。

示例性地，对堆放区域的划定，分为工厂内区域和施工现场区域，根据构件的生产和运输方案，可提前知晓需要的场地大致区域，并根据区域内的实际空闲情况，利用BIM技术构建工厂和施工现场的三维模型，实现对堆放区域的精准划分。依据划分好的堆放区域，利用建筑生产信息模型和构件运输规划，对构件的堆放状态进行模拟，选定最佳的堆放方案。堆放方案应包含堆放顺序、限高和支撑架类型等。预制构件的验收和出入库定位，是指利用植入的RFID标签，根据堆放方案，对构件进行入库验收，当某一构件需要出库时，根据RFID读取器可实现对堆放场地内构件的实时定位，准确无误的找出需要的构件。

构件吊装过程的流程管理包括：吊装环节的模拟、预制构件的校对示例性地，对吊装环节的模拟，利用BIM技术，根据实际吊装进度，确定需要吊装的构件，使用navisworks或tekla软件建立碰撞检测模型，确定合适的起吊器具，并避免与周围物体的冲突和碰撞。对预制构件的校对，是指借助RFID标签，使用RFID阅读器，在吊装前读取相应构件的信息，避免误吊引起的二次调运，校对构件的安装信息，确认采取的起吊工具符合要求。

综上所述，本发明运用BIM技术的可视化模拟和RFID技术的无接触式识别功能，能够实现对构件从生产到安装全过程的精细化管理。减少因传统管理方式带来的信息和管理滞后，避免了构件在生产、堆放、吊装和运输过程中的无序化，有利于预制建筑的发展。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实时方式之一，实际的方法并不局限于此。所以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识的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。