迈向智慧建造BIM物联网工业化生产.pdf

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1、王家远 深圳大学中澳BIM与智慧建造联合研究中心迈向智慧建造迈向智慧建造:BIM+物联网物联网+工业化生产工业化生产1 1信息共享与BIM技术2 23 34 4研究中心的目标与定位研究成果与未来展望提 纲提 纲建筑业现状与未来方向1建造大国：建造大国：规模世界第一规模世界第一 每年新建建筑量最大的国家，每年20亿平方米新建面积，相当于消耗了全世界40%的水泥和钢材 世界十大最高建筑中我国有7座，全球最高100栋建筑中我国占43%公路桥梁接近80万座，铁路桥梁超过20万座：世界十大拱桥、梁桥、斜拉桥、悬索桥，占一半 铁路隧道运营长度14120公里，在建长度9300公里；公路隧道总长度为14039

2、公里 到“十三五”末，地铁工程总里程=世界其他国家总和，十多年走过西方百年地铁建设历程建造大国向建造强国是新时代的必然要求 中国的平均建筑寿命35年,英国132年，美国的建筑寿命74年;用钢量每平方米比发达国家高出 10%25%;每一立方混凝土比发达国家多消耗80公斤水泥;单位建筑面积综合能耗为发达国家新建建筑的3倍以上;建筑垃圾已占人类活动产生垃圾总量的40%；与建筑有关的空气污染、光污染、电磁污染等占环境总体污染的34%。资源浪费巨大+综合性能欠佳+环境污染严重智慧建造是建筑业转型升级的必由之路麦肯锡麦肯锡想象建筑业数字化未来：想象建筑业数字化未来：建筑业数字化水平仅高于农业建筑业数字化水

3、平仅高于农业建筑业瓦解的时机已经成熟；BIM、数字化、物联网将引领建筑业发展。推动信息化与工业化在工程建设领域的并行与融合，实现工程建设的安全、高效、可持续发展智慧建造如何变革？信息化+工业化智能制造制造业的启示Photo credit:Singapore Building and Construction Authority 构件预制化生产、装配式施工为主；设计标准化、构件部品化、生产工厂化、施工装备化、装修一体化、管理信息化;整合设计、生产、施工等整个产业链;建筑产品节能、环保全的可持续新型建筑生产方式。Habitat 67:加拿大蒙特利尔圣罗伦斯河畔（Saint Lawrence Riv

4、er）1967年,Box 盒子模块建筑芝加哥Aqua TowerAqua Tower（水纹大厦）1994-1999，PC楼板/PC楼梯/PC外墙/PC阳台；灵感来自于石灰岩层，外观由玻璃幕墙和水波型阳台组，是名副其实的“水之塔”。从设计、材料、装备、施工和管理等全链条升级！悉尼歌剧院（Sydney Opera House）1959-1973,PC楼板/钢构梁柱/幕墙2194块重15.3吨的弯曲形混凝土预制件丹麦设计师2016年2月6日，中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见 大力推广装配式建筑，减少建筑垃圾和扬尘污染，缩短建造工期，提升工程质量。制定装配式建筑设计、施工和验

5、收规范。完善部品部件标准，实现建筑部品部件工厂化生产。鼓励建筑企业装配式施工，现场装配。建设国家级装配式建筑生产基地。加大政策支持力度，力争用10年左右时间，使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%。新型建筑工业化装配式建筑BIM技术工业化管理2信息共享和效率是智慧建造的核心问题信息共享和效率是智慧建造的核心问题建设项目是一次性任务？生命周期长、利益相关者多、信息传递关系复杂：建设项目是一次性任务？生命周期长、利益相关者多、信息传递关系复杂：信息孤岛问题比较突出信息孤岛问题比较突出 传统建设工程项目中传统建设工程项目中三分之二三分之二的问题都与信息交流有关；的问题都与信息交流有关；建设项目中建设

6、项目中10%10%到 到 33%33%的成本增加都与信息交流问题有关；的成本增加都与信息交流问题有关；在大型工程项目中，信息交流问题导致的工程变更和错误约占工程总成本的在大型工程项目中，信息交流问题导致的工程变更和错误约占工程总成本的3%3%到 到 5%5%。政策导向行业需求软件应用共享协同行业信息特征信息量大信息更新快信息来源多样化行业信息问题【信息分散性】工程项目实施过程中信息成散点式分布状态【组织独立性】项目各参与方参与项目所使用的信息管理系统是相对独立的信息孤岛信息传递效率低下、信息断层、信息流失建筑业向信息化转型的必然趋势2015年国家住建部发布关于推进建筑信息模型发展的指导见201

7、6年国家住建部发布2016-2020年建筑业信息化发展纲要2017年7月国家正式发布了由住建部编制建筑工程信息模型应用统一标准（GB/T512122016）软件工具独立的内部模型数据识别及表示方式，阻碍系统之间的“交互性”硬件设备信息数据冗余，导致设备运行慢，工作效率低用户视角不同专业人员习惯使用不同专业软件模型轻量化数据按需传递数据无损传递提高工作效率节约成本降低风险BIM 可理解为BIM 可理解为在实体建造的全生命过程中同时创建一个与之对应的信息系统（Projects create buildings+lots of information）在实体建造的全生命过程中同时创建一个与之对应的信

8、息系统（Projects create buildings+lots of information）以实现信息共享。以实现信息共享。这个信息系统（Model、Modeling、Management）包含了这个信息系统（Model、Modeling、Management）包含了共享数据库、数据库应用(获取和推送数据)、数据库创建及应用标准共享数据库、数据库应用(获取和推送数据)、数据库创建及应用标准。BIM并没有改变设计施工的本质，BIM并没有改变设计施工的本质，它影响的是建筑信息的记录方式，信息管理的方式，它影响的是建筑信息的记录方式，信息管理的方式，改变的是一个过程。改变的是一个过程。工程实

9、体数据资产Anthony Burd(英国标准协会建设部主任):BIM就是将正确的信息,在正确的时间,以正确的形式,展现给正确的人.P-BIM建筑结构工程地基工程桩基地基处理地连墙土方开挖锚杆策划模型规划模型设计模型合约模型实施（竣工）模型运维模型后评估模型内支撑基础机电工程室内工程外装工程室外工程BIM人才培养和BIM的内涵相去甚远两种不同的BIM实施路径和解决方案(OPEN-BIM和P-BIM)两种不同的BIM实施路径和解决方案(OPEN-BIM和P-BIM)如果你不能把你正在做的描述成一个过程，那表示你不知道自己在做什么。如果不能正确理解建筑的实施过程，那BIM的道路将举步维艰，甚至无法实

10、现。基于IFC+IFD+IDM的OPEN-BIM基于IFC+IFD+IDM的OPEN-BIMP-BIM的实施（去中心集成）的实施（去中心集成）3研究中心的目标与定位研究中心的目标与定位加强高校和国家产业联盟合作，构建产学研用人才培养一体化的多功能平台中国BIM发展联盟P-BIM软件认证及应用人才培训中心BIM及智慧建造高层次人才培养的国际化合作（博士生联合培养）Swinburne University of Technology，Australia 中国BIM联盟 深圳大学 中国BIM联盟 深圳大学深圳大学中澳BIM与智慧建造联合研究中心建筑互联网与BIM实验研究中心综合展示长廊综合展示长廊生

11、命周期生命周期BIM数据互操作与数据互操作与P-BM软件认证检验软件认证检验BIM数据交换云平台数据交换云平台VR虚拟现实虚拟现实+BIM数字建造数字建造教学培训、科研成果展示教学培训、科研成果展示GIS、北斗、北斗+BIM研究中心平面布置图BIM 研究中心设备分布示意图BIM 研究中心设备分布示意图序号名称型号1拼接屏GX-HD552显示屏设备系统CB-GL550HD3视频会议系统HST-V5 等4建模电脑OptiPlex 7040 Mini Tower XCTO5服务器PowerEdge R730 Server6服务器PR2764GWYX2U7图形工作站DELL Precision 791

12、0 XCTO8移动工作站Mobile Precision 7710 CTO BASE9CAVE系统基建与幕墙CAVE序号软件商P-BIM系列软件 1图软ARCHICAD192鸿业软件IMspace 20163PKPMPKPM4TeklajykgITekla5北斗云桩施工定位6建研地基建研地基7广东建科院地基试验测验8北京理正1.规划92.勘察103.坈基设计114.地基协同设计12欧特克1.建筑设计132.协同设计14山东建科院工程安全质量15广东星辰钢筋合约PBIM数据云平台建筑设计软件按建筑设计P-BIM软件功能及信息交换标准推送数据In compliance with Standard

13、for P-BIM software function and information exchange of architectural design,the architectural design software accomplishes Data Drops(information/data exchange),rather than model exchange.模型验证Architectural design to structural design File names of data submission by architecturadesign software结构设计软

14、件按建筑设计P-BIM软件功能及信息交换标准接收数据,File names of data extraction by architectural design software模型验证模型验证基于数据共享基于数据共享BIM软件互操作展示平台软件互操作展示平台4研究成果与未来展望研究成果与未来展望壹：P-BIM云平台+物联网+装配式装配统计分析装配统计分析装配阶段构件、进度、成本统计。P-BIM云平台+物联网+装配式已经申请的专利已经申请的专利 一种基于物联网与北斗定位技术的装配式建筑施工方法一种基于物联网与北斗定位技术的装配式建筑施工方法 一种适用于高密度楼宇环境下的装配式建筑构件吊装定位系

15、统一种适用于高密度楼宇环境下的装配式建筑构件吊装定位系统 一种装配式建筑预制构件安装精确导航方法一种装配式建筑预制构件安装精确导航方法 基于北斗定位的装配式建筑构件物流实时追踪方法基于北斗定位的装配式建筑构件物流实时追踪方法 一种装配式建筑构件生产、质量控制及仓储定位方法一种装配式建筑构件生产、质量控制及仓储定位方法 装配式建筑构件装配定位数据实时收集方法及系统装配式建筑构件装配定位数据实时收集方法及系统装配式建筑项目全寿命周期成本风险评价调查装配式建筑项目全寿命周期成本风险评价调查南山区南山区2006-2022年各街道建筑存量变化年各街道建筑存量变化南山区南山区2006-2022年各街道建筑

16、流量变化年各街道建筑流量变化南山区南山区2006-2022年各街道建筑投入量变化年各街道建筑投入量变化贰：P-BIM云平台+4D-GIS规模化拆除建筑物产生量精准预测与管理规模化拆除建筑物产生量精准预测与管理既有建筑区域地理信息（4D-GIS）+建筑物基本属性信息（BIM）基于基于BIM、物联网、物联网(IoT)及大数据的运行管理平台及大数据的运行管理平台复杂信息的采集及融合（高频率数据采集（10s采集间隔）建筑群体在时间及空间上的运行表现建筑设备及人行为建筑运行状况的多维度可视化建筑设备运行状态分析信息采集及融合典型人行为识别叁叁:P-BIM云平台+大数据驱动建筑节能大数据驱动建筑节能P-B

17、IM云平台：大数据驱动建筑运维管理平台P-BIM云平台：大数据驱动建筑运维管理平台大数据驱动的建筑能耗预测模型建筑系统运行模式的自动化识别异常检测及故障诊断数据可视化技术的设计与优化12345678910111213140500100015002000Testing DaysB u ild in g C oolin g L oad (k W)BASICRAWDAEActual肆:P-BIM的标准及数据共享互用成长的P-BIM正逐步完善不同层次和应用的架构设计 根据中国工程建设标准化协会建筑信息模型专业委员会关于印发的通知（信息标委会20134号）的要求，规划和报建P-BIM软件功能与信息交换标

18、准等13项协会标准经审查通过，自2017年10月1日起施行：1、规划和报建P-BIM软件功能与信息交换标准T/CECS-CBIMU 1-20172、规划审批P-BIM软件功能与信息交换标准T/CECS-CBIMU 2-20173、岩土工程勘察P-BIM软件功能与信息交换标准T/CECS-CBIMU 3-2017 4、建筑基坑设计P-BIM软件功能与信息交换标准T/CECS-CBIMU 4-2017 5、地基基础设计P-BIM软件功能与信息交换标准T/CECS-CBIMU 5-2017 6、地基工程监理P-BIM软件功能与信息交换标准T/CECS-CBIMU 6-2017 7、混凝土结构设计P-

19、BIM软件功能与信息交换标准T/CECS-CBIMU 7-2017 8、钢结构设计P-BIM软件功能与信息交换标准T/CECS-CBIMU 8-2017 9、砌体结构设计P-BIM软件功能与信息交换标准T/CECS-CBIMU 9-201710、给排水设计P-BIM软件功能与信息交换标准T/CECS-CBIMU 10-201711、供暖通风与空气调节设计P-BIM软件功能与信息交换标准T/CECS-CBIMU 11-201712、电气设计P-BIM软件功能与信息交换标准T/CECS-CBIMU 12-201713、绿色建筑设计评价P-BIM软件功能与信息交换标 准T/CECS-CBIMU 13

20、-2017 模型轻量化数据按需传递数据无损传递提高工作效率节约成本降低风险不同的解决方式编制P-BIM数据交换标准开发P-BIM数据交换接口提高软件的“互操性”引用RevitAPIUI.dll 数据接口引用RevitAPI.dll数据接口IExternalCommand实现Revit与Visual Studio的数据链接FilteredElementCollector、OfClass、OfCategory实现元素过滤NPOI.dll集成应用，分类导出按需传递，各方共享保留原有软件界面及用户操作习惯用【HIM】矩阵原理进行数据交换基于P-BIM的协同平台基于Revit的信息共享平台在Revit软

21、件中建立数据信息共享平台，实现各专业数据的按需传递平台界面介绍导出建筑数据导出结构、DAE数据导出暖通、水电数据提供一种基于Revit API和机电安装软件的数据共享方法，包括：Revit系列软件、安装计量软件和基于Visual Studio开发的API数据接口，所述API数据接口能够实现Revit与安装计量软件之间点对点的数据传递方式U I 界 面业主设计院Revit MEP模型GFC数据安装算量软件检查、优化模型招标控制价汇总计算分类提取工程量合法性检查重构三维模型导入交付WPF应用程序输出深化Revit建模交互规范IExternalCommandVisual Studio数据传递流程伍伍:基于基于SD和离散仿真的建设项目工期风险模拟方法与平台和离散仿真的建设项目工期风险模拟方法与平台BIM+GIS应用；BIM_+VR应用；BIM+3D打印；BIM+建筑机器人；BIM+GIS应用；BIM_+VR应用；BIM+3D打印；BIM+建筑机器人；智慧建造需要信息化、工业化创新的人才支持,智慧建造将引领建筑业未来发展！智慧建造需要信息化、工业化创新的人才支持,智慧建造将引领建筑业未来发展！谢 谢！