BIM與RFID技術(shù)在裝配式建筑全壽命周期管理中的應(yīng)用

裝配式建筑全壽命周期管理的兩大核心技術(shù)為建筑信息模型BIM和無(wú)線射頻RFID技術(shù)。

(一)BIM技術(shù)原理

建筑信息模型(BIM)就是把建設(shè)工程項(xiàng)目的各相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，建立建筑模型，然后運(yùn)用數(shù)字信息仿真模擬建筑物所包含的確鑿信息。BIM技術(shù)有以下三個(gè)特點(diǎn)：其一是把作為基本圖元元素的每一個(gè)建設(shè)工程項(xiàng)目中的單一構(gòu)件組合成一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)(Database)，數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)始終保持一致性且全局共享。其二是構(gòu)件的材料信息、幾何圖形信息等各種信息集和在一起，構(gòu)成一個(gè)含有極其豐富的項(xiàng)目信息的數(shù)據(jù)化建筑圖元。其三是模型信息是相互關(guān)聯(lián)、動(dòng)態(tài)變化的，只要模型信息有變化，其相關(guān)聯(lián)的所有對(duì)象會(huì)迅速更新，并且還可以自動(dòng)生成相應(yīng)的圖形、文檔等。

(二)RFID的技術(shù)原理

無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)，是一種與生活息息相關(guān)的無(wú)線電波通信技術(shù)，不需要識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立光學(xué)或者機(jī)械接觸就能夠通過(guò)無(wú)線電波識(shí)別特定目標(biāo)并顯示其所包含的相關(guān)信息;其組成部分有應(yīng)答器、閱讀器、中間件、軟件系統(tǒng)。RFID技術(shù)主要有三個(gè)特點(diǎn)：其一是非接觸式的信息讀取，不受覆蓋物遮擋的干擾，可遠(yuǎn)距離通訊，穿透性極強(qiáng)。其二是多個(gè)電子標(biāo)簽所包含的信息能夠同時(shí)被接收，信息的讀取具有便捷性。其三是抗污染能力和耐久性好，可以重復(fù)使用。

BIM和RFID技術(shù)在預(yù)制構(gòu)件中的創(chuàng)新性應(yīng)用主要體現(xiàn)在運(yùn)輸階段、現(xiàn)場(chǎng)施工階段以及運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段，具體操作流程如圖1所示。

(一)BIM和RFID技術(shù)在構(gòu)件運(yùn)輸階段的應(yīng)用

預(yù)制構(gòu)件在工廠制造完成后，向其植入特制的含有與之相關(guān)的各種信息的RFID標(biāo)簽，目的是為了方便對(duì)預(yù)制構(gòu)件在運(yùn)輸、存儲(chǔ)、吊裝、運(yùn)營(yíng)維護(hù)過(guò)程中進(jìn)行管理。RFID標(biāo)簽編碼的原則是唯一性：保證每個(gè)構(gòu)件單元對(duì)應(yīng)代碼標(biāo)識(shí)的唯一性，保證每個(gè)構(gòu)件在生產(chǎn)、運(yùn)輸、吊裝運(yùn)營(yíng)維護(hù)等過(guò)程中的信息準(zhǔn)確無(wú)誤。

BIM和FRID技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用流程

(二)BIM和RFID技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)施工階段的應(yīng)用

RFID閱讀器迅速識(shí)別并讀入進(jìn)入施工場(chǎng)地的構(gòu)件，然后通過(guò)施工場(chǎng)地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)把預(yù)制構(gòu)件中的芯片所包含的信息上傳至控制中心;控制中心根據(jù)BIM系統(tǒng)中的信息指揮構(gòu)件進(jìn)入吊裝中心進(jìn)行存儲(chǔ)，并把相應(yīng)的信息發(fā)送給吊裝中心;吊裝中心根據(jù)接收到的信息對(duì)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行吊裝;然后RFID閱讀器閱讀并識(shí)別吊裝后的預(yù)制構(gòu)件并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)把信息反饋給控制中心，控制中心進(jìn)行核實(shí)并對(duì)BIM系統(tǒng)進(jìn)行更新，如圖2所示。

在此階段，主要以RFID技術(shù)隨時(shí)追蹤和監(jiān)控預(yù)制構(gòu)件的儲(chǔ)存和吊裝，以施工現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為媒介及時(shí)的傳遞相關(guān)信息，同時(shí)把RFID與BIM相結(jié)合，保證信息完整，加速信息傳遞，減少了工作人員在錄入信息時(shí)潛在的錯(cuò)誤，可實(shí)現(xiàn)零失誤，比如在預(yù)制構(gòu)件進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)接受核查時(shí)，不需要而導(dǎo)致返工的問(wèn)題;其次標(biāo)簽也具有可擴(kuò)展性，一般要預(yù)留出可擴(kuò)展區(qū)域，為可能出現(xiàn)的其他屬性信息預(yù)留充足的存儲(chǔ)空間;再者標(biāo)簽也有具體含義來(lái)保證編碼卡的可操作性和簡(jiǎn)易性，構(gòu)件的類型和數(shù)量全是提前計(jì)劃好的，且數(shù)量不大，使用具有具體含義的編碼可以使編碼的可閱性得到提高，有利于數(shù)據(jù)處理。

將RFID標(biāo)簽中的信息傳輸?shù)紹IM系統(tǒng)中進(jìn)行判斷和處理，并合理安排施工順序、規(guī)劃構(gòu)件運(yùn)輸順序、運(yùn)輸?shù)能嚧?、路線等等，對(duì)于精益建設(shè)中的零缺陷、零庫(kù)存理想化目標(biāo)實(shí)現(xiàn)非常有利。同時(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際進(jìn)度等相關(guān)信息還能即時(shí)被反饋到預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)工廠，工廠再根據(jù)反饋來(lái)的施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度信息調(diào)整構(gòu)件生產(chǎn)計(jì)劃，使待工待料出現(xiàn)的概率幾乎為零，然后工廠再將調(diào)整計(jì)劃的信息傳遞給施工現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)信息共享，有利于工程順利進(jìn)行。

BIM和RFID技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)施工階段的應(yīng)用

(三)RFID和BIM技術(shù)在運(yùn)營(yíng)管理階段的應(yīng)用

在運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理過(guò)程中，建筑物使用情況、財(cái)務(wù)狀況、容量等所有即時(shí)信息均可被BIM物業(yè)管理系統(tǒng)隨時(shí)監(jiān)測(cè)到;還可以將預(yù)制構(gòu)件所包含的所有信息輸入并存儲(chǔ)到BIM物業(yè)管理系統(tǒng)中，這樣建筑物中的所有構(gòu)件和各種設(shè)備的運(yùn)行情況就可以即時(shí)被掌握，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理?yè)p壞或不合格的預(yù)制構(gòu)件。依靠BIM文件來(lái)實(shí)現(xiàn)建設(shè)工程施工階段與運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的無(wú)縫銜接并且提供運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理過(guò)程所需全部信息。同時(shí)預(yù)制構(gòu)件的改擴(kuò)建過(guò)程中，應(yīng)用RFID標(biāo)簽和BIM數(shù)據(jù)庫(kù)，可以及時(shí)準(zhǔn)確地將內(nèi)隔墻、廚衛(wèi)設(shè)備、管線等預(yù)制構(gòu)件安裝到對(duì)應(yīng)的房間中，針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性進(jìn)行分析與檢測(cè)，避免結(jié)構(gòu)損傷;當(dāng)建筑物壽命期達(dá)到預(yù)定使用期限時(shí)，還可以運(yùn)用RFID標(biāo)簽和BIM數(shù)據(jù)庫(kù)中的各種信息來(lái)判定一些預(yù)制構(gòu)件能否循環(huán)使用，不僅可以減少材料的使用、能源的消耗、環(huán)境的污染，而且可以響應(yīng)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。