一种基于BIM和物联网技术的砼成本管控方法与流程

一种基于bim和物联网技术的砼成本管控方法
技术领域
1.本发明涉及建筑工程砼成本管控领域，具体来讲涉及的是一种基于bim和物联网技术的砼成本管控方法。


背景技术：

2.砼成本在整个建筑工程成本中所占比例很大，且砼消耗的水泥、砂石为不可再生资源，特别是地材的开采对当地环境、水土保持都会带来较大破坏，生态恢复需要较长时间。随着我国基础工程建设的进一步加大，水泥、砂石等砼原材料消耗巨大，价格节节攀升，如何控制好砼成本则既是企业生存和发展的需要，同时节约了资源也是做好环境保护和社会可持续发展的需要。


技术实现要素：

3.因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种基于bim和物联网技术的砼成本管控方法。
4.本发明是这样实现的，一种基于bim和物联网技术的砼成本管控方法，其特征在于；按照如下方式进行；步骤1；根据建立的三维bim模型，并划分单位、分部、分项工程生成wbs结构树数据库；通过bim模型，按照下列不同参数分别统计砼数量：
⑴
工程结构部位：即单位、分部、分项工程，例如桥梁工程的桩基、墩柱、盖梁、桥面铺装等；
⑵
砼强度等级：即如c10、c15、c20、c25等；
⑶
砼类型：即如普通砼、泵送砼、水下砼、防水砼、喷射砼、片石砼等；通过bim模型明细表，摘取或导出按照不同参数分别统计出的砼数量；如果施工过程中发生变更，则根据变更后的图纸，调整bim模型后砼数量自动进行重新统计；wbs结构树划分，是对永久实体工程根据设计图纸和相关规范要求进行划分。同时，在bim模型结构树中增加非永久实体工程的临时工程和施工措施的示意模型，临时工程如驻地建设、施工便道、场地建设等，施工措施如支架基础、塔吊基础砼数量等；非永久实体工程的砼数量，在建立设计图纸永久结构物bim模型时无具体数量，只保留以后输入数据的接口；在非永久实体工程实施性施工组织设计批复后，按照批复的设计数量直接添加至bim模型中；步骤2；建立砼定额配合比数据库，即包括不同强度等级、不同类型的砼配合比，同时定额包括部颁定额、自身企业定额、同行业的其他企业定额砼配合比；步骤3；将bim模型wbs结构树统计出的设计砼数量，并套取配合比数据库，将设计砼数量分解为水泥、砂、碎石、硅粉、外加剂等原材料的理论数量；至此，既有通过bim明细表导出的设计砼数量，又有通过配合比分解出来的原材料理论数量；步骤4；将bim模型划分好的wbs结构树数据库与砼拌合站控制系统进行关联，现场技术员根据需要施工的的工程部位（包括永久实体工程、临时工程、施工措施等），通过app端进行指令推送并经相关部门和项目管理层审批，砼拌合站操作人员根据指令进行砼拌
合，砼运输至施工现场进行浇筑。浇筑结束后，现场技术员通过app确认浇筑数量，拌合站工作人员再复核该数量。如果发生，已拌合的砼数量大于了现场实际需要，采用两种方式处理：一种是浇筑到其他工程部位，比如浇筑便道路面、垫层等，与正常浇筑一致在软件中增加新浇筑部位即可；二种可能是弃掉，在软件中对此部分数量进行单独备注，便于单独统计弃掉的消耗量；步骤5；通过对拌合站原材料消耗的计量，系统自动采集到浇筑的工程部位砼实际浇筑数量和原材料实际消耗量。原材料包括粉状的水泥、硅粉、粉剂状的不同外加剂，骨料状不同粒径的砂、碎石、卵石，液状的水、水剂状的不同外加剂。通过对粉状、骨料状、液状的原材料称重计量，系统自动采集到原材料实际消耗量；同时，系统自动采集浇筑的工程部位砼实际浇筑方量；采集到的砼及原材料实际消耗量，按照预先划分好的wbs结构树进行统计，并生成实际消耗数据，保存于数据库；步骤6；将上述第3步和第5步的数量进行对比分析，核算工程现场管理的原材料消耗。将bim模型得出的设计砼数量和原材料的理论消耗数量与拌合站实际拌和的砼数量和原材料消耗量进行对比，得出工程管控结果；并与行业平均先进水平和企业自身平均水平进行对比；生成为砼成本分析数据结果1；行业平均先进水平，例如，2018版交通部公路定额对不同结构部位和不同类型的砼有不同的损耗比例规定，一般结构有模板浇筑普通砼为2%；意思是对于普通砼，拌合站拌和的实际原材料消耗量与设计的理论消耗数量之比≤1.02，则管理水平达到或超过行业的平均先进水平，否则低于了行业的平均先进水平；各企业也可自行制定材料管控损耗标准。同时，对比分析进一步细分为永久实体工程、非永久实体工程（包括临时工程和施工措施）、项目整体工程三个部分；步骤7；进一步的将步骤3的设计砼数量，扣除结构物中的钢筋、预应力钢筋波纹管及其它预埋管的体积，统计得出净设计砼数量。扣除的方式可以有：若bim模型中已建立钢筋及预埋管模型的，可直接通过明细表数量扣除体积即可；或者，通过钢筋的重量和密度计算出钢筋的体积，预埋管的体积通过其外径和长度计算。同时，与步骤6生成砼成本分析数据结果1方式一致，生成为砼成本分析数据结果2。优选地，成本分析数据结果2作为现场管理结果考核的主要依据，分析数据结果1作为现场管理结果考核的参考；步骤8；对拌合站料仓进行原材料盘点后，核算砼拌合站的原材料消耗管控结果。将物资部门采购的原材料数量减去库存数量后，再与拌合站实际原材料消耗量进行对比，得出拌合站的原材料管控结果，并与行业平均先进水平和企业自身平均水平进行对比；生成为砼成本分析数据结果3。行业平均先进水平，例如2018版交通部公路定额规定的场内操作及运输损耗，即水泥为2%，砂为4%、碎石为2%；同时，各企业也可自行制定材料管控损耗标准；同时，与步骤6砼成本分析数据结果1方式一致，生成为砼成本分析数据结果3，作为拌合站原材料消耗管控结果考核的依据；步骤9；发生拆除工程，比如因为质量不合格、设计变更或者其他原因造成拆除，在wbs结构树和消耗数据中单独统计此部分材料耗用，并进行说明；步骤10；拌合站材料管控，因涉及到原材料的人工盘点，可根据需要按旬、月为单位进行核算管控，根据工作习惯和管理经验优选地按月核算；对于工程管控核算，由软件自动生成，则按每次浇筑的分项工程进行核算。如超过规定比例，由系统及时将结果发送至项目管理团队手机。
5.步骤11；自动生成砼成本管控报表，并根据管理流程进行线上电子签批；通过材料消耗量，也从一定程度的侧面反应和推导工程质量；根据管理职责和权限，展示砼成本管控结果的bim可视化模型。
6.本发明具有如下优点：工程结构物有固定的几何尺寸，能够建立起准确的三维bim模型，进而通过bim模型统计出精确的砼数量。砼拌合站，有固定地点，能够进行网络覆盖，具备通过物联网技术自动采集砼成本基础数据的条件。bim模型的工程数量统计和砼拌合站消耗的原材料数量均由计算机软件自动生成，避免了人为去修改数据，最后得出的砼成本管控数据结果是真实、准确的。
附图说明
7.图1是本发明对应的管控模块示意图。
具体实施方式
8.下面将结合附图1对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
9.本发明在此提供一种基于bim和物联网技术的砼成本管控方法，其特征在于；按照如下方式进行；步骤1；根据建立的三维bim模型，并划分单位、分部、分项工程生成wbs结构树数据库；通过bim模型，按照下列不同参数分别统计砼数量：
⑴
工程结构部位：即单位、分部、分项工程，例如桥梁工程的桩基、墩柱、盖梁、桥面铺装等；
⑵
砼强度等级：即如c10、c15、c20、c25等；
⑶
砼类型：即如普通砼、泵送砼、水下砼、防水砼、喷射砼、片石砼等；通过bim模型明细表，摘取或导出按照不同参数分别统计出的砼数量；如果施工过程中发生变更，则根据变更后的图纸，调整bim模型后砼数量自动进行重新统计；wbs结构树划分，是对永久实体工程根据设计图纸和相关规范要求进行划分。同时，在bim模型结构树中增加非永久实体工程的临时工程和施工措施的示意模型，临时工程如驻地建设、施工便道、场地建设等，施工措施如支架基础、塔吊基础砼数量等；非永久实体工程的砼数量，在建立设计图纸永久结构物bim模型时无具体数量，只保留以后输入数据的接口；在非永久实体工程实施性施工组织设计批复后，按照批复的设计数量直接添加至bim模型中；步骤2；建立砼定额配合比数据库，即包括不同强度等级、不同类型的砼配合比，同时定额包括部颁定额、自身企业定额、同行业的其他企业定额砼配合比；步骤3；将bim模型wbs结构树统计出的设计砼数量，并套取配合比数据库，将设计砼数量分解为水泥、砂、碎石、硅粉、外加剂等原材料的理论数量；至此，既有通过bim明细表导出的设计砼数量，又有通过配合比分解出来的原材料理论数量；步骤4；将bim模型划分好的wbs结构树数据库与砼拌合站控制系统进行关联，现场技术员根据需要施工的的工程部位（包括永久实体工程、临时工程、施工措施等），通过app端进行指令推送并经相关部门和项目管理层审批，砼拌合站操作人员根据指令进行砼拌
合，砼运输至施工现场进行浇筑。浇筑结束后，现场技术员通过app确认浇筑数量，拌合站工作人员再复核该数量。如果发生，已拌合的砼数量大于了现场实际需要，采用两种方式处理：一种是浇筑到其他工程部位，比如浇筑便道路面、垫层等，与正常浇筑一致在软件中增加新浇筑部位即可；二种可能是弃掉，在软件中对此部分数量进行单独备注，便于单独统计弃掉的消耗量；步骤5；通过对拌合站原材料消耗的计量，系统自动采集到浇筑的工程部位砼实际浇筑数量和原材料实际消耗量。原材料包括粉状的水泥、硅粉、粉剂状的不同外加剂，骨料状不同粒径的砂、碎石、卵石，液状的水、水剂状的不同外加剂。通过对粉状、骨料状、液状的原材料称重计量，系统自动采集到原材料实际消耗量；同时，系统自动采集浇筑的工程部位砼实际浇筑方量；采集到的砼及原材料实际消耗量，按照预先划分好的wbs结构树进行统计，并生成实际消耗数据，保存于数据库；步骤6；将上述第3步和第5步的数量进行对比分析，核算工程现场管理的原材料消耗。将bim模型得出的设计砼数量和原材料的理论消耗数量与拌合站实际拌和的砼数量和原材料消耗量进行对比，得出工程管控结果；并与行业平均先进水平和企业自身平均水平进行对比；生成为砼成本分析数据结果1；行业平均先进水平，例如，2018版交通部公路定额对不同结构部位和不同类型的砼有不同的损耗比例规定，一般结构有模板浇筑普通砼为2%；意思是对于普通砼，拌合站拌和的实际原材料消耗量与设计的理论消耗数量之比≤1.02，则管理水平达到或超过行业的平均先进水平，否则低于了行业的平均先进水平；各企业也可自行制定材料管控损耗标准。同时，对比分析进一步细分为永久实体工程、非永久实体工程（包括临时工程和施工措施）、项目整体工程三个部分；步骤7；进一步的将步骤3的设计砼数量，扣除结构物中的钢筋、预应力钢筋波纹管及其它预埋管的体积，统计得出净设计砼数量。扣除的方式可以有：若bim模型中已建立钢筋及预埋管模型的，可直接通过明细表数量扣除体积即可；或者，通过钢筋的重量和密度计算出钢筋的体积，预埋管的体积通过其外径和长度计算。同时，与步骤6生成砼成本分析数据结果1方式一致，生成为砼成本分析数据结果2。优选地，成本分析数据结果2作为现场管理结果考核的主要依据，分析数据结果1作为现场管理结果考核的参考；步骤8；对拌合站料仓进行原材料盘点后，核算砼拌合站的原材料消耗管控结果。将物资部门采购的原材料数量减去库存数量后，再与拌合站实际原材料消耗量进行对比，得出拌合站的原材料管控结果，并与行业平均先进水平和企业自身平均水平进行对比；生成为砼成本分析数据结果3。行业平均先进水平，例如2018版交通部公路定额规定的场内操作及运输损耗，即水泥为2%，砂为4%、碎石为2%；同时，各企业也可自行制定材料管控损耗标准；同时，与步骤6砼成本分析数据结果1方式一致，生成为砼成本分析数据结果3，作为拌合站原材料消耗管控结果考核的依据；步骤9；发生拆除工程，比如因为质量不合格、设计变更或者其他原因造成拆除，在wbs结构树和消耗数据中单独统计此部分材料耗用，并进行说明；步骤10；拌合站材料管控，因涉及到原材料的人工盘点，可根据需要按旬、月为单位进行核算管控，根据工作习惯和管理经验优选地按月核算；对于工程管控核算，由软件自动生成，则按每次浇筑的分项工程进行核算。如超过规定比例，由系统及时将结果发送至项目管理团队手机。
10.步骤11；自动生成砼成本管控报表，并根据管理流程进行线上电子签批；通过材料消耗量，也从一定程度的侧面反应和推导工程质量；根据管理职责和权限，展示砼成本管控结果的bim可视化模型。
11.根据砼成本分析数据结果，包括结果1
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3，将材料损耗分为标准规定范围内和范围外，再将物资部门统计的加权平均采购单价，计算得出砼损耗规定范围内和范围外的金额；自动生成砼成本管控报表，并根据管理流程进行线上电子签批。砼损耗规定范围外的金额，是重点管控对象，并进行原因分析和制定并落实整改措施。
12.通过材料消耗量，直接反应出砼成本数据，也从一定程度的侧面反应和推导工程质量。对于易出现偷工减料的永久结构物部位，如隧道仰拱砼回填、挡防工程的片石砼，通过分析该部位工程的材料消耗量是否大量减少，也反应出了质量管控结果。另外，通过wbs结构树的分项工程砼设计强度和实际拌合出的砼强度和类型的对比，比如某桥梁的桩基砼设计强度为c30，实际拌合的强度有可能出现是c25；通过强度对比也能够反应出砼质量管控结果，且如出现这个状态系统自动推送警示信息至项目管理团队手机。
13.根据管理职责和权限，展示砼成本管控结果的bim可视化模型：施工项目部、总承包部、分子公司和集团公司、监理、业主、质量监督部门等单位实时通过软件看见多维度砼拌合站管控结果的bim可视化模型。可视化模型通过砼及其原材料的理论和实际消耗量对比数据，自动生成不同颜色渲染展示的三维立体bim模型；同时，可把成本管控结果按需要自动生成二维平面图形，如柱形图、折线图、饼图、雷达图等图形。因涉及到商业数据，对于外部单位的监理、业主、质量监督部门，通过数据屏蔽，可只看见砼材料数量消耗，但不能看见材料的金额。
14.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。