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基于BIM的装配式建筑施工成本控制方法及系统与流程

2022-11-12 10:54:34 来源:中国专利 TAG:
基于bim的装配式建筑施工成本控制方法及系统
技术领域
1.本发明涉及装配式建筑施工技术领域,尤其涉及一种基于bim的装配式建筑施工成本控制方法及系统。


背景技术:

2.随着建筑业的发展,建筑技术也不断革新,目前建筑业对绿色、环保、低碳节能等方面的要求越来越高,装配式建筑顺应时代需求,发展日益成熟,装配式建筑在建筑行业中的占比也在不断增大。装配式建筑是由预制好的建筑构件在施工现场进行装配、错固的环保型建筑,具有施工周期短、建造精准、易于维护等优势。但是,装配式建筑的成本偏高,这在一定程度上限制了装配式建筑的发展。
3.bim作为一项信息高度集成的技术,具有模拟性、数字化等优点,目前,现有技术中已有将bim应用于装配式建筑的研究,如分析传统施工管理与应用bim进行管理的差异,探讨bim对工程建设的价值;通过分析施工成本管理存在的问题,论述bim应用于装配式建筑施工成本控制的必要性;将bim与挣值法相结合,实现对成本与工期的实时偏差分析。然而,现有技术中对装配式建筑施工成本进行控制的方案较少且现有控制方案较粗糙,难以实现施工过程中精细化的成本控制。


技术实现要素:

4.为解决上述现有技术的不足,本发明提供了一种基于bim的装配式建筑施工成本控制方法及系统,通过构建装配式建筑的bim三维模型,在该模型的基础上附加建筑项目施工进度信息,构建bim四维模型来模拟整个项目的施工过程;基于所构建的模型,获取当前施工阶段的工程预算,将该工程预算与实际成本相比较,根据比较结果调整施工方案,以此实现装配式建筑精细化、具体化的施工成本的控制。
5.第一方面,本公开提供了一种基于bim的装配式建筑施工成本控制方法,包括以下步骤:构建装配式建筑的bim三维模型;在bim三维模型的基础上附加建筑项目施工进度信息,构建bim四维模型,用于模拟建筑项目的施工过程;将建筑项目的施工过程分解为多个施工阶段,基于bim四维模型,获取当前施工阶段的工程预算;根据当前施工阶段对应的施工方案,计算当前施工阶段下该施工方案的实际成本,对实际成本和工程预算进行对比分析,根据成本偏差判断是否需要对当前施工方案进行纠错,调整下一施工阶段的施工方案以控制施工成本。
6.进一步的技术方案,利用bim建模软件构建装配式建筑的bim三维模型,所述bim三维模型附加建筑构件的基本信息,所述基本信息包括材料信息、尺寸信息、工程量信息。
7.进一步的技术方案,所述bim四维模型包括bim三维模型和施工进度计划,所述施
工进度计划是在施工准备阶段人为设定的,在bim三维模型所包含的建筑构件上附加相应的施工开始时间和结束时间,以此建立建筑构件与建筑项目进度之间的关联。
8.进一步的技术方案,所述当前施工阶段对应的施工方案包括建筑构件的选取和装配方案的选择。
9.进一步的技术方案,所述基于bim四维模型,获取当前施工阶段的工程预算,具体为:基于装配式建筑物bim四维模型对当前施工阶段进行模拟,在模拟的过程中导出这一施工阶段对应bim三维模型的工程量信息,将工程量信息导入bim计价软件中,结合市场价格库得到当前施工阶段的工程预算,所述工程预算为该建筑项目当前施工阶段的计划成本。
10.进一步的技术方案,所述施工方案包含多个不同的按时间顺序排列的施工工序,每个施工工序包括不同建筑构件及该建筑构件的装配方式,通过综合量化计算得到施工工序所包含的建筑构件的成本,进而计算施工工序及施工方案的成本。
11.进一步的技术方案,所述建筑构件的成本包括建筑构件自身的材料成本以及装配该建筑构件的能耗成本和人工成本。
12.进一步的技术方案,对实际成本和工程预算进行对比分析,计算成本偏差,根据成本偏差与设定阈值比较,判断是否需要对当前施工方案进行纠错;具体的,若成本偏差大于设定阈值,则需要调整下一阶段的施工方案以控制施工成本;反之,则直接进行下一阶段的施工。
13.进一步的技术方案,当成本偏差大于设定阈值时,对成本偏差进行追溯,基于bim与挣值法进行成本偏差分析,进行施工过程成本与时间的偏差分析,根据实际情况提出具体的纠偏措施。
14.第二方面,本公开提供了一种基于bim的装配式建筑施工成本控制系统,包括:bim三维模型搭建模块,用于构建装配式建筑的bim三维模型;bim四维模型搭建模块,用于在bim三维模型的基础上附加建筑项目施工进度信息,构建bim四维模型,用于模拟建筑项目的施工过程;施工成本控制模块,用于将建筑项目的施工过程分解为多个施工阶段,基于bim四维模型,获取当前施工阶段的工程预算;根据当前施工阶段对应的施工方案,计算当前施工阶段下该施工方案的实际成本,对实际成本和工程预算进行对比分析,根据成本偏差判断是否对当前施工方案进行纠错,调整下一施工阶段的施工方案以控制施工成本。
15.以上一个或多个技术方案存在以下有益效果:1、本发明提供了一种基于bim的装配式建筑施工成本控制方法及系统,通过构建装配式建筑的bim三维模型,在该模型的基础上附加建筑项目施工进度信息,构建bim四维模型,基于所构建的模型,获取当前施工阶段的工程预算,将该工程预算与实际成本相比较,根据比较结果判断是否需要调整下一施工阶段的施工方案,以此实现装配式建筑精细化、具体化的施工成本的控制。
16.2、本发明中,施工成本的计算过程中除了考虑建筑构件自身的成本及人力成本外,还考虑到了短时间内为完成项目施工建设可能产生的大量的能源消耗成本,考虑影响施工成本的因素更全面,计算施工成本更准确,进而保证后续施工成本的控制更精细。
附图说明
17.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
18.图1为本发明实施例一所述方法的整体流程图;图2为本发明实施例一所述方法的结构示意图。
具体实施方式
19.应该指出,以下详细说明都是示例性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
20.需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
21.实施例一本实施例提供了一种基于bim的装配式建筑施工成本控制方法,如图1所示,包括以下步骤:构建装配式建筑的bim三维模型;在bim三维模型的基础上附加建筑项目施工进度信息,构建bim四维模型,用于模拟建筑项目的施工过程;将建筑项目的施工过程分解为多个施工阶段,基于bim四维模型,获取当前施工阶段的工程预算;根据当前施工阶段对应的施工方案,计算当前施工阶段下该施工方案的实际成本,对实际成本和工程预算进行对比分析,根据成本偏差判断是否需要对当前施工方案进行纠错,调整下一施工阶段的施工方案以控制施工成本。
22.在本实施例中,首先,利用bim建模软件构建装配式建筑的bim三维模型,该bim三维模型附加建筑构件的基本信息,该基本信息包括材料信息、尺寸信息、工程量信息等。目前有较多能够进行bim3d建模的软件,包括revit、bentley、archicad、catla等,在本实施例中,采用revit这一bim建模软件进行装配式建筑的bim三维模型的构建。通过bim三维模型可以进行建筑物的虚拟展示,查询建筑物每个建筑构件的基本信息,同时也能在三维信息模型的基础上附加其他信息扩展为新的信息模型。
23.上述构建装配式建筑的bim三维模型的具体步骤包括:以装配式建筑的二维电子版图纸为依据,对二维电子版图纸进行优化,即组织根据多个专业领域的技术人员(包括但不限于建筑专业、结构专业、水利专业、暖通专业和电气专业的技术人员)展开技术评审会,针对方案中各专业中将会产生的技术问题给出解决方案,bim负责人根据会议决策制定本项目bim策划书,各专业设计人员以bim策划书为依据展开工作;以上述优化后的二维电子版图纸为依据,各专业领域的技术人员根据初模搭建标准,并进行第一次相互提资,完成bim三维模型初模的搭建工作;在bim三维模型初模完成后,组织各专业领域的技术人员对bim初模进行核模,将模型中出现的问题给出解决方案,写入核模报告中;根据bim初模核模
记录,各专业领域的技术人员按节点进行模型提资,根据bim中模建模深度及标准,深化bim模型,以此搭建完成bim三维模型。
24.为了实现装配式建筑施工项目成本的控制,本实施例在bim三维模型的基础上附加建筑项目施工进度信息,构成bim四维模型,即包含时间维度的构件-进度关联信息模型,能够将三维信息模型和施工进度计划关联起来,实现对装配式建筑施工项目的进度管理。具体的,该bim四维模型包括bim三维模型和施工进度计划,该施工进度计划是在施工准备阶段人为设定的,在bim三维模型所包含的建筑构件上附加相应的的施工开始时间和结束时间,以此建立建筑构件与项目进度之间的关联,进而使得每个建筑物构件均包含时间信息,进而可实现该项目施工过程的模拟与演练。
25.然后,对建筑项目施工过程进行分解,将建筑项目施工过程分解为多个施工阶段,针对某一施工阶段,根据实际情况制定施工方案,该施工方案包括建筑构件的选取和装配方案的选择,即在该施工阶段,根据实际情况进行施工方案的制定,选取相应的建筑构件以及确定根据该建筑构件装配成型的装配方式。实际上,每个施工阶段可再分解为多个施工工序,施工方案即是包含多个不同的按时间顺序排列的施工工序。
26.如图2所示,基于上述构建的装配式建筑物bim四维模型,利用施工模拟技术对上述施工阶段进行模拟,在模拟的过程中,导出这一施工阶段对应bim三维模型的工程量信息,将工程量信息导入bim计价软件中,结合市场价格库得到该施工阶段的工程预算,该工程预算即为该建筑项目该施工阶段的计划成本。进一步的,基于该计算得到的工程预算,可人为根据实际情况进行合理性判断,对工程预算进行修改,得到最终的工程预算。
27.基于上述施工方案,在施工过程中,计算该施工阶段的实际成本。上述指出的施工方案包含多个不同的按时间顺序排列的施工工序,而每个施工工序包括不同建筑构件及该建筑构件的装配方式,通过综合量化计算得到某个施工工序所包含的建筑构件的成本,以此计算得到该施工工序的成本,进而得到该施工阶段采用该施工方案的总成本。在本实施例中,建筑构件的成本包括建筑构件自身的材料成本,以及装配该建筑构件的能耗成本和人工成本。
28.具体的,设该施工方案包括l个施工工序,该施工方案的总成本即为所有施工工序的成本之和,即:上式中,e表示施工方案的总成本,表示第k个施工工序的成本。
29.每个施工工序的成本即是该施工工序中所包含的所有建筑构件的成本,即包括所有建筑构件的材料成本、装配相应建筑构件的能耗成本和人工成本,即:
上式中,每个施工工序包括m个建筑构件,装配该建筑构件使用n种机械设备,表示装配第i个建筑构件所使用的第j种机械设备的功率,表示装配第i个建筑构件所使用的第j种机械设备的工作时间,表示第i个建筑构件的材料成本,该材料成本已知,表示装配第i个建筑构件的人工成本。进一步的,该人工成本可根据完成该施工工序所对应的人员及消耗的时间来计算获得。
30.通过上述方案计算得到这一施工阶段所制定的施工方案的实际成本。之后,对工程预算和实际成本进行对比分析,计算成本偏差,根据成本偏差与设定阈值比较,判断是否对当前施工方案进行纠错。具体的,若成本偏差小于设定阈值,则直接进行下一阶段的施工;反之,若成本偏差大于设定阈值,则需要调整下一阶段的施工方案以控制施工成本。
31.当成本偏差大于设定阈值时,对成本偏差进行追溯,基于bim平台进行成本偏差分析,根据分析确定的成本偏差原因制定相应的纠偏措施,将纠偏措施上传至bim平台,利用施工模拟技术对不同的改进方案进行模拟,确定最优的施工方案,再以该最优施工方案进行下一施工阶段,形成闭环施工成本控制。
32.在本实施例中,上述基于bim平台进行成本偏差分析,具体是指基于bim与挣值法进行成本偏差分析,该挣值法可以对项目任意时点的计划与实际情况进行对比,找出各项任务的偏差,施工人员或管理人员可根据偏差对项目实际情况进行综合评价,再对剩余的任务进行预测、调整和控制。具体的,利用bim技术与挣值分析法相结合,通过wbs工作任务分解,进行施工过程成本与时间的偏差分析,根据实际情况提出具体的多种纠偏措施。
33.实施例二本实施例提供了一种基于bim的装配式建筑施工成本控制系统,包括:bim三维模型搭建模块,用于构建装配式建筑的bim三维模型;bim四维模型搭建模块,用于在bim三维模型的基础上附加建筑项目施工进度信息,构建bim四维模型,用于模拟建筑项目的施工过程;施工成本控制模块,用于将建筑项目的施工过程分解为多个施工阶段,基于bim四维模型,获取当前施工阶段的工程预算;制定当前施工阶段对应的施工方案,计算当前施工阶段下该施工方案的实际成本,对实际成本和工程预算进行对比分析,根据成本偏差判断该施工方案的可行性,调整施工方案以控制施工成本。
34.以上实施例二中涉及的各步骤与方法实施例一相对应,具体实施方式可参见实施例一的相关说明部分。
35.本领域技术人员应该明白,上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。
36.以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修
改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
37.上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
再多了解一些

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