CN104680321A - 基于bim技术的可视化材料控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于BIM技术的可视化材料控制系统及方法，其包括：数据库，用于存储三维建筑信息模型；创建模块，用于创建完整的包含所有材料信息的三维建筑信息模型；读取载入模块，用于将设计数据包读取并载入到三维建筑信息模型中；统一输入模块，统一由计算机根据手动输入设计数据和自动读取的设计数据包输入到整体的本项目的三维建筑信息模型中；建入模块，将供料信息建入三维建筑信息模型中；定位选择模块，对材料的选择和标准给予定位和选择；制定模块，制定合理的材料要求及进厂方案。本发明实现工作流程自动化和三维的可视化，减少建筑质量问题，减少返工和整改。

Description

基于BIM技术的可视化材料控制系统及方法

技术领域

本发明涉及一种控制系统及方法，具体地，涉及一种基于BIM(BuildingInformation Modeling，建筑信息模型)技术的可视化材料控制系统及方法。

背景技术

建筑工程材料的管理对建筑工程管理中的进度、质量、投资、安全、环境起到了决定性作用。材料的运输和配给的自动化高低程度决定了整个项目工程的进度控制的好坏。因为合理化的配送建筑工程材料也使得不必要的浪费得以减少，从而控制了投资成本的投入，进度控制的好坏即是否能按时或提前完工而投入运营对投资上来说也是起到了重要意义。商品混凝土、钢筋、水泥等材料是有使用有效期的，特别是商品混凝土。一般商品混凝土在没有经过特殊处理的前提下初凝时间为45分钟，即使在配比时加入缓凝剂等添加剂的情况下也只有在短短的几个小时，同时这其中还要包含装料时间、运输时间、现场等候调配浇筑时间等。过了初凝时间的混凝土塌落度、强度、塑性等均达不到要求，是无法使用的，这就给业主存在了安全和经济的双重隐患。如果没有科学合理的筹划是无法将材料在要使用的时间运送到使用地点做到无库存管理的。

专利公开号为“CN103850438A”、专利名称为“一种基于施工进度监测的建筑工程物料配送装置”的中国专利仅仅对建筑工程材料的合理做了初步安排，没有达到通过计算机自动化的安排，也没有三维可视化的展现窗口，更没有对其他变量因素(周边环境、当时天气温度、材料性能、配合比、天气湿度、施工地质勘查条件、施工过程中的安全监测信息、材料供应商地址到建筑施工现场交通情况等)进行监测和统筹安排，也无法无缝的接入到各家建筑材料供应商已有的自动化管理系统中，进行按需求的自动化生产。

专利公开号为“CN103853111A”、专利名称为“一种建筑工程物料自动配送系统”的中国专利包括布设在需进行物料配送的多个建筑项目上的物料配送监管器、布设在物料配送部门的物料配送主机和多个分别布设在物料配送执行部门的物料配送分机，多个所述物料配送监管器均与物料配送主机进行双向通信，且多个物料配送分机均与物料配送主机进行双向通信；物料配送主机包括无线数据接收模块和按照接收先后顺序对当天所接收的所有物料配送信息进行自动排序并生成物料配送任务列表下发至物料配送分机的数据处理器。此专利也仅仅多工程物料的配送是否合理给出了简单的解决方案，没有达到通过计算机自动化的安排，也没有三维可视化的展现窗口，更没有对其他变量因素(周边环境、当时天气温度、材料性能、配合比、天气湿度、施工地质勘查条件、施工过程中的安全监测信息、材料供应商地址到建筑施工现场交通情况等)进行监测和统筹安排，也无法无缝的接入到各家建筑材料供应商已有的自动化管理系统中，进行按需求的自动化生产。

专利公开号为“CN103136626A”、专利名称为“工程项目的在线管理方法”的中国专利基于一个远程交互平台，通过预算端计算机装置、多个承揽企业端计算机装置、多个评价端计算机装置、申请端计算机装置、多个送审端计算机装置、多个审核端计算机装置、多个审核端计算机装置与服务器端计算机系统之间的数据传输和数据处理，实现了工程项目的在线招投标和评标、工程项目的承揽企业的在线评价、在线拟定工程项目进度计划、工程项目进度完成情况的在线追踪、工程项目进度异常反应及处理、在线生成工程项目质量验收报表、工程项目进度付款的在线申请、工料分析在线生成工程项目预算。此专利对项目工程的管理做了计算和自动化的分析，从招投标阶段到评标，再到后期的开标评标，到施工阶段的工程管理(工程施工进度、工程质量控制、工程合同管理、工程工料的筹划)进行了计算机在线管理模式。此专利只是把日常使用的工作流程模式移植到了计算机程序上，使得管理程序化和标准化。但是没有深入到各个工作流程自动化和三维的可视化，更别提各个服务公司的运营生产自动化了。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于BIM技术的可视化材料控制系统及方法，其实现工作流程自动化和三维的可视化，减少建筑质量问题，减少返工和整改。

根据本发明的一个方面，提供一种基于BIM技术的可视化材料控制系统，其特征在于，包括：

数据库，用于存储三维建筑信息模型；

创建模块，用于创建完整的包含所有材料信息的三维建筑信息模型；

读取载入模块，用于将设计数据包读取并载入到三维建筑信息模型中；

统一输入模块，统一由计算机根据手动输入设计数据和自动读取的设计数据包输入到整体的本项目的三维建筑信息模型中；

建入模块，将供料信息建入三维建筑信息模型中；

定位选择模块，对材料的选择和标准给予定位和选择；

制定模块，制定合理的材料要求及进厂方案；

接入模块，将各家材料供应商的自动化生成系统的开发接口接入到三维建筑信息模型中；

形成模块，形成完整的、可随时根据需求调节的三维建筑信息模型。

优选地，所述创建模块、读取载入模块、统一输入模块、建入模块、定位选择模块、制定模块、接入模块、形成模块都与数据库连接。

优选地，所述三维建筑信息模型是可视化的。

本发明还提供一种基于BIM技术的可视化材料控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：根据设计院提供的完整正确的设计图纸创建完整的包含所有材料信息的三维建筑信息模型；

步骤二：根据预先设置好的传感器或者由测绘院或者是监测单位提供的设计数据包，自动读取并载入到三维建筑信息模型中；

步骤三：手动输入材料的设计数据和相关的边界条件、国家标准到三维建筑信息模型中；将设计数据统一由计算机根据之前手动输入设计数据和自动读取的设计数据包输入到整体的本项目的三维建筑信息模型中；

步骤四：施工单位提供施工组织方案，结合建筑工程供料信息建入三维建筑信息模型中；

步骤五：设计单位根据业主单位对建筑概念和形式上的要求，在符合国家法律法规的前提下对材料的选择和标准给予定位和选择；

步骤六：监理单位根据业主要求和国家相应法律法规制定合理的材料要求及进厂方案；

步骤七：各家材料供应商提供符合要求的材料制作、运输提供合理方案和计划；

步骤八：将各家材料供应商的自动化生成系统的开发接口接入到三维建筑信息模型中；

步骤九：根据上述的步骤将各方数据信息建立到完整全面的项目建筑信息模型中形成完整的、可随时根据需求调节的三维建筑信息模型，并能通过自动化的计算处理数据与现实工地情况结合后合理安排工程筹划、实时的在三维建筑信息模型上控制材料的进出厂。

优选地，所述步骤三的手动输入材料的设计数据包括：材料信息、混凝土配合比、建筑材料导热系数、建筑材料结构系数承重、刚度、密度、密实度和孔隙率、填充率与孔隙率、亲水性与憎水性、吸水性与吸湿性、耐水性、抗渗性、抗冻性、导热性、热容量、强度、比强度、弹性、塑性、脆性、韧性、耐久性。

优选地，所述步骤七中的运输中产生的全程GPS的监控车辆运输信息传输在终于处理器上和总建筑信息模型上展示和管控。

优选地，所述步骤一中的创建的具体内容包括：新建项目、创建轴网、创建楼层标高、创建土建围护结构、添加结构柱、结构梁布置、创建结构楼板、墙布置、预留洞布置、添加钢筋。

优选地，所述步骤二中的设计数据包包括：城市测绘院提供的城市建筑模型信息、勘察设计提供的项目施工过程中的安全监测信息、互联网上公开的实时路况及天气信息。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：一，本发明掌控了工程进度，对将要建造的工程在电脑中完美的沙盘预演，并且解决了几乎可以想到的所有问题，把进度计划细化到月、周、日、天、时，增强计划的执行力，加强考核激励，以达到“项目管理者快速谋划，施工队伍快速跟进，形象进度快速向前”的施工进度管理目标，即实现运营生产自动化。二，本发明合理科学的工程筹划使得建筑施工材料无库存，对投资造价起到了良好的控制作用。三，本发明结合施工方案、施工模拟，将会大大减少建筑质量问题，减少返工和整改，极大的提高了建筑工程的质量。四，本发明消除安全隐患，确保安全生产。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明基于BIM技术的可视化材料控制系统的原理框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明基于BIM技术的可视化材料控制系统包括：

数据库，用于存储三维建筑信息模型；

创建模块，用于创建完整的包含所有材料信息的三维建筑信息模型；

读取载入模块，用于将设计数据包读取并载入到三维建筑信息模型中；

统一输入模块，统一由计算机根据手动输入设计数据和自动读取的设计数据包输入到整体的本项目的三维建筑信息模型中；

建入模块，将供料信息建入三维建筑信息模型中；

定位选择模块，对材料的选择和标准给予定位和选择；

制定模块，制定合理的材料要求及进厂方案；

接入模块，将各家材料供应商的自动化生成系统的开发接口接入到三维建筑信息模型中；

形成模块，形成完整的、可随时根据需求调节的三维建筑信息模型。

其中，创建模块、读取载入模块、统一输入模块、建入模块、定位选择模块、制定模块、接入模块、形成模块都与数据库连接。三维建筑信息模型是可视化的。

本发明基于BIM技术的可视化材料控制方法包括以下步骤：

步骤一：根据设计院提供的完整正确的设计图纸创建完整的包含所有材料信息的三维建筑信息模型；三维建筑信息模型是可视化的。

步骤二：根据预先设置好的传感器或者由测绘院或者是监测单位提供的设计数据包，自动读取并载入到三维建筑信息模型中；

步骤三：手动输入材料的设计数据和相关的边界条件、国家标准到三维建筑信息模型中；将设计数据统一由计算机根据之前手动输入设计数据和自动读取的设计数据包等输入到整体的本项目的三维建筑信息模型中；

步骤四：施工单位提供施工组织方案，结合建筑工程供料信息建入三维建筑信息模型中；

步骤五：设计单位根据业主单位对建筑概念和形式上的要求，在符合国家法律法规的前提下对材料的选择和标准给予定位和选择；

步骤六：监理单位根据业主要求和国家相应法律法规制定合理的材料要求及进厂方案；

步骤七：各家材料供应商提供符合要求的材料制作、运输提供合理方案和计划；

步骤八：将各家材料供应商的自动化生成系统的开发接口接入到三维建筑信息模型中；

步骤九：根据上述的步骤将各方数据信息建立到完整全面的项目建筑信息模型中形成完整的、可随时根据需求调节的三维建筑信息模型，并能通过自动化的计算处理数据与现实工地情况结合后合理安排工程筹划、实时的在三维建筑信息模型上控制材料的进出厂等。

步骤一中的创建的具体内容包括：新建项目、创建轴网、创建楼层标高、创建土建围护结构、添加结构柱、结构梁布置、创建结构楼板、墙布置、预留洞布置、添加钢筋。

步骤二中的设计数据包主要包括：城市测绘院提供的城市建筑模型信息、勘察设计提供的项目施工过程中的安全监测信息、互联网上公开的实时路况及天气信息。

根据设计院提供的设计图纸进行建筑工程的三维建筑信息模型的建立，然后对于三维建筑信息模型进行添加所需要的设计数据(即步骤三的手动输入材料的设计数据)，其中设计数据具体包括：材料信息(力学信息、检测信息报告等)、混凝土配合比、建筑材料导热系数、建筑材料结构系数承重、刚度、密度(密度、表观密度、体积密度、堆积密度)、密实度和孔隙率(密实度、空隙率)、填充率与孔隙率、亲水性与憎水性、吸水性与吸湿性、耐水性、抗渗性、抗冻性、导热性、热容量、强度、比强度、弹性、塑性、脆性、韧性、耐久性等环境变量的数据自动读取和建筑材料的设计要求条件的设定，然后由施工单位对建筑工程的施工进行合理的施工组织方案的编制和确定。在根据相应的要求将可用的信息从整体统筹的模型中由计算机根据实际时间需求自动化的剥离出来传递给各家材料供应商，各家材料供应商结合自己生产的实际情况设定好合理的工作计划和安排后，接入到自动化生产管理过程中自动安全保质保量的生产材料。在运输工程中，全程GPS的监控车辆运输信息传输在终于处理器上和总建筑信息模型上展示和管控，这样整个工作平台都是三维可视化且科学合理预演无错误的进行工程建设。

可视化三维建筑信息模型技术、工程管理领域、计算机软件技术、物联网技术。本发明涉及一种建筑项目工程管理方法，特别是建筑项目中的材料管理，其中包含了不同规格的现浇混凝土、不同尺寸形状或特性的预制混凝土、不同规格的钢筋、大小不一的模板、装饰装修材料(包括但不仅限于油漆、木料、钢材、陶瓷、铝合金等)，将所有建筑工程中的建筑材料合理化、自动化、科学化、可视化的筹划安排，其结果是在建筑工程施工时当天几点几分需要使用的材料会由供料单位准时准点送达所需使用的地点，从而真正做到无库存、无堆料，对社会资源节约成效显著。

本发明对材料的控制方法都是在三维可视的前提下由管理人员输入合理的管控条件，并通过计算机自动结合当时的环境、温度、路况、现场人员安排供货商车辆供给筹划、现场实际的临时堆放条件等实时数据进行计算并生成合理的任务计划书。同时各方人员可以自动的接收到三维可视的数据和电子版任务计划书，同时在各方的原有管理系统上做数据的推送从而达到自动化生成和调配的目的。本发明设计合理，使用操作简便且智能化程度高，使用效果好，简便、及时完成各建筑项目所需物料的配送过程，并能对各建筑项目所需物料是否配送到位进行有效监控。本发明对建筑工程材料管理时，直接反映实际情况的三维可视化技术；本发明以三维可视化的建筑信息模型结合物联网技术掌控建筑工程材料的出厂、进厂、加工生产等，从而对材料的质量、成本等有据可循。本发明运用GPS定位等技术手段对运输过程进行掌控和协调，同时在三维可视化的建筑信息模型中进行最优方案的自动计算和工作筹划指导。本发明通过预先设计好的程序对相应监测传感器进行自动抓取周边环境变量的数据信息，并计算得出最佳的解决方案，同时在三维可视化的建筑信息模型上展示出工作方案。本发明在建筑材料统筹安排好的前提下将要求和标准传递给上游的材料供货商，并且转化成材料供货商的自动化生产软件能读取的数据格式，然后由材料生产商的设备进行自动化生产。

材料在进场前跟踪车辆GPS定位数据并结合三维可视化的建筑信息模型中反馈展示，材料的由专业检测公司做的检测报告证书信息等是自动录入到材料模型中的，可在材料进入施工现场的时候随时查看检测报告，对材料的质量问题随时控制。更合理的时间顺序的筹划，使得商品混凝土在出厂到现场浇筑的时间大大减少，极大的提高了商品混凝土的质量和安全。因为材料使用的实时可查、安排有序、三维可控、这样对相应的隐蔽工程来说做到有据可查，对日后放工整改等提供了强有力的证据和选择余地。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种基于BIM技术的可视化材料控制系统，其特征在于，包括：

数据库，用于存储三维建筑信息模型；

创建模块，用于创建完整的包含所有材料信息的三维建筑信息模型；

读取载入模块，用于将设计数据包读取并载入到三维建筑信息模型中；

统一输入模块，统一由计算机根据手动输入设计数据和自动读取的设计数据包输入到整体的本项目的三维建筑信息模型中；

建入模块，将供料信息建入三维建筑信息模型中；

定位选择模块，对材料的选择和标准给予定位和选择；

制定模块，制定合理的材料要求及进厂方案；

接入模块，将各家材料供应商的自动化生成系统的开发接口接入到三维建筑信息模型中；

形成模块，形成完整的、可随时根据需求调节的三维建筑信息模型。

2.根据权利要求1所述的基于BIM技术的可视化材料控制系统，其特征在于，所述创建模块、读取载入模块、统一输入模块、建入模块、定位选择模块、制定模块、接入模块、形成模块都与数据库连接。

3.根据权利要求1所述的基于BIM技术的可视化材料控制系统，其特征在于，所述三维建筑信息模型是可视化的。

4.一种基于BIM技术的可视化材料控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：根据设计院提供的完整正确的设计图纸创建完整的包含所有材料信息的三维建筑信息模型；

步骤二：根据预先设置好的传感器或者由测绘院或者是监测单位提供的设计数据包，自动读取并载入到三维建筑信息模型中；

步骤三：手动输入材料的设计数据和相关的边界条件、国家标准到三维建筑信息模型中；将设计数据统一由计算机根据之前手动输入设计数据和自动读取的设计数据包输入到整体的本项目的三维建筑信息模型中；

步骤四：施工单位提供施工组织方案，结合建筑工程供料信息建入三维建筑信息模型中；

步骤五：设计单位根据业主单位对建筑概念和形式上的要求，在符合国家法律法规的前提下对材料的选择和标准给予定位和选择；

步骤六：监理单位根据业主要求和国家相应法律法规制定合理的材料要求及进厂方案；

步骤七：各家材料供应商提供符合要求的材料制作、运输提供合理方案和计划；

步骤八：将各家材料供应商的自动化生成系统的开发接口接入到三维建筑信息模型中；

步骤九：根据上述的步骤将各方数据信息建立到完整全面的项目建筑信息模型中形成完整的、可随时根据需求调节的三维建筑信息模型，并能通过自动化的计算处理数据与现实工地情况结合后合理安排工程筹划、实时的在三维建筑信息模型上控制材料的进出厂。

5.根据权利要求4所述的基于BIM技术的可视化材料控制方法，其特征在于，所述步骤三的手动输入材料的设计数据包括：材料信息、混凝土配合比、建筑材料导热系数、建筑材料结构系数承重、刚度、密度、密实度和孔隙率、填充率与孔隙率、亲水性与憎水性、吸水性与吸湿性、耐水性、抗渗性、抗冻性、导热性、热容量、强度、比强度、弹性、塑性、脆性、韧性、耐久性。

6.根据权利要求4所述的基于BIM技术的可视化材料控制方法，其特征在于，所述步骤七中的运输中产生的全程GPS的监控车辆运输信息传输在终于处理器上和总建筑信息模型上展示和管控。

7.根据权利要求4所述的基于BIM技术的可视化材料控制方法，其特征在于，所述步骤一中的创建的具体内容包括：新建项目、创建轴网、创建楼层标高、创建土建围护结构、添加结构柱、结构梁布置、创建结构楼板、墙布置、预留洞布置、添加钢筋。

8.根据权利要求4所述的基于BIM技术的可视化材料控制方法，其特征在于，所述步骤二中的设计数据包包括：城市测绘院提供的城市建筑模型信息、勘察设计提供的项目施工过程中的安全监测信息、互联网上公开的实时路况及天气信息。