硕士论文网/国内首批论文服务机构
基于BIM角度分析装配式建筑智慧建造管理体系
时间:2021-02-25 09:29 | 栏目:建筑论文 | 浏览:次
硕士论文网第2021-02-25期，本期硕士论文写作指导老师为大家分享一篇建筑论文文章《基于BIM角度分析装配式建筑智慧建造管理体系》，供大家在写论文时进行参考。
以上论文内容是由硕士论文网为您提供的关于《基于BIM角度分析装配式建筑智慧建造管理体系》的内容，如需查看更多硕士毕业论文范文，查找硕士论文、博士论文、研究生论文参考资料，欢迎访问硕士论文网建筑论文栏目。
本文是一篇建筑硕士论文范文， 由于装配式建筑的建造模式和传统现浇建筑的建造模式不同，从建筑设计到施工等各个阶段，都有别于传统建筑模式，我国装配式建筑又起步较晚，尚在探索阶段，本文拟通过对装配式建设项目系统环境和系统要素的深入挖掘。
1 绪论
1.1 选题背景及研究意义
作为世界上最大的建筑市场，中国每年完工的城乡建筑总面积大约 20 亿 m2，城镇住宅高达 6 亿 m2。对比世界发达国家，我国建筑业存在诸多问题，工业化程度低，建造时间长，能源及材料消耗大，人口红利消失，成本不断升高，施工质量难以保证，迫切需要采用建筑工业化等手段来提高工程建设的工程质量和建造效率。因此，研发符合建筑工业化要求、省工省时、建造质量好、节能环保的新型预制装配式建筑，已经成为我国推进建筑工业化发展的一个重要任务。 在经历了长期的传统建造方式和管理模式地不断积累和长期推进之后，我国的建筑业开始探索一种以实现建筑全生命周期智慧建造与智慧管理为目标的新型建造模式。这种建造模式以建筑的信息化、智能化、工业化为立足点，以此来实现整个建造过程的标准化设计、智能化工业生产、高效化信息流通、精益化生产管理和可控化生产成本的目标。 党的十八大提出要大力发展新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化，经过了多年的研究和努力，随着科研项目的增加和试点项目的推广，各类技术体系逐步完善，相关规范和标准也都陆续出台。 虽然装配式建筑在建造阶段节省了大量的资源，统计结果如表 1.1 所示，相对于传统建筑方式有着更高的实践价值，政府也在大力扶持装配式建筑的发展，但由于我国目前的建造方式和水平还处于粗放式生产阶段，现有的管理手段与管理模式不适用于装配式建筑的建设，且其建造方式更加倾向于“工业化生产”，强调建造流程的“精细化生产”，注重生产过程的“精益化管理”。建筑业的“精益建造”最早来源于日本丰田的“精益生产模式”，以“尽善尽美、价值最大化、浪费最小化”为原则，以“零库存、零等待、零缺陷、零故障、零伤害、零浪费、高柔性”为目标，利用准时制、拉式制造流程，最后计划者体系、5S（SEIRI、SEITON、SEISO、SEIKETSU、SHITSUKE，整理、整顿、清扫、清洁、素养）现场管理、并行工程、柔性化资源配置、看板管理等为技术手段，实
现整个建造流程的持续、均衡、高效、柔性化[2]。随着精益建造理论在更多项目上的运用，其作为一种先进管理理念和方法论的优势会更多、更好地体现出来。但是当前，精益建造在我国建筑业中的应用尚处于起步阶段，目前还缺少完备的装配式建筑精益建造流程、管理体系以及强有力的技术支撑。
1.2 研究内容与技术路线
由于装配式建筑的建造模式和传统现浇建筑的建造模式不同，从建筑设计到施工等各个阶段，都有别于传统建筑模式，我国装配式建筑又起步较晚，尚在探索阶段，本文拟通过对装配式建设项目系统环境和系统要素的深入挖掘，以 BIM 为信息技术支撑，结合精益建造的理念，以项目全生命周期为出发点，建立基于 BIM 的装配式建筑智慧建造管理体系，并对装配式建筑智慧建造管理体系有效性做出评价，以期为装配式建筑的产业化、信息化、智慧化作出贡献。
（1）研究智慧建造相关理论。搜集国内外装配式建筑的案例及研究文献，从项目策划、设计、构件生产、安装、采购和运营等不同阶段出发，对国内装配式建筑的现状和存在的问题进行分析，对 BIM、建筑工业化和 IPD 模式的相关理论进行深入研究，为本文的研究提供理论依据。
（2）分析装配式建设项目系统。通过对国内外装配式建筑发展环境进行研究，分析制约我国装配式建筑发展的因素，以及这些制约因素对装配式建筑在我国推进的不利影响，由此挖掘装配式建造过程系统要素及系统环境，以此作为基于 BIM 的装配式建筑智慧建造管理体系构建的基础。
（3）构建装配式建筑智慧建造管理体系。探讨智慧建造的内涵及其内容，以 BIM 作为装配式建筑信息技术支撑，以 IPD 模式作为理论指导，将精益建造思想应用于装配式建筑的建造中，研究装配式建筑各系统要素间的协同关系。基于上述研究，构建基于 BIM 的装配式建筑智慧建造管理体系。 （4）智慧建造管理体系有效性评价。基于专家调查法，对基于 BIM 的装配式建筑智慧建造管理体系有效性做出评价，并采用组合赋权法计算体系中的指标权重，以确定
智慧建造管理体系关键因子。
（5）提出建议。结合装配式建筑现状和管理体系研究结果，提出装配式建筑推广及提高装配式建筑智慧建造管理水平的建议。
2 智慧建造概念辨析及发展分析
本章在装配式建筑、智慧建造和 BIM 研究现状的基础上，进行智慧建造的概念辨析及范畴界定，分析智慧建造与建筑全生命周期、精益建造、BIM 之间的契合点，对智慧建造的发展历程进行研究，并对智慧建造背景下装配式建筑的发展趋势和重点进行探讨。
2.1 智慧建造概念辨析及范畴界定
为构建合理有效的智慧建造管理体系，本节对智慧建造的内涵及特点进行了相关理论研究，并对智慧建造与全生命周期、精益建造、BIM 之间的契合点进行研究。 在建筑业产业转型的重要阶段和“智慧城市”有序发展的背景下，鲁班软件创始人杨宝明提出了智慧建造这一概念，并从产业的和谐发展和数字神经系统两个层面进行解释[33]。总结近几年学者们对“智慧建造”的相关研究可得，智慧建造的核心是信息资源的高效流通和有效应用，旨在以信息平台为项目载体，建立完整的数据流和信息库，从而实现建筑全生命周期的智能化项目管理[34]。 “智慧建造”就是以大数据、网络化、智能化、移动通讯、云计算、物联网及 BIM 等手段作为技术依托[35]，整合项目信息，统筹分配建筑资源，协同项目各参与方，实现项目各参建方信息共享与协同，创建智慧化的建设环境，使得建设过程智能高效，建筑产品安全舒适的一种新型建造理念。 智慧建造的内涵可分为广义的智慧建造和狭义的智慧建造。 广义的智慧建造是基于项目全生命周期的建造模式，包括项目立项、决策、设计、施工、运维和拆除在内的智慧建造，在项目的各个阶段都需要基于信息平台，统筹项目资源，整合数据流，实现项目的精益化信息管理，促进施工阶段的智慧建造，广义的装配式建筑全生命周期智慧建造应用点如图 2.1 所示。
2.2 智慧建造的发展
建筑工程智慧建造的发展先后经历了数字化建造与信息化建造两个变革性的阶段，通过数字化和信息化手段实现整个建造过程的智慧化，促进建筑产业模式发生根本性的变革。 关于数字化建造的研究，主要有三个种类：一是将设计好的构件使用数控设备制造，将生产的模型进行拼装，形成完整的建筑物；二是采用数控设备进行异形混凝土模板的加工，使用异形模板浇筑构件并安装；三是结合数控设备和材料的特点，进行数字化设计，使用数控设备读取数据进行生产，并进行精准定位和安装[37]。数字化建造方式的形成建立在工业技术发展较成熟的基础上，推动着我国建筑行业发生了巨大变革，但是工程建造过程中仍旧存在着很多问题[38]。诸如：受限于信息技术和通信技术的发展，无法将信息模型应用在项目建设全生命周期中，造成了信息资源的浪费；同时，工程建设中的视频、数据监测信息与模型难以融入，无法实现信息资源的有效利用，数字化建造的优势未能充分发挥。 在数字化建造和信息技术不断发展的基础上，BIM 的应用很好地解决了数字化建造阶段存在的问题，从数控模型到建筑全生命周期的信息载体，从局部到整体，从微观到宏观，行业建造模式逐渐由数字化建造向信息化建造转变。多专业集成设计、虚拟建造、施工模拟、VR 等的应用对决策、设计、施工、运营过程中的管理方式产生了很大的影响，实现了项目各参与方的信息共享，统一了各方的信息来源，减少了工程变更，提高了施工质量，加强了进度管控，提高了决策质量，从而达到进度、质量、成本、安全、知识等高效管理的目标，提高了我国建筑业的管理水平。尽管如此，信息化建造仍存在很大的发展空间，信息技术与工程技术的融合还有所欠缺，如物理信息的获取、传输和反馈，还有待继续研究。
3 基于 BIM 的装配式建筑智慧建造管理体系构建
3.1 体系构建原则和结构设计
3.2 装配式建设项目系统要素研究
3.3 装配式建设项目系统环境、输入与输出
3.4 基于 BIM 的装配式建筑智慧建造管理体系构建
3.5 本章小结
4 基于 BIM 的装配式建筑智慧建造管理体系有效性评价
4.1 管理体系指标信效度分析
4.2 评价指标权重确定方法
4.3 管理体系有效性评价指标权重计算
4.4 本章小结
5 装配式建筑智慧建造管理体系实施建议
5.1 规范标准方面建议
5.2 建设模式方面建议
5.3 信息平台建设方面建议
5.4 建设环境方面建议
5.5 本章小结
6 结论与展望
本文以当前传统建造模式的弊端为切入点，分析了人口红利逐渐消失的现状与粗放型建造模式之间的矛盾，阐述了装配式建筑和 BIM 的特点，探讨了两者之间的契合点，并结合工业 4.0 的背景和精益建造的思想，将智慧建造理念引入到装配式建筑的建设中，以推动我国建筑行业的工业化、自动化、智能化、信息化的发展，并对装配式建设项目系统要素、系统环境及在 BIM 环境下的实现进行了研究，最终构建了基于 BIM 的装配式建筑智慧建造管理体系，并对体系的可靠性和有效性进行了评价。在此基础上，运用 I-AHP-熵权法对基于 BIM 的装配式建筑智慧建造管理体系有效性评价体系进行了指标赋权和重要性排序，最终得出以下结论。
（1）对装配式建设项目系统进行研究，其中系统要素包括：项目规划与组织管理、利益相关者管理、过程控制与目标管理、项目运营维护管理、信息系统管理，系统环境包括经济环境、政治环境、法律环境、人文环境、技术环境等。形成了装配式建设项目系统，设计出装配式建设项目的系统运作流程。
（2）以装配式建筑全生命周期为主线，从智慧组织管理、智慧设计管理、智慧生产管理、智慧运输及安装管理、智慧运维管理、智慧建造平台管理六个方面对装配式建筑智慧建造关键控制点进行因素筛选，得出包含目标一致性、边界明确性等 28 个二级因素指标，构建了基于 BIM 的装配式建筑智慧建造管理体系。
（3）通过专家调查法，对基于 BIM 的装配式建筑智慧建造管理体系进行信度分析、效度分析检验，确定了所构建体系的可靠性和有效性。
（4）利用 I-AHP-熵权法组合赋权法进行基于 BIM 的装配式建筑智慧建造管理体系有效性评价指标权重计算，并采用改进的 ABC 分类法对评价指标重要性进行排序，其中，目标一致性 C14、边界明确性 C12、信息共享度 C13、工作流程合理性 C11、设计标准化程度 C22、部品库完善度 C21、协同设计水平 C24、信息采集实时性 C63、设计变更智慧监测水平 C23、信息采集方式智慧程度 C64、信息化投资水平 C61 为 A 类控制要点，上述因素的累计权重达到 62.63%，表明这些因素是影响基于 BIM 的装配式建筑智慧建造管理体系有效性的关键因素，需进行重点管控，控制要点按照所属层级进行分级管控。且指标集中在智慧组织管理、智慧设计管理、智慧建造平台管理这三个一级指标上，应对上述管理指标进行重点控制。
（5）结合装配式建设项目系统和 I-AHP-熵权法组合赋权法的研究结论，从标准规范、建设模式、信息平台建设、建设环境四个方面入手，提出了提高装配式建筑智慧建造管理水平的建议。
6.2 展望
本文对基于 BIM 的装配式建筑智慧建造管理体系进行了深入研究，并以此为基础构建了基于 BIM 的装配式建筑智慧建造管理体系有效性评价体系，有助于装配式建筑智慧建造模式的推广和管理水平的提高，但受限于笔者的能力、时间和条件，本文仍存在一些不足之处，有待后续研究。
（1）在基于 BIM 的装配式建筑智慧建造管理体系建立时，指标为笔者在大量文献阅读、专家访谈和实地调研的基础上从装配式建设项目系统研究成果中选择而来，后续进行了信度和效度的检验，可以证明现有体系的可信度和有效度，但仍可能存在指标选取不全面的问题，还需继续研究，进一步完善管理体系。
（2）本文仅探讨了 BIM 环境下的智慧建造管理体系，若能在后续的研究中结合 GIS作为构建智慧城市的基础，或将成为以后的发展方向。
以上论文内容是由硕士论文网为您提供的关于《基于BIM角度分析装配式建筑智慧建造管理体系》的内容，如需查看更多硕士毕业论文范文，查找硕士论文、博士论文、研究生论文参考资料，欢迎访问硕士论文网建筑论文栏目。
下一篇：建筑相变材料的开发与数值模拟