我们的建筑工地正在发生改变,纸质图纸和草图都在悄无声息地被替代。
无人机、3D模型和一种称为增强现实的交互体验逐渐在建筑行业中渗透。
建筑行业是世界上数字化程度最低的行业之一,设计施工建造离不开各参建单位的紧密的配合,图纸是其中必不可少的沟通工具。
通过图纸,人们可以想象出这个构件在三维空间的样子,在现场施工时可以依照图纸的标识来判定该构件的尺寸、位置等信息来完成施工,往往一个项目的建成可能汇聚了上千页的图纸。
但二维的图纸在表达三维下的物体时是有局限性的,它容易产生空间上的误导,从而发生错误导致成本的大幅度提高。
手机和平板电脑等移动设备的出现使人们的生活变得更加快捷,云计算和数据流基础架构使移动设备的数据无缝连接起来。但这些在建筑行业上的应用依旧处于婴儿阶段。
增强现实,简称AR,是建筑领域最受关注的技术趋势之一。AR使用先进的摄像头和传感器技术,将人的物理环境与计算机生成的信息相结合,并且可以实时呈现。
虽然,这种技术已经在视频游戏中被使用多年,但这种“增强”体验最近正在建设中掀起波澜,为改善建筑生命周期提供了巨大的机会。
通过AR,将BIM模型在真实环境中进行厘米级定位,叠加在施工工地与项目现场。为施工和验收环节提供可视化的参考和指导,减少施工错误,降低返工成本,提升施工效率。
接下来,让我们来看看AR+BIM,在建筑行业中有哪些应用?
1. 项目展示
利用AR技术,将BIM模型还原至现场环境中,通过高精度定位把模型1:1“投影”出来。用户可以在施工之前,以真实的比例真实地看到建筑物。
使用移动设备端漫步,可以查看是否存在施工冲突,我们可以在设备中进行更改,避免发生错误,让各参建方能够实时看到任何更改后的影响。
在工程建设项目过程中,业主和上级主管部门组织的参观和检查活动都是少不了的。但是项目怎么展示是个难题,现在采用AR方式,放置出模型,就可以让大家更直观的感受到项目情况顺便再收获一句「Amazing!」
2. 指导施工放线
在传统的施工生产过程中,放线一般需要使用全站仪,还要两人进行配合,进行多次尝试打点,才能准确定好点位,往往打一个点就需要几分钟,一个部位放完基本半天的时间就没了。
当我们将BIM模型定位在施工现场中,便可直接依据承台构件的尺寸边界快速打点连线,一个承台三分钟就放完了,一个小时就可以把全部20几个桩都搞定,大大提高了施工效率,放线员也感叹科技的力量。
3. 辅助钢结构施工
在一个钢结构厂房施工中,施工人员使用AR技术,辅助钢结构进行构件定位安装,避免了钢构构件的漏装、错装,保证了钢结构安装的完整性。
对于像土建预埋套管和钢结构完整性这类数量多、分布广、细节繁复的验收工作,BIM+AR的比对验收做到了一目了然,很大程度提高了验收效率,不用再去繁琐的翻图纸,同样也提高了验收的可靠度。
4. 辅助机电工程安装
在机电管线安装前,项目管理人员使用AR模型,可以很方便的对工人进行直观的施工交底,便于施工人员理解各专业管线排布位置和安装要求。
验收时,同样可以使用AR模型与实际安装完成的管线、设备进行对比验收。尽早发现安装的偏差,能避免单个错误对后续工作造成连环影响,甚至避免「牵扯太多」、「来不及改了」这类无奈承担损失的情况。
5. 指导装饰工程施工
现在很多业主都比较注重项目装饰装修的效果,前期在设计方面投入了很大的人力物力。但是如果施工人员没有很好的理解到设计的意图,完工时可能就还原不出设计效果。
把AR模型直接叠加在现场真实的施工环境中,便于施工人员了解不同的部位该做什么样的造型,使用什么样的材质等细节问题。避免了完工时项目各方因理解不同而导致的尴尬局面。
6. 验收检查
施工现场的检查过程需要好几个人,在图纸上进行反复确认,即使这样,也可能会存在误差。有些工序通常是必须重复进行的,导致过程很费时间。
但是检查人员借助AR,可以准确地将BIM模型与实际构造进行比较。检查人员可以拍照,记录潜在问题,然后将其集成到模型中,在云端发起流程,如果发现问题可以指派相应人员进行整改,整改人员也可以通过AR进行整改回复,提交验收,这样就避免了可能出现的设计变更和返工,将问题解决在发生之前。
7. 远程监管
在疫情期间,火神山医院的建设利用到的VR+视频直播技术,与摄像头+AR+BIM远程施工指导系统不谋而合。
我们可以利用AR技术,结合工程现场的监控摄像头,管理人员和施工人员不用到现场,也能轻松了解现场施工状况,辅助远程监管和进度比对。
8. 查看进度
AR使我们能够向现实世界提供项目进度信息。首先我们将项目施工的时间进度设置好,然后在移动端加载好BIM模型,便可以在施工现场,与实际施工情况进行对比,真实感受施工进度的视觉反馈。
同时,我们也可以通过AR技术在现场利用BIM模型,实现计划与实际完工情况的比对,还可以进行必要的更正。
9. AR量尺测量
在施工现场,工作人员利用设备可以进行AR量尺测量。可以直接测量模型中虚拟物体之间的距离,实际物体与虚拟物体的距离,和实物之间的距离。
将这些测量值与建筑模型中指定的测量值进行比较,可以让工人发现结构中的任何不一致之处,并快速调整它们,以防止更高的成本和生产线的延误。
10. 沟通与教学
在施工现场中,面对存在争议的环节,通过图纸的沟通可能会造成信息不对称,表达与理解上的冲突,或者是在培育新人进行讲解时,面对现场空无一物的环境而无从下手。
通过AR技术可以在施工现场查看该处BIM模型信息,所见即所得,消除沟通障碍,使讲解变得更加通俗易懂。
11. 竣工运维
在工程已经完工,项目进入运营使用的时候,结合IoT技术,AR同样可以发挥很大的作用。在现场将AR模型调出来,物业管理人员可以准确的找到隐蔽的管线,不用查看图纸,就可以获取到设备的参数信息,同时也能查看设备资料等文档信息,这样就更便于物业设施的维护管理。
总结
最后,我们来总结一下。在建筑工程行业,结合BIM+AR技术,在施工前,我们可以进行方案模拟、模型预览,在施工中,可以进行施工现场的全方位指导,在施工后,还可以进行运维管理。
通过AR技术,技术员与工人可以在施工现场利用AR技术所形成的图像进行交底。使用【一见AR·施工助手】软件,就可以将BIM模型与现实环境相关联,投影到现实世界中。这样,项目方案中的BIM节点、流程动画等内容,都可以直观的看到,可以感受到模型结构与现实空间的关系,还可以快捷查看建筑信息。提高了交底的可行性,降低了出错率。
在信息化高速发展的时代,BIM技术无疑是建筑行业信息化的代表。AR技术以其轻量化、精准化、高效化的特点,解决了BIM技术现有的不足。BIM+AR技术的结合全面提高了建筑工程的速度与质量,推动建筑行业智能化、工业化、施工可视化、信息化。这种技术必定会成为未来的发展趋势。
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