发布时间:2023-10-13 15:36:25
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前言
土木工程作为国民经济的重要组成部分,其对国民经济增长与发展有重要作用。随着当前土木工程管理信息化发展速度的加快,提高管理的信息化水平,实现网络信息技术的有效应用对土木工程可持续发展发挥着积极作用。通过计算机技术可以实现信息资源的共享,同时为土木工程建设提供更加可靠的依据。时代的发展对土木工程提出了更高的要求,土木工程技术也在不断创新与增加,这些都给管理提出来新的挑战。实现土木工程信息化管理势在必行。
1土木工程信息化的内涵
信息化在土木工程管理中主要体现在对工程项目运营、监督、管理创新方面。其主要是利用计算机信息科学技术、自动化控制等实现对土木工程建设传统技术以及施工手段和管理方式的改革,从而推动企业工程建设质量与效率的提高,完善土木工程管理内容,降低施工成本,促进工程现代化发展。
2土木工程信息化瓶颈
我国目前土木工程施工信息化建设中主要存在以下问题:
2.1信息化意识差
虽然在工程项目建设中已经逐渐引入信息化科学技术,但是施工人员与现场管理人员对信息科学技术并没有形成正确认识。虽然在工程建设中施工人员可以按照要求正确操作计算机相关设备,但是对于计算机信息化技术的作用以及关键认识不够,工作中难免疏漏,严重降低了信息化科学技术的功效。
2.2工程信息化应用范围狭窄
目前信息化技术主要应用在工程施工前的招标、投标、预算、设计等,在工程施工建设以及安全管理方面并没有得到有效应用。项目工程管理人主要还是依靠管理者的经验以及能力进行现场管理,缺少科学性、系统性、规范性。
2.3土木工程信息化资源封闭
虽然土木工程施工企业成立了企业内部往来,运用计算机网络项目管理系统,但是这些信息基本上只在施工现场以及项目内部流动,没有与其他工程项目和网络进行交流,折旧导致虽然积累了大量科学、实践性数据资源,但是这些资源没有得到有效利用。
3信息化技术在土木工程管理中的应用
通过应用信息化科学技术可以实现土木工程设计和管理的优化,充分将建筑美学表达出来,实现土木管理的精细化。随着各项新的技术、设备逐渐研发,新的管理模式以及应用平台的更新,土木工程建设如果不能做到与时俱进势必会被社会淘汰,只有不断将适应现代化社会发展的需求,逐步提升管理水平,才能促进土木工程施工建设可持续发展。
3.1组织开展信息化土木工程管理培训,提高信息化意识
为落实土木工程建设指挥部工程建设项目信息化管理工作,纵深推进标准化管理,全力打造精品工程。必须要组织项目管理人员和各专业施工骨干一起学习土木工程建设相关信息化管理工作的文件内容。提高工作人员的信息化意识,充分认识到引入先进管理理念和利用现代化信息技术手段对实现工程建设管理信息的高效集成、高速传递、充分共享的重要性,以及更好更快对建设工程质量安全、成本进度实施有效控制的实用性。根据文件要求与借鉴资料经验,结合土木施工项目自身实际情况,认真讨论、审时度势、因地制宜、群策群力、共同初步策划了项目部工程施工信息化管理暂行办法,旨在通过信息化系统,在科学合理的规章制度的基础上,建立一个涵盖现场施工管理各相关部门的管理机制,特别是对施工过程中的质量安全、进度成本涉及的资金物资、人力资源等实现高效统一、规范协调的管理,从而进一步为现场项目施工管理提供科学的辅助决策手段,提高施工管理效率,实现对现场项目施工管理全方位、全过程的有效监控。
3.2建立数字化施工审查系统平台
为加快推进木图工程建设项目审批制度改革,加强从事土木工程活动的勘察设计企业和施工图审查机构的动态监管,提高勘察设计行业信息化管理水平,健全全过程电子监管,推进施工图审查提速增效和企业诚信管理,营造诚实守信的勘察设计市场环境。可以建立数字化施工图审查系统平台、勘察设计企业和施工图审查机构信用评价管理平台。两个平台的同步运用,进一步完善了勘察设计行业的事中事后管理措施,全面提高审批效率,实现了事半功倍。
3.2.1高效便捷,节约审图周期
通过数字化管理,减少以往纸质图纸出图送审的时间,并将监管所需的施工图图纸资料、整改信息、备案情况等进行集中管理,防止勘察设计单位与审查机构之间因为资料是否齐全而引起的扯皮现象,政府主管部门也能够及时掌握勘察设计企业和从业人员详实的从业行为信息,掌握其完成项目的施工图设计文件中所存在的违法、违规和违反工程建设标准强制性条文的信息以及其它可授权上报的质量信息,有效提升审图工作的时效性。
3.2.2过程留痕,强化有效监管
行政主管部门能够依据数字化审图平台的集成信息实现对勘察设计行业的动态高效监督管理,准确掌握勘察设计单位、审图机构对图纸审查情况;确保施工图审查、工程报建、现场施工、竣工验收等环节都是同一套图纸,避免阴阳图纸现象发生;可以随时调阅、抽查、处理相关图纸、资料,缩短取证时间,避免取证难、证据遗失等情况,实现市场放活与有效监管的同步,进一步使施工图审查成为对行业监管的强有力抓手。
3.2.3预留接口,实现数据共享
通过技术手段,可预留与建设系统内部、设计单位以及并联审批相关单位等多部门动态共享电子版图纸文件接口,形成设计数字化全过程的产业链,并为全过程数字化审批做好准备,实现部门之间的信息互通联动、监管协同到位,杜绝审批图纸“因需而设”。其次,两个系统共同运行,相互共享数据,能及时有效对勘察设计企业和施工图审查机构进行动态信用管理,强化企业监督,规范市场有序健康的发展。
3.2.4汇总统计,掌握产业状况
数字化施工图审查系统在具备施工图审查业务模块之外,增加对勘察设计行业信息采集和监督管理板块,有利于建设行政主管部门全面了解勘察设计产业状况和从业单位人员信用情况,进一步提升对勘察设计行业的有效监管,规范勘察设计市场秩序。
3.3建立统一项目信息化管理平台
将土木工程内部分散的各个项目、施工单位、监理单位等都集中在一个管理平台中,协同项目精细化管理,统一管理系统,从而约束各方管理活动,实现以工程安全、质量管理为主,进度控制、成本管理同时开展的体系建设。同时各个项目的开展可以实现动态的信息化资源交流,提高管理水平。
3.4积极引进计算机辅助系统
建设土木工程信息化,是我国土木工程建设实际的现实需求,也是土木工程未来发展的战略任务,具有深远意义。从国家发展战略上看,土木工程信息化是提升我国综合国力、实现富国富民理想的一大支柱。土木工程信息化是整体提高土木工程行业建设科技水平的有力手段,并将形成土木工程信息化这样一个新产业。从政府管理的角度看,建设领域信息化是政府改革和建立高效、透明管理机制的催化剂。从土木工程企业的角度看,土木工程信息化可提高企业的装备水平,提升企业的综合竞争力,加速企业在宏观及微观上管理模式的创新,并极大提高企业的工作效率。
1 土木工程信息化涵义
土木工程的信息化是用计算机、通信、自动控制等信息汇集处理高新技术对传统土木工程技术手段及施工方式进行改造与提升,促进土木工程技术及施工手段不断完善,使其更加科学、合理,有效地提高效率,降低成本;实现土木工程的信息化将引起土木工程企业管理方式的深刻革命,必然推动企业团队的重组及施工流程的优化,促使企业管理理念和手段的革新;土木工程的信息化是土木工程市场发展的高级阶段,必定融入现代物流业、电子商务业和信息产业,从而实现土木工程的高效益、高效率。
2 土木工程项信息管理实例分析
市政管网系统工程的一般信息管理基于GIS的某油田管网信息系统的研制是基于先进的地理信息系统平台SuperMap GIS 5,结合Su- perMap Objects 5、现代可视化开发工具Visual Ba- sic 6.0以及数据库技术、计算机技术、网络通信技术、多媒体技术而进开发的。具体功能有: (1)管网浏览与属性信息查询。 (2)管网横剖面信息查询。 (3)管网事故分析功能。管网系统工程中的灾害预警信息管理城市生命线工程系统的发展目标和战略任务是推动生命线工程的抗震防灾研究由“被动”抗震阶段向“主动”抗震阶段发展,建立相应的城市生命线工程的防灾减灾决策系统,充分发挥高新技术在工程减灾领域中的优势。因此,在参考国内外生命线防震减灾的研究成果的基础上,开发了以某工业区为背景的城市生命线震害预测系统。具体特点为: (1)在结合已有的震害预测方法的基础上,将震害预测理论形成震害预测模块,并开发了通用的 Monte-Carlo模拟程序,该程序可打开.txt形式存储的网络邻接矩阵,并可将震害结果保存于各种文本格式的报表,便于进行大型的网络连通性计算分析。
3 发展土木工程信息化途径
3.1 建立土木工程信息系统。 信息技术是计算机、通信、控制及信息处理等技术的集成。应用信息技术系统及设备,现代建筑师可以充分直观地展示新时代的设计理念和建筑美学,可以尽情地表达大胆的创意和神奇的构思,超越时间和空间,塑造并优化创作成果,使其创作成果达到传统创作方式无法比拟的新境界。例如以模型为对象的三维协同设计模型,采用了模块化的模型设计技术,使得设计方法从平面设计走向模型设计,由于模型设计采用数据库技术和网络技术,从而实现了共享的集成化工作模式,设计人员(多专业)在同一个模型上工作,减少了不必要的条件传递和确认,信息资源得到了充分共享。这些信息资源将贯穿于工程项目管理的全过程(设计、采购和施工),图形由计算机系统自动产生,使得设计人员可以将主要精力投入到优化设计方案上,设计过程更为直观形象。而以可视化技术为基础的智能化设计环境,在三维模型设计技术的基础上,充分利用可视化技术以及面向对象的软件开发技术,以专家库、知识库为支撑,研究新的设计管理和设计模式,构造一个更易于操作、具备智能化的设计环境。
3.2 建立土木工程管理的信息系统。 信息技术是一项各行业普遍适用的高新技术,必须与行业技术有机结合方能发挥作用。为使信息技术在土木工程施工中规范、有序、健康、高效地向前推进,须准确高效地制定土木工程技术应用标准和标准化管理信息系统,及时修编标准,便于检索查询和管理有关标准,随时随地选用标准和对标准的执行进行检查验收,从而有效地推进标准化管理。信息技术给实体的数字化、时间的缩短、空间的缩小,对实体本质的把握更为科学,工程项目的单件性、时代性、环境性、多要素性决定了项目信息的大规模性、变动性、多门类性,信息技术使工程成为数字工程。而数字工程的建立,使工程管理进入新阶段,包括项目融资拓宽渠道、项目策划优选优化、项目设计电脑化,项目施工管理中运筹学在工期控制上的应用,多因素分析在质量控制上的应用,动态进行投资分析等。信息化使工程管理档案化、数字化、动态化,为工程的策划和融资、设计、施工、运行和维修等全过程的管理提供便利的条件、全新方法和手段。
3.3 建立土木工程基于互联网的方案优选。 施工招投标、材料设备采购、人才招聘的企业商务贸易信息系统互联网正在逐步深入土木工程,既在提供信息服务方面发挥越来越大、越来越广泛的作用,同时又为设计方案、施工组织方案、技术措施方案、种种合作方案有效进行比较,高效进行优化,将大大提高企业的决策能力和水平。通过电子邮件、互联网传递,使建筑项目和承建商、材料供应商的信息沟通有效克服招投标过程中的信息不对称状态,同时增强透明度,推进公开化,网上招投标相当规模业务的开展将会更加规范市场行为,提高工作效率,降低工作成本,使招投标的竞争在更广范围更高的层次上进行。
4 结束语
在21世纪科技迅速发展的过程中,土木工程中信息技术的应用,不仅符合了当前社会发展的基本潮流,同时也跟上了时代的发展步伐,因而在社会发展中有着极其重要的作用。
1CAD技术在土木工程中应用的优点
过去传统的设计绘图工作量大,一次性要求高,且效率一直较低。采用CAD技术进行制图则只需要在电脑上安装绘图软件及准备打印机和鼠标等电脑配套软硬件就可以进行绘图工作。运用CAD技术能够在制图过程中随时更改错误,为制图设计手段提供保障和更广泛的表达方式及更开放的思维模式。同时,CAD技术的制图运用大大改善了传统绘图分段分时的分散性,CAD软件丰富的分类图库可以随取随用,重复使用,大大的提升了设计绘图的速度及效率,相较于传统绘图设计优势明显。土木工程建设对裂缝宽度,承载力等参数要求非常严格,参数如果选取不当,在施工中可能造成工程事故或者资源浪费,从而提高了投资成本。在实际建设过程当中要求章程规范化,CAD技术在土木工程建设领域的应用能够高精度、高速度的处理分析大量信息数据,做出科学准确的计算和得出结果,这些都是传统绘图设计手段无法达到的。传统绘图的图表等资料容易受到环境和人为保存质量的影响与破坏,造成土木工程设计建设的损失,在CAD技术运用方面,则可以直接存储到软硬盘当中,避免了工程资料图表的一些不必要损失,保存时间长,保存质量高,且更加的方便规范管理和查阅。现代科技的进步,土木工程建设技术的发展,越来越多的全新技术手段的出现和实用,更凸显了CAD技术在土木工程建设中的重要地位和作用,比如CALS即企业和机关所有信息标准数字化,不受单位部门企业系统制约的在网络平台进行全过程开发、设计、运用的系统工程。最后,运用CAD技术绘图效果大大提升了图像质量质感,更加逼真,能够最大限度的真实再现建筑效果,这为设计绘图工作提供了很大的便利,同时运用CAD绘制图形在施工中也更易于识图,方便照图施工,让设计成果更加具象真实和具有说服力。通过以上对CAD技术优势的具体介绍了解,从中可以看出CAD技术在设计绘图等土木工程建设中有着传统技术手段难以达到的效用,相较传统技术手段优势明显。这证明了CAD技术在土木工程中的应用理论及实践的科学正确性,应进一步研究发展CAD技术在土木工程中的应用广度及深度,为土木工程建设提供保障和有效服务。
2CAD技术在土木工程中应用的缺点
1)绘图局限性。CAD技术绘图设计过程中主要通过电脑显示器观察工作过程及结果,电脑显示屏幕的尺寸一般不会太大,这就决定了设计师在设计修改图表过程中存在局限性,对工程图表的全局性有着影响,容易导致工程整体比例失控。同时,电脑软件的机械性和数据准确性在注重思维灵感的设计领域不一定是好事,很多时候会局限和制约设计师的灵感创意。当前有些设计工作者一味的过度依赖CAD技术会让土木工程设计建设变成类似车间产品生产流水线般的固化机器作业,设计标准化和工业化带来的是作品的统一模式化,缺乏个性和人文灵气,使得土木工程建筑变成纯粹的商品,这对土木工程行业长远发展非常不利。2)投入高。CAD技术的科技含量高,技术手段运用复杂,对人力物力的投入要求很高,难免就造成了一些资源浪费的情况,增加了建设企业单位的投入成本。目前工程建筑软件价格不菲,学习培训费用居高不下,同时CAD技术系统的运行需要配备计算机、打印机、数码相机、数字化仪表等高性能设备,CAD软件需定期更新升级等,需要大量资金及后续投入。3)缺乏智能化。当前推广应用面较广的CAD软件技术大多都是在二维基础上进行工作,在设计过程中仅仅充当工具手段,缺乏智能化,没办法完成构建三维立体图像和自动执行功能,不能达到真正的经济实用和方便实际施工建设效果。当前国内严重缺乏标准统一的智能化CAD结构设计软件,导致既成工程图表需要经过设计师人工的修改调节后才能真正使用,改变这一状况需要相关部门和有志设计师做出更多的研究和实践。CAD技术在土木工程中的应用带来了很大程度的便利和效率保障,但同时因为土木工程建设环境需求因素和CAD技术自身发展的不成熟性等因素影响下,CAD技术在土木工程中的应用还存在诸多的问题和不如意的地方。所以,当前土木工程建设中的CAD技术应用应在辨证的角度下看待使用,同时应该进一步的研究和拓展CAD技术运用空间,提高CAD绘图在施工中的使用比率,加强CAD技术在土木工程应用中的探索力度,让CAD技术真正在土木工程建设中发挥科学稳定的作用。
作者:吕晓斌 单位:太原市热力公司
一、土木工程专业实践教学的现状
目前,我国土木工程专业高等院校的人才培养方案中,实践教学的基本模式普遍采用设置课程设计、实习和毕业设计三大模块的方式来提高学生的实践能力,然而实践教学模式陈旧、实施过程形式化与工程实践脱节严重。例如,土木工程专业课程设计有房屋建筑学、混凝土结构、钢结构、施工组织及基础工程等多个课程设计,虽涵盖了主要核心课程,但设计题目与实施模式多年不变,学生很容易找到现成的范例照搬下来即可,可供学生自主发挥的空间有限,因此,学生投入的积极性不高。在实习方面虽有认识实习、生产实习和毕业实习三个环节,但实施过程流于形式。因此,对学生实践能力的提高十分有限。而在毕业设计环节,学生毕业设计的题目类型不但过于陈旧,而且与目前工程中涌现出的建筑信息化管理、多专业协同设计等新技术、新理念脱节比较严重,学生用一学期时间去完成一个套路式的计算和设计过程,对提高专业实践能力效果并不大。
二、BIM技术简介
BIM是建筑信息模型(BuildingInformationModeling)的英文缩写,是一种多维建筑信息模型集成技术[2],作为建筑工程物理特征和功能特性信息的数字化载体,可将二维图纸转变为三维数字化信息模型,从而模拟建筑物建设及运维全过程所具有的真实信息[3]。它具有信息的完备性、关联性、一致性及可视化、模拟性、优化性,便于实现协同管理和成本、进度控制等诸多优势。可应用于工程项目决策、规划设计、建造施工、运维管理,甚至改建拆除等各个阶段,其建筑数字化、信息化的思想正在对土木行业发展产生着深远的影响。随着BIM技术的兴起,土木行业已经开始进入建筑信息化的发展阶段,行业发展需要大批BIM技术人才,而在高校土木专业目前的人才培养体系中,并未设置系统的BIM技术教学与实践体系,这显然已经滞后于当前土木工程界发展的实际需求。因此,借助BIM技术可实现可视化表达和模拟建造的特点,研究基于BIM技术提高土木工程专业学生实践能力的教学模式,具有积极的现实意义。
三、基于BIM技术的土木工程专业实践教学探究
(一)将BIM技术融入设计类实践教学环节
BIM技术知识较为复杂,且相关软件较多,学习量较大,在基于BIM技术实践教学改革的实施过程中,首先,应将BIM技术软件的建模操作与建筑设计类课程设计结合起来。其次,将模型的深化设计及族功能的运用与结构设计类课程设计结合起来。最后,将BIM技术的模拟建造和优化管理技术与施工组织类课程设计结合起来,从而给学生较为系统的实践训练。例如,在房屋建筑学课程设计中,改变传统的平面图纸二维表达方式不够精确直观的弊端,采用BIM技术进行三维建模,让学生结合三维模型来掌握房屋的空间组成、功能实现和构造知识,发挥BIM技术可视化、信息化管理的技术优势。在混凝土结构、钢结构、基础工程等课程设计中,逐渐提高学生利用BIM技术族库功能深化建模的能力。在土木工程施工组织课程设计中,可借助BIM施工模拟技术,进行项目场地布置和施工进度、项目成本管理的优化。通过学生循序渐进的学习,逐步掌握BIM技术的应用技能。到了毕业设计阶段,学生可进行基于BIM技术的全过程设计,将建筑信息化贯彻完整的项目中,特别是可组建多专业学生构成的设计小组,实现多专业协同设计。
(二)结合BIM技术改革实习实践环节
目前,土木工程专业学生的实习环节往往以参观和参与一些辅工作为主,学生实习收获十分有限。因此,必须结合BIM技术对土木工程专业的实习实践环节进行升级改革,首先,以BIM虚拟仿真和三维可视化技术辅助学生高质量地完成认知性的实习实践。其次,以BIM技术为工具,引导学生主动结合最新的BIM信息化理念亲身参与工程项目的实践过程。例如,在进行认识实习时,指导教师应对一些代表性的建筑建立起3D模型库,在实习前引导学生结合建筑的3D模型进行初步分析,较好地了解建筑细节,然后再去实际建筑参观。而在生产实习和毕业实习阶段,学生在前面学习的基础上,已经初步掌握了BIM技能,可作为工程技术人员发挥出其技能优势,充分运用BIM技术工具,真正参与项目的建模、管理与方案优化等工作中,并在实习结束后依托校企共建的BIM实训实践基地持续跟进项目。
(三)建立BIM实训实践基地
在实际工程中,一个项目的建造少则半年,多则数年,而目前学生的实习环节大多为两周至一个月的时间,学生实习往往只能参与工程的一个很短阶段。因此,传统实习效果非常有限,如能以BIM技术人才培养为契机,学校与企业合作建立长期稳定的BIM实训实践基地,对学生进行系统的BIM技术能力培养,使学生面向实际项目,长期关注一个项目的完整建造过程,并利用校企共建的实训实践基地真正参与项目建设过程中,企业在工程中遇到的问题及时发送给BIM实训实践基地,在校企双方导师联合指导下,发动以学生为主体的BIM实训实践基地的技术力量进行技术攻关,将解决方案及时反馈给工程建设单位,可使学生的实践能力在实战中得到有效的提高,为项目提供有价值的BIM技术咨询服务。
(四)构建双导师制的实践教学师资队伍
依托BIM实训实践基地,建立由校内专业教师和企业专家双重指导的双导师制度,学校定期选派专业教师到合作单位挂职锻炼,提高教师对合作企业工程建设项目参与率,从中不断增强专业教师理论联系实践能力,合作单位则向学校推荐企业专家担任学生的兼职实践指导教师。让行业专家参与到土木工程专业的人才培养过程,充分调用校内外师资力量共同培养学生的实践能力。
(五)积极组织学生参加BIM技能大赛
中图分类号:TU71 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)06-0120-01
1 BIM技术简述
BIM,Building Information Modeling,也称为建筑信息模型。BIM技术通过计算机辅助设计(CAD、Revit等)创建一个虚拟的建筑,并根据工程项目真实信息不断完善建筑模型,实现仿真模拟建筑物,从而得到多维建筑信息模型。正是由于BIM技术是将传统的二维建筑信息转变成三维数字化建筑信息模型,所以将其运用到工程项目的前期规划、勘察,中期的设计、施工和后期的运营维护中,以此搭建建筑工程的集成管理平台,创建工程项目集成管理环境。在项目中期的施工阶段中,项目施工者对实际项目的任何改动,会首先在虚拟建筑上进行分析模拟,充分利用BIM技术的可视化和协同管理的优势,得到最优方案,从而提高工作效率,缩短工期,避免现场问题发生,保证建筑项目在整个进程中以“高效率,低风险”的状态进行。
基于在土木工程行业中拥有无可比拟的优越性,BIM技术在中国被大力推广。如在住房和城乡建设部印发的“2011年~2015年建筑业信息化发展纲要”中,曾经明确指出,“十二五”期间,基本实现建筑企业信息系统的普及应用,加快建筑信息模型(Bim)、基于网络的协同工作等技术在工程中的应用。可见BIM技术的应用既符合建筑科技的发展方向,又符合国家政策导向[1]。
2 BIM技术的优势
传统土木工程不管是在教学还是在实际工程项目中,侧重于采取二维绘图工具绘制二维建筑结构施工图,存在很多弊端。在运用BIM技术之后,在三维技术的基础上搭建一个综合性系统平台,着重将全部施工信息聚集在一起,建成三维数字化建筑信息模型,向项目投资者、规划设计者、施工建设者等不同的业内者提供足以覆盖工程项目的整个周期性的各类信息。
在BIM系统中,可以将Sketchup、Rhino和FromZ的信息输入BIM核心建模软件之中,也可以直接使用BIM核心建模软件实现模型的建立。多种建模软件联合使用,将在不影响单个软件使用灵活性的同时,提供更全面的信息,有益于创建完整的工程项目信息模型,保证工程项目信息的一致性和完整性。除此之外,综合运用多种建模软件,能够使三维模型在建筑设计中,实现能耗分析智能化。
以下工程项目,可以充分体现BIM技术在土木工程领域的优势:
2.1 上海中心大厦
上海中心大厦项目的总高度为632米,总面积接近57万平方米。塔楼部分总共是121层,由下往上分成了九个区段,第一个区段是精品商业;第二至第六个区段是24小时甲A级办公区;第七至第八区段是超五星级酒店以及精品办公区;第九区段为观光平台。
由于该项目施工信息量庞大,各项目团队彼此之间进行施工信息传递交流的难度不断增加,在此情况下,需要将施工信息汇总,实现动态宏观调控;另外该项目建设周期较长,很大程度影响了工程项目的成本控制,对成本的控制亟待提高,所以在设计初期就引入了BIM技术。BIM技术充分将施工信息汇总,合理安排各部分的施工进度,更好的控制工程成本[2]。
2.2 南京青奥中心
南京青奥中心由三座建筑构成,包括一栋68层高塔楼五星级酒店、一栋58层高塔楼会议酒店及配套设施和一栋6层会议中心。两栋超高层建筑公用5层配套用房,与会议中心在15米、21.12米处通过空中走廊联通。
由于南京青奥中心造型复杂,无标准化单元,没有一个部分是相同的,施工难度增加,所以在施工前必须运用BIM技术搭建三维数字化模型,根据三维模型明确各部分构件样式和尺寸等等。除此之外,由于各部分构件造型多样,管线施工也必须提前在BIM技术构建的模型里进行排布,之后再现场施工,这样才能避免现场问题发生。
3 运用BIM技术需要解决的问题
(1)土木工程作为一个传统产业,在现代高速发展的社会中,其转型升级迫在眉睫。以BIM技术为代表的信息化和数字化,成为土木工程行业的发展方向。技术的创新,将土木工程行业由二维向三维数字化转变。就BIM技术在中国的发展情况而言,从接受新理念到在实践中普及,是需要经历一个漫长的过程。我们对待新技术,不应该将其束之高阁,而应该采取积极的态度加以推广。上海市曾颁发“上海市人民政府办公厅转发市建设管理委关于在本市推进建筑信息模型技术应用指导意见的通知”,要求做好工程项目对BIM技术的应用、交流和技术推广。所以,在我们的教学和实际工程项目中,都要循序渐进地引入BIM技术,做好BIM技术培训与应用经验的交流;
(2)现如今的土木工程行I,普遍适应二维设计的思路,并且将二维图纸作为建筑行业最终交付的设计成果也已经成为常态。二维设计存在的不足,也已经被当前市场所容忍。解决二维设计缺陷导致的施工问题,所需成本也相对较低。综合各种原因,业内者更偏向于二维设计。所以,要加快BIM技术在中国的推广,让业内者更加清楚地了解BIM技术对工程施工的作用;
(3)运用BIM技术,通常需要用到Revit、ArchiCAD、Tekla等新型软件,这就需要设计院引进相应的的技术人员,或者对已有的设计师进行相应软件培训,对于设计院来说,这也是一次革新。但是多数设计院很难实现这些条件,也成为国内BIM技术实施的一个不利因素;
(4)运用BIM技术,是将项目设计、工程施工、项目运营和后期维护等各个方面的信息汇总到一起,也就是从不同专业角度,把数据汇总后进行分析,对于工程项目设计初期,是有一定难度的,实施时间也比传统设计所需时间长,这种现象恰好与业内者追求高效率相反。
4 BIM技术在土木工程行业的前景
在中国,BIM技术的理念正逐步为土木工程行业所了解,而从全球化的发展角度来看,BIM技术已经成为一种发展主流。当前,中国正在大规模地推进城市化进程,土木工程行业将会迎来前所未有的发展。随着工程项目规模日益扩大,结构形式愈加复杂,尤其是超大型工程项目层出不穷,使企业和项目都面临着巨大的投资风险、技术风险和管理风险。应用BIM技术,从根本上解决建筑生命期各阶段和各专业系统间信息断层问题,从设计、施工技术到管理全面提高信息化水平和应用效果,已成为建设企业的迫切需求[3]。
另外,我们可以在BIM技术原有基础上,加入新兴的信息技术。比如在BIM技术中引入混合现实技术(即MR),在工程项目实施之前,甲方戴上HoloLens(全息透镜)眼镜,就能身临其境地走进由BIM技术构建好的三维效果图里,察看建筑的每一个细节,甚至可以实现施工方不用看图纸,只要戴上这个眼镜就可以精准地按照设计组织施工。尤其是在2016年7月18日,中建一局联合天宝公司与北京麦格天宝科技股份有限公司签约并声明:将携手探索MR技术在工程建设领域的深入应用。这标志着中建一局成为中国工程建设领域第一家采用混合现实技术的企业,这一举动,也推动BIM联合其他新型信息技术在我国更进一步的推广深入。
5 结语
总体来说,BIM技术作为土木工程行业的一个充满活力的发展方向,会逐步被业内者接受并发展。当前计算机等高新技术发展迅速,BIM也会联合其他信息技术,提高土木工程行业的信息化程度。在我国,土木工程行业需求量庞大,对BIM技术的应用也会日益增加,我国土木工程行业将会在信息化的道路上迈出重要一步。
参考文献
土木一般指的是所有和水、土及文化相关的计划、建造、维修的基础建设,目前土木工作主要包含:水务、梁务、道路、交通及防洪等发面。以前笼统的把除过军事用途意外的工程项目全部纳入到土木工程之列,但是随着时代的不断发展,工程项目的不断细分,很多原本属于土木工程之列的内容现在已经独立出去。因此就当前的现状,狭义上说,土木工程就是民用建筑工程,其范围主要包括公路与城市道路、铁路工程、建筑工程、结构工程、桥梁涵洞工程等几个小的方面。范围虽然缩小了,但是发展的速度还是要与时俱进的,对土木工程进行信息化建设也是十分有必要的。
1、土木工程信息化涵义
土木工程的信息化是用通信、计算机、自动控制等高新技术将信息汇集处理,对传统土木工程施工方式、技术手段等进行改造和提升,从而促进土木工程技术手段的不断更新、施工方法的不断完善,使其能够更加科学的、合理的、有效的提高工程的效率,降低其成本;实现土木工程的信息化必将引起土木工程企业的管理方式发生的较大革命,也有可能会推动企业团队的重新组建和施工流程及环节的优化,促使企业管理手段和管理理念的全面革新;信息化是土木工程在市场发展的高级阶段,土木工程也并非市场上独立的一个工程体系,其发展必然也会融入电子商务业、现代物流业及信息产业等,实现土木工程的高效益和高效率。
2、土木工程信息化的途径
2.1设计信息化
第二次世界大战以后,世界科学技术迅速发展,土木工程也便有了依靠现代技术进行发展的可能。关系到该行业最重要的混凝土和钢铁技术都有了时代性的发展,刚的强度和韧度不断提高,耐久性能也大大的提升。合成材料的不断研制,拓宽了施工中可以使用的材料的种类,而且在性能上也较过去的传统材料更为优良,高强度、轻质量的新材料的应用使得很多过去难以实现的结构成为可能。计算机的数值分析使过去手工难以计算的而被迫简化粗略的计算可以变为较为精确的计算分析。比如,借助于电子计算机及有限元计算软件,人们可以很轻松的就对以前人力很难完成的复杂超静定结构的位移和内力进行快速的计算。有限元理论和结构动力学的不断向前,使得人们可以很方便而且精确做出结构变形和受力的计算,设计工作量得到简化。计算机辅助设计CAD的采用,解放了设计人员的双手,不用再从事繁重的手工绘图,而且工作的效率大幅度的提高。建筑中机械的使用,使得施工自动化程度程度大幅提高。
2.2施工信息化
在施工中推广应用自动化控制技术,可有效地完成用传统控制方式难以实现的高难度施工项目。比如大体积混凝土的施工质量控制;高层建筑的垂直度的控制;采用同步提升技术进行大型构件;预拌混凝土的上料自动控制和整体模具的爬升、设备的整体吊装和安装控制、大型脚手架的提升控制;高温高压的焊接质量控制;幕墙的生产和加工控制;大型桥梁悬索受力的控制;建筑物的整体搬迁、爆破以及沉降观测与数据采集、大型工业设施的三维空间管线布局的计算机模拟等等。土木工程的信息化技术将带给设计技术和施工技术全面的革新,也有越来越广泛的其应用空间,应用程度也将越来越深,工业化、信息化、自动化的水平将越来越高。
2.3管理信息化
信息技术是一项各行业普遍适用的高新技术,必须与行业技术有机结合方能发挥作用。土木工程行业涉及的门类非常广泛,比如土木工程、设备管线安装业、房屋工程、装饰装修业及相关的房地产业、设备半成品、勘察设计业、钢结构加工业等方面,这些行业设计的企业众多,也就形成了一个庞大复杂的行业信息集合体。面对如此庞大的信息集合体,日过没有相对规范的行业管理体系进行保障,那么就很难保证这个行业集合能够有序、稳定、高效、健康的发展。因此,要利用现代信息技术建立起一个高效的企业管理、行业管理方面的信息管理系统,这样就能方便有效地对行业的相关情况快速的做出统计分析,有助于制定合理的产业技术政策、产业发展政策,也为产业发展规划和战略提供了全新的可能和条件。现在前,信息技术的应用已使得全球产业信息的获得非常便利,可非常方便地在国内国外两个市场同时研讨,掌握人类最新管理成果,使得作为人类生存和发展密切关联的土木工程业的管理提供了前瞻性、战略性和更为科学的依据,使建筑行业管理上一个新的水平。
2.4招投标信息化
土木工程招投标管理部门的信息化建设也是必要的,主要包括以下几方面:第一,搭建建设工程招投标业务平台,建立Internet(外网)和Intranet(内网)系统,实现申请、审核、发放资料等信息流转功能,包括资料上传和下载、信息、相关资料的查询等。只有在这样的基础上,招投标办公室才能和交易中心的办公程序、市场相关的招投标程序结合在一起,才会有效促进招标方和投标方的交易过程。第二,采用标准格式的标书表格与自动化的评标系统,对招标文件及投标文件进行数字化处理,把数据纳入自动计算范围内,同时启动评标系统,就能实现计算机模拟评委来评分。对于不能自动处理的数据,如需要评委根据标书内容或者根据经验进行模糊打分的地方,就采用独立打分的方式,输入各自的评分值,最后通过评标系统来统计得分情况。第三,对经济规律进行研究,分析历史数据,建立经济数学模型,利用信息化技术对历史招标工程数据分析并分类,对经济指标、发展态势进行综合分析。只有在大量数据积累的基础上,才能对相应的指标分析出其发展的趋势。通过信息化建设方案的处理,便可以盘活所有的数据,不再让数据沉淀,分析的结果在以后的评标工作中可作为评判报价是否合理的重要依据。第四,制定规范、改变观念,协调工作需要建筑管理部门和相关的企业进行合作,共同进入信息化平台。由于涉及的过程比较复杂,与相关单位的接触也比较频繁,因此更加要转变观念,信任信息化工具。与此同时,需要对数据共同进行规范的制定,如招标文件的格式化,投标文件数据的组织,便于相关单位可以在相同的口径下进行对话,有利于工作的顺利进行。这里,招投标管理办公室、交易中心将是整个系统的龙头,起着决定作用。而作为招标业务的发起人,甲方应该主动配合系统的要求,按照清单规范进行数字化招标。对于投标企业,则应该更加关注形势的变化,行业环境的变化,提前做好准备,积极响应数字化招标工作。
小结
土木工程信息化建设是一个长期的过程,要与企业的政策和产业的结构调整相结合,与企业的技术进步、科学管理相适应,还要用全球信息产业的先进经验进行指导和借鉴,对各行各业的信息化建设成果进行学习,从企业、产业和工程实际出发,开发研究一般的解决方案与特殊的解决方案,遵照“政府推进、市场引导、企业主体、行业突破、区域展开、稳步推进”的方针,充分发挥科研院所的作用,尤其是相关协会、学会要不断开拓创新,充分发挥跨部门、跨行业专家云集的优势,为土木工程的信息化建设做出贡献。
参考文献
[1]彭建国,王晶.土木工程的信息化建设[J].黑龙江科技信息.2009(11).
[2]徐正华,庞军伟.土木工程信息化建设研究[J].沿海企业与科技.2007(10).
Abstract: the civil engineering information construction is the inevitable requirement of the development of modern construction, only by constantly realize civil engineering information management and construction, to constantly promote urban and rural infrastructure and civil industrial building development. This paper mainly discusses the informatization construction of civil engineering, analyzing the development of informatization of civil engineering key factors, put forward the civil engineering implementation the effective way of the informatization construction, so as to be able to provide some theoretical reference for relevant practice.
Keywords: civil engineering; Information construction; The key factors; Effective way
中图分类号: TU761 文献标识码:A 文章编号:
在世界经济迅猛发展、科技水平日益提高的今天,各领域也在逐步实现信息化建设,以提高竞争实力。土木工程的信息化建设不仅关系到城市化发展的进程,也关系到国家重点项目的全面、高效建设。建筑业也是我国的支柱性产业,所以不断提高土木工程的信息化建设势在必行。
一 土木工程信息化概述
土木工程信息化的内涵是利用计算机、通信、自动控制等高新技术手段,对传统的土木工程技术和手段进行改造,同时提升土木工程的施工方式,不断完善对土木工程各项管理,达到完善土木工程施工与管理体系、提高效率降低成本的目的。土木工程实行信息化的影响深远,意义重大,也会带动相关领域的发展。实现土木工程的信息化必定会给建筑企业的管理理念增添新的内容,也给建筑企业管理方法和手段带来深刻变革,从而推动施工团队的人员重组,进一步优化土木工程的施工工艺和流程。土木工程的信息化建设离不开现代物流业、电子商务业和高科技信息产业的支撑,土木工程信息化是土木工程市场的不断发展必然要求,也是土木工程建设的高级阶段。
二 发展土木工程信息化的关键
土木工程信息化的实现涉及到的方面有很多,仅土木工程行业就可以分为十多个门类,诸如土木工程建筑业、房屋建筑业、设备管线安装业、勘察设计业等等,而信息化技术也涉及很多方面,诸如系统全面网络化、工程项目数字化、动态化管理等,实现土木工程的信息化就是要将二者有效结合起来,关键因素有以下两点:
1.施工技术化
高科技的应用在各个领域都是非常普遍和重要的,尤其是土木工程实现信息化的过程中,施工技术水平的高低与土木工程的发展水平联系密切。土木工程施工中广泛运用高科技不仅可以提高工程的质量,还有助于促进管理理念的转变与创新,科学技术给土木工程信息化的建设提供了多种途径,也有利于推动信息化建设的过程。
2.管理网络化
信息化与网络化是形影不离的,通过网络的传播,信息的共享速速更快,规模更大,在土木工程管理方式上实行信息化建设就要做好土木工程行业的网络化建设,方便管理人员的交流与管理。例如通过电子邮件、企业论坛加强建筑项目的管理,实现与工程相关各方的有效沟通,这样还能很好地克服在土木工程招标投标过程中的信息不对称问题,争取实现土木工程信息化建设的各种信息的透明度,进一步提高工作效率,降低管理的成本。网络化管理的优势还在于能够实现土木工程管理人才招聘的合理化和科学化,这就为土木工程的信息化建设奠定了良好的人力资源基础。
三 土木工程有效实施及发展的途径
土木工程有效实现信息化并取得长足发展的途径主要有以下几点:
一是加强土木工程设计和准备阶段的信息化建设。土木工程的设计和准备阶段是整个工程项目的前提和基础,只有优良的设计才能保证工程的最终实现效果现代信息技术已经十分发达,集合了计算机、通信、控制等技术的优势。我们可以在土木工程项目的设计上,充分应用信息技术直观地展现出当代工程设计的新理念和新成果,设计师也可以充分利用信息技术手段进行大胆创造,完全可以突破传统土木工程设计的窠臼,绽放出时代气息,达到无与伦比的设计境界。如很多土木工程项目的设计都将网络技术与数据库技术融合在一起,建立三维立体设计模型,共享集成化的工作模式,信息资源也得到了充分的利用。
二是加强土木工程施工和控制的信息化建设。土木工程的施工是最为关键的环节,很多高难度的施工项目在传统的工程控制方式下无法进行,却能够通过信息化自动控制技术顺利完成。通过信息化和自动化施工技术的应用,我们可以对高层或者超高层建筑的垂直度进行有效的控制,可也保证体积较大的混凝土施工工程的质量问题,还可以采用同步提升技术对大型的构件和设备进行整体吊装和安装,利用信息技术实现对大型桥梁悬索受力的有效控制,土木工程信息化技术还广泛应用在建筑物的爆破、整体搬迁等方面,在对大型的工业设施管线布局进行计算机三维立体数据模拟等方面,也体现了土木工程设计阶段信息化建设的必要性。随着信息化技术的不断革新,土木工程的信息化水平将会越来越高,这不仅有利于建筑师和设计师的创新设计,还有利于施工过程的高效化,也有助于保证土木工程的施工质量。
三是加强土木工程管理方式的信息化建设。信息技术本身就是一项普遍应用于各行业的高新技术,土木工程的管理过程也要充分实现信息化建设才能推动土木工程整体的信息化建设。我们应该尽快建立土木工程管理的标准,使得管理工作有章可循。我们要制定有效的土木工程的行业管理机制以及工程管理机制,众所周知,土木工程的门类众多,如果管理体系不完善,将很难保证整个行业的健康有序高效发展。传统的土木工程管理方式和信息处理手段很难适应现代经济环境下的工程管理,所以必须要应用现代信息技术建立高效的行业管理和工程管理体系。当前,信息技术的广泛应用给土木工程的管理提供了更加广阔的前景。信息技术有助于土木工程逐渐过渡到全方位立体化的数字工程阶段,这就使土木工程的各项管理也进入了数字化的高效管理阶段,同时还有助于拓宽土木工程项目的融资渠道,不断优化工程项目的设计与策划。土木工程管理的信息化有助于开阔管理者的眼界,拓宽管理思维,有助于在更宽的范围内实现人力资源的管理和工程项目的管理。
四 结束语
综上所述,土木工程的信息化建设不仅设计到土木工程技术设计和工程施工方面的信息化,还涉及到管理方式和企业运营体系方面的信息化,只有不断完善土木工程各领域的信息化,并综合应用各学科的知识,丰富土木工程信息化建设的内容,才能切实将土木工程信息化建设落到实处,为经济的发展、社会的和谐作出应有的贡献。
参考文献:
一、现代土木工程发展趋势的表现特点
适应各类工程建设高速发展的要求,人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密设备现代化的建筑物,既要求高质量和快速施工,又要求高经济效益。这就向土木工程提出新的课题,并推动土木工程这门学科前进。它的发展趋向具体地表现在下述几个方面。
1、 工程地质和地基方面。建设地区的工程地质和地基的构造及其在天然状态下的应力情况和力学性能,不仅直接决定基础的设计和施工,还常常关系到工程设施的选址、结构体系和建筑材料的选择,对于地下工程影响就更大了。工程地质和地基的勘察技术,目前主要仍然是现场钻探取样,室内分析试验,这是有一定局限性的。为适应现代化大型建筑的需要,急待利用现代科学技术来创造新的勘察方法。
2、工程规划方面。以往的总体规划常是凭借工程经验提出若干方案,从中选优。由于土木工程设施的规模日益扩大,现在已有必要也有可能运用系统工程的理论和方法以提高规划水平。特大的土木工程,例如高大水坝,会引起自然环境的改变,影响生态平衡和农业生产等,这类工程的社会效果是有利也有弊。在规划中,对于趋利避害要作全面的考虑。
3、建筑材料方面。高强轻质的新材料不断出现。比钢轻的铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)已开始应用。但是这些材料有些弹性模量偏低,有些价格过高,应用范围受到限制,因而尚待作新的探索。另外,对提高钢材和混凝土的强度和耐久性,虽已取得显著成果,仍继续进展。
4、工程施工方面。随着土木工程规模的扩大和由此产生的施工工具、设备、机械向多品种、自动化、大型化发展,施工日益走向机械化和自动化。同时组织管理开始应用系统工程的理论和方法,日益走向科学化;有些工程设施的建设继续趋向结构和构件标准化和生产工业化。这样,不仅可以降低造价、缩短工期、提高劳动生产率,而且可以解决特殊条件下的施工作业问题,以建造过去难以施工的工程。
5、工程设计方面。人们努力使设计尽可能符合实际情况,达到适用、经济、安全、美观的目的。为此,已开始采用概率统计来分析确定荷载值和材料强度值,研究自然界的风力、地震波、海浪等作用在时间、空间上的分布与统计规律,积极发展反映材料非弹性、结构大变形、结构动态以及结构与岩同作用的分析,进一步研究和完善结构可靠度极限状态设计法和结构优化设计等理论;同时发展运用电子计算机的高效能的计算和设计方法等。
二、土木工程在未来如何发展
1、指导理论的继续发展。在可以预见的将来,土木工程工程技术理论的核心部分仍然是力学,新的分析方法和新的数值处理方法将是土木工程中力学的突破方向。在对复杂结构、流体介质等情况下的受力分析和近似上,现有的方法仍然具有很大的局限性。更加专门化的数学在将来也应该有很大的发展,用以处理土木工程技术中复杂的数值问题。更先进的电子计算机的应用,使得对复杂的情况的模拟更有把握,更接近于现实。力学也会突破宏观框架,向微观发展,控制论,虚拟现实等技术也在力学中加深影响。
另一方面,土木工程学科将向周围继续发散,与材料,环境,化学,电子信息,机械。 城市规划,建筑等相关学科进一步的交叉,融合,互相支持,互相服务。土木工程内部的次级学科也同时会在现实需要的推动下产生出新的学科,如对城市地下空间的大规模利用就使得新的地下规划学科有了产生和发展的必要。不同次级学科的理论也会相互渗透,比如现在就有一些大型体育场馆采用了类似桥梁的悬索结构。
2、工程实现的变化。土木建筑的最终目的是建设出合乎设计要求的工程构造物,从设计到成果中间需要一个很长的工程实现的过程。这也是土木工程一个重要的组成部分。甚至可以说是土木工程最重要的方面,有了好的理论和设计,没有好的工程实践,一样不会产生一个优秀的作品。
信息时代正在迎面走来,其他学科和其他方面的新观点新技术,必然的也会影响到土木工程。并且为这一传统学科注入新的活力。包括控制理论,施工技术,新材料,环境工程,经济理论等等。
2.1全过程信息化。信息化的特点将更深的渗透到未来的土木工程中,重点不仅仅限于CAD方面,也包含对工程进度的管理、运行中数据资料的收集,分析,整理;对建筑物结构,强度,可靠性的分析和相应对策的决策等。这些也是主动控制和智能化实现的基础。
全过程信息化对今后的土木建筑构造物的维护有很大的意义。比如可以使用植入的传感器配合电子计算机实现对建筑全方位的实时的监控,及时掌握整个建筑物的状态。我国现在正是基本建设的,20~30年后,现在这些建筑物逐渐进入维护期。如果能在现在建造过程中就做好各种信息化准备工作,对今后维护也大有帮助。
三、土木工程未来发展趋势
1、三S系统应用发展
三S系统由HS遥感技术、GIS地理信息技术系统与GPS全球定位技术系统构成,可实时、整体、动态的对地展开判别观测、应用分析,因此在土木工程领域该系统发挥了显著的优势作用,同时具备广阔的发展提升前景。数字化城市发展理念的提出正是基于这一三S系统发展而来,也就是说其综合了遥感、GIS、遥测、多媒体、网络与仿真虚拟技术对城市各项功能机制、基础设施展开自动采集、发挥决策辅助作用并实施动态化管理监测,很明显,当前数字化城市便是以该类数字化的处理信息技术、通信网络技术作为发展背景的科学服务技术系统。
2、单机方式顺序科学转变至网络协同控制与并行设计
就复杂大型的项目工程来说,其很有可能需要较多设计部门、众多成员的共同参与,同时还需要良好的协同合作并提供在线咨询服务,还可由不同地域分布的分支设计机构、设计人员、协作部门单位应用多样化平台软硬件与设计方式在相应规定时段内良好完成。为有效解决该类复杂系统问题应良好的应用开发土木工程设计的协同并行技术。另外,智能化建筑工程与检测结构亦是土木工程基于信息化发展背景的未来发展的趋势。项目管理与电子数据同样是土木工程实现信息化发展的趋势,工程建设施工是当今土木工程应用计算机技术的重要领域,基于系统复杂工程在施工阶段中由报价投标、预算到签订管理合同、评定分析质量直至竣工验收各阶段均需要进行大量数据信息的处理,整体施工单位控制与辅助管理均会被纳入至辅助计算机施工技术体系中。当前土木工程领域信息技术的跨越式发展已经令国际承包商真正跨越了地域壁垒,实现了共享式、协同式、智能化的行业发展。
综上所述,随着信息化社会的飞速发展土木工程实现了质的飞跃,我们只有科学遵循其内涵特征、发展现状把握工程建设未来发展趋势动向、制定科学实践发展策略,才能真正推进土木工程实现可持续的全面发展。
1.1高层建筑拥有全新的发展时期
目前在土木工程修建过程中,不仅原料、构造方法、施工技术等方面有所变化,自动化的施工方法也被普遍应用,建筑规模也有所增大,建筑的数量不断增多,而且高度也有所提升。我国很多城市的建筑水平已经在世界排名中位于前列,高层建筑的发展形势拥有了一个全新局面。
1.2目前土木工程发展情况,设计结构方面必然会有所变化
在许多情况下风荷载和地震荷载已成为结构设计的控制因素,因此大型复杂结构体系抗风抗震的设计理论及其相关问题正在被极大的关注。相关的研究课题将包括设计地震动及灾害性风荷载的作用机理,特大跨度桥梁的结构体系及抗风抗震。同时,“以柔克刚”的抗震思想在结构振动控制技术中将进一步得到体现,现代振动问题正在向着自适应控制、智能控制、吸震减震技术研究方向发展,土木工程结构健康检测、灾害结构相应控制等基础性的研究将会进一步加强。
1.3土木工程发展关注重心将转移地下施工建设与开发方面
随着人口数量的不断递增,在世界范围内都出现空间资源利用紧张,所以开发利用地下资源将成为缓解空间紧张最有效的方法,无论是在其他国家还是国内的发展城市中,地下施工建设和开发都成为城市发展的重点。目前,国内城市应用地下工程建设技术已经能够达到世界先进水平,这必将带来地下空间合理利用的又一个起点。
二、科技信息化为土木工程发展带来新的契机
随着科技信息化的不断进步,也带动了其他行业的发展,这也是目前新形式下国家发展的方向。科技信息化就是利用科技设备实现现代科技提升工程效率,并且最大限度的降低工程成本。通过科技信息化建设过程,使现代化的建设理念贯穿土木工程发展全过程,甚至在以往工程建筑技术难以完成的建筑工程。通过科技信息化在土木工程方面的扩大应用,不仅提升了建筑工艺,也扩大了建筑领域,为土木工程的发展带来了崭新的机会。
2.1土木工程中的“三S”系统应用与推广
遥感技术(RS)、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)的集成综合,构成整体,实时,动态的对地观测,判别,分析应用,在土木工程界已发挥了巨大的作用,并具有广阔的前景。近年来提出的“数字城市”的要领就是在“三S”系统的基础上发展起来的,即综合应用GIS、遥感、遥测、网络、多媒体、及虚拟仿真对城市的基础设施、功能机制进行自动采集,动态监测管理和辅助决策服务,显然,“数字城市”是以数字化信息处理技术的网络通信技术为背景的技术服务系统。这一系统的使用和全国推广,必将把我国的城市规划建设与运营提升到一个新的水平。
2.2技术控制方式现在以及未来发展形势
对于一个大型的复杂工程项目,可能需要多个成员甚至多个设计部门的参与和设计,也需要其他的在线咨询与协同工作,或由分布在不同的地域的设计人员,设计分支机构,协作单位或部门使用不同的软硬件平台和不同的设计手段在同一规定的时间段完成。针对电子数据与数据管理系统的方便应用,目前国外以开发出系列化的双向无线电通讯设备,用于工地的联络,以及利用GPS技术的人机通讯设备。信息技术的发展,已使得国际承包商可以克服地域的壁垒。
2.3土木工程的应用离不开对于现实模拟技术
在传统的土木工程中,人们不得不用一些平面图纸,用特定的符号传递大量的信息和数据,这种方法受到信息接收者的行业、知识结构和经验等的限制,而且随着新时代土木工程的复杂程度的不断提高,使得使用这种方法交流起来比较困难。虚拟现实技术为土木工程中的交流提供了一种新的前景和手段。另一方面,它在结构设计中的计算、施工过程的模拟等复杂计算过程中更有其独特的优势。通过计算机三维图形技术实现可视化计算,可以将设计参数变化以后的结果直观的显示出来,在结构的优化设计等方面也会出现一个很大的飞跃。通过虚拟技术的应用,将设计时间和施工时间相对缩短,空问相对缩小,通过计算机计算和人机交互,对最佳方案的选择使得获得最佳工期、最低费用和对资源的最有效合理利用成为可能,对工程施工的质量把握的更为准确、科学。土木工程能够使用的时间,以及在不同空间内的发展,都成为科技人员重视的研究问题,环境对于建筑影响,以及结构在不同空间内有什么变化,也是未来一段时间的研究方向。而模拟技术的扩大应用,使这些热点研究问题得到很好的控制和解决,土木工程的发展趋势因为模拟技术应用而实现了更广阔的空间。
随着科学技术的不断发展,计算机被不断推广应用,已经成为21世纪的重要标志之一。现在的计算机功能逐渐丰富和强大,其中图像处理功能是计算机的重要功能之一,随着该功能的增强和应用,基于数字图像处理技术也迅速发展。随着该技术的不断成熟,其在各个领域中被广泛应用并取得了良好的成效。尤其是在土木工程中,该技术的应用非常重要。它可以实现对土木结构物损伤裂缝的在线实时快速检测,并且检测的内容较多,能够实现整体的检测,也能实现局部检测,能够对裂缝进行检测,也能够检测结构物的变形情况以及位移情况。该技术在土木工程中还能实现远距离检测, 并且将计算机技术结合起来,实现了对采集数据的分析和处理,从而使得检测的结构更加精确。基于数字图像技术在土木工程中对于土木结构物的损伤检测是目前以及未来重要的应用,并将随着时代的发展而不断发展。
一、土木结构物损伤裂缝检查中传统的图形处理方法的缺陷
土木结构物的损伤裂缝检查包括实验室的常规检查以及对其进行的健康检测。一般来说,实验室的常规检查中,是对土木结构物的裂缝以及位移情况、土木结构的挠度等进行检查,如果采用传统的图形处理方法,则具有较多的缺陷。在测量过程中,受人为的影响因素干扰较大,并且由于测量工具较大的限制,使得测量的精度大大降低。在检查土木悬臂结构的挠度时,如果采用传统的位移计进行检查,由于这些结构本身存在着几何耦联, 在检查其位移时,其产生位移的情况是:垂直位移产生的时候同时也产生水平位移。因此,检测出来的结果并不是纵向上的位移,而是端部两个点之间的斜向直线位移。同时,在安装位移检测器的时候,人为因素会带来较大的误差。而在健康检测中,通常是对土木结构整体的变形情况进行检测,该检测实际上是通过收集土木结构物水平方向上的沉降、位移以及倾斜等的相关数据,来画出其整体变形的曲线。采用这种方法也存在着一定的缺陷,其测量的点数极为有限,并且不能实现对整体结构产生的变形情况进行判断的目的。同时,如果土木结构物的体积比较大,那么在检测过程中一般需要采取如水平仪等的移动测量仪器,由于这些仪器在测量时需要不时移动,因此会产生较大的误差。有时候现场测量中存在着较多的限制因素,使得检测过程不能实施,例如,在对桥梁以及水坝等较大型的土木结构的检查中,往往会出现这些问题。
二、基于数字图像技术在土木结构物损伤裂缝检查应用分析
基于数字图像技术包括两个重要的组成部分,其中一个是数字化摄像测试技术,另一个是数字化图形处理技术。采用数字化的摄像测试技术,大大提高了土木结构中变形检测的效率,并且通过摄像技术的使用,使得检测过程中多获取的信息量大大增加,获得的图像具有较高的真实性以及客观性,并且获取的测量点比较多,有利于对土木结构物的损伤裂缝进行更全面更客观的分析。该技术可以根据摄像的距离不同,将其分为远景以及近景摄像技术。对于土木工程中一些在正常的使用过程中会不时发生局部的变形或者裂缝,或者是出现整移的一些桥梁、房屋结构,一般可以采用远景的摄像技术,并结合数字化图形处理技术,准确客观地将这些结构中出现的上述症状中的各项参数的变化确定下来。在测量的时候,可以在被测量的土木结构物的一个选定的位置上固定一个明亮的光标,然后通过远距离的摄像技术将该光标摄取下来,然后通过数字化的图像处理技术,对该光标的具置进行确定。目前,这种基于数字图像处理技术已经实现了土木结构物较高难度的检测。例如,它可以对一些距离很远的,在几百米甚至几千米之外的土木结构进行检测,还能够对一些很大型的建筑物进行检测。而近景的摄影测量技术则通常用在土木结构物局部的变形或者裂缝的监测中,这种近距离监测方法,能同时应用在静态和动态的监测中。
将基于数字图像技术和以往的图形处理方法在土木结构物损伤裂缝检查中的应用效果进行比较,它具有以下优势:
第一,这种新的技术不需要通过接触构件就能够获取构件的损伤、裂缝以及变形、位移等参数和信息,因此,它是一种应用于土木结构物试验的非接触式的先进技术。采用该技术能够快速并准确地获取结构物的裂缝宽度以及变形等参数,大大提高了检测的效率。
第二,这种方式在检测过程中信息的获取是连续的,因此,可以得到连续的图像信息,有利于对土木结构物进行更真实的分析。同时,这种技术还具有重现的功能,可供多次的分析应用。
第三,通过图像处理形成立体成像 数字实时显示结构的挠度、位移、裂缝位置等。借助于计算机对摄取的图形数据进行处理,形成立体图形, 并将结构的挠度、位移、裂缝数据信息可视化, 从而反映结构在所有受力阶段的工作性能。
第四,需要较高的软、硬件支持 应用图形数字化技术所需的仪器设备复杂, 操作技术要求高。对于不同的应用目的和应用场合, 往往需要较高配置的计算机软、硬件。
最后,这种技术对于现代的多媒体教学具有重要意义。它能够使土木结构试验的多媒体教学具有丰富的数据信息,并提供动态化的图像信息。从而加强了学生对土木结构的认识。同时,这种技术使得图像信息等具有重复使用的功能,因此,可以多次进行演示,节省了教学资源。
参考文献
[1] 于承新, 等, 徐芳1 数字摄影与计算机技术在实时监测结构变形中的应用[ J]1 湖南大学学报, 2001,15( 3) : 232- 2341.
中图分类号:TU17 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2014) 12-0000-01
21世纪是只是大爆炸的时代,是科技迅猛发展的时代,在这种时代背景下计算机网络技术得到了广泛的应用和普及。现阶段,计算机在建筑方面的应用更加的深入和广泛,计算机技术引入对于我国的建筑产业的发展起到了巨大的推动作用。具体说来,计算机技术主要应用在建筑工程中的项目管理、工程设计等方面。文中介绍了目前计算机在土木工程建设中的应用情况,就建筑工程行业如何更好发挥计算机技术的强大功能提出了几点意见。
一、计算机技术在土木工程项目中的应用情况
(一)基于计算机技术的土木工程信息化管理
计算机技术的引入实现了土木工程项目管理的现代化、信息化,极大的提高了土木工程项目的管理效率和质量。计算机应用于土木工程管理主要是通过各种管理软件来实现的,通过专业的管理软件实现对工程设备、设计规划、管理制度、工程质量、工程预算和造价、施工合同等各个环节的信息化管理。具体说来,应用于土木工程项目的管理软件包括电算化、办公自动化、招投标、预算造价等方面的系统软件,这些软件的应用为土木工程项目的管理提供了强大的技术支持,实现了土木工程项目管理的科学化、规范化和现代化[1]。
(二)计算机技术在土木工程项目辅助设计方面的应用
CAC即计算机辅助设计的简称,辅助设计就是通过计算机的自动编程功能实现对输入的设计资料的优化和绘制出图的过程。CAD在土木工程项目中发挥着巨大的优势,表现在:(1)降低了技术人员的工作量,在传统的建筑设计模式中,对于设计出现的问题和错误的整改或者是设计的调整和优化都需要大量的人力物质支持,CAD软件自带防错功能,并且可以实现对设计文件的便捷修改,从而减少了重复劳动,大大降低了设计人员的劳动强度。另外,技术人员可根据自己喜好和习惯选择特定的操作背景和方式,开拓了设计空间[2];(2)可以确保设计的精确度。建筑设计的尺寸很大,表现在设计图纸上需要大比例的进行缩放,在传统的手工绘图模式中由于缩放尺度太大会影响其精确度,这种情况给实际的施工建设带来了一定的麻烦。CAD在缩放后也可以完全保证图纸的精确性,同时此软件还附带强大的计算功能,这些优势都极大的保证了最终设计的精确程度;(3)美化了设计成果,使设计方案更加直观。在传统的手工作图模式中,经常会因为设计的误差和错误进行涂改和修补,CAD软件的应用很好的避免了这些问题,确保了设计方案的整洁和美观。另外,利用CAD软件进行建筑工程的设计,可以形成三维的立体模型,通过光线和阴影的设计使得设计成果更加的逼真形象[3]。
(三)基于计算机技术的虚拟仿真在土木工程中的应用
现阶段,在虚拟仿真领域的主要研究包括结构建模、分析法设立和仿真系统研发。其中跟土木工程密切相关的是结构建模以及分析法的设立。上世纪80年代起我国土木工程建设引入了数字仿真技术,通过几十年的发展,今天的仿真技术可以实现动态模拟、计算结果的自动生成等功能。计算机仿真技术的优势表现在:(1)仿真模拟技术实现了土木工程的本构关系以及数学建模。比如混凝土的本构关系和破坏准则都有许多说法,每个破坏准则只有在一定范围内一定情况下才适用,另外,本构关系是建立在试验所得数据上的,不是由理论推导出来的,所以实际操作中很难分析其强度以及耐受性。利用计算机仿真技术的限元法可以对混凝土强度等指标进行分析和研究[4];(2)仿真技术可以实现设计成果的全程仿真模拟。比如,通过计算机技术建立桥梁或者是其他建筑的仿真模型,然后对其施加压力或者通过其他手段改变其构造,在这种变化下进行模拟受力分析可以得到准确的结果,从而可以对于建筑的力学特征进行分析和研究。
二、推动计算机技术在土木工程项目中应用的手段
(一)加强土木工程项目管理的信息化
要加强土木工程项目管理的信息化需要做到以下两点:(1)加大对工作人员的计算机培训力度,提升全体工程人员计算机使用意识和使用水平;(2)加大对信息化管理的宣传力度,提高管理人员对于信息化管理重要性的认识水平,组织信息化管理教育培训活动,引入更多的专业的信息化管理软件。
(二)建立土木工程单位内部信息共享机制
通过计算机技术的应用在土木工程企业内部建立信息交流平台,通过平台建设完善企业信息共享机制。企业和员工之间充分的交流和沟通可以及时解决工程建中出现的各种问题,促使土木工程建设顺利完成,同时保障了企业和员工双向利益[5]。
(三)开发并利用各种建筑工程软件
为了满足时展的客观要求,建筑企业和信息技术企业要加大开发力度,开发制造出更多的工程软件,以实现工程建设的数字化和自动化,同时通过网络技术的应用实现对工程的监督管理。
三、结束语
计算机技术的引入对我国建筑行业的发展起到了巨大的推动作用,计算机技术强大的声音、图像处理功能使工程设计更加的直观、具体,为工程项目设计提供了真实可靠的依据。现阶段计算机在建筑土木工程的设计和仿真模拟方面发挥着巨大的作用,在未来随着科学技术的不断进步,相信计算机技术会取得突破性进展进而开发出更多更丰富的功能,在建筑土木工程领域取得更好的应用成果。
参考文献:
【中图分类号】 TU858.4 【文献标识码】 B【文章编号】 1727-5123(2009)02-036-05
当今时代,全球进入到经济的全球化,进入到知识经济的年代,世界上各个国家,特别是发达国家,包括我们经济速度发展较快的发展中国家提出来用信息化带动工业化。
我国土木工程也同样存在信息化建设问题。随着经济持续稳定增长,城市化进程加快,以青藏铁路、南水北调、西气东输、西电东送等为代表的一大批西部大开发和国家能源交通原材料基础设施项目,以北京奥运工程为代表的各大中城市的基础设施项目,还有量大面广的城乡住宅建设项目正处在建设之中,再加上我国已加入WT0,进入宽领域、多层次、全方位对外开放的新格局,实施迎接经济全球化挑战的大战略,土木工程作为国民经济的支柱产业,在这重要的发展机遇中肩负重任,必须把握住大课题,即土木工程的信息化建设,实现更高层次的技术创新和素质提升。
土木工程的信息化是用计算机、通信、自动控制等信息汇集处理高新技术对传统土木工程技术手段及施工方式进行改造与提升,促进土木工程技术及施工手段不断完善,使其更加科学、合理,有效地提高效率,降低成本;实现土木工程的信息化将引起土木工程企业管理方式的深刻革命,必然推动企业团队的重组及施工流程的优化,促使企业管理理念和手段的革新; 土木工程的信息化是土木工程市场发展的高级阶段,必定融入现代物流业、电子商务业和信息产业,从而实现土木工程的高效益、高效率。土木工程信息化建设须致力建设三大系统。
1 建立土木工程设计、施工的技术和控制信息系统
信息技术是计算机、通信、控制及信息处理等技术的集成。应用信息技术系统及设备,现代建筑师可以充分直观地展示新时代的设计理念和建筑美学,可以尽情地表达大胆的创意和神奇的构思,超越时间和空间,塑造并优化创作成果,使其创作成果达到传统创作方式无法比拟的新境界。例如以模型为对象的三维协同设计模型,采用了模块化的模型设计技术,使得设计方法从平面设计走向模型设计,由于模型设计采用数据库技术和网络技术,从而实现了共享的集成化工作模式,设计人员(多专业)在同一个模型上工作,减少了不必要的条件传递和确认,信息资源得到了充分共享。这些信息资源将贯穿于工程项目管理的全过程(设计、采购和施工),图形由计算机系统自动产生,使得设计人员可以将主要精力投入到优化设计方案上,设计过程更为直观形象。而以可视化技术为基础的智能化设计环境,在三维模型设计技术的基础上,充分利用可视化技术以及面向对象的软件开发技术,以专家库、知识库为支撑,研究新的设计管理和设计模式,构造一个更易于操作、具备智能化的设计环境。目前许多工业项目的模型设计过程已初步应用了可视化技术,比如,实体建模,使设计过程更为直观有效,并易于修改;可视化的设计校审,使校审更为形象,并可与设计深度交叉;可视化的进度审核,将设计的三维模型与项目进度资源数据库相连,从项目进度资源数据库抽取信息来可视化地展现和分析项目管理的各种状态。
在施工中推广应用自动化控制技术,可有效地完成用传统控制方式难以实现的高难度施工项目。例如高层建筑的垂直度的控制;大体积混凝土的施工质量控制; 预拌混凝土的上料自动控制;采用同步提升技术进行大型构件和设备的整体吊装和安装控制、整体模具的爬升和大型脚手架的提升控制;大型桥梁悬索受力的控制;幕墙的生产和加工控制;高温高压的焊接质量控制;建筑物的爆破、整体搬迁、以及沉降观测和数据采集,大型工业设施的三维空间管线布局的计算机模拟等等。信息化技术将全面革新设计技术和施工技术,其应用领域将越来越广,应用程度将越来越深,建筑工业化水平将越来越高。
2 建立土木工程标准、行业管理、工程管理、企业管理的信息系统
信息技术是一项各行业普遍适用的高新技术,必须与行业技术有机结合方能发挥作用。为使信息技术在土木工程施工中规范、有序、健康、高效地向前推进,须准确高效地制定土木工程技术应用标准和标准化管理信息系统,及时修编标准,便于检索查询和管理有关标准,随时随地选用标准和对标准的执行进行检查验收,从而有效地推进标准化管理。
土木工程行业涉及的门类很多,例如土木工程、房屋工程、设备管线安装业、装饰装修业,以及相关的房地产业、勘察设计业、设备半成品、钢结构加工业等,包含的企业众多,构成了一个庞大而复杂的行业信息集合,其信息量非常大。没有一个规范有效的行业管理体系和高效的运作机制,将难以保证这个行业的各项工作健康、有序、高效地发展。传统的管理方式及信息处理手段难以实现这一目标。应用现代信息技术建立高效的行业管理、工程项目管理、企业管理方面的信息管理系统,可以方便有效地对行业的有关情况进行统计分析,制定合理的产业发展政策、产业技术政策、产业发展规划和发展战略提供了全新的条件与可能。目前,信息技术的应用已使得全球产业信息的获得非常便利,可非常方便地在国内国外两个市场同时研讨,掌握人类最新管理成果,使得作为人类生存和发展密切关联的土木工程业的管理提供了前瞻性、战略性和更为科学的依据,使建筑行业管理上一个新的水平。
信息技术给实体的数字化、时间的缩短、空间的缩小,对实体本质的把握更为科学,工程项目的单件性、时代性、环境性、多要素性决定了项目信息的大规模性、变动性、多门类性,信息技术使工程成为数字工程。而数字工程的建立,使工程管理进入新阶段,包括项目融资拓宽渠道、项目策划优选优化、项目设计电脑化,项目施工管理中运筹学在工期控制上的应用,多因素分析在质量控制上的应用,动态进行投资分析等。信息化使工程管理档案化、数字化、动态化,为工程的策划和融资、设计、施工、运行和维修等全过程的管理提供便利的条件、全新方法和手段。
信息技术实现更宽范围的人力资源管理,更准确的会计管理、成本管理、融资管理、投资管理,更优化的决策管理、计划管理,更高效的项目施工管理。信息技术也使建筑师、结构工程师、监理工程师以及项目经理的信息更为丰富,为新产生的团队合作关系甚至跨国的伙伴关系提供了前提。高技术的办公环境,促进新技术的采用和人力管理理念的创新,对更有效地提高生产率提供了可能,也促进了企业文化的升级。
关于工程项目管理,正如山西太原化学工业设计院于万里同志的文章《从国外工程项目管理软件看国外工程项目管理》所言:工程项目的管理是一个多目标、既分别独立又相互联系的,多工序、多复杂又庞大的系统工程。一个大型复杂的工程项目的管理实际上就是利用能够控制的资源(人力、机具、材料、资金、工期)在一定的条件下对一个既定目标(进度、质量、费用)进行科学的计划和以更多的定量数据做深入动态分析,对于工程实施有效地调整控制,以尽可能小的投入,获得最大的效益。工程项目的管理必须依靠整套先进的管理理念,这种管理在国外的工程项目管理软件中体现得淋漓尽致。这些软件的基本功能主要有:
2.1 项目计划的编制。在工程项目的招投标阶段以及中标授标之后的合同条件都要求承包商编制切实可行的“细化的施工进度计划”,对工程进行详细的剖析。软件对一个工程项目的所有任务做出精确的时间安排,同时还对完成任务所需要的原材料、劳动力、设计和投资进行分析和比较,在千头万绪的任务中找出关键要紧的任务(关键线路)以及对任务做出合理的工期、人力与物力、机具等资源的安排。
2.2 项目跟踪过程。软件对于工程进度能够进行动态管理和控制,它要求项目各级管理人员根据所制定的计划和目标,要在项目实施的过程中对影响项目进展的内外部因素随时在施工过程中进行及时、连续、系统的纪录和报告并输入计算机,也就是真实、实时地反映工程进度,分析工程进度数据,及时反映工程项目的变化。
2.3 项目的分析、控制与优化。由于管理软件实现了广义的网络技术,项目管理者根据跟踪提供的信息,对比原计划(或既定目标),找出偏差,分析原因,研究纠偏对策,实施纠偏措施。软件不但考虑时间问题还根据资源和费用进行分析求得一个时间短、资源耗费少、费用低的计划方案,并通过软件进行网络计划的优化,也就是利用时差不断改善网络计划的最初方案使之获得最佳工期、最低费用和对资源的最有效利用。软件有对工程数据与作业活动的强大过滤功能,将现行计划执行情况与目标计划进行数据库比较,然后再将滞后于目标计划的所有工作活动过滤出来,进行单独的追赶或特别跟踪。对于发现工期滞后的工作项目及时地采取补救措施,制定相应的追赶计划。对于现行超前于目标计划的工作可有意识地放慢部分超前工程项目的施工速度来降低工程成本或使总体计划更趋于合理。
3 建立土木工程基于互联网的方案优选、施工招投标、材料设备采购、人才招聘的企业商务贸易信息系统
互联网正在逐步深入土木工程,既在提供信息服务方面发挥越来越大、越来越广泛的作用,同时又为设计方案、施工组织方案、技术措施方案、种种合作方案有效进行比较,高效进行优化,将大大提高企业的决策能力和水平。
通过电子邮件、互联网传递,使建筑项目和承建商、材料供应商的信息沟通有效克服招投标过程中的信息不对称状态,同时增强透明度,推进公开化,网上招投标相当规模业务的开展将会更加规范市场行为,提高工作效率,降低工作成本,使招投标的竞争在更广范围更高的层次上进行。
电子商务对建筑材料、机械设备、机具的采购显得更为宽范围、广领域,甚至会进入货物及其流通的细微部分,使需求方对货物的质量、价格、生产方式、供货方式、市场信誉有更深入的了解和透彻的把握。网上交易为提高效率、降低交易成果、监督交易全过程提供了可能,同时还为买卖双方的合作经营伙伴关系起主导作用。对不正当竞争行为、诚信失缺行为进行有力遏制,促进市场健康发展。
人才上网,网上各专业专家组在网上会诊技术难关和质量难题,对土木工程人力资源开发提供巨大的力量。也可以说,现代建筑企业更加依赖网上技术研发,依赖网上人才库,只有这样,才有可能使企业做大做强。
土木工程的信息化是用计算机、通信、自动控制等信息汇集处理高新技术对传统土木工程技术手段及施工方式进行改造与提升,促进土木工程技术及施工手段不断完善,使其更加科学、合理,有效地提高效率,降低成本;实现土木工程的信息化将引起土木工程企业管理方式的深刻革命,必然推动企业团队的重组及施工流程的优化,促使企业管理理念和手段的革新;土木工程的信息化是土木工程市场发展的高级阶段,必定融入现代物流业、电子商务业和信息产业,从而实现土木工程的高效益、高效率。
土木工程的信息化建设须致力建设三大系统。
一、建立土木工程设计、施工的技术和控制信息系统
信息技术是计算机、通信、控制及信息处理等技术的集成。应用信息技术系统及设备,现代建筑师可以充分直观地展示新时代的设计理念和建筑美学,可以尽情地表达大胆的创意和神奇的构思,超越时间和空间,塑造并优化创作成果,使其创作成果达到传统创作方式无法比拟的新境界。例如以模型为对象的三维协同设计模型,采用了模块化的模型设计技术,使得设计方法从平面设计走向模型设计,由于模型设计采用数据库技术和网络技术,从而实现了共享的集成化工作模式,设计人员(多专业)在同一个模型上工作,减少了不必要的条件传递和确认,信息资源得到了充分共享。这些信息资源将贯穿于工程项目管理的全过程(设计、采购和施工),图形由计算机系统自动产生,使得设计人员可以将主要精力投入到优化设计方案上,设计过程更为直观形象。而以可视化技术为基础的智能化设计环境,在三维模型设计技术的基础上,充分利用可视化技术以及面向对象的软件开发技术,以专家库、知识库为支撑,研究新的设计管理和设计模式,构造一个更易于操作、具备智能化的设计环境。目前许多工业项目的模型设计过程已初步应用了可视化技术,比如,实体建模,使设计过程更为直观有效,并易于修改;可视化的设计校审,使校审更为形象,并可与设计深度交叉;可视化的进度审核,将设计的三维模型与项目进度资源数据库相连,从项目进度资源数据库抽取信息来可视化地展现和分析项目管理的各种状态。
在施工中推广应用自动化控制技术,可有效地完成用传统控制方式难以实现的高难度施工项目。例如高层建筑的垂直度的控制;大体积混凝土的施工质量控制;预拌混凝土的上料自动控制;采用同步提升技术进行大型构件和设备的整体吊装和安装控制、整体模具的爬升和大型脚手架的提升控制;大型桥梁悬索受力的控制;幕墙的生产和加工控制;高温高压的焊接质量控制;建筑物的爆破、整体搬迁、以及沉降观测和数据采集,大型工业设施的三维空间管线布局的计算机模拟等等。信息化技术将全面革新设计技术和施工技术,其应用领域将越来越广,应用程度将越来越深,建筑工业化水平将越来越高。
二、建立土木工程标准、行业管理、工程管理、企业管理的信息系统
信息技术是一项各行业普遍适用的高新技术,必须与行业技术有机结合方能发挥作用。为使信息技术在土木工程施工中规范、有序、健康、高效地向前推进,须准确高效地制定土木工程技术应用标准和标准化管理信息系统,及时修编标准,便于检索查询和管理有关标准,随时随地选用标准和对标准的执行进行检查验收,从而有效地推进标准化管理。
土木工程行业涉及的门类很多,例如土木工程、房屋工程、设备管线安装业、装饰装修业,以及相关的房地产业、勘察设计业、设备半成品、钢结构加工业等,包含的企业众多,构成了一个庞大而复杂的行业信息集合,其信息量非常大。没有一个规范有效的行业管理体系和高效的运作机制,将难以保证这个行业的各项工作健康、有序、高效地发展。传统的管理方式及信息处理手段难以实现这一目标。应用现代信息技术建立高效的行业管理、工程项目管理、企业管理方面的信息管理系统,可以方便有效地对行业的有关情况
进行统计分析,制定合理的产业发展政策、产业技术政策、产业发展规划和发展战略提供了全新的条件与可能。目前,信息技术的应用已使得全球产业信息的获得非常便利,可非常方便地在国内国外两个市场同时研讨,掌握人类最新管理成果,使得作为人类生存和发展密切关联的土木工程业的管理提供了前瞻性、战略性和更为科学的依据,使建筑行业管理上一个新的水平。
信息技术给实体的数字化、时间的缩短、空间的缩小,对实体本质的把握更为科学,工程项目的单件性、时代性、环境性、多要素性决定了项目信息的大规模性、变动性、多门类性,信息技术使工程成为数字工程。而数字工程的建立,使工程管理进入新阶段,包括项目融资拓宽渠道、项目策划优选优化、项目设计电脑化,项目施工管理中运筹学在工期控制上的应用,多因素分析在质量控制上的应用,动态进行投资分析等。信息化使工程管理档案化、数字化、动态化,为工程的策划和融资、设计、施工、运行和维修等全过程的管理提供便利的条件、全新方法和手段。
信息技术实现更宽范围的人力资源管理,更准确的会计管理、成本管理、融资管理、投资管理,更优化的决策管理、计划管理,更高效的项目施工管理。信息技术也使建筑师、结构工程师、监理工程师以及项目经理的信息更为丰富,为新产生的团队合作关系甚至跨国的伙伴关系提供了前提。高技术的办公环境,促进新技术的采用和人力管理理念的创新,对更有效地提高生产率提供了可能,也促进了企业文化的升级。关于工程项目管理,正如山西太原化学工业设计院于万里同志的文章《从国外工程项目管理软件看国外工程项目管理》所言:工程项目的管理是一个多目标、既分别独立又相互联系的,多工序、多复杂又庞大的系统工程。一个大型复杂的工程项目的管理实际上就是利用能够控制的资源(人力、机具、材料、资金、工期)在一定的条件下对一个既定目标(进度、质量、费用)进行科学的计划和以更多的定量数据做深入动态分析,对于工程实施有效地调整控制,以尽可能小的投入,获得最大的效益。工程项目的管理必须依靠整套先进的管理理念,这种管理在国外的工程项目管理软件中体现得淋漓尽致。这些软件的基本功能主要有:
1.项目计划的编制。
在工程项目的招投标阶段以及中标授标之后的合同条件都要求承包商编制切实可行的“细化的施工进度计划”,对工程进行详细的剖析。软件对一个工程项目的所有任务做出精确的时间安排,同时还对完成任务所需要的原材料、劳动力、
设计和投资进行分析和比较,在千头万绪的任务中找出关键要紧的任务(关键线路)以及对任务做出合理的工期、人力与物力、机具等资源的安排。
2.项目跟踪过程。
软件对于工程进度能够进行动态管理和控制,它要求项目各级管理人员根据所制定的计划和目标,要在项目实施的过程中对影响项目进展的内外部因素随时在施工过程中进行及时、连续、系统的纪录和报告并输入计算机,也就是真实、实时地反映工程进度,分析工程进度数据,及时反映工程项目的变化。
3.项目的分析、控制与优化。
由于管理软件实现了广义的网络技术,项目管理者根据跟踪提供的信息,对比原计划(或既定目标),找出偏差,分析原因,研究纠偏对策,实施纠偏措施。软件不但考虑时间问题还根据资源和费用进行分析求得一个时间短、资源耗费少、费用低的计划方案,并通过软件进行网络计划的优化,也就是利用时差不断改善网络计划的最初方案使之获得最佳工期、最低费用和对资源的最有效利用。软件有对工程数据与作业活动的强大过滤功能,将现行计划执行情况与目标计划进行数据库比较,然后再将滞后于目标计划的所有工作活动过滤出来,进行单独的追赶或特别跟踪。对于发现工期滞后的工作项目及时地采取补救措施,制定相应的追赶计划。对于现行超前于目标计划的工作可有意识地放慢部分超前工程项目的施工速度来降低工程成本或使总体计划更趋于合理。
三、建立土木工程基于互联网的方案优选、施工招投标、材料设备采购、人才招聘的企业商务贸易信息系统
互联网正在逐步深入土木工程,既在提供信息服务方面发挥越来越大、越来越广泛的作用,同时又为设计方案、施工组织方案、技术措施方案、种种合作方案有效进行比较,高效进行优化,将大大提高企业的决策能力和水平。
通过电子邮件、互联网传递,使建筑项目和承建商、材料供应商的信息沟通有效克服招投标过程中的信息不对称状态,同时增强透明度,推进公开化,网上招投标相当规模业务的开展将会更加规范市场行为,提高工作效率,降低工作成本,使招投标的竞争在更广范围更高的层次上进行。
电子商务对建筑材料、机械设备、机具的采购显得更为宽范围、广领域,甚至会进入货物及其流通的细微部分,使需求方对货物的质量、价格、生产方式、供货方式、市场信誉有更深入的了解和透彻的把握。网上交易为提高效率、降低交易成果、监督交易全过程提供了可能,同时还为买卖双方的合作经营伙伴关系起主导作用。对不正当竞争行为、诚信失缺行为进行有力遏制,促进市场健康发展。
人才上网,网上各专业专家组在网上会诊技术难关和质量难题,对土木工程人力资源开发提供巨大的力量。也可以说,现代建筑企业更加依赖网上技术研发,依赖网上人才库,只有这样,才有可能使企业做大做强。