前言

建筑工业化是全球建筑业发展的一种时尚。 BIM及相关信息技术是建筑工业化的重要基础。 建筑工业化BIM可以提高设计效率。 BIM在生产、运输、安装阶段的应用，随着各企业、组织意识的下降，设计阶段的BIM工作向下游延伸，在应用的商业效益和管理成本上形成明显优势BIM在建筑工业化中的应用预制混凝土PC预制构件作为建筑工业化的主体构件，对预制混凝土PC预制构件全生命周期的信息化管理与BIM的结合提出了新的要求。

本文介绍了在建筑工业化BIM框架下，借助物联网技术和联通互联技术，基于虚拟现实技术对预制混凝土PC预制构件信息进行三维可视化管理的方法，并简要介绍了介绍其在北京某项目中的实施情况。

1. BIM——建筑工业化信息化

在建筑工业化中，以信息化、机械化和软件技术为基础的流程和工具具有非常重要的地位，尤其是建筑信息模型（简称BIM）在建筑行业得到广泛应用。 BIM利用三维数字化技术，将建设项目各阶段的相关信息通过3D可视化展示出来，提高了管理人员的信息管理效率。 目前能够支持建筑工业化应用的BIM软件主要有AutoCAD Architecture、Revit、TEKLA、ALLPLAN等。 它们都具有与其他软件进行信息交换的数据格式，便于BIM数据的传播。 在建筑工业化实施过程中，当项目涉及到各种产品和专业流程时，会产生大量的信息数据。 通过BIM实现设计、生产、运输、安装、运维等环节的信息数据共享。 在建筑工业化领域具有广泛的应用价值。

2、预制混凝土PC预制构件虚拟现实技术

虚拟现实技术是一种新兴的综合信息技术。 它集成了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支。 计算机根据人的视觉和听觉的生理和心理特点虚拟现实技术软件，形成逼真的三维图像，用户佩戴。 借助头盔显示器、数据手套等交互设备，您可以置身于虚拟环境中，成为虚拟环境中的一员。 用户与虚拟环境中的各种对象之间的交互就像在现实世界中一样。 一切都感觉如此逼真，有一种身临其境的感觉。 虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互。 除了使用笔记本电脑按键和鼠标进行交互外，用户还可以通过特殊头盔、数据手套等传感器设备进行交互。 用户可以通过语言、肢体动作或动作等自然技能对虚拟环境中的物体进行检查或操作，已广泛应用于军事、医疗、设计、艺术、娱乐等领域。

在土木工程中，人们常年不得不用具象的概念来表达非常丰富的内容，虚拟现实技术在其中得到了广泛的应用。 虚拟现实技术在仿真建模中的应用、虚拟现实技术在建筑CAD中的应用、建筑结构设计与施工过程的可视化估算、建筑设计与施工早期技术成果的论证与验证技术等都在实践中。

目前，在实际工程项目中，基于虚拟现实的方法是指利用虚拟现实技术，在虚拟环境中构建周围场景和结构预制构件的三维CAD模型（虚拟模型），并生成基于计算机的具有一定功能的模型。 仿真系统使系统中的模型具有动态性能，并在人机交互的可视化环境中虚拟显示系统中的模型，对项目进行管理。 主要应用于设计阶段和部分施工过程模拟阶段，在工程项目管理中实际运用虚拟现实技术还非常少见。

3、基于虚拟现实的3D管理系统

智能结构系统（简称3D系统）的3D管理系统是基于虚拟现实技术对BIM数据进行整合，将设计、生产、运输、安装、运维等各个阶段的信息基于建筑目标的BIM，以及各阶段项目协调管理工作的平台。

图3.1 装配式壁挂板预制构件实物图

通过3D系统对深圳某项目墙挂板的信息化管理，介绍了3D系统的使用方法。 图3.1为工程竣工后实景图，外立面采用预制墙挂板。

借助设计阶段使用的 BIM 软件，3D 系统具有与其他软件进行信息交换的数据格式。 通过3D系统BIM数据转换步骤，将设计阶段的BIM数据集成到3D系统中。 图 3.2 集成预制墙 幕墙板预制构件 BIM 数据虚拟实景图与项目竣工后实景照片显示的预制构件信息一致。

图3.2 装配式墙面预制构件BIM数据3D虚拟现实

3D系统虚拟现实是最终建筑信息内容的3D模型展示。 作为各阶段信息管理的入口和预制构件信息展示的窗口，是3D展示和3D交互界面。 与虚拟现实的三维交互是通过手势和按钮操作来观察三维模型的各个角度和方向。 图 3.3 显示了三维模型在不同视角下的虚拟现实。

图 3.3 3D模型不同角度下的虚拟现实

预制混凝土PC预制构件的信息化管理就是通过上述虚拟现实方法进行的。 管理员通过用户名和密码进入3D系统后，如图3.2和图3.3所示的虚拟现实界面就是用户的3D交互窗口。 预制混凝土PC预制构件在项目实施过程中的状态及其信息阶段以不同颜色标示，颜色表示的信息阶段如下： 1）状态蓝色：表示预制构件处于阶段计划外的生产计划； 2）状态红色：表示预制构件处于计划生产计划阶段； 3）状态红色：表示预制构件处于生产过程阶段； 4）状态红色：表示预制构件处于鞋厂仓库锚固阶段； 5）状态蓝色：表示预制组件处于货运阶段； 6)状态红色：表示预制构件处于现场锚固阶段； 7）状态红色：表示预制构件处于施工安装完成阶段。

通过在虚拟现实中观察预制混凝土PC预制构件的不同颜色，管理人员可以快速掌握整个项目构件的相关信息。 窗口中会弹出一个消息框虚拟现实技术软件，消息框中会详细描述指定预制构件的信息状态，如图3.4所示。

图 3.4 虚拟现实中特定组件弹出的信息框

当预制混凝土PC预制构件在鞋厂仓库、物流中心和现场锚地时，在信息框中增加一个GIS地理信息，并简要显示构件的位置信息，如图3.5所示。 项目中预制混凝土PC预制构件的数据管理和信息汇总可以在信息框中表达，见图3.6。

图3.5 PC预制构件位置信息

图3.6 PC预制构件信息汇总

3D系统的虚拟展示与智能化生产管理系统（图3.7）相得益彰。 两个系统与工程数据库保持一致，两个系统中的管理信息可以实时显示在两个系统中。 “建云”平台管理数据库。 通过智能生产管理系统，生产安装人员将预制混凝土PC预制构件数据录入，3D系统进行虚拟现实，快速掌握信息。

在项目信息化管理工作中，在某个阶段，管理人员可以通过智能扫描识别器扫描预制混凝土PC预制构件中预埋件的唯一识别芯片（图3.8），并在手机上显示相应的信息预制混凝土PC预制构件信息（图3.10），包括各阶段图纸资料（图3.11）和初检资料。 管理人员只需确认当前阶段即可完成管理信息，并可上传自己管理工作的照片。 同时搜索所有预制混凝土PC预制构件（图3.9），实时查询推进设计、生产、物流、安装、竣工各阶段的信息资料（图3.12）。

图 3.7 系统登录界面

图 3.8 扫描芯片界面

图 3.9PC 预制构件表

图3.10 PC预制构件信息

图 3.11 预制构件图纸信息

图3.12 查询预制构件信息

项目实施过程中，采用3D系统和智能化生产管理系统对预制壁挂板信息进行管理，信息实时传输。 虚拟现实使整个预制壁挂板的管理信息可视化。 科技，通过手机App软件管理，管理人员可以随时随地掌握信息，提高管理效率。

4。结论

1.建筑工业化的BIM信息技术可以为建筑虚拟现实提供基础，预制混凝土PC预制构件虚拟现实的应用是可行的。

2、基于虚拟现实的建筑工业化信息化管理，操作简便，减少管理人员的工作量，管理预制混凝土PC预制构件各阶段信息，保证建筑施工各阶段质量。

3、智能结构三维管理系统作为集虚拟展示、移动互联网APP、信息管理为一体的平台，充分满足预制混凝土PC预制构件全生命周期的信息化需求。 管理生产力和准确性。

参考：

[1] 张静． 虚拟现实技术与应用［M］． 上海：复旦大学出版社：2011［2］BIM+推动BIM发展新方向[J]. 中国勘察设计2015年第10期 [3] 工业建筑评价标准安装GB/T51129-2015 [M]

作者简介： 1. 宣经伟，男，中级工程师，注册一级结构工程师，天津通宁节能科技有限公司总工程师电话：02150425322Email：tonni_xuan@126.com