BIM与AR技术在工程质量管理中的应用

　　随着我国经济的高速发展，建筑行业也飞速发展，并且已成为我国重要的国民经济支柱之一。我国城市化进程的不断加快也使得建筑行业经历着发展的良机，但由于工程项目前期设计深度不够和外部环境复杂等原因使得在施工阶段不可避免的出现质量问题，近年来，从业人员明显加强了对于工程造价和成本的控制和管理，但对于工程质量管理的重视却并未提升。

　　

　　工程质量的好坏会直接影响工程项目的使用寿命，一旦出现工程质量问题必将造成巨大的经济损失。建筑业是一个典型的科技水平低、粗放、高能耗的行业，传统的质量管理模式存在信息化程度低、信息协同和共享困难、不具有可视化、缺乏精细化管理理念等缺点。因此，文章探索BIM 与AR 结合在工程质量管理中的应用，构建新兴的信息表达技术，为工程质量管理提供一种不同的思路和方法。

　　

　　1　工程质量管理研究现状对于质量管理发展的研究至今，学者们总结出其主要由质量检验阶段、统计质量控制阶段和全面质量管理阶段三个发展阶段构成。在国外，F.T.Dweiri 等学者认为，提高工程项目质量的关键在于如何建立高效的工程质量保障体系，在工程项目的开始阶段要编写工程施工质量手册，随着工程项目的深入同时要做好相应质量监督方案和技术管理目标的制定，提高工程项目的质量控制能力。在国内，席文斌提出，在施工过程中，不仅要做到严格控制各道工序，而且要积极主动的进行质量预控，事先分析最有可能出现隐患的部位，进行针对性的预控，将工程质量问题扼杀在萌芽中。为解决质量管理中信息无法进行现场交互及准确推送和共享等问题，相关学者进行了大量研究。邓朗妮等提出基于BIM 技术的工程质量管理流程，实现了质量管理信息与Revit、Navisworks 软件的信息关联和更新，能及时准确地反馈到模型。张睿奕将BIM 技术与Access 数据库技术相结合，通过分析传统建筑设备管理方式存在的诸多问题和建筑设备运行维护管理所需信息，实现了基于BIM 的建筑设备运行维护可视化管理模型。BIM 技术在工程质量管理中的应用障碍在于不能满足现场人员运用BIM 技术进行实时交互的需求，不能针对复杂多变的施工现场环境进行灵活操作，文章提出将BIM 技术与AR 结合，满足实时交互的需求，提高工程质量管理效率。

　　

　　2　基于BIM 与AR 的工程质量管理2.1　AR 技术介绍增强现实（Augmented Reality，AR）是一种基于计算机技术以虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术为基础而发展起来的一种人机交互技术，AR 技术可以将计算机生成的虚拟场景和信息无缝地融合到真实场景中，提高设备使用者对真实世界的感知能力。BIM 技术在工程质量管理中的应用障碍在于，当工程相关人员面对复杂多变的施工现场环境时，难以与BIM 技术进行实时交互，不能将虚拟信息与真实场景相叠加便于从业人员更好理解设计意图。将BIM 技术与AR 技术相结合应用于质量管理之中可以实现虚拟信息与真实场景的实时交互，避免了设计阶段与施工阶段的信息断裂，有助于提高行业生产效率。

　　

　　2.2　实现途径建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）是一种共享数字化表达方式，结合了设计阶段、施工阶段和运维阶段的管理、优化的方法和技术的一种全生命周期管理方式和技术，Revit 凭借其强大的图形表达以及信息储存能力成为BIM 三维建模的主流软件。Unity3D 是一款专业的游戏引擎，可以让多平台游戏的开发变得方便、简洁，并且为DirectX 和OpenGL 提供高度优化的图形渲染管道，十分适合虚拟现实场景的生成。文章选用Revit 软件进行三维模型搭建，选用并结合亮风台（Hi-AR）插件进行AR 场景建立，具体实现途径如图1 所示。

　　

　　图1　BIM 与AR 结合实现途径3　案例分析文章基于广西某项目机电安装工程，建立了基于BIM 与AR 的全过程质量管理，实现了施工前计划、施工中现场指导、施工后质量检查的全过程质量信息反馈。

　　

　　3.1　质量控制流程由于工程参建方众多，质量控制流程复杂，为提高管理和沟通协调效率，现将质量管理流程划分为施工前、施工过程中和施工后三个阶段，具体技术路线图如图2 所示。

　　

　　在施工前，相关人员拿到AR 程序包，利用手机或外接摄像头扫描相应的图纸，对模型进行设计审查，将识别出来的质量控制点按照相应的施工标准规范进行审核，对质量控制点提前进行相应的规避方案，并生成相应的检查清单便于后期的质量检查流程使用。

　　

　　在施工过程中，当工人遇到复杂节点或施工难点时，通常的做法是翻阅大量的图集并且借助自己的空间想象能力去构思复杂节点的施工情况，这种做法不形象、不直观，施工人员可以通过AR 技术利用手机或外接摄像头扫描相应的图纸和真实场景，匹配成功后三维模型就会呈现在施工人员眼前，与图纸匹配成功后如图3 所示，与场景匹配成功后如图4 所示。此种方式具有良好的视觉效果和用户体验，有利于准确、高效的完成任务。

　　

　　在施工后，施工人员首先对已完成工程进行预检查，排除相关质量隐患，之后相关质检人员再对工程质量进行复查，从而切实保障施工设质量。

　　

　　管理人员检查人员施工人员施工前施工中施工后AR程序包图纸匹配图纸匹配场景匹配基于BIM与AR的工程质量管理优化设计现场指导质量检查否否是实现是图2　质量管理流程图图3　与图纸匹配图4　与实景匹配3.2　质量控制结果分析以上工程实例说明，将BIM 技术与AR 技术结合应用于机电工程中的质量管理当中，可在施工前及时发现管线设计中的不足，并进行调整从而优化设计方案。在管线施工过程中可利用AR 技术的图纸与实景匹配功能去辅助现场工人施工。在施工验收时利用AR 可形象直观的进行质量控制点的验收，该方式极大程度地提高了工作效率和施工人员对于图纸理解的准确性，从而降低了错误发生的概率，并提高了质量管理效率和经济效益。

　　

　　4　结语文章将BIM 技术与AR 技术相结合应用于工程项目的质量管理之中，建立了从施工前到施工后的全周期质量管理方法，并以实际工程项目为例，结果显示BIM 与AR 的结合可以让相关人员对于复杂信息的理解和把握更加的轻松、有效率，降低了出现工程项目中发生错误的概率，提高了行业生产效率。

　　

　　参考文献：[1] 王彦.基于BIM的施工过程质量控制研究[D].江西:江西理工大学[3] 席文斌.对施工项目质量管理的认识[J].山西建筑[4] 邓朗妮等.BIM技术在工程质量管理中的应用[J].土木建筑工程信息技术[5] 张睿奕.基于BIM的建筑设备运行维护可视化管理研究[D].重庆:重庆大学[6] 朱淼良,姚远,蒋云良.增强现实综述[J].中国图象图形学报