智慧建造源碼

1. BIM+區塊鏈，讓城市建設更智慧

這篇文章，我們聊聊區塊鏈和建築行業的結合及應用。

在開始正文之前，先解釋一下BIM的概念。

BIM (Building Information Modeling) 建築信息模型化。美國國家BIM標准裡面對BIM做了如下的解釋：

(1) 以數位化方法表達一個設施的物理和功能特性。

(2) 一個共享的知識資源。

(3) 分享跟這個設施相關的信息，在設施的整個生命周期中為所有的對策提供可靠依據的過程。

(4) 在建設項目的不同階段中，各參與者經由在信息模型中嵌入、提取、更新和修改信息，以支持與反應各自職責的協同作業。

建築業是當今全球范圍最大的行業之一，未來依然將是世界經濟增長的關鍵驅動力。

建築業在我國國民經濟中的地位舉足輕重。國家統計局數據顯示，2020年我國國內生產總值為 101萬億 元，其中建築業總產值為 26萬億 ，佔比超過 25% 。

建築業是一個古老的行業，早在2000多年前的古人就修築了萬里長城、古埃及的金字塔這樣的宏偉工程。但是發展至今，建築業的整體管理水平和效率依然很低，其主要原因大概可歸結為以下五點：

1）項目的一次性；

2）組織的鬆散性和臨時性；

3）管理的碎片化；

4）合作的多方性和低效性；

5）生產過程的非標准化和非工業化。

以上原因帶來的問題也顯而易見：

1） 信任缺失 ，由於項目的一次性、組織的臨時性、合作的多方性，帶來不可避免的信任缺失。

2） 效率低下 ，由於組織的鬆散型和臨時性，生產過程的非標准化和非工業化，高耗低效，整個建築行業施工企業的利潤水平平均只有3%左右

3） 風險可控性弱 ，由於缺乏系統性的標准化管理體系、管理碎片化，導致工程延期、設計變更、費用索賠幾乎每個項目都不可避免。

國內建築信息化經歷了三個階段，目前正處於第三階段：

第一階段： 設計信息化 ，90年代「甩圖板」工程推動國內 CAD 技術應用的普及；

第二階段： 企業信息化管理 ，2005年計算機輔助管理問題解決實現項目和企業管理信息化；

第三階段： 全生命周期信息化 ，2015年BIM 技術的應用助力建築業全生命周期信息集成。

1.為何要在建築領域實施BIM？

住建部 在《 住房城鄉建設部關於印發推進建築信息模型應用指導意見的通知 》中對BIM應用的意義有詳細解釋，指導意見指出： BIM要為產業鏈貫通、工業化建造和繁榮建築創作提供技術保障。也就是說BIM是建築業工業化轉型的技術基礎 。

2.BIM具體能幹什麼？

1）實現建築全生命期各參與方在同一多維建築信息模型基礎上的數據共享；

2）支持對工程環境、能耗、經濟、質量、安全等方面的分析、檢查和模擬；

3）為項目全過程的方案優化和科學決策提供依據；

4）支持各專業協同工作、項目的虛擬建造和精細化管理。

3.建築工業化的意義

1）工業化生產的材質和裝配式的建造方式更容易形成一套規范化系統，確保產品品質；

2）裝配式建築的大部分構件均在工廠完成，整體交付比傳統建築快 30%~50%；

3）裝配式建築現場以干法作業為主，可有效減少能源消耗以及環境污染，低碳環保；

4）裝配式建築由於其可拆除的特性還可以實現重復利用；

5）裝配式建造成本的下降空間就目前而言，遠高於傳統建築，後期運維費用更低，全生命周期具有更大的成本優勢。

建築工業化轉型已成為國家級戰略

住建部等各部位近年來陸續出台多項促進建築業工業化、數字化、綠色建造、智能建造的重要政策。

2021年3月，國務院發布了《十四五規劃和2035年遠景目標綱要》，綱要明確提出要 發展智能建造，推廣綠色建材、裝配式建築和鋼結構住宅，建設低碳城市的發展目標 。

4.建築業BIM數字化的重要意義

大力發展建築工業化、數字化、智能化升級，加大智能建造在工程建設各環節應用，實現建築業轉型升級是建築業乃至國家近10到20年的戰略目標。因此，BIM數字化技術在本次建築業轉型升級過程中必將起到基礎性重要作用。

建築工業化轉型的方向是 標准化+工廠化+裝配式 ，BIM解決的是這個過程中的 數字集成及可視化 問題。

雖然BIM是建築業工業化轉型過程中不可或缺的技術，但是它並不能有效解決生產關系的問題，比如協作多方之間的信任、效率、復雜體系下的碎片化管理等問題。

而解決信任、協作、效率、復雜體系下的碎片化管理恰恰是區塊鏈技術的天然優勢，能夠很好的與BIM技術形成互補。

因此我們說： 工業化生產（BIM支持）+數字化協作（區塊鏈支持）+大數據決策（AI技術)=智慧建造

我們把建築全壽命周期分為規劃設計、建造、運維三個階段來舉例說明

1.規劃設計階段

跨部門協作審批將是區塊鏈技術應用的主要場景。

規劃設計階段的特點是行政監管角色多，協作審批手續多，區塊鏈技術的去中心化特徵恰好適配此類場景，可以極大的提高協作審批效率（多地政府已開始了區塊鏈政務審批系統的試點）。

我們假設規劃設計階段的監管單位有發改委、國土、交通、住建、水利等，再者相關單位包括建設單位、規劃設計等咨詢單位，他們在區塊鏈上都有各自的節點，並且各自都有自己的信息化管理系統。

當咨詢單位創建好第一階段的BIM概念模型（比如適用於項目建議書），並載入GIS信息、規模、佔地、造價等各項經濟指標，將模型數據上區塊鏈。

BIM概念模型及項目建議書經建設單位確認後，由建設單位向發改委啟動審批手續，區塊鏈智能合約自動發起所有審核流程。

發改委通過密鑰訪問區塊鏈上BIM概念模型，必要時載入周邊基礎設施的BIM模型及GIS信息，分析該項目是否符合城市發展總體規劃及項目的可行性，將審批結果上區塊鏈，智能合約自動將審批結果的數據文件發送回建設單位。

同樣，建設單位啟動土地預審相關手續辦理，智能合約啟動，國土部門通過密鑰訪問區塊鏈上的BIM佔地模型，並進行審查，將審批結果上區塊鏈，智能合約將批復結果的數據文件發送回建設單位。

與此同時，任何監管部門都可通過密鑰驗證發改委、國土等部門審批結果的真實性。

隨著後續可行性研究、初步設計、施工圖設計不斷對模型的完善，發改委、國土、交通、住建等行業監管部門隨時可以通過密鑰訪問區塊鏈上該項目的BIM模型數據，實時監測項目有沒有違規設計、建造。

所有審批工作的流程在線上自動運行，但不再是基於一個中心化的平台，而是基於去中心化的區塊鏈技術，可有效降低協作成本，提高協作效率，並保證數據的隱私和安全。

2.建造階段

同樣我們假設施工單位、監理單位及其他第三方咨詢機構在區塊鏈上也有自己的節點，也都有自己的信息化系統，那麼他們都可以通過密鑰訪問區塊鏈上該項目的BIM模型數據。

我們簡單地把建造過程分為計劃、采購、生產、驗收、支付幾個環節。並且假設模型和施工階段的WBS分解結構是一一對應的。

· 計劃環節：

承包人可以通過Office系列的Projec軟體，或者國內廣聯達的斑馬進行計劃編制，將計劃數據文件導入區塊鏈上的BIM模型，BIM模型就有了4D的進度可視化屬性（如Autodesk系列的InfraWorks可展示），數據中還可以包括資源、資金等計劃。所有參建方都可以基於該BIM模型同步開展項目管理。

· 采購環節：

建築行業具有高度分散和復雜的供應鏈體系，供應商和承包人的合作可能是臨時性的或者一次性的，因此信任較難建立、協作效率較低。

我們先說區塊鏈是如何解決交易的信任問題的。

區塊鏈是用智能合約來完成交易的，比如對於買方，交易之前智能合約首先檢測買方數字錢包（央行數字人民幣）的余額（抑或者銀行授信、擔保額度）是否滿足交易標的，如果滿足則鎖定，當買方驗收並簽收了賣方的貨物後，智能合約將鎖定的數字人民幣點對點自動匯入賣方的數字錢包。

因此區塊鏈解決的並不是買賣雙方的互信問題，而是信任已經不再是問題了。

建築工程中砂石材料用量大，而且采購頻繁、來源分散，是建材供應鏈中最不易掌控的材料之一。

我們假設承包人在料倉中安裝了攝像頭，承包人的采購系統通過攝像頭檢測出料倉余料低於預定的閾值（計算機視覺識別技術），系統調用計劃數據（Project導入BIM模型的數據）發現未來的用量需求大於料倉總容量，則啟動智能合約自動完成砂石料的訂單，甚至可以從多個供應商中選擇價格最低的。

砂石料供應商不需要加入任何系統，只需要在區塊鏈節點上創建自己的賬戶就可以完成與承包人的自動化交易協作。

在運輸過程中，供應商將運輸車輛或船舶的GPS位置通過IOT硬體實時上區塊鏈，承包人的采購系統就可以通過密鑰實時追蹤到貨物的位置，系統可以對材料供貨時間是否對生產計劃造成影響進行分析（搜索演算法），以便重新啟動智能合約進行補救。

每一批材料的采購批次、到貨時間都可以寫入BIM模型對應的位置並寫入區塊鏈賬本，智能合約將提醒監理單位按材料到場批次組織驗收或試驗檢測工作。

系統可以把項目經理從繁雜的訂單、詢價、賬務處理中解脫出來，更好的投入到更重要的事項上。

· 生產環節：

生產過程必然離不開人和設備。

工業化的一個必然的結果就是效率和質量的提高，而人和設備的過程行為質量將決定產品質量的形成過程。

因此過去以結果為導向的施工過程管理必然要轉向工業化的以過程為導向的施工管理，那麼每一個分項工程由哪些個班組生產，對每一組混凝土的施工配合比參數進行實時（IOT硬體）監測並寫入BIM模型對應的位置，同時將這些數據寫入區塊鏈賬本，永久保存、不可篡改，生產過程的所有數據應該真實、可信。

我們假設大型構建由吊裝設備進行安裝，再假設如果在暴雨天氣、或者風力超過六級的情況下不適合吊裝作業，那麼吊裝設備通過IOT硬體（或者網路通訊）感應到這種極限狀態後，區塊鏈智能合約將提醒現場管理人員將設備恢復到安全狀態，直至危險狀態解除。

生產過程中每一台設備運行的油耗、用電將通過IOT硬體進行監測，並將這些數據寫入區塊鏈賬本。

區塊鏈智能合約自動對耗能進行碳排放指標計算（GBT 51366-2019），一旦發現碳排放超過了核定指標，自動在碳交易市場購買新的指標。

前面提到的所有生產設備上的IOT硬體都無需接入參建各方的系統，參建各方只需要通過設備的密鑰就可以進行數據訪問。也許這個密鑰被設備開發商設計成了一個客戶端（如APP），那麼參建各方只需要安裝一個客戶端就可以訪問設備生成的所有數據。

· 驗收環節

我們假設混凝土構建的強度由試驗設備（IOT硬體）將數據直接寫入BIM模型對應的位置，並寫入區塊鏈賬本。

構建的外觀尺寸、鋼筋數量或許可以利用三維激光掃描設備生成點雲，與BIM設計模型進行比對，可以根據質量檢驗評定標准精確計算出蜂窩麻面的百分比，驗收精度將遠高於人工計算的精度，寫入BIM模型的對應位置和區塊鏈賬本。

所有參與驗收的人員和數據寫入區塊鏈賬本後永久保存，不可篡改。

假如發生質量問題，區塊鏈上的賬本記錄就像按時間順序排列的一筆流水賬，從當前記錄開始一直向前追溯，誰驗收的？誰製造的？誰運輸的？誰采購的？誰供應的一目瞭然。

· 支付階段：

隨著數字人民幣的正式發行，並且支持可編程性，當數字人民幣進入工程款支付領域後，可以說每一筆工程款的去向已基本固定，都可以在區塊鏈進行追蹤，根本不可能發生工程款挪用現象。那麼當工程質量經過驗收合格，符合智能合約設定的條件，則自動觸發智能合約點對點的支付操作。不再經過銀行，還可以降低企業的財務成本。

因此根據基本建設程序的規定，未來資金未落實的項目必然得不到開工審批，獲得開工審批的項目，承包人、專業分包人、材料供應商甚至勞務人員再也無需擔心拖欠工程款的問題了。

當BIM模型與實體建築物實施錨定，實現數字資產化後，數字資產的所有權在區塊鏈就可以實現流動。

我們假如一個實體工程構件在業主尚未支付工程款以前的所有權還暫時保留在承包人手裡，當一個承包人資金出現困難，恰好區塊鏈上的BIM數字資產（錨定了實體工程構件）證明了一定的未來收益（業主未來支付的一筆工程款），那麼承包人完全可以將這部分數字資產的所有權進行抵押貸款，智能合約可以鎖定未來業主支付的那一筆工程款，用於承包人贖回該筆數字資產的所有權。

3. 運維階段

在運維階段很好的一個場景就是設備與設備之間的智能交互。

我們假設一台無人駕駛的巡邏車通過計算機視覺識別系統發現公路上瀝青路面的一處缺陷，觸發智能合約啟動另外一台瀝青路面維修車，該維修車同樣用智能合約自動下單采購所需要的瀝青混合料修復材料，並自動行駛至缺陷處完成修復，在此過程中只有少量的或者根本無需人的干預。

綜上所述，區塊鏈技術+BIM可以更好地實現智慧建造，反過來BIM模型又可以作為區塊鏈技術的數據儀表盤，隨著IOT硬體的不斷涌現（尤其在運維階段），數據的不斷填充，模型的不斷刷新，維度越來越飽滿，所見即所得，區塊鏈+BIM將會成為一個更加智慧的智慧建造決策系統。

文章中我們列舉了規劃設計、建造、運維三個階段中一些點的應用，而現實中的應用場景遠不止這些例子，這些例子也僅僅起到以點帶面的探討。

文章中提到的所有技術都是現今已有的或是已經實現的功能（如區塊鏈政務系統、供應鏈追蹤，質量溯源等），欠缺的只是把這些技術整合起來，就像區塊鏈技術原本也不是一項新技術，而是把分布式存儲、非對稱加密、共識演算法等計算機現有技術整合起來，成就了這一偉大發明。

也許有人會說，BIM正向設計在我國建築行業還未普及，基於BIM的4D、5D數字化建造管理才開始普及，此時探討區塊鏈技術+BIM的智慧化建造是不是為時過早？

而我想說的是，

BIM的概念早在1975年美國喬治亞理工大學ChuckEastman博士就提出了，2002年Autodesk公司正式提出BIM理念和技術，從3D的可視化開始已經發展到了今天8D的概念。

區塊鏈技術也是早在2008年由中本聰提出，至今除了數字貨幣，在其他非數字貨幣領域也有了極為廣泛的應用。

就像人工智慧技術，

1956年由計算機專家約翰·麥卡錫首次提出，但一直受限於計算機技術和硬體止步不前，直至2012年的ImageNET挑戰賽中視覺識別准確率達到95%以上，超越人眼的極限，在突破了計算機硬體和技術限制之後人工智慧技術的應用迎來了大爆發，才有了近年來我們手機中美顏相機、語音識別、智能推送等生活應用的集中爆發。

所以說，任何一項技術，在它大規模應用爆發前，能量一直在積累，這是一個必經的過程。一方面可能是技術、硬體的限制，另一個很重要的原因就是懂得人太少、參與的人太少，一旦大家都懂了、都會了，這種爆發力就會自然而然的蓬勃出來。

就像我們在不停地吹一個氣球，總有一天它會炸開 。

如果你也對區塊鏈應用感興趣，搜索微信公眾號「 Candy鏈上筆記 」，我們一起前行。

2. 智慧建造工程項目二維碼在哪

PC登錄端可以生成二維碼、配置流程、許可權功能、記錄列印；
二維碼在工地應用比較靈活，可以根據項目管理的需求來自由搭建施工現場管理系統，二維碼作為項目管理的入口和展示面，小程序為操作面可以輕松的查看管理情況統計表報、PC登錄端可以生成二維碼、配置流程、許可權功能、記錄列印；以下凡爾碼根據平台以及好多項目的實施經驗整理，二維碼施工主要應用分為信息共享類,強化現場管控類；
一、信息共享類包括項目概況、施工組織設計及施工專項方案、管理體系及管理制度、技術交底、安全技術交底展示等；如何注冊呢？首先網路輸入「凡爾碼」找到注冊，進入管理後台；可以把項目概況、施工組織設計及施工專項方案、管理體系及管理制度、操作規范、技術交底、安全技術交底做成二維碼展示板；一般項目部人員如果要來做工地二維碼展示板是非常浪費時間，凡爾碼無償提供二維碼展示板、二維碼標識牌設計服務，需要設計可以聯系凡爾碼平台人員；施工管理人員避免花太多時間，只需要用好系統就可以；
二、現場管控類：安全檢查、安全驗收、質量檢查、隱蔽工程驗收、設備巡檢等；二維碼施工動態管理並非單純是的掃掃二維碼，添加記錄這么簡單，重要的是通過這個系統，能幫助施工項目提高管理效率、工作效率、安全監督效率；這就是好多項目選擇凡爾碼平台的原因。2.1.安全管理可以應用的非常多：安全檢查-整改-復查閉合管理、安全驗收、班組安全活動、危險作業審批、危險源辨識；這些都是工地管控的重點也是難點，需要用具備流程管理功能的二維碼平台才能滿足；

3. 智慧建造平台打造智慧化城市包括

智慧城市的重點內容包括夯實智慧基礎設施、實施智慧運行、開展智慧服務、發展智慧產業。

通過建設高速寬頻泛在的新一代信息基礎設施，同時推進智能交通、智能管網等城市基礎設施建設，形成高度一體化、智能化的新型城市基礎設施。積極推進三網融合，鼓勵各方加強合作，共同發展。積極與市政管理等部門溝通，利用物聯網等信息技術，實現對城市井蓋路燈、地下管線、景點景觀、建築設施等城市部件的信息採集和運行監測。

(3)智慧建造源碼擴展閱讀：

注意事項：

制定智慧工地建設方案，必須充分考量施工現場的實際環境，尤其是要以安全施工環境為主，這樣才能避免出現太過嚴重的事故，更好的監控現場施工環境的安全性。

杜絕各種違規操作情況，也要有效規避各種不文明不合理的施工情況，這樣才能保證大程度的提高施工工程質量，在縮短工程周期的同時，還能降低工程成本，提高工程質量優勢，制定方案就要考慮這些標准，符合施工環境的具體要求。

4. 智慧建造怎麼注冊

智慧建造使用手機號碼注冊。智慧建造這樣注冊：下載並打開智慧建造APP。根據提示輸入本人手機號碼，和賬號信息。完成驗證，即可完成注冊。智慧建造是以現代通用的信息技術為基礎，建造領域的數字化技術為支撐，實現建造過程一體化和協同化，並推動工程建造工業化、服務化和平台化變革，從而交付以人為本的綠色工程產品。