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    推進教學平臺建設 BIM引領學科專業發展

    發布時間:2021年06月22日發布部門:建筑工程學院 字體大?。?em id="s">小

    (周雨薇)建筑信息模型(Building Information Modeling,簡稱BIM),被定義成由完全和充足信息構成以支持生命周期管理,并可由電腦應用程序直接解釋的建筑或建筑工程信息模型。簡言之,即數字技術支撐的對建筑環境的生命周期管理。BIM技術應用帶來建筑業的信息革命,是建筑業轉型升級和實現可持續發展的重要技術體系保障。

    早在2013年,我校就開展了BIM技術研究和BIM實驗室建設。2017年,引進我國BIM技術領域資深專家、中國建筑學會工程管理分會BIM專業委員會委員、廣東省土木工程協同設計與工程虛擬仿真中心主任馮為民教授作為重點學科負責人,組建教學科研團隊,開展相關教學科研工作。

    團隊以建筑信息模型(BIM)為工程載體,結合虛擬仿真技術和大數據技術實現工程管理類專業教學對象的可視化和協同性,學生針對復雜工程問題和場景,利用仿真模擬和優化方法,綜合解決技術和管理問題。教學貼近工程實際背景,在學生掌握新的工程設計和建造方法的同時,提高學生學習興趣和對專業知識的綜合應用能力,有效實現了教學方法和專業知識的“雙更新”。BIM5D設計建造與管理系統的開發應用,BIM云平臺大數據協同,BIM工程模型與浸入式VR體驗融合的教學環境開放利用,以及工作室實踐活動,觸發了大量本科生和教師參與企業智慧建造工程應用,使得校企雙方取得大量學科競賽、科學研究和工程應用成果。

    一、BIM+VR虛擬仿真實驗室

    BIM+VR虛擬仿真實驗室建設方案主要針對各建筑專業課程提供“BIM展示系統”、“BIM教學考核系統”、“BIM工程模擬系統”等三大模塊,是一套支持跨屏以及多人協同式的解決方案。其中虛擬現實VR系統是指大型LED顯示平臺、人機交互光學追蹤系統與專業的虛擬現實平臺軟件引擎、虛擬現實開發軟件、虛擬現實課資源庫平臺、虛擬現實頭盔等軟硬件相結合,具備多人協同和人機交互操作的功能的解決方案,實驗室與BIM行業相融合,實現了教、學、考、練,同時依托該中心可實現全校專業的覆蓋,滿足校級層面的資源共享和專業覆蓋。

    圖1  實驗室建設方案系統架構圖

    圖2 虛擬仿真課程開發與實訓平臺

     

    教研團隊通過合作開發和采購相結合的方式建立了虛擬仿真課程開發平臺,建設了虛擬仿真實驗項目100多項,并在教學中應用。

    圖3  實驗室應用實景

    二、廣東省工業機器人集成與應用工程技術研究中心

    基于省級工程中心的平臺,建筑工程學院師生開展了基于BIM技術的建筑機器人相關研究工作:基于BIM云技術的通用行走底座模塊建筑施工機器人原型設計方法及施工安全控制與預警平臺。目前主要完成了基于行走底座模塊建筑施工機器人系統原型架構的參數化(BIM)模型建立方法研究,以選用履帶式行走作為通用施工機器人的行走底盤,根據運動關系,對機器人運動體系進行系統分解,作為系統運動模型研究對象。研究工作基本架構如下圖所示:  

    圖4 基于BIM云技術的建造機器人應用研究領域

    圖5 結合工業機器人集成應用工程中心與廣東粵能開展校企協同育人工作

    圖6 通用行走底座模塊建筑施工機器人模型

     

    經過研究團隊的工作,目前已受理及授權發明專利和實用新型專利若干個,包括:一種基于模塊化自由組合的運輸車、一種智能起吊傳輸運裝機器人、一種傾斜攝影裝置等。

    三、專業工作室建設

    學校建立了多個專業工作室,為學生提供了大量BIM專業學習、工程應用實踐、學科競賽、創新創業訓練和就業的機會,引導學生開展第二課堂教學,結合企業需求和復雜工程背景進行專業訓練、科技開發和創新創業活動。先后建立包括BIM工作室在內的5個工作室,每年參與工作室訓練的學生人數近三百人次,校企指導老師30余人。

    表1 BIM相關的工作室建設情況

    序號

    名稱

    級別

    1

    建筑信息化工作室

    校級

    2

    小企鵝雙師工作室

    校級

    3

    國敬BIM工作室

    院級

    4

    BIM工作室

    院級

    5

    項目管理工作室

    院級

     

    圖7 BIM工作室校企導師對學生進行工程項目實踐指導

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