推进教学平台建设 BIM引领学科专业发展

早在2013年，我校就开展了BIM技术研究和BIM实验室建设。2017年，引进我国BIM技术领域资深专家、中国建筑学会工程管理分会BIM专业委员会委员、广东省土木工程协同设计与工程虚拟仿真中心主任冯为民教授作为重点学科负责人，组建教学科研团队，开展相关教学科研工作。

团队以建筑信息模型（BIM）为工程载体，结合虚拟仿真技术和大数据技术实现工程管理类专业教学对象的可视化和协同性，学生针对复杂工程问题和场景，利用仿真模拟和优化方法，综合解决技术和管理问题。教学贴近工程实际背景，在学生掌握新的工程设计和建造方法的同时，提高学生学习兴趣和对专业知识的综合应用能力，有效实现了教学方法和专业知识的“双更新”。BIM5D设计建造与管理系统的开发应用，BIM云平台大数据协同，BIM工程模型与浸入式VR体验融合的教学环境开放利用，以及工作室实践活动，触发了大量本科生和教师参与企业智慧建造工程应用，使得校企双方取得大量学科竞赛、科学研究和工程应用成果。

一、BIM+VR虚拟仿真实验室

BIM+VR虚拟仿真实验室建设方案主要针对各建筑专业课程提供“BIM展示系统”、“BIM教学考核系统”、“BIM工程模拟系统”等三大模块，是一套支持跨屏以及多人协同式的解决方案。其中虚拟现实VR系统是指大型LED显示平台、人机交互光学追踪系统与专业的虚拟现实平台软件引擎、虚拟现实开发软件、虚拟现实课资源库平台、虛拟现实头盔等软硬件相结合，具备多人协同和人机交互操作的功能的解决方案，实验室与BIM行业相融合，实现了教、学、考、练，同时依托该中心可实现全校专业的覆盖，满足校级层面的资源共享和专业覆盖。

图1  实验室建设方案系统架构图

图2 虚拟仿真课程开发与实训平台

教研团队通过合作开发和采购相结合的方式建立了虚拟仿真课程开发平台，建设了虚拟仿真实验项目100多项，并在教学中应用。

图3  实验室应用实景

二、广东省工业机器人集成与应用工程技术研究中心

基于省级工程中心的平台，建筑工程学院师生开展了基于BIM技术的建筑机器人相关研究工作：基于BIM云技术的通用行走底座模块建筑施工机器人原型设计方法及施工安全控制与预警平台。目前主要完成了基于行走底座模块建筑施工机器人系统原型架构的参数化(BIM)模型建立方法研究，以选用履带式行走作为通用施工机器人的行走底盘，根据运动关系，对机器人运动体系进行系统分解，作为系统运动模型研究对象。研究工作基本架构如下图所示：  

图4 基于BIM云技术的建造机器人应用研究领域

图5 结合工业机器人集成应用工程中心与广东粤能开展校企协同育人工作

图6 通用行走底座模块建筑施工机器人模型

经过研究团队的工作，目前已受理及授权发明专利和实用新型专利若干个，包括：一种基于模块化自由组合的运输车、一种智能起吊传输运装机器人、一种倾斜摄影装置等。

三、专业工作室建设

学校建立了多个专业工作室，为学生提供了大量BIM专业学习、工程应用实践、学科竞赛、创新创业训练和就业的机会，引导学生开展第二课堂教学，结合企业需求和复杂工程背景进行专业训练、科技开发和创新创业活动。先后建立包括BIM工作室在内的5个工作室，每年参与工作室训练的学生人数近三百人次，校企指导老师30余人。

表1 BIM相关的工作室建设情况

图7 BIM工作室校企导师对学生进行工程项目实践指导