BIM 技術(shù)助力工程項(xiàng)目精細(xì)化管理——BIM 技術(shù)在九洲花園2.1.2 期項(xiàng)目建造階段的應(yīng)用

翟 超 賀靈童

(上海魯班企業(yè)管理咨詢(xún)有限公司，上海 200092)

1 工程概況

九洲花園2.1.2 期建設(shè)項(xiàng)目(如圖1)由常州道成置業(yè)有限公司開(kāi)發(fā)，東方監(jiān)理咨詢(xún)有限公司監(jiān)理，江蘇武進(jìn)建筑安裝工程有限公司承建。九洲花園2.1.2 期總建筑面積為55 700m2，其中人防地下室建筑面積為5 700m2，地上為50 000m2，由18#樓(28 層，82.65m 高)、23#樓(27 層，79.75m高)、P3平臺(tái)、人防地下車(chē)庫(kù)四部分組成。

圖1 九洲花園2.1.2.期效果圖

2 當(dāng)前工程項(xiàng)目管理難點(diǎn)和需求

當(dāng)前工程項(xiàng)目管理水平有了很大的提高，尤其是在技術(shù)革新、管理模式創(chuàng)新和項(xiàng)目流程梳理上有了質(zhì)的飛躍，然而制約項(xiàng)目發(fā)展的質(zhì)量、安全、成本問(wèn)題至今是困擾各企業(yè)和高管層?，F(xiàn)在行業(yè)內(nèi)的企業(yè)普遍都有了一套適合企業(yè)和社會(huì)發(fā)展的體系，但是執(zhí)行起來(lái)卻非常困難，工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)量大、各崗位間數(shù)據(jù)流通效率低、團(tuán)隊(duì)協(xié)調(diào)能力差等問(wèn)題成了制約發(fā)展的主要因素，其比較典型地體現(xiàn)在成本管控的各環(huán)節(jié)中。

2.1 項(xiàng)目管理各條線(xiàn)獲取數(shù)據(jù)難度大

工程項(xiàng)目開(kāi)始后會(huì)產(chǎn)生海量的工程數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)獲取的及時(shí)性和準(zhǔn)確性直接影響到各單位、班組的協(xié)調(diào)性水平和項(xiàng)目的精細(xì)化管理水平。然而，現(xiàn)實(shí)中工程管理人員對(duì)于工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取能力是比較差的，這使得采購(gòu)計(jì)劃不準(zhǔn)確、限額領(lǐng)料難執(zhí)行、短周期的多算對(duì)比無(wú)法實(shí)現(xiàn)、過(guò)程數(shù)據(jù)難以管控、“飛單”、“被盜”等現(xiàn)象嚴(yán)重。

2.2 項(xiàng)目管理各條線(xiàn)協(xié)同、共享、合作效率低

工程項(xiàng)目的管理決策者獲取工程數(shù)據(jù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性都不夠，嚴(yán)重制約了各條線(xiàn)管理者對(duì)項(xiàng)目管理的統(tǒng)籌能力。在各工種、各條線(xiàn)、各部門(mén)協(xié)同作業(yè)時(shí)往往憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行布局管理，各方的共享與合作難以實(shí)現(xiàn)，最終難免大家各自為政，工程項(xiàng)目的管理成本驟升、浪費(fèi)嚴(yán)重。

2.3 工程資料難以保存

現(xiàn)在工程項(xiàng)目的大部分資料保存在紙質(zhì)媒介上，由于工程項(xiàng)目的資料種類(lèi)繁多、體量和保存難度過(guò)大、應(yīng)用周期過(guò)長(zhǎng)，在工程項(xiàng)目從開(kāi)始到竣工結(jié)束后大量的施工依據(jù)不易追溯，尤其涉及到變更單、簽證單、技術(shù)核定單、工程聯(lián)系單等重要資料的遺失，將對(duì)工程建設(shè)各方責(zé)權(quán)利的確定與合同的履行造成重要影響。

2.4 設(shè)計(jì)圖紙碰撞檢查與施工難點(diǎn)交底困難多

設(shè)計(jì)院出具的施工圖紙中由于各專(zhuān)業(yè)劃分不同，設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)不同，圖紙最難以考量的是各專(zhuān)業(yè)的相互協(xié)調(diào)問(wèn)題。設(shè)計(jì)圖紙的碰撞問(wèn)題易導(dǎo)致工期延誤、成本增加等問(wèn)題，更給工程質(zhì)量安全帶來(lái)巨大隱患?，F(xiàn)如今建筑物的造型越來(lái)越復(fù)雜，建筑施工周期越來(lái)越短。因此，對(duì)于建筑施工的協(xié)調(diào)管理和技術(shù)交底要求越來(lái)越高，不同素質(zhì)的施工人員，反復(fù)變化的設(shè)計(jì)圖紙使按圖施工的要求顯得有些力不從心。在當(dāng)前工程項(xiàng)目施工過(guò)程中，常常出現(xiàn)不同班組同一部位施工采用不同藍(lán)圖的情況;也出現(xiàn)了建筑成品與施工藍(lán)圖對(duì)不上的情況。施工交底的難度不斷增大。

3 解決方案和關(guān)鍵技術(shù)

3.1 工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)

工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)是以創(chuàng)建的BIM模型和全過(guò)程造價(jià)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，把原來(lái)分散在個(gè)人手中的工程信息模型匯總到企業(yè)，形成一個(gè)匯總的企業(yè)級(jí)項(xiàng)目基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，企業(yè)不同崗位都可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢(xún)和分析，為總部管理和決策提供依據(jù)，為項(xiàng)目部的成本管理提供依據(jù)。

工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)的應(yīng)用流程分為三步:匯集數(shù)據(jù)→整理和分析數(shù)據(jù)→利用分析后的數(shù)據(jù)進(jìn)行成本管控(見(jiàn)圖2)。

工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)由實(shí)物量數(shù)據(jù)和造價(jià)數(shù)據(jù)兩部分構(gòu)成，其中實(shí)物量數(shù)據(jù)可以通過(guò)算量軟件創(chuàng)建的BIM 模型直接導(dǎo)入，造價(jià)數(shù)據(jù)可以通過(guò)造價(jià)軟件導(dǎo)入。通過(guò)建立企業(yè)級(jí)項(xiàng)目基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以自動(dòng)匯總分散在各個(gè)項(xiàng)目中的工程模型，建立企業(yè)工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù);自動(dòng)拆分和統(tǒng)計(jì)不同部門(mén)所需數(shù)據(jù)，為部門(mén)決策做依據(jù);自動(dòng)分析工程人、材、機(jī)數(shù)量，形成多工程對(duì)比，有效控制成本;通過(guò)協(xié)同分享提高部門(mén)間協(xié)同效率，并且建立與ERP 的接口，使得成本分析數(shù)據(jù)信息化、自動(dòng)化和智能化。

3.2 項(xiàng)目基礎(chǔ)數(shù)據(jù)全過(guò)程服務(wù)

項(xiàng)目基礎(chǔ)數(shù)據(jù)全過(guò)程服務(wù)(Project Data Providing Service，PDPS)是由第三方專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)直接為客戶(hù)提供工程BIM 數(shù)字建模、項(xiàng)目基礎(chǔ)數(shù)據(jù)全過(guò)程應(yīng)用支持的服務(wù)性產(chǎn)品，讓苦于缺乏BIM 技術(shù)人才又很想應(yīng)用BIM 技術(shù)創(chuàng)造價(jià)值的項(xiàng)目部和建企達(dá)到利用BIM 技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目精細(xì)化管理的目的。

PDPS 服務(wù)首先是由委托方將業(yè)主方、設(shè)計(jì)、顧問(wèn)單位的圖紙和變更資料轉(zhuǎn)給服務(wù)團(tuán)隊(duì)。其后，服務(wù)團(tuán)隊(duì)利用先進(jìn)的BIM 建造工具和專(zhuān)業(yè)的團(tuán)隊(duì)力量在最短的時(shí)間內(nèi)提供與所取資料完全對(duì)應(yīng)的BIM模型和工程量清單。隨后，在項(xiàng)目過(guò)程中服務(wù)團(tuán)隊(duì)依據(jù)變更單、技術(shù)核定單、工程聯(lián)系單、簽證單等工程相關(guān)資料實(shí)時(shí)維護(hù)更新BIM 數(shù)據(jù)，并將其及時(shí)上傳至BIM 云數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器中，委托方各條線(xiàn)管理人員即可通過(guò)BIM 瀏覽器隨時(shí)隨地看到最新的數(shù)據(jù)。

圖2 工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)應(yīng)用流程圖

PDPS 服務(wù)體系的核心是由BIM 云數(shù)據(jù)中心和BIM 瀏覽器組成的支撐系統(tǒng)。有了PDPS 的支持系統(tǒng)，客戶(hù)幾乎可以得到從圖紙到BIM 數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)服務(wù)，利用BIM 數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、便利性大幅提升，實(shí)現(xiàn)最新數(shù)據(jù)的自助服務(wù)，從而大大擴(kuò)展BIM 應(yīng)用價(jià)值，也使PDPS 實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)，可以規(guī)模化復(fù)制擴(kuò)展。

4 項(xiàng)目實(shí)施

4.1 信息化咨詢(xún)與規(guī)劃

魯班咨詢(xún)首席顧問(wèn)楊寶明博士帶領(lǐng)顧問(wèn)團(tuán)隊(duì)為武進(jìn)建安提供信息化咨詢(xún)服務(wù)，通過(guò)進(jìn)行充分調(diào)研，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)管理特點(diǎn)和項(xiàng)目要求制定了BIM 技術(shù)應(yīng)用規(guī)劃方案，從BIM 技術(shù)應(yīng)用的咨詢(xún)服務(wù)、軟件產(chǎn)品部署、工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)到BIM 技術(shù)人才輸送為武進(jìn)建安項(xiàng)目提供了完善的全過(guò)程服務(wù)。

4.2 組織落實(shí)

武進(jìn)建安八分公司負(fù)責(zé)九洲花園2.1.2 期項(xiàng)目的施工管理。八分公司總經(jīng)理黃才良對(duì)BIM 技術(shù)在該項(xiàng)目的應(yīng)用非常重視，抽調(diào)人員組成專(zhuān)門(mén)的BIM 技術(shù)應(yīng)用小組，調(diào)用公司資源全力配合實(shí)施。雙方成立項(xiàng)目組相互配合，保證項(xiàng)目的合理實(shí)施與有序進(jìn)行。

4.3 信息化培訓(xùn)

武進(jìn)建安公司建立了一個(gè)多功能、全方位的“BIM 技術(shù)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)基地”，咨詢(xún)公司派遣專(zhuān)業(yè)的咨詢(xún)顧問(wèn)和技術(shù)專(zhuān)家從信息化特點(diǎn)、建筑企業(yè)實(shí)施信息化的關(guān)鍵問(wèn)題、BIM 技術(shù)特點(diǎn)、BIM 技術(shù)相關(guān)要求、BIM 技術(shù)應(yīng)用軟件與系統(tǒng)等方面進(jìn)行了培訓(xùn)與交流。不同崗位人員結(jié)合自身的崗位特點(diǎn)和工作特點(diǎn)，通過(guò)培訓(xùn)真正將信息化尤其是BIM 技術(shù)應(yīng)用到日常的工作中，改變傳統(tǒng)的工作習(xí)慣，用現(xiàn)代化的方式實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目管理的協(xié)同作業(yè)，提高工作效率。

4.4 基于BIM 技術(shù)的PDPS 項(xiàng)目應(yīng)用方案的制定與實(shí)施

武進(jìn)建安高層與咨詢(xún)公司高層經(jīng)過(guò)多次洽談協(xié)商后決定在武進(jìn)建安九洲花園2.1.2 期項(xiàng)目中進(jìn)行BIM 技術(shù)應(yīng)用，結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)制定PDPS 項(xiàng)目實(shí)施方案:從建模、算量，造價(jià)數(shù)據(jù)BIM 模型建造;項(xiàng)目管理全過(guò)程BIM 維護(hù)、更新與數(shù)據(jù)提供;鋼筋下料翻料;碰撞檢查;結(jié)算審計(jì);工程資料錄入，建立基于BIM 的工程檔案;現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)等方面提供基于BIM 的工程技術(shù)數(shù)據(jù)服務(wù)，如圖3 所示。

4.4.1 進(jìn)場(chǎng)準(zhǔn)備階段——BIM 模型的創(chuàng)建

根據(jù)第一版施工圖紙、招投標(biāo)文件、招標(biāo)答疑等相關(guān)資料，技術(shù)人員在一周時(shí)間內(nèi)建立九洲花園2.1.2 期項(xiàng)目18#樓、23#樓、P3 平臺(tái)、人防地下車(chē)庫(kù)的土建、鋼筋、安裝BIM 模型(如圖4 所示)。

4.4.2 施工階段——BIM 模型的實(shí)時(shí)維護(hù)

· BIM 模型的維護(hù)與更新

魯班測(cè)量五部根據(jù)變更單、簽證單、工程聯(lián)系單。

圖3 九洲花園項(xiàng)目BIM 技術(shù)應(yīng)用方案

技術(shù)核定單等相關(guān)資料派駐人員進(jìn)駐現(xiàn)場(chǎng)配合武進(jìn)建安九洲花園2.1.2 期項(xiàng)目部相關(guān)人員實(shí)時(shí)對(duì)BIM 模型進(jìn)行維護(hù)、更新，為項(xiàng)目各管理?xiàng)l線(xiàn)提供最為及時(shí)、準(zhǔn)確的工程數(shù)據(jù)。

· 碰撞檢查

傳統(tǒng)施工管理中二維平面圖紙很難發(fā)現(xiàn)不同系統(tǒng)的管件碰撞問(wèn)題，由此引發(fā)返工造成極大的成本浪費(fèi)與工期延誤。利用BIM模型可以輕松快捷地檢查在三維空間環(huán)境下各專(zhuān)業(yè)的碰撞情況，九洲花園項(xiàng)目中利用BIM 模型檢查出人防地下車(chē)庫(kù)機(jī)電安裝工程中進(jìn)水管與風(fēng)管發(fā)生碰撞(如圖6 所示)、消防系統(tǒng)與風(fēng)系統(tǒng)發(fā)生碰撞等幾百處碰撞，利用變更條件進(jìn)行BIM 維護(hù)，提前反映施工設(shè)計(jì)問(wèn)題，避免返工與浪費(fèi)。

· 材料過(guò)程控制

利用BIM 模型的4D 關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫(kù)，快速、準(zhǔn)確獲得過(guò)程中工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)拆分實(shí)物量，隨時(shí)為采購(gòu)計(jì)劃的制定提供及時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐，隨時(shí)為限額領(lǐng)料提供及時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐(如圖7 所示)，為飛單等現(xiàn)場(chǎng)管理情況提供審核基礎(chǔ)。

· 月進(jìn)度款項(xiàng)確認(rèn)

根據(jù)BIM 技術(shù)4D 關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫(kù)、合同和圖紙等相關(guān)要求設(shè)定相應(yīng)參數(shù)快速、準(zhǔn)確獲得進(jìn)度工程量，直接框圖出價(jià)(如圖8 所示)，實(shí)現(xiàn)過(guò)程三算對(duì)比，進(jìn)行月度產(chǎn)值核算，有效實(shí)現(xiàn)進(jìn)度控制。

· 虛擬施工指導(dǎo)

傳統(tǒng)施工管理模式下，圖紙審核不清晰，施工過(guò)程損耗大，不同班組施工采用多版圖紙等管理混亂的嚴(yán)重現(xiàn)象。利用BIM 模型的虛擬性與可視化，提前反映施工難點(diǎn)，避免返工現(xiàn)象;模擬展現(xiàn)施工工藝，三維模型交底，提升各部門(mén)間協(xié)同溝通效率;模擬施工流程，優(yōu)化施工過(guò)程管理(如圖9 所示)。

4.4.3 竣工結(jié)算階段——BIM 模型的提交

魯班測(cè)量五部將配合武進(jìn)建安九洲花園2.1.2 期項(xiàng)目部人員匯總施工各相關(guān)資料制定最終的全專(zhuān)業(yè)BIM 模型，包括工程結(jié)算電子數(shù)據(jù)、工程電子資料、指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析資料并刻錄成光盤(pán)備份保存。PDPS 項(xiàng)目所記錄的資料同樣會(huì)保存在服務(wù)器中，便于日后對(duì)該項(xiàng)目的查找和追溯，可以快速、準(zhǔn)確地對(duì)工程各種資料進(jìn)行定位。大量的數(shù)據(jù)留存與服務(wù)器經(jīng)過(guò)相應(yīng)處理形成建筑企業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)，日積月累為企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持。

5 項(xiàng)目應(yīng)用成效和價(jià)值

BIM 技術(shù)在九洲花園項(xiàng)目上的應(yīng)用，工程項(xiàng)目各管理?xiàng)l線(xiàn)可以快速、準(zhǔn)確的獲取工程管理所需的各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)管理者的決策給予巨大幫助;BIM 技術(shù)的虛擬三維模型和4D 關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫(kù)為項(xiàng)目工程進(jìn)度保證，工程成本控制，工程難點(diǎn)提前反映等提供了幫助;項(xiàng)目各管理?xiàng)l線(xiàn)的協(xié)同、共享、合作效率進(jìn)一步提高。武進(jìn)建安公司利用BIM 技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云技術(shù)的結(jié)合擁有與項(xiàng)目部的對(duì)稱(chēng)的信息，可以及時(shí)、準(zhǔn)確的下達(dá)指令，減少了溝通的成本，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目精細(xì)化管理，成就了企業(yè)與項(xiàng)目部的雙贏。

武進(jìn)建安九洲花園2.1.2 期項(xiàng)目首次利用BIM 技術(shù)進(jìn)行虛擬建造提升項(xiàng)目精細(xì)化管理水平，得到了領(lǐng)導(dǎo)和業(yè)界的高度贊賞，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)與社會(huì)效應(yīng)。2010 年10 月20 日，常州市委、市政府在九洲花園項(xiàng)目工地舉辦了示范工程現(xiàn)場(chǎng)會(huì);2010 年11 月4 日，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司司長(zhǎng)吳慧娟同志蒞臨武進(jìn)建安九洲花園項(xiàng)目部視察指導(dǎo);2010 年11 月10 日，山西四建派團(tuán)參觀了武進(jìn)建安八分公司項(xiàng)目部。