徐毅

（核工業(yè)工程研究設(shè)計有限公司）

1 引言

當(dāng)下階段，不少的國家已經(jīng)將BIM 技術(shù)投入核電站設(shè)計中，為整個核電安裝施工工程提供高效的技術(shù)支持和質(zhì)量的保證。BIM技術(shù)中充分的運(yùn)用到了三維立體技術(shù)進(jìn)行安裝現(xiàn)場所需要的數(shù)據(jù)模擬，利用3D 立體模型圖讓施工人員對細(xì)節(jié)性的工作更加了解，提高了核電安裝的施工效率。在核電安裝中使用三維立體模型圖的項(xiàng)目分為幾種：相關(guān)組件、設(shè)備采用、人員管理、土建等。

2 BIM技術(shù)的特點(diǎn)

在現(xiàn)代化的科技技術(shù)中，BIM可謂占據(jù)著頭彩。不僅具有其他技術(shù)涵蓋不到的統(tǒng)一性、制度規(guī)范性、信息庫龐大、自主更新性等特征，更能將核電安裝施工過程中所需使用到的各種組件設(shè)備中的屬性進(jìn)行歸納，讓其變?yōu)樽陨砑夹g(shù)所擁有的信息資源，為后續(xù)的施工安裝提供穩(wěn)定信息支持，在對組件情況了解的基礎(chǔ)上為安裝施工減少成本消耗和人員消耗。以往在核電安裝中常常會因?yàn)槭┕ぶ芷谳^長，所使用到的信息資源龐大，無法設(shè)立專用信息人員為施工提供穩(wěn)定信息，導(dǎo)致各種施工事故頻發(fā)。但將BIM技術(shù)投入使用后，通過其自身依靠編碼程序建立專屬的員工使用平臺，為施工過程提供專項(xiàng)的信息服務(wù)，保障施工安全和質(zhì)量。通過一人傳達(dá)至所有施工人員，以線上接收信息的方式，大大節(jié)省了施工周期時間。BIM 技術(shù)對現(xiàn)代建筑行業(yè)和工業(yè)而言，有著不可或缺的重要作用，其中可視化作為BIM 技術(shù)的優(yōu)勢，在安裝現(xiàn)場即可以進(jìn)行全方位、透明化的施工監(jiān)督，為工程人員提供專屬交流平臺，減少時間的浪費(fèi)，提高施工效率，全面優(yōu)化了傳統(tǒng)施工現(xiàn)場的管理模式[1]。

3 核電安裝施工現(xiàn)場重大安全事故及其成因

現(xiàn)階段的核電安裝施工中存在眾多的安全隱患，類似于人員撞擊、技術(shù)不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致的質(zhì)量問題、機(jī)械故障等風(fēng)險事故在施工過程中最為常見。

1）核電安裝現(xiàn)場的機(jī)械設(shè)計了解不夠完善

核電安裝施工現(xiàn)場中由于部分技術(shù)人員工作態(tài)度消極，認(rèn)為自身經(jīng)驗(yàn)大于施工安全，故疏忽了對所使用機(jī)械的檢查和審核，直接提高了安裝過程中機(jī)械事故的風(fēng)險，并在安裝過后沒有養(yǎng)成機(jī)械定期檢查和維護(hù)的習(xí)慣，導(dǎo)致風(fēng)險源擴(kuò)大。

2）相關(guān)工作人員的安全意識低下

核電相關(guān)企業(yè)不注重定期的技術(shù)培訓(xùn)，導(dǎo)致員工對核電安裝過程缺乏安全意識，增加了危險因素。企業(yè)往往更注重對施工時間的把控，反而忽略了質(zhì)量和人員安全，現(xiàn)場施工管理不到位。

3）安裝施工現(xiàn)場的安全防護(hù)不到位

核電企業(yè)的廠區(qū)相對其他行業(yè)而言，其占地面積較大，所需使用到的安裝組件較為繁雜，但由于施工現(xiàn)場對于員工的安全保護(hù)意識不強(qiáng)以及對現(xiàn)場所采用的組件信息了解不夠完整，增加了施工危險[2]。

4 BIM與核電多項(xiàng)目管理系統(tǒng)的集成

核電多項(xiàng)目管理信息系統(tǒng)ENPower是在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)支持下建立的系統(tǒng)的、高集成度的信息系統(tǒng)，它管理核電建造過程各階段業(yè)務(wù)的全部信息，包括鋼筋加工料單信息。要將BIM 技術(shù)應(yīng)用到鋼筋自動加工中就必須實(shí)現(xiàn)BIM 與ENPower的集成。

BENTLEY 在BIM 技術(shù)中提供了模型技術(shù)，為了讓施工人員與管理層之間的雙向監(jiān)督更加緊密和貼切，運(yùn)用其模型中的項(xiàng)目模擬和資料信息對現(xiàn)場危險源進(jìn)行排查，得出高風(fēng)險因素后，及時通過彈窗提醒管理人員對其進(jìn)行處理。那么存在于BIM技術(shù)中的I-MODEL不僅減少了人力資源的浪費(fèi)，其在運(yùn)行過程中只需利用數(shù)據(jù)庫資源進(jìn)行比擬和綜合，對所使用的安裝組件進(jìn)行合理搭配，得出完整的組成控件，將其提供給施工人員[3]。通過各種軟件與IMODEL相融合和輔助，依靠模塊之間的互相對比和利用，讓施工現(xiàn)場人員對所需使用的信息資源有了較為清晰的認(rèn)知。BIM技術(shù)不僅具有同時記憶的功能，還能將安裝所需信息進(jìn)行歸納和吸收，為后期的細(xì)節(jié)修改提供保障。

5 應(yīng)用中的不足

目前各類堆型的核電工程中約有近200種二維和三維組件形狀，采用BVBS 碼格式能夠準(zhǔn)確表達(dá)其中約100 種常用組件形狀。但對于非標(biāo)準(zhǔn)、異形設(shè)備，數(shù)控加工難以解決技術(shù)問題，仍需要借助常規(guī)加工設(shè)備。數(shù)控設(shè)備與常規(guī)設(shè)備搭配使用，解決不同的加工需求，數(shù)控設(shè)備的高效性可以解決批量化半成品加工，常規(guī)設(shè)備的靈活性可以解決非標(biāo)構(gòu)件、零星變更補(bǔ)料等需求。

充分發(fā)揮BIM 技術(shù)在核電安裝中的作用，利用其具有將各種相關(guān)組件合理搭配，方便施工人員使用等特性為安裝施工現(xiàn)場的質(zhì)量和效率提高做出了貢獻(xiàn)。在安裝過程中所需要的設(shè)備組件其效率通過BIM 技術(shù)的比對后增加了百分之三十，這一數(shù)據(jù)對核電工程而言無疑是對BIM技術(shù)的認(rèn)可。故其具有減少成本消耗和企業(yè)產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)投入的特點(diǎn)，為核電廠的未來發(fā)展和經(jīng)濟(jì)收益提高了百分比，不僅是未來核電安裝的趨勢，更是未來建筑以及工業(yè)市場所流行的大方向[4]。

6 BIM技術(shù)在施工行業(yè)中的具體應(yīng)用

傳統(tǒng)的安裝圖紙內(nèi)容用點(diǎn)線形式來體現(xiàn)，但是，復(fù)雜和繁重的二維設(shè)計是很難靠想象來完成安裝施工的，施工企業(yè)對BIM進(jìn)行深化設(shè)計，在滿足用戶使用功能要求的基礎(chǔ)上，更好地結(jié)合施工現(xiàn)場環(huán)境和施工工藝要求的特點(diǎn)，通過模型設(shè)計方案優(yōu)化，創(chuàng)造更多的利潤空間，可為企業(yè)帶來直接利益。

BIM技術(shù)的廣泛運(yùn)用不僅可以為核電安裝現(xiàn)場的安全防護(hù)和人員管理提供規(guī)范化、統(tǒng)一性的作用，還對核電安裝步驟進(jìn)行實(shí)時的模型建立，提高整體的核電安裝工程效率。其中有兩點(diǎn)較為明顯的特征：①BIM 技術(shù)能將現(xiàn)場布置情況一比一實(shí)現(xiàn)在模擬圖形中，利用三維立體優(yōu)勢和豐富的技術(shù)數(shù)據(jù)信息對施工現(xiàn)場的流程進(jìn)行比擬，依靠計算程序得出其風(fēng)險率和成功率；②BIM 技術(shù)能將安裝過程中人員防護(hù)安全進(jìn)行管理，通過對施工步驟的判斷和預(yù)判，對下一步流程中的危險因素進(jìn)行排查，通過數(shù)據(jù)端提供給施工人員前方危險源，提高了施工現(xiàn)場員工的安全意識[5]。同時，對整個工程的完成情況進(jìn)行預(yù)先建模，讓管理層在施工初期能對結(jié)果進(jìn)行審查，以免工程開始后造成不可逆的后果，提高了核電安裝施工的效率和質(zhì)量，避免返工和調(diào)整。

6.1 優(yōu)化施工邏輯、壓縮工期

充分利用BIM 技術(shù)，讓其發(fā)揮自身在安裝過程中供給的優(yōu)勢，為施工步驟建立初步模型圖，幫助管理人員和施工人員對其提早熟悉，為后期的施工提高安全意識和效率。在安裝過程中，員工可以利用其平臺中的龐大數(shù)據(jù)庫對所使用的施工數(shù)據(jù)進(jìn)行審查和比對，在更加直觀地掌握信息資源后，通過BIM技術(shù)中的預(yù)測方案功能對施工步驟進(jìn)行完善，有效減少施工周期和成本消耗。

6.2 成本管控、減少浪費(fèi)

5D 成本控制平臺是模型在進(jìn)度控制的基礎(chǔ)上進(jìn)行關(guān)聯(lián)定額信息形成的，在實(shí)際施工過程中，可通過班長日報等軟件反饋每天的成本數(shù)據(jù)，對比核實(shí)成本執(zhí)行狀況、資金需求、資源消耗、倉庫儲備情況，可及時發(fā)出材料預(yù)警、施工動員，做出有利的措施。

6.3 安全質(zhì)量、節(jié)約成本

BIM技術(shù)中帶有的數(shù)字化和云計算功能能為施工過程所需信息整合提供完整的計算步驟和分析結(jié)果。對所需要注意的流程進(jìn)行線路檢測、虛擬模型建造、資本運(yùn)算、線路優(yōu)先排布等。為相關(guān)工作人員減少工作量的同時提高了施工現(xiàn)場的質(zhì)量和精準(zhǔn)性，為核電安裝工程的整體施工步驟進(jìn)行優(yōu)化和定期更新，保障施工步驟與管理層人員之間的緊密聯(lián)系，提供其監(jiān)督平臺，杜絕施工危險源的產(chǎn)生。

6.4 安全風(fēng)險、智慧識別

數(shù)字模型能夠虛擬地還原出核島施工內(nèi)外部的基本信息，技術(shù)支持人員能夠在施工初期依據(jù)模型，結(jié)合智慧監(jiān)控引導(dǎo)系統(tǒng)對項(xiàng)目施工全過程中存在的危險區(qū)域智慧識別，針對不同區(qū)域的危險源等級進(jìn)行分類，采取報警引導(dǎo)+實(shí)體隔離措施，防止人員進(jìn)入危險區(qū)域內(nèi)作業(yè)，同時將進(jìn)行安全通道標(biāo)示，引導(dǎo)外來人員和施工人員安全通行，避免因誤入危險區(qū)域而導(dǎo)致安全事故發(fā)生。

6.5 數(shù)字建造、綠色施工

由于近些年來國家對核電工程的重視度增加，故在整個施工過程中提供了專用的監(jiān)督設(shè)備，以提高施工現(xiàn)場質(zhì)量以及人員安全意識為目標(biāo)，設(shè)立監(jiān)控技術(shù)中需具備對員工的人身檢查、工作時效監(jiān)督、氧氣超標(biāo)、外來人員阻擋等功能。在未來的數(shù)字化建設(shè)中，以智慧工地為標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)科技與人力相輔助合作的施工現(xiàn)場。合理運(yùn)用各種科研技術(shù)，例如BIM+網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為核電安裝現(xiàn)場進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)覆蓋，提高員工安全意識以及工作意識，打造智慧施工現(xiàn)場和數(shù)字化相結(jié)合的未來施工概況。制定虛擬建造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，使項(xiàng)目BIM 技術(shù)點(diǎn)式應(yīng)用集成為規(guī)范的系統(tǒng)應(yīng)用，形成標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用流程?；贐IM 技術(shù)的可視化、仿真性、協(xié)調(diào)性、優(yōu)化性特點(diǎn)，將BIM與施工管理和資源相結(jié)合，在施工前開展多維度動態(tài)模擬，可在施工建造中提前發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，為項(xiàng)目的效率提高提供數(shù)據(jù)支持，對項(xiàng)目實(shí)施決策起到重要的支持作用。

6.6 場地立體規(guī)劃

在核電廠建筑施工里需解決的問題就是高效合理利用可用空間。使用BIM技術(shù)可以很好地解決這一問題，首先測量施工現(xiàn)場周圍的位置信息，還有建筑物紅線的范圍。隨后，利用BIM 技術(shù)將這些信息結(jié)合建立出三維模型，管理人員通過模型合理分配施工場地，使施工位置和施工的工序合理，防止因?yàn)榭臻g不足出現(xiàn)施工材料搬運(yùn)麻煩的問題。使用BIM模型還可以將施工項(xiàng)目的“三區(qū)”設(shè)置得更加美觀和合理。

7 結(jié)語

以往的核電安裝施工過程通常使用紙筆進(jìn)行數(shù)據(jù)資源的整合和運(yùn)算，無法保障其數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度以及后期能否二次利用，故導(dǎo)致安裝現(xiàn)場人員安全意識和工作意識低下，拉低整個核電安裝現(xiàn)場質(zhì)量，影響核電企業(yè)行業(yè)信譽(yù)以及群眾信賴度。但現(xiàn)今，在引進(jìn)BIM技術(shù)理念后，運(yùn)用其三維立體建模功能，實(shí)現(xiàn)對安裝現(xiàn)場的預(yù)測和數(shù)據(jù)精準(zhǔn)比對以及豐富的信息資源，提高現(xiàn)場施工質(zhì)量的同時，為企業(yè)樹立良好形象，方便相關(guān)技術(shù)人員實(shí)時進(jìn)行使用和監(jiān)督，由于其具有歸納和存儲數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，合理保存數(shù)據(jù)作用于后期的返工和調(diào)整中。現(xiàn)階段發(fā)展BIM技術(shù)運(yùn)用于核電安裝中是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智慧化施工的必行之路。