潘多忠

(深圳市首嘉工程顧問有限公司，深圳 518054)

1 引言

近幾年來，BIM 技術(shù)在國內(nèi)外的研究、開發(fā)和應(yīng)用越來越多。從軟件本身、軟件之間的數(shù)據(jù)交換以及在項目中的具體實施等，大量成果說明BIM 技術(shù)將帶動行業(yè)走向更高的臺階［1］。在工程建設(shè)項目中，如何體現(xiàn)全過程精細(xì)化管理，是多年來追求的目標(biāo)和方向，既是BIM 技術(shù)應(yīng)用若干年來，真正做到全過程應(yīng)用并取得理想效果，在總體投資項目中的比例仍然很小。其中，BIM 技術(shù)的實施標(biāo)準(zhǔn)、大數(shù)據(jù)的提煉與轉(zhuǎn)化應(yīng)用、專業(yè)軟件的選用等，一直是BIM 技術(shù)的關(guān)鍵。

大柵欄北京坊項目(簡稱大柵欄項目)是承載北京和大柵欄地域文化的商業(yè)項目，北起西河沿街，南至廊房二條，西起煤市街，東至珠寶市街，總用地面積約3.74 萬m2。該項目是基于大柵欄C 地塊中臨街的8 個單體建筑組成的建筑集群。通過大量扶梯、直梯以及步行樓梯的組合使用，形成立體式交通體系，地下4 層建設(shè)了超大容量的車庫，以解決大柵欄地區(qū)停車難問題。

由于項目體量大、工程施工區(qū)域小、工期緊、品質(zhì)要求高、超大型多層地下車庫地下空間關(guān)系復(fù)雜，大柵欄北京坊引入了專業(yè)的建筑信息模型(BIM)和設(shè)施管理咨詢服務(wù)團(tuán)隊合作，協(xié)助業(yè)主項目管理方進(jìn)行了大柵欄項目BIM 實施方案的設(shè)計部署、標(biāo)準(zhǔn)制定、平臺建設(shè)及技術(shù)咨詢，提出了“設(shè)計-施工-運(yùn)維模型一體化”的工程項目BIM 精細(xì)化管理方案，力求達(dá)到以下應(yīng)用目標(biāo):

(1)利用BIM 三維協(xié)同設(shè)計功能，提前解決設(shè)計中專業(yè)綜合及“錯漏碰缺”問題;

(2)利用BIM 技術(shù)切實提高項目管理過程中對于工程進(jìn)度、造價、質(zhì)量等方面的管控水平;

(3)面向設(shè)計、施工和運(yùn)維的需要，將項目建設(shè)過程中的BIM 信息采集規(guī)范化，實現(xiàn)基于BIM 模型的數(shù)字化交付;

(4)實現(xiàn)基于BIM 的FM 運(yùn)維管理，探索BIM精細(xì)化管理之路，將BIM 的價值在運(yùn)維階段得到真正體現(xiàn);

(5)建立企業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)BIM 數(shù)據(jù)庫，快速用于類似項目的管理和實施。

2 大柵欄項目BIM 精細(xì)化管理解決方案

BIM 的核心價值在于信息，以及信息的流轉(zhuǎn)和傳遞，即數(shù)據(jù)共享和協(xié)同工作，BIM 的應(yīng)用就是對信息的應(yīng)用(包括幾何信息、屬性信息)，信息不準(zhǔn)確就不是真正的BIM(只是三維設(shè)計)，而且BIM 的最終受益方應(yīng)該是業(yè)主［2］，基于這些基本理念和認(rèn)識，大柵欄項目從建筑全過程的角度出發(fā)，建立了BIM 技術(shù)、云平臺技術(shù)相結(jié)合的工程精細(xì)化管理平臺，其基本技術(shù)架構(gòu)如圖1。

圖1 大柵欄項目BIM 精細(xì)化管理技術(shù)架構(gòu)

大柵欄項目建設(shè)之初就引入管理云平臺，在擴(kuò)初設(shè)計階段引入BIM，并在BIM 模型建立過程中貫徹和執(zhí)行設(shè)施管理(FM)數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，將運(yùn)維所需的設(shè)備臺帳和設(shè)備參數(shù)、文檔搜集到管理平臺，從而并保證在工程完工時將準(zhǔn)確的竣工BIM 模型和運(yùn)維管理系統(tǒng)交付給設(shè)施管理部門，真正實現(xiàn)BIM 在建筑項目全過程的應(yīng)用，從而提高業(yè)主在進(jìn)度管理、成本控制和工程質(zhì)量上的管理水平。工程管理過程中問題解決的思路如圖2。

圖2 BIM 精細(xì)化管理問題解決思路

基于云技術(shù)開發(fā)的BIM 工程項目管理云平臺，部署在大柵欄項目提供的企業(yè)云計算數(shù)據(jù)中心，作為大柵欄項目的一體化管理平臺。主要功能模塊包括:

(1)項目信息管理:提供項目問題跟蹤、進(jìn)度計劃、安全信息、質(zhì)量信息等全方位信息管理。

(2)數(shù)據(jù)中心:將BIM 模型的空間信息、設(shè)備信息同步到管理平臺，提供BIM 算量清單、設(shè)備屬性模板，按運(yùn)維的需求采集項目各參與方提供的數(shù)據(jù)。

(3)流程中心:提供變更流程、驗收流程等工程相關(guān)的工作流，總包、工程監(jiān)理、造價咨詢、分包方、業(yè)主等各方通過工作流協(xié)同工作。保障BIM 模型及時按現(xiàn)場實際情況變更，分項驗收工作依據(jù)BIM數(shù)據(jù)進(jìn)行。

(4)招標(biāo)中心:提供各個分包招投標(biāo)的全過程跟蹤，按照BIM 設(shè)備屬性模板要求中標(biāo)方填報設(shè)備參數(shù)，上傳設(shè)備文檔。

(5)文檔中心:匯集項目過程中的CAD 圖紙、BIM 模型、合同、會議紀(jì)要、工程聯(lián)系單、現(xiàn)場照片等各種文檔資料。

大柵欄項目BIM 精細(xì)化管理云平臺的使用界面如圖3。

大柵欄項目從設(shè)計階段初期就推行基于BIM的工程信息管理云平臺，所有的數(shù)據(jù)和主要的工作流程是通過管理平臺實現(xiàn)的。管理平臺的工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫由兩部分構(gòu)成:(1)實物量數(shù)據(jù):通過BIM模型直接導(dǎo)入;(2)工程管理數(shù)據(jù):需要項目各方在實施過程中按照工作流程上傳和分享［3］。

項目實施過程中BIM 的流程標(biāo)準(zhǔn)［4］，包括施工總包、施工分包、BIM 團(tuán)隊等等的流程關(guān)系，都通過云平臺在整個日常工程推進(jìn)中發(fā)揮作用，也是逐步落地的管理流程。另外，目標(biāo)的制定、模型的文件、模型的構(gòu)建、文件的標(biāo)準(zhǔn)、項目的模板，在整個推進(jìn)過程中也通過云平臺逐步落地和存檔。大柵欄項目BIM 精細(xì)化管理實施總體流程如圖4。

在項目實施的過程中，發(fā)現(xiàn)基于BIM 的工程管理云平臺具有以下特點:

(1)全面性:一個匯總工程全過程信息的企業(yè)級項目基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫;

(2)權(quán)限管理:支持項目所有參與方的相關(guān)人員使用，根據(jù)不同崗位，進(jìn)行不同層次數(shù)據(jù)的查詢、分析和完善;

(3)文件關(guān)聯(lián):實現(xiàn)對管理文件之間、管理文件與三維模型之間的關(guān)聯(lián)，不再孤立的圖檔;

(4)實時性:數(shù)據(jù)實時更新，提供最新最準(zhǔn)確的工程信息和BIM 模型;

(5)便捷性:客戶可使用ipad、手機(jī)、電腦等各種客戶端，隨時隨地訪問工程數(shù)據(jù)。

圖3 大柵欄項目BIM 管理云平臺

圖4 大柵欄項目BIM 精細(xì)化管理實施總體流程

3 大柵欄項目BIM 全過程應(yīng)用

大柵欄項目實施的過程中，依托工程管理云平臺，切實使用BIM 技術(shù)在設(shè)計、招投標(biāo)、施工和運(yùn)維四個階段的應(yīng)用，真正實現(xiàn)基于BIM 的建筑項目全過程的管理。

3.1 設(shè)計階段

早在初步設(shè)計階段，引入了專業(yè)的BIM 咨詢團(tuán)隊。大柵欄項目的BIM 團(tuán)隊根據(jù)項目進(jìn)度需要，已經(jīng)建立所有主要單體的BIM 模型，完成碰撞檢測、管線綜合和性能分析等工作，并與設(shè)計方協(xié)調(diào)后修改圖紙，更新BIM 模型，解決錯漏碰缺等問題。設(shè)計階段BIM 實施的要點如下:

(1)BIM 團(tuán)隊完成各專業(yè)建模后開始碰撞檢查工作，并提出各幢單體的碰撞檢查報告。

(2)項目管理部召集設(shè)計方和BIM 團(tuán)隊召開BIM 施工深化設(shè)計圖會審會議，基于碰撞報告逐條共同商議解決方案或方向，各工種根據(jù)會議要求調(diào)整自己的施工圖深化設(shè)計。

(3)各專業(yè)管線綜合的工程是一個不斷嘗試的過程，直至完成整個項目的整體管線綜合，并形成BIM 施工深化設(shè)計模型。

(4)依據(jù)設(shè)計團(tuán)隊要求，完成幕墻等相關(guān)性能分析與模擬。

(5)項目管理部會有專人負(fù)責(zé)此項工作，確保BIM 咨詢的工作落到實處。

BIM 咨詢團(tuán)隊在設(shè)計階段針對擴(kuò)初設(shè)計和施工圖設(shè)計完成二次全面的碰撞檢查和管線綜合及性能分析等工作，特別是針對地下車庫中管線復(fù)雜、難以滿足凈空要求的區(qū)域，通過管線優(yōu)化，保證了機(jī)電安裝一次性施工到位，提高凈空保證使用要求。如下圖5:

圖5 地下三層某復(fù)雜管線區(qū)域模型及剖面圖

3.2 招投標(biāo)階段

BIM 提供的工程量數(shù)據(jù)進(jìn)入管理平臺，作為業(yè)主方招投標(biāo)工程量清單的復(fù)核和參考，同時對招投標(biāo)流程和招投標(biāo)文檔進(jìn)行管理。

采購部門已在消防系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)的招標(biāo)過程中按運(yùn)維需求提出各個系統(tǒng)設(shè)備的招標(biāo)技術(shù)要求，在招標(biāo)完成后由中標(biāo)方在管理平臺中填報設(shè)備詳細(xì)技術(shù)參數(shù)和文檔，同時進(jìn)入云端數(shù)據(jù)庫作為運(yùn)維管理的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

在工程實踐的過程中，發(fā)現(xiàn)BIM 工程算量具有以下優(yōu)點:

(1)多角度快速分析:由于建立基于BIM 的構(gòu)件級數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)提取效率高，可實現(xiàn)短周期的成本分析，并且支持匯總分析更多種類、更多統(tǒng)計分析條件的成本報表。

(2)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確:成本數(shù)據(jù)動態(tài)維護(hù)，準(zhǔn)確性大為提高，通過總量統(tǒng)計的方法，消除累積誤差，成本數(shù)據(jù)隨進(jìn)度進(jìn)展準(zhǔn)確度越來越高。另外通過實際成本BIM 模型，很容易檢查出哪些項目還沒有實際成本數(shù)據(jù)，監(jiān)督各成本實時盤點，提供實際數(shù)據(jù)。

(3)提升總部成本控制能力:將實際成本BIM 模型通過互聯(lián)網(wǎng)集中在企業(yè)總部服務(wù)器。企業(yè)總部管理部門、財務(wù)部門就可共享每個工程項目的實際成本數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了總部與項目部的信息對稱，總部成本管控能力大為加強(qiáng)。

3.3 施工階段

要求BIM 工程師常駐工程部和施工現(xiàn)場，以便及時根據(jù)變更單、簽證單、工程聯(lián)系單、技術(shù)核定單等相關(guān)資料，按照變更流程對BIM 模型和工程數(shù)據(jù)庫進(jìn)行維護(hù)、更新?；贐IM 的工程管理流程見圖6。同時，現(xiàn)場的施工工作依托BIM 模型進(jìn)行現(xiàn)場施工指導(dǎo)，檢查空間碰撞等問題，快速對進(jìn)度計劃同步修改，為項目各管理條線提供最為及時、準(zhǔn)確的工程數(shù)據(jù)。主要實施要點如下。

圖6 BIM 模型+管理平臺+流程管控

3.3.1 現(xiàn)場施工指導(dǎo)

現(xiàn)場場地布置模擬的應(yīng)用，主要是針對塔吊布局和運(yùn)行、材料的運(yùn)輸堆放、臨時設(shè)施布置進(jìn)行了現(xiàn)場布置模擬，有效地解決了大柵欄項目由于屬于老城區(qū)改造項目引起的施工過程中用地緊張的問題。大柵欄項目現(xiàn)場場地布置如圖7。

圖7 大柵欄項目現(xiàn)場場地布置圖

在正式施工前，對土建和機(jī)電BIM 模型進(jìn)行碰撞檢測，確保圖紙的準(zhǔn)確性，避免錯漏碰缺問題和返工現(xiàn)象。通過模擬，展現(xiàn)施工工藝，三維模型交底，提升各部門間協(xié)同溝通效率。在模型中，隨時以任意角度生成視圖，并可進(jìn)行漫游，以3D 的方式指導(dǎo)施工，保證工程進(jìn)度。結(jié)合進(jìn)度，進(jìn)行四維的施工模擬，排定合理的施工次序，提供各工種的三維施工界面，進(jìn)而排出合理可行的施工計劃，優(yōu)化施工過程管理。

3.3.2 材料過程控制

工程管理部利用BIM 模型的4D 關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)施工過程中用料和造價的控制，快速、準(zhǔn)確獲得過程中工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)拆分實物量(包括主要鋼筋用量)。另外，隨時為采購計劃的制定提供及時、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐，為限額領(lǐng)料提供及時、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。為材料超供、物料浪費(fèi)等現(xiàn)場管理情況提供審核基礎(chǔ)。

3.3.3 現(xiàn)場實景模擬

通過BIM 模型定期提供現(xiàn)場實景的模擬視頻，為業(yè)主管理層提供直觀印象，反映項目進(jìn)展。

3.4 運(yùn)維階段

運(yùn)維階段的應(yīng)用美國知名的運(yùn)維管理軟件Archibus，Archibus 是第一個將BIM 標(biāo)準(zhǔn)集成在整體解決方案中的FM 廠商，提供了與Revit 集成的插件，實現(xiàn)BIM 模型與Archibus 數(shù)據(jù)庫的實時數(shù)據(jù)同步，如圖8。

圖8 Archibus 與Revit 的數(shù)據(jù)雙向同步

BIM 提供的工程量數(shù)據(jù)只要進(jìn)入管理平臺，Archibus 就能采集BIM 模型數(shù)據(jù)建立各單體、樓層的空間數(shù)據(jù)和設(shè)備數(shù)據(jù)，使得運(yùn)維部門可以提前進(jìn)行空間分配規(guī)劃、建立設(shè)備臺帳。

而且由于BIM 中心數(shù)據(jù)庫是在實時更新和完善的，在項目完成時即能提供給運(yùn)維部門一個信息完善的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，避免了常規(guī)運(yùn)維流程中后期運(yùn)維數(shù)據(jù)收集困難，資料不全的問題，切實提高了業(yè)主運(yùn)營管理的效率和準(zhǔn)確度［5］。Archibus 獲取BIM 信息后的運(yùn)維管理界面如圖9。

圖9 Archibus 獲取大柵欄項目鍋爐房的BIM 空間、設(shè)備信息

4 結(jié)論

通過大柵欄項目的實踐，深深體會到在項目早期實施基于BIM 的工程信息管理平臺，保證了建筑工程信息在設(shè)計階段、施工階段、運(yùn)維階段的一致性，達(dá)到了更好地提高設(shè)計質(zhì)量、更好地進(jìn)行施工管理、更好地進(jìn)行運(yùn)營管理的目的［6］，實現(xiàn)了建筑項目全過程的精細(xì)化管理。

(1)建立了一個可隨時隨地、快速訪問到的最新、最準(zhǔn)確、最完整、最可靠的基于BIM 的工程數(shù)據(jù)庫［7］。

(2)項目所有參與方(設(shè)計、供應(yīng)商、總包、監(jiān)理、業(yè)主、BIM 咨詢方)的相關(guān)人員都可以根據(jù)各自不同的權(quán)限在管理平臺上進(jìn)行協(xié)同工作。

(3)通過嚴(yán)格的工作流程保障BIM 數(shù)據(jù)采集和更新，完工后交付高精度BIM 模型和運(yùn)維管理平臺，實現(xiàn)業(yè)主運(yùn)維方面的需求。

(4)利用BIM 技術(shù)、云平臺技術(shù)將大柵欄項目建成北京老城區(qū)改造項目的參照模板，可對類似項目快速評估，為政府的投資決策和精細(xì)化管理提供參考。

(5)編制了基于BIM 工程信息管理平臺的規(guī)范、流程和操作手冊，可在類似老城區(qū)改造項目中快速復(fù)制應(yīng)用并保證實施效果，實現(xiàn)BIM 價值的最大化。

［1］Sawhney，A.，Bailey，C.，Muse A.etc，International BIM implementation guide，http://www..rics.org/Global/BIM，RICS guidance note，2014.

［2］葛清.BIM 第一維度［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2013:65-89.

［3］徐又全，劉欣.基于BIM 的大型建設(shè)項目扁平化組織結(jié)構(gòu)研究［J］.工程管理學(xué)報，2013，27(1):44-47.

［4］Chuck Eastman，Paul Teicholz，Rafael Sacks and Kathleen Liston，BIM Handbook:A Guide to Building Information Modeling for Owners，Managers，Designers，Engineers and Contractors，John Wiley ＆ Sons，2011:221-232.

［5］翟偉.BIM 與FM［J］，工業(yè)化數(shù)字設(shè)計的創(chuàng)新發(fā)展，2013.

［6］何關(guān)培.業(yè)主BIM 應(yīng)用特點分析.土木建筑工程信息技術(shù)［J］，2012，4(4):32-38.

［7］Redmond.A，Hore.A，West R.etc，Building support for cloud computing in the Irish construction industry.27 International Conference on References Applications of IT in the AEC Industry.2010:132-138