(北京礦建建設(shè)集團(tuán)有限公司，北京 102300)

引言

北京礦建建設(shè)集團(tuán)有限公司是一家具有六十多年歷史的國有大型一級(jí)資質(zhì)施工企業(yè)。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，企業(yè)在住建部《建筑業(yè)十項(xiàng)新技術(shù)》和《2011～2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》指引下，分別進(jìn)行了企業(yè)管理信息系統(tǒng)的建設(shè)和建筑信息模型(BIM)技術(shù)的應(yīng)用。隨著應(yīng)用的深入，企業(yè)將管理信息系統(tǒng)與BIM技術(shù)相結(jié)合，對(duì)施工項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)物資進(jìn)行精細(xì)化管理。本文即對(duì)基于BIM的物資管理平臺(tái)的研發(fā)進(jìn)行介紹，希望能對(duì)其他企業(yè)有一定的啟發(fā)性。

1 物資現(xiàn)場(chǎng)管理(系統(tǒng))研究現(xiàn)狀

在建筑工程施工的成本結(jié)構(gòu)中，物資成本占總成本的60%以上[1， 2]，由此凸顯物資管理在項(xiàng)目管理中的重要性，這也引發(fā)了對(duì)物資管理的研究和實(shí)踐。

許北娥對(duì)施工企業(yè)的物資管理現(xiàn)狀進(jìn)行了研究，指出目前在施工企業(yè)存在著材料核算表提報(bào)不及時(shí)、物資采購信息不完整、沒有集中采購導(dǎo)致物資成本增加等現(xiàn)象[2]。

北京礦建集團(tuán)在物資管理方面，采用單機(jī)版工具軟件對(duì)項(xiàng)目物資需求進(jìn)行管理，但是由于是單機(jī)版軟件，不能與企業(yè)管理信息系統(tǒng)整合，在應(yīng)用方面有了一定的限制。

國內(nèi)對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，主要在三維建模、4D施工模擬、碰撞檢查和管線優(yōu)化等方面，而在成本、質(zhì)量、安全等方面的應(yīng)用程度較低[3]。王君等提出了基于BIM技術(shù)的物資全過程管理[4]，對(duì)以BIM模型為技術(shù)如何進(jìn)行物資管理進(jìn)行了介紹。魯有月等提出了基于BIM的項(xiàng)目總控管理平臺(tái)[5]，對(duì)項(xiàng)目的質(zhì)量、安全等進(jìn)行管控。

隨著信息系統(tǒng)在企業(yè)的應(yīng)用日益普及和深入，采用信息系統(tǒng)對(duì)物資管理成為企業(yè)的管理方向。在此基礎(chǔ)上，企業(yè)結(jié)合BIM技術(shù)，將二者的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目物資的精細(xì)化管理。

2 基于BIM的物資管理模型

建立基于BIM的物資管理系統(tǒng)，不僅僅是對(duì)物資需求和消耗等信息進(jìn)行記錄，而是在施工過程中和竣工后能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次利用，為其他項(xiàng)目提供有價(jià)值的參考，為企業(yè)的管理服務(wù)。從這個(gè)目標(biāo)出發(fā)，結(jié)合企業(yè)的物資管理制度、施工各階段的物資管理流程等，對(duì)物資管理流程進(jìn)行了梳理和優(yōu)化，并將該過程固化到系統(tǒng)中，保證物資管理流程在系統(tǒng)中優(yōu)質(zhì)高效地運(yùn)轉(zhuǎn)。梳理的物資管理模型如圖1所示。

2.1 BIM建模與算量

每個(gè)項(xiàng)目在開工前建立BIM模型，根據(jù)模型進(jìn)行工程算量，得到該項(xiàng)目的物資總需求計(jì)劃。在施工過程中，結(jié)合進(jìn)度計(jì)劃，對(duì)指定部位進(jìn)行工程算量，獲得每個(gè)階段或者指定施工部位的物資需求計(jì)劃。

2.2 需求計(jì)劃管理

各項(xiàng)目部在BIM算量的基礎(chǔ)上，將需求計(jì)劃錄入系統(tǒng)并通過流程進(jìn)行上報(bào)審批，公司業(yè)務(wù)部門完成審批，并據(jù)此對(duì)項(xiàng)目部分階段的需求和采購計(jì)劃進(jìn)行控制。

2.3 采購計(jì)劃管理

項(xiàng)目部在各自的需求計(jì)劃控制下，制定采購計(jì)劃并上報(bào)，公司業(yè)務(wù)部門在流程審批后，進(jìn)行匯總形成公司整體采購計(jì)劃，按照采購流程進(jìn)行集中采購。

2.4 物資進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收

在采購?fù)瓿珊?，公司業(yè)務(wù)部門按照審批的各項(xiàng)目部的需求計(jì)劃，將采購物資分配至各項(xiàng)目。項(xiàng)目部根據(jù)質(zhì)量要求對(duì)物資進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格的辦理入庫手續(xù)，否則辦理退場(chǎng)手續(xù)。

圖1 基于BIM的物資管理模型

2.5 入庫管理

驗(yàn)收合格的物資，由項(xiàng)目部辦理入庫手續(xù)，進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)倉庫，為以后施工中的領(lǐng)料和退料做好基礎(chǔ)準(zhǔn)備。

2.6 領(lǐng)料管理

施工班組或者分包單位根據(jù)需求量辦理現(xiàn)場(chǎng)領(lǐng)料手續(xù)，項(xiàng)目部根據(jù)BIM算量的結(jié)果對(duì)領(lǐng)料進(jìn)行控制，辦理限額領(lǐng)料，登記有關(guān)領(lǐng)料數(shù)量。

2.7 退料管理

施工完成后各班組將剩余物資退回倉庫，項(xiàng)目部辦理退料手續(xù)。

2.8 臺(tái)賬管理

物資管理過程中，每個(gè)步驟在錄入數(shù)據(jù)后，均要形成臺(tái)賬，供查詢和其他業(yè)務(wù)管理使用。結(jié)合BIM算量，進(jìn)行計(jì)劃用量與實(shí)際用量的對(duì)比。

2.9 結(jié)算與成本管理

物資管理的每一步數(shù)據(jù)均進(jìn)入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中保存，并按照企業(yè)需要形成各種臺(tái)賬，同時(shí)在結(jié)算與成本管理時(shí)可以調(diào)用，辦理相應(yīng)的業(yè)務(wù)。

3 基于BIM的物資管理系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

在基于BIM的物資管理模型的基礎(chǔ)上，規(guī)劃系統(tǒng)的基本功能。主要功能包括基礎(chǔ)設(shè)置、需求計(jì)劃管理、采購計(jì)劃管理、現(xiàn)場(chǎng)收料管理、現(xiàn)場(chǎng)發(fā)料管理等主要功能。系統(tǒng)模型見圖2。

(1)基礎(chǔ)設(shè)置

系統(tǒng)使用前進(jìn)行初始化，錄入物資基本信息，形成企業(yè)資源庫，供日后從其中選擇物資材料； 登記合同基本信息，便于物資采購結(jié)算和其他專業(yè)分包結(jié)算。

(2)建模與算量

根據(jù)施工圖紙，使用不同的建模軟件建立各專業(yè)模型，采用工程算量插件，計(jì)算相應(yīng)的工程量，結(jié)算結(jié)果可以在構(gòu)件上顯示，也可以以excel等格式統(tǒng)一在數(shù)據(jù)庫中保存。圖3所示為鋼筋算量結(jié)果。

圖2 系統(tǒng)模型圖

圖3 鋼筋算量結(jié)果

(3)物資需求計(jì)劃

項(xiàng)目部手工錄入或者導(dǎo)入計(jì)算所得的工程量，通過系統(tǒng)內(nèi)嵌的審批流程，進(jìn)行審批，最終在公司采購部門形成物資需求計(jì)劃。該需求計(jì)劃在系統(tǒng)保存，形成物資需求計(jì)劃庫。圖4為物資需求計(jì)劃錄入頁面。

圖4 物資需求計(jì)劃頁面

(4)物資采購計(jì)劃

項(xiàng)目部根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃，對(duì)指定施工周期內(nèi)的施工部位進(jìn)行工程算量，錄入系統(tǒng)，形成采購計(jì)劃并報(bào)批。業(yè)務(wù)部門通過需求計(jì)劃進(jìn)行總控，符合要求的，形成企業(yè)采購計(jì)劃，根據(jù)采購制度和流程完成采購業(yè)務(wù)。同步形成采購計(jì)劃臺(tái)賬和采購合同臺(tái)賬。

(5)物資驗(yàn)收管理

公司集中采購的物資，按照各個(gè)項(xiàng)目部的需求計(jì)劃，統(tǒng)一送至項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)倉庫。項(xiàng)目部根據(jù)需求計(jì)劃對(duì)進(jìn)場(chǎng)材料進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格的，建立驗(yàn)收單，不合格的，辦理退場(chǎng)手續(xù)。驗(yàn)收合格的物資可以直接從前期形成的采購合同、企業(yè)資源庫、采購計(jì)劃和需求計(jì)劃中直接選擇。

(6)物資入庫管理

項(xiàng)目部在驗(yàn)收合格的基礎(chǔ)上，辦理材料入庫手續(xù)。此時(shí)，選擇驗(yàn)收單的單號(hào)，則該驗(yàn)收單的材料信息全部導(dǎo)入到入庫單中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫集成，確保了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和工作的便利性。圖5所示為材料入庫單的錄入頁面。

圖5 材料入庫單頁面

建立材料入庫單后，新增加的材料及時(shí)補(bǔ)充到系統(tǒng)的庫存材料數(shù)據(jù)庫中，供以后領(lǐng)料時(shí)選擇材料信息。

(7)現(xiàn)場(chǎng)領(lǐng)料管理

施工班組或者分包單位根據(jù)進(jìn)度計(jì)劃和模型，計(jì)算相應(yīng)施工部位的材料需求量，項(xiàng)目部進(jìn)行核實(shí)，隨后辦理限額領(lǐng)料，填寫領(lǐng)料單，如圖6所示。領(lǐng)料單中的材料信息可以從項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的庫存材料中選擇，方便了信息錄入，也保證了材料品種規(guī)格等基本信息的準(zhǔn)確度。

(8)現(xiàn)場(chǎng)退料管理

班組或者分包單位在施工后，將剩余的材料退還，項(xiàng)目部辦理相應(yīng)的手續(xù)，登記退料單。退料選擇時(shí)，從已領(lǐng)材料中選擇更加便捷。

在各個(gè)環(huán)節(jié)中，系統(tǒng)均能根據(jù)錄入的各項(xiàng)數(shù)據(jù)自動(dòng)生成臺(tái)賬，供匯總和查詢。圖7顯示了物資收發(fā)流水臺(tái)賬，從臺(tái)賬中的每一條記錄中都可以進(jìn)行反向查找，方便了項(xiàng)目部和管理人員對(duì)物資的管理工作。

圖6 領(lǐng)料單

圖7 材料收發(fā)流水臺(tái)賬

系統(tǒng)匯總了從需求到退料的各種詳細(xì)數(shù)據(jù)，匯總形成計(jì)劃用量與實(shí)際用量的對(duì)比，方便進(jìn)行成本管控。如圖8所示。

同時(shí)，通過系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)了解各項(xiàng)目部的物資使用情況，便于企業(yè)對(duì)項(xiàng)目物資進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配。臺(tái)賬中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)為結(jié)算和成本管理提供了實(shí)施動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)，可以方便及時(shí)地根據(jù)這些臺(tái)賬，辦理結(jié)算業(yè)務(wù)和成本管理業(yè)務(wù)。

圖8 材料計(jì)劃與實(shí)際用量對(duì)比

3.2 系統(tǒng)架構(gòu)

針對(duì)施工企業(yè)的物資管理特點(diǎn)和業(yè)務(wù)分部特點(diǎn)，系統(tǒng)采用B/S和C/S相結(jié)合的業(yè)務(wù)形式，同時(shí)，系統(tǒng)采用了用戶服務(wù)層、業(yè)務(wù)服務(wù)層、數(shù)據(jù)服務(wù)層和數(shù)據(jù)采集層四層分布式結(jié)構(gòu)，如圖9所示。

圖9 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)圖

用戶服務(wù)層主要面向系統(tǒng)登錄用戶，使得用戶可以通過瀏覽器方便地訪問所需要的資源，對(duì)系統(tǒng)中的個(gè)別功能，采用C/S模式進(jìn)行操作，保證用戶界面的一致性和完整性。

業(yè)務(wù)服務(wù)層介于數(shù)據(jù)服務(wù)層與用戶服務(wù)層之間，是上述兩者的橋梁。在該層中，通過組件的形式來定制相應(yīng)的業(yè)務(wù)規(guī)則，以處理相應(yīng)用戶層發(fā)來的請(qǐng)求； 同時(shí)與數(shù)據(jù)服務(wù)層進(jìn)行交互，并將所需數(shù)據(jù)反饋給用戶。

數(shù)據(jù)服務(wù)層提供數(shù)據(jù)庫服務(wù)，包括關(guān)系數(shù)據(jù)庫、BIM數(shù)據(jù)庫、文件庫、數(shù)據(jù)定義、維護(hù)和更新，以及管理相應(yīng)業(yè)務(wù)服務(wù)層發(fā)來的數(shù)據(jù)請(qǐng)求。

數(shù)據(jù)采集層采用PC端錄入數(shù)據(jù)，也可以采用手機(jī)等移動(dòng)端錄入數(shù)據(jù)。根據(jù)業(yè)務(wù)需要，還可以擴(kuò)展使用視頻監(jiān)控、掃描設(shè)備等進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與錄入。

4 結(jié)語

基于BIM的物資管理系統(tǒng)在企業(yè)內(nèi)的試點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)行了試用，實(shí)現(xiàn)了從建模算量、需求計(jì)劃管理、采購計(jì)劃管理、施工現(xiàn)場(chǎng)的物資入庫、材料領(lǐng)用和退料的全過程管理。

試用結(jié)果表明，將管理信息系統(tǒng)與BIM技術(shù)相結(jié)合，能充分發(fā)揮BIM算量的功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一，在集中采購、庫存管理方面，能為企業(yè)的各級(jí)管理者提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，便于各級(jí)管理者采取必要的管理措施。同時(shí)，為項(xiàng)目部的精細(xì)化物資管理提供了有力的幫助，使得項(xiàng)目部內(nèi)完成需求、收料、發(fā)料和退料的全過程管理，還實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目部之間多余物資的整體調(diào)配，為企業(yè)節(jié)省不菲的采購費(fèi)用。

參考文獻(xiàn)

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