邵曉威，馬西章，張平

（1.北京中鐵建電氣化設計研究院有限公司，北京 100043；2.雄安高速鐵路有限公司，河北保定 071700）

0 引言

傳統(tǒng)模式的鐵路四電物資管理由設計院制定紙質物資清單，經(jīng)常因規(guī)格不統(tǒng)一、數(shù)量不準確等原因制約招標、供應、驗收等流程，極大降低管理效率。在基于Building Information Modeling（BIM）的建筑信息模型中，設計人員可先通過虛擬建造對物資編碼、數(shù)量等信息進行可視化展示，使參建各方盡早發(fā)現(xiàn)問題，減少施工階段不必要的返工與損失［1］。我國BIM 技術主要應用于建筑設計，中國建筑科學研究院有限公司、清華建筑設計研究院有限公司等單位已經(jīng)成立BIM 中心，各公司正積極探索BIM 技術在項目中的應用，但物資管理方面的應用還處于探索階段［2］。

BIM概念最早由美國喬治亞技術學院查克·伊士曼博士提出，以三維模型為基礎，通過給各模塊添加信息數(shù)據(jù)建立起具有數(shù)字化、可視化、模擬化及高效化的建筑信息數(shù)據(jù)庫［3］。BIM 技術從多維角度集成模型信息，使業(yè)主、設計、施工、運維及用戶等都能夠了解、操作模型，從全生命周期降低施工風險，提高管理效率。

1 系統(tǒng)實施設計方案

將BIM 技術與鐵路四電物資管理結合，主要技術手段在于設計人員構建模型信息，通過軟件自動統(tǒng)計各物資分類、數(shù)量、生產(chǎn)廠家及應用情況。

1.1 管理流程

基于BIM 的物資管理與傳統(tǒng)物資管理方式的區(qū)別在于數(shù)據(jù)的共享和可視化，通過統(tǒng)一的BIM 工作平臺將各部門信息集中管理，避免因信息傳遞不及時造成資源浪費，有效地提升了信息傳遞效率。

基于BIM 的鐵路四電物資管理流程見圖1，以一般項目組織結構為例，展示了各部門在以BIM 平臺為中心模式下的物資管理流程。

圖1 基于BIM的鐵路四電物資管理流程

該流程以BIM 管理平臺為核心，將各部門和廠家的數(shù)據(jù)集中管理，規(guī)范了各崗位職責，使得信息的變動能夠得到及時反饋。直觀的數(shù)據(jù)表現(xiàn)減少了各部門工作負擔，讓管理層對各物資的流轉情況和完成度有效把控，有利于提高管理效率。

1.2 模塊搭建

施工級BIM 管理平臺實現(xiàn)了上述流程核心模塊，物資管理線上流程統(tǒng)一在物資管理模塊中實現(xiàn)，并以規(guī)范的數(shù)據(jù)結構兼容數(shù)據(jù)模型，充分利用其信息價值。

1.2.1 軟件架構設計

系統(tǒng)軟件架構設計大致可分為應用層、服務層和數(shù)據(jù)層：（1）應用層主要提供與用戶的接口，用戶可以通過操作平臺實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的處理，包括編制訂單、查看進度、監(jiān)督審批等；（2）服務層處理業(yè)務邏輯，實現(xiàn)用戶與數(shù)據(jù)庫的對接，包括WebService接口、DAL數(shù)據(jù)存取層。其中DAL層主要負責數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的增、刪、改、查以及配置文件的讀取等基本操作。WebService 為應用層的B/S 頁面提供RESTful Web API接口服務；（3）數(shù)據(jù)層包括物資管理數(shù)據(jù)庫和配置文件，分別負責存儲數(shù)據(jù)和響應服務層的執(zhí)行命令。物資模塊軟件架構見圖2。

圖2 物資模塊軟件架構

1.2.2 數(shù)據(jù)結構

物資管理模塊目錄采用樹形結構，與項目人員架構等其他模塊平級，各子模塊名稱及作用見表1。

所有表單可由Excel 模板導入或導出，權限設置由信息化管理員操作，每個人的賬號擁有對應操作權限。每個物資都有對應的二維碼，掃碼即可入庫或發(fā)料。

1.2.3 物資管理模塊與模型的關系

基于BIM 的四電物資管理模式優(yōu)勢不僅在于數(shù)據(jù)的集中管理和圖表的自動生成，還可與三維模型對接，更形象化地展示當前物資使用情況。

目前Revit 軟件是國內(nèi)主流BIM 三維建模軟件，通過點擊對應模型可以查看屬性列表，展示當前物資信息。在基于BIM 平臺的四電物資管理模式中，用戶可以通過B/S模式瀏覽網(wǎng)頁查看模型及屬性，模型屬性有對應的物資編碼、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期、安裝時間、質量管理等信息，可動態(tài)地展示當前物資的使用情況及整體物資使用進度，極大提升了物資管理的可視化程度。但由于加載三維模型所占計算機資源較大，所以對服務器和用戶電腦配置均有一定要求。

在初始模型制作過程中，通過Revit 等建模軟件給各物體添加屬性（見圖3），包括BIM 編碼、名稱、類別、用途及相應專業(yè)屬性等。

建模完成后直接整合并導入BIM 管理平臺，平臺中的三維模型會相應添加各屬性，通過修改初始模型屬性自動映射平臺模型，可以保證數(shù)據(jù)的準確性和完整性。物資信息流轉見圖4。

表1 物資管理模塊各子模塊功能

圖3 Revit建模圖

圖4 物資信息流轉

2 系統(tǒng)應用

以京雄城際鐵路項目為例，介紹實際工作中物資管理及BIM 平臺搭建情況。從初始建模階段到竣工驗收階段，具體步驟如下：

（1）設計階段。首先由建模人員分專業(yè)建立模型族，如機柜柜體、電源、配線架等模型元素；由專業(yè)經(jīng)理指導、監(jiān)督初次整合模型，整合后的模型應能反映該模型實際外觀，如防災機柜、UPS電源機柜等；分區(qū)間或車站整合各專業(yè)模型，如黃村站通信專業(yè)模型（見圖5）；整合所有專業(yè)模型并鏈接至BIM 管理平臺，如黃村信號樓整合模型（見圖6）。

圖5 黃村站通信專業(yè)模型（Revit）

圖6 黃村信號樓整合模型（BIM管理平臺）

（2）施工建設階段。由物資部負責人錄入對應物資供應商信息，工程部發(fā)起需求，工區(qū)負責人管理、使用物資時導入對應表單，平臺自動更新物資信息，管理駕駛艙自動更新完成百分比、現(xiàn)場監(jiān)控等數(shù)據(jù)（見圖7、圖8）。

圖7 管理駕駛艙

圖8 倉庫物資清單

（3）竣工驗收階段。給建設單位提交竣工驗收模型，對工程工期、物資消耗、造價管理等進行整體評估。

實踐表明，基于BIM 的四電物資管理系統(tǒng)有效提升了信息傳遞的及時性和準確性，極大地減輕了人員的工作負擔和風險，BIM技術將對鐵路物資管理產(chǎn)生積極影響。

3 結束語

鐵路四電施工物資相關信息的數(shù)據(jù)庫能夠將物資管理從傳統(tǒng)的線下紙質信息流轉轉為線上網(wǎng)絡管理，實現(xiàn)統(tǒng)一管理物資從編碼、采購、進場、出庫、安裝等環(huán)節(jié)，對施工現(xiàn)場物資進行管控；實現(xiàn)鐵路四電物資全過程追溯查詢。通過平臺進行物資管理信息共享，提高項目物資管理人員的工作效率，提高物資管理的效率和質量，正逐漸影響建筑、鐵路等行業(yè)的管理理念，必將成為未來主流的管理模式。