張慰慈

（中建二局第一建筑工程有限公司）

1 引言

BIM也被稱為建筑信息模型，以數(shù)字信息仿真的形式模擬建筑全部真實信息。BIM技術(shù)不僅可以建模，還能集成電氣和土建模型，進而把施工進度、施工成本、施工安全、施工材料、施工合同等相關(guān)信息集合到同一平臺下，為相關(guān)人員制定管理決策提供支持，比如進度管理、合同管理、現(xiàn)場協(xié)調(diào)、材料管理都可以在BIM模型中直觀呈現(xiàn)出來，有利于通過精細化管理縮短工期、減少施工變更、節(jié)約施工成本。

2 BIM技術(shù)主要特點

2.1 可視化

在可視化界面下將變電站設(shè)計圖紙和有關(guān)信息以3D 形式呈現(xiàn)出來，各部門工作人員可以直觀了解各種部件、設(shè)備的位置、材質(zhì)、大小、顏色，特別是未受過專業(yè)訓(xùn)練的工作人員憑借可視化界面可以極大降低操作難度，有利于項目設(shè)計和運營過程中各部門的溝通和決策[1]。

2.2 可協(xié)調(diào)

在變電站項目進行過程中，施工圖紙由不同單位的專業(yè)人員繪制，而業(yè)主、設(shè)計單位、施工單位和專家人員可能存在溝通問題。BIM 平臺憑借其協(xié)調(diào)性特征可以解決這些問題，也就是利用建筑信息模型在變電站項目建設(shè)前期模擬碰撞并生成相關(guān)數(shù)據(jù)，通過碰撞報告幫助細化方案。

2.3 可模擬

在BIM 平臺下可以最大程度還原建筑模型，并且在平臺上模擬實驗，以此全面掌握建筑性能，并且在該平臺下開展招投標(biāo)工作具有重要意義，把整個工程組織設(shè)計過程真實還原，工作人員通過模擬實驗結(jié)果設(shè)計施工方案，并對施工過程優(yōu)化。此外，在模擬施工環(huán)境的同時可以提升造價控制水平，節(jié)約項目建設(shè)成本。

2.4 可優(yōu)化

對于變電站項目建設(shè)來說，信息時間和復(fù)雜程度直接影響到項目質(zhì)量，也就是可能出現(xiàn)各種信息和時間節(jié)點掌握不到位的情況，因此需要利用相關(guān)技術(shù)解決。BIM 平臺可以為相關(guān)人員呈現(xiàn)項目建設(shè)過程以及建筑物的幾何信息、物理信息、建筑規(guī)格，以此簡化復(fù)雜的項目[2]。

3 BIM 技術(shù)應(yīng)用需求與可行性分析

3.1 BIM技術(shù)應(yīng)用需求

在變電工程當(dāng)中，主要構(gòu)成部分包括主變壓器控制系統(tǒng)和配電裝置。變電工程是電網(wǎng)重要組成部分及能量傳輸?shù)年P(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過三維模型和數(shù)據(jù)庫的方式展示出電氣設(shè)備、建筑設(shè)施、智能傳感設(shè)備，打造智能化、數(shù)字化、虛擬化的模型信息承載平臺。在變電站施工階段，BIM技術(shù)結(jié)合大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)圍繞人員、機械、材料、環(huán)境等基本要素創(chuàng)新實踐，確保施工進度合理、項目建設(shè)質(zhì)量達標(biāo)和人身安全，最終達到項目建設(shè)目標(biāo)。

3.2 BIM技術(shù)應(yīng)用可行性分析

3.2.1 以項目管理部門為主體統(tǒng)籌項目

項目管理部門是項目的核心，主要在項目開始前期進行組織設(shè)計，其中包括確定施工分包內(nèi)容，進行引導(dǎo)、監(jiān)督、驗收。利用BIM 平臺可以對整個項目的材料管理、合同管理、進度管理起到優(yōu)化作用，并且能夠收集進度和預(yù)算等信息，優(yōu)化資金和物料調(diào)配，確保資金和資源使用的平衡。

3.2.2 以技術(shù)質(zhì)量管理部為主模擬進度管理

通過施工模擬可以為管理人員施工前期預(yù)測項目建造的關(guān)鍵節(jié)點、現(xiàn)場布置、機械設(shè)備等方案，預(yù)測每月、每周資金需求量以及人員材料情況，提前發(fā)現(xiàn)問題和制定優(yōu)化措施。技術(shù)質(zhì)量部門通過平臺模型把控質(zhì)量，確定施工方案。在進度管理方面通過BIM 技術(shù)可以模擬施工過程，對施工環(huán)境分析，然后優(yōu)化施工計劃，再反作用于項目施工，最終達到縮短施工工期的效果。

3.2.3 以技術(shù)組為主建立和調(diào)整BIM模型

技術(shù)組的主要作用在于通過BIM 技術(shù)進行圖紙設(shè)計及搭建電纜等3D 模型，不僅可以讓2D圖紙變?yōu)?D圖像，還能夠搭建以信息模型為載體的管理平臺，同步進行進度管理、造價管理、合同管理，提供和落實施工方案，確認之后深化設(shè)計圖紙，進而確定安裝工序，完成技術(shù)交底?？梢岳肂IM 平臺進行環(huán)境模擬和碰撞分析，在建立模型過程中解決了土建和電氣工程的碰撞問題，提前對光纜、電線的起點編號和路徑設(shè)計，避免交叉[3]。

4 BIM 技術(shù)在變電站建設(shè)管理中的必要性和重要性

4.1 BIM 技術(shù)在變電站建設(shè)管理中的必要性

一方面，變電站在原有的設(shè)計過程中因建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)差異導(dǎo)致設(shè)備類型諸多，整體成本偏高；另一方面，由于變電站自身具有復(fù)雜性特點以及設(shè)施定位上存在缺陷，導(dǎo)致不同地區(qū)變電站設(shè)計成本控制效果不佳。為了提升變電站的建設(shè)效益，我國電網(wǎng)提出資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的變電站目標(biāo)，而智能電網(wǎng)對當(dāng)前變電站建設(shè)提出了全周期的管理要求。BIM 技術(shù)基于三維數(shù)字和自動化技術(shù)，通過建模軟件模擬變電站項目，以此實現(xiàn)工程全生命周期的信息共享，促進項目建設(shè)的協(xié)同設(shè)計和碰撞檢查。同時在項目進行過程中可以完善施工計劃，掌握施工進度，促進現(xiàn)場資源優(yōu)化配置，促進社會可持續(xù)發(fā)展[4]。

4.2 BIM 技術(shù)在變電站建設(shè)管理中的重要性

電力工程不僅關(guān)注成本節(jié)約和提升施工效率，而是在整個項目建設(shè)周期內(nèi)通過信息模型以及質(zhì)量管理達到更大價值。在變電站管理期間利用BIM 技術(shù)可以在設(shè)計階段完成碰撞檢查，協(xié)同設(shè)計工程預(yù)算、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、安全距離校驗、施工進度模擬、項目現(xiàn)場實景模擬、多專業(yè)協(xié)調(diào)設(shè)計，進而讓設(shè)計人員從繁重的繪圖和出圖工作中解放出來，最大程度降低施工碰撞問題。進入施工階段，利用BIM技術(shù)可以實現(xiàn)三維技術(shù)交底、虛擬施工、安全管理、進度管理、質(zhì)量管理、物料管理、造價管理、歸檔管理和竣工管理，幫助施工單位掌握設(shè)計意圖，將更多的精力投入到現(xiàn)場質(zhì)量控制上。而運維環(huán)節(jié)利用BIM 可以完成虛擬運維管理、隱蔽工程管理、節(jié)能減排管理，幫助運維人員提升設(shè)備管理質(zhì)量，延長設(shè)備使用年限，節(jié)約維修成本。整體看來，利用BIM 技術(shù)可以對變電站的設(shè)計、施工等各個階段進行精細化管理。

5 如何在變電站建設(shè)管理中的利用BIM技術(shù)

5.1 變電站項目建設(shè)進度管理

進度管理的主要價值在于對項目進度加以控制。利用BIM 管理模式為項目進度計劃編制、進度計劃過程演示、工程進度模擬演示、實際進度信息管理、進度計劃過程審批、工程報表自動生成進行一系列管理。利用BIM 進度計劃制定任務(wù)資源工作之間的內(nèi)在聯(lián)系，可以實現(xiàn)項目工程施工動態(tài)化、可視化、精確化管理。借助工程項目數(shù)據(jù)生成三維場景直觀分析施工進度。比如根據(jù)總施工季度計劃、年度計劃、月度計劃進行施工模擬，以此確定工程建設(shè)順序。同時，在進度模擬過程中利用不同顏色顯示在建、已建狀態(tài)，然后結(jié)合模擬時間軸隨意查看。此外，可以在三維場景中分析各種材料的消耗情況與實際情況存在的偏差，找出實際產(chǎn)值和產(chǎn)值計劃之間的差異，在施工過程中如果出現(xiàn)進度滯后會發(fā)出預(yù)警[5]。

5.2 變電站項目建設(shè)安全管理

在BIM 安全管理平臺下以安全管理標(biāo)準(zhǔn)行為庫為出發(fā)點能夠有效識別現(xiàn)場的風(fēng)險因素，然后根據(jù)風(fēng)險范圍破壞程度、危險預(yù)案在平臺下統(tǒng)一管理，結(jié)合人員管理方案達到施工安全監(jiān)控管理目標(biāo)，形成更加完善的安全管理體系。平臺把安全檢查標(biāo)準(zhǔn)發(fā)送到安全管理人員，并且下達安全檢查以及整改通知。把安全檢查照片視頻發(fā)送到項目管理組，進而方便變電站項目負責(zé)人全面掌控現(xiàn)場動態(tài)，下達整改通知單之后還能夠以短信形式通知，實現(xiàn)安全管理目標(biāo)。在安全風(fēng)險管控方面可以在平臺輸入下周工作計劃，由此展示出施工作業(yè)期間的安全風(fēng)險，然后以短信形式提醒業(yè)主、項目經(jīng)理、施工安全員、施工項目經(jīng)理做好安全措施。施工安全人員通過手機APP 拍攝現(xiàn)場照片上傳到監(jiān)理人員并確認，分析拍照時間、地點，確保信息具有真實性，進而對現(xiàn)場設(shè)備加以控制以完成安全風(fēng)險閉環(huán)管理[6]。

5.3 變電站項目建設(shè)質(zhì)量管理

把工程項目質(zhì)量管理過程上傳到三維模型中可以讓管理立體化、形象化，便于管理人員在三維模型下直觀分析有關(guān)數(shù)據(jù)。具體功能如下：

①質(zhì)量信息智能推送功能，其中涵蓋了施工標(biāo)準(zhǔn)、工藝質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)圖集、檢驗批信息，并且和施工工序關(guān)聯(lián)自動發(fā)送到相關(guān)人員手機上，及時了解標(biāo)準(zhǔn)化管理流程；

②質(zhì)量整改閉環(huán)功能。平臺根據(jù)質(zhì)量問題進行跟蹤和整改，通過發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題發(fā)出整改通知單，質(zhì)量問題溝通記錄也可存儲到平臺當(dāng)中，便于明確相關(guān)責(zé)任；

③質(zhì)量管理一覽功能。平臺下的三維場景中可以顯示變電站部分設(shè)備質(zhì)量問題以及未建、在建等狀態(tài)，已經(jīng)完成施工的構(gòu)件可以巡查相關(guān)工序完成時間。

6 結(jié)語

綜上所述，近年來我國電力事業(yè)飛速發(fā)展，而變電站是電網(wǎng)的關(guān)鍵組成部分，其安全運行直接影響到我國電力企業(yè)的經(jīng)營效益。基于BIM 技術(shù)與變電站的有效結(jié)合可以滿足精密性高的大型設(shè)備安裝需求，降低施工難度，加快施工進度，提升施工質(zhì)量，輔助施工期間的項目管理，對我國發(fā)電事業(yè)起到了巨大推動作用。