應(yīng)宇墾1， 丁 鯤3 靳 金3 王鵬飛，4 沈 亮

(1.同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院，上海 200092； 2.上?；壑ńㄔO(shè)顧問有限公司，上海 200092； 3.蘇州中南中心投資建設(shè)有限公司，蘇州 215000； 4.同濟(jì)大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，上海 200092)

引言

建設(shè)工程項(xiàng)目的生產(chǎn)過程，其本質(zhì)是基于實(shí)體和信息的協(xié)作過程，需要信息的可靠性和跨組織協(xié)作和溝通。近期工程項(xiàng)目領(lǐng)域的研究和實(shí)踐表明，建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)技術(shù)的應(yīng)用，被認(rèn)為是解決工程項(xiàng)目尤其是功能復(fù)雜的大型項(xiàng)目信息割裂問題，促進(jìn)各參與方協(xié)同，提升工程項(xiàng)目管理效率的革命性技術(shù)。行業(yè)普遍認(rèn)為BIM技術(shù)的應(yīng)用可以降低項(xiàng)目成本、縮短交付時(shí)間和提高產(chǎn)品質(zhì)量，并提升勞動生產(chǎn)率和企業(yè)競爭力[1]。BIM技術(shù)已經(jīng)由最初簡單的建筑三維數(shù)字化設(shè)計(jì)，發(fā)展為以可視化、參數(shù)化和自動化為特征的集成技術(shù)?，F(xiàn)今BIM技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)展到對建設(shè)項(xiàng)目全過程產(chǎn)品、組織、流程等各類信息進(jìn)行集成化的表達(dá)和管理，應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋項(xiàng)目全生命周期的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維等階段。BIM技術(shù)的集成化理念在斯坦福大學(xué)的集成設(shè)施交付中心(CIFE)提出的虛擬設(shè)計(jì)與施工(Virtual Design and Construction，VDC)理論中體現(xiàn)較明顯，VDC聚焦于工程項(xiàng)目建設(shè)過程中多方協(xié)作和系統(tǒng)集成[2]。

BIM技術(shù)和VDC理念的應(yīng)用最初是從技術(shù)角度利用信息模型支持項(xiàng)目集成化建設(shè)活動，這些創(chuàng)新性技術(shù)為集成化建設(shè)生產(chǎn)活動提供了基礎(chǔ)設(shè)施條件，但還不足以解決傳統(tǒng)建設(shè)管理模式下“生產(chǎn)割裂”的結(jié)構(gòu)性詬病。尤其是復(fù)雜的大型超高層項(xiàng)目，具有投資規(guī)模大、建設(shè)周期長、參與方多、功能實(shí)現(xiàn)難度大等總體特征； 另外還具有全壽命周期信息量大，設(shè)計(jì)技術(shù)控制復(fù)雜和施工重要節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)難度大等管理難點(diǎn)，傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理模式和信息溝通方式已捉襟見肘。大型超高層項(xiàng)目建設(shè)管理需要從整體上改變當(dāng)前的組織協(xié)作方式、溝通機(jī)制以及信息的共享和交互方式，需要基于VDC/BIM建立一個(gè)可操作的數(shù)字化集成框架，以實(shí)現(xiàn)技術(shù)工具創(chuàng)新和組織模式、管理流程的變革。

1 工程項(xiàng)目VDC/BIM的基本內(nèi)涵

1.1 BIM的涵義

以Eastman 為代表的學(xué)者將BIM明確表述為一種技術(shù)或方法，認(rèn)為BIM是一系列建筑模型軟件的集成應(yīng)用，旨在通過功能軟件對建筑參數(shù)化模型數(shù)據(jù)創(chuàng)建、三維可視化展示、智能化的計(jì)算分析等[3]。以Succar為代表的學(xué)者將BIM表述為基于參數(shù)化模型的各參與方協(xié)同和集成的管理系統(tǒng)，是集成了技術(shù)、流程和政策的用以管理建筑全壽命周期數(shù)據(jù)信息的體系[4]。Martin等[5]在工程項(xiàng)目管理情景下進(jìn)一步拓展了BIM的涵義，認(rèn)為BIM在實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)計(jì)與施工過程中除了產(chǎn)品的物理模型外，還有組織模型和流程模型，統(tǒng)稱為項(xiàng)目模型。

1.2 BIM的應(yīng)用特征

BIM技術(shù)的應(yīng)用過程受到工程項(xiàng)目生產(chǎn)過程固有特征的影響，具有了其明顯的實(shí)踐性特征。歸納起來有以下兩個(gè)方面：

(1)BIM技術(shù)的應(yīng)用和軟件多樣性

國內(nèi)外不同研究表明BIM應(yīng)用過程涉及到項(xiàng)目全生命周期的不同階段，也涉及到不同參與方的工作內(nèi)容、應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用點(diǎn)。上海市的BIM應(yīng)用在全國范圍內(nèi)比較領(lǐng)先，2017年更新編制了《上海市建筑信息模型應(yīng)用技術(shù)指南》，指南列出了工程項(xiàng)目全生命期內(nèi)BIM技術(shù)應(yīng)用的9個(gè)大方面共39項(xiàng)基本應(yīng)用點(diǎn)[6]。要實(shí)現(xiàn)這些功能應(yīng)用需要不同的BIM軟件，廣義的BIM軟件除了基礎(chǔ)的建模、分析和模擬等軟件外，還包括項(xiàng)目協(xié)同管理平臺、運(yùn)維系統(tǒng)以及工程量計(jì)算等軟件。這些BIM軟件與相匹配的硬件組成了BIM技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)設(shè)施，。

(2)BIM技術(shù)的應(yīng)用具有跨組織的任務(wù)互依性

工程項(xiàng)目BIM技術(shù)應(yīng)用是一個(gè)復(fù)雜的信息交互過程，需要各參與方的相互配合與支持，即任務(wù)互依性，這是一種跨組織關(guān)系的協(xié)作?；贐IM的信息交互與共享在項(xiàng)目層的跨組織協(xié)調(diào)形成多點(diǎn)網(wǎng)狀溝通，任務(wù)互依性很強(qiáng)。BIM技術(shù)的單個(gè)功能如模型創(chuàng)建和碰撞檢查是可以由個(gè)體完成，但是涉及到設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)、模型整合以及基于BIM的協(xié)同管理則需要多方參與進(jìn)行跨組織協(xié)同工作。Dossick等研究發(fā)現(xiàn)[7]，BIM應(yīng)用有別于傳統(tǒng)的管理模式和信息割裂的情況，需要工程項(xiàng)目各個(gè)參與方協(xié)調(diào)配合，這種跨組織配合的偏差將會影響到工程項(xiàng)目BIM應(yīng)用效果。

1.3 VDC/BIM的內(nèi)涵

斯坦福大學(xué)的CIFE最先提出了虛擬設(shè)計(jì)與施工，即VDC理念[2-8]，VDC是在工程項(xiàng)目建設(shè)過程中應(yīng)用跨專業(yè)、多學(xué)科和集成性的BIM模型準(zhǔn)確表示和管控工程項(xiàng)目的過程，以達(dá)到更好地實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理目標(biāo)。VDC和BIM幾乎是同時(shí)提出的對項(xiàng)目信息模型化應(yīng)用的不同視角，BIM更像是VDC集成化應(yīng)用的數(shù)字基座。何關(guān)培[9]描述BIM和VDC的關(guān)系為，BIM是VDC的一個(gè)子集，BIM模型相當(dāng)于VDC的產(chǎn)品模型。同濟(jì)大學(xué)王廣斌等[10]通過對VDC的深入研究，提出VDC/BIM理論和方法將是未來建筑業(yè)信息化的發(fā)展方向。國內(nèi)工程項(xiàng)目實(shí)踐，通過VDC的集成模型獲得了項(xiàng)目建設(shè)的完整數(shù)據(jù)和信息，輔助可視化設(shè)計(jì)過程，極大地提高了設(shè)計(jì)效率[11]。

2 基于BIM的POPi數(shù)字化集成框架

2.1 集成的項(xiàng)目POP模型

VDC是在BIM模型的基礎(chǔ)上結(jié)合了集成化管理思想在工程建設(shè)領(lǐng)域的創(chuàng)造性理念。經(jīng)過長期的研究和應(yīng)用，VDC的內(nèi)涵進(jìn)一步拓展和豐富，斯坦福的Martin等[5]在歸納總結(jié)VDC/BIM理論的基礎(chǔ)上，提出了用 POP 模型來概括工程項(xiàng)目過程中集成了產(chǎn)品(Product)、組織(Organization)和流程(Process)的項(xiàng)目模型，我們把它稱為產(chǎn)品組織流程模型，即POP模型。

2.2 BIM的軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施

如本文1.2所述，基于BIM應(yīng)用和軟件的多樣性，軟硬件工具這些基礎(chǔ)設(shè)施配置會影響到工程項(xiàng)目BIM應(yīng)用效果，在工程項(xiàng)目VDC/BIM應(yīng)用中起到了非常重要的作用。在此把這些軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施配置統(tǒng)稱為基礎(chǔ)設(shè)施(infrastructure)。

2.3 POPi數(shù)字化集成框架

CIFE將物理屬性的BIM模型，拓展到包含組織和流程的項(xiàng)目集成模型。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，VDC/BIM的軟硬件技術(shù)和工具也得到了很大的提升，逐漸形成了復(fù)雜的、相互耦合和數(shù)據(jù)互聯(lián)的數(shù)字生態(tài)環(huán)境。行業(yè)應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，不同軟硬件的選擇和配置對產(chǎn)品的數(shù)據(jù)屬性有影響，諸如全過程的BIM協(xié)同平臺對項(xiàng)目BIM應(yīng)用的組織、流程會產(chǎn)生影響。隨著5G網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、機(jī)器人和人工智能等先進(jìn)技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，建設(shè)工程領(lǐng)域逐步進(jìn)入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，BIM應(yīng)用過程中的基礎(chǔ)設(shè)施和產(chǎn)品、組織、流程的關(guān)聯(lián)影響也越來越大。

VDC/BIM是應(yīng)用于工程項(xiàng)目建設(shè)過程中的一種創(chuàng)新信息技術(shù)方法，將通過集成產(chǎn)品、組織、流程和基礎(chǔ)設(shè)施這四個(gè)核心要素，并結(jié)合多學(xué)科績效模型用于工程項(xiàng)目的全生命周期過程。盡管潛在收益巨大，但VDC/BIM的應(yīng)用仍然存在諸多障礙。究其原因，除了缺乏有效的溝通機(jī)制、缺乏協(xié)作、互不信任、缺乏互操作性等因素外，重要的是缺乏一個(gè)可操作的實(shí)施框架[12]。本文在VDC/BIM的四個(gè)核心要素模型基礎(chǔ)上建立了POPi數(shù)字化集成框架，如圖1所示。POPi數(shù)字化集成框架是一種描述數(shù)字化應(yīng)用的項(xiàng)目模型，可以從中解構(gòu)任何一個(gè)數(shù)字化應(yīng)用任務(wù)的內(nèi)在互動的細(xì)微過程。具體的POPi集成框架可以用來描述以BIM為基礎(chǔ)的數(shù)字化技術(shù)如何執(zhí)行具體的項(xiàng)目任務(wù)。項(xiàng)目模型將實(shí)際項(xiàng)目的數(shù)字技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化表達(dá)，比如完成該數(shù)字技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)時(shí)需要哪些角色(O)參與，遵循什么樣的工作流程(P)，需要哪些軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施(i)的支持，創(chuàng)造符合標(biāo)準(zhǔn)要求的數(shù)字化產(chǎn)品(P)。此外，整個(gè)工程項(xiàng)目的數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用也可用這個(gè)方式來表達(dá)。

圖1 POPi數(shù)字化集成框架

將項(xiàng)目模型作用于項(xiàng)目全生命周期，就能更好地利用數(shù)字化技術(shù)達(dá)成項(xiàng)目目標(biāo)。在工程項(xiàng)目建設(shè)初期，業(yè)主方在項(xiàng)目策劃階段對項(xiàng)目確定一個(gè)BIM技術(shù)應(yīng)用的整體目標(biāo)，而執(zhí)行者在項(xiàng)目建設(shè)過程中進(jìn)行層層分解，不斷細(xì)化，每一階段的每一個(gè)任務(wù)都將產(chǎn)生子目標(biāo)，并通過一定的績效考核方法對其進(jìn)行考核判定。子目標(biāo)可以更具體將項(xiàng)目模型分解為POPi的要素模型，即產(chǎn)品模型、組織模型、流程模型和基礎(chǔ)設(shè)施模型。

產(chǎn)品模型(P)中包括BIM產(chǎn)品、BIM內(nèi)容和BIM質(zhì)量。BIM產(chǎn)品指的是在該任務(wù)實(shí)施過程中產(chǎn)生的模型，其中包括3D、4D～nD模型。BIM內(nèi)容則詳細(xì)記錄了在任務(wù)完成過程中或BIM模型建設(shè)過程中的詳細(xì)信息。BIM質(zhì)量則記錄在任務(wù)或模型過程中BIM工程師或工程需要遵循的規(guī)范、要求等。產(chǎn)品模型既可以指中間過程中形成的模型，例如碰撞檢查過程中產(chǎn)生的過程整合模型，也可以是項(xiàng)目竣工完成驗(yàn)收的設(shè)施。

組織模型(O)中包括在該任務(wù)階段所涉及的參與方人員以及組織流程圖。在組織模型中可以準(zhǔn)確反應(yīng)各不同單位組織人員之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，組織人員架構(gòu)關(guān)系，幫助項(xiàng)目管理者在管理項(xiàng)目過程中做到人員的合理配置。組織模型涉及到整個(gè)項(xiàng)目所有參與的團(tuán)隊(duì)或個(gè)人，在POPi數(shù)字化集成框架下形成數(shù)字化的管理體系，作為整個(gè)項(xiàng)目的組織支撐。

流程模型(P)中包括集成并行工程會議和工作流程圖。通過不斷的集成并行工程會議，利益相關(guān)方不斷對項(xiàng)目目標(biāo)、可能遇到問題、解決措施、結(jié)果預(yù)測等進(jìn)行討論，通過項(xiàng)目利益相關(guān)方在會議中解決問題。通過工作流程圖可以反映出該任務(wù)需要執(zhí)行什么流程，幫助執(zhí)行者統(tǒng)籌整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施。流程模型反應(yīng)項(xiàng)目在實(shí)施過程中對項(xiàng)目工作流程的總結(jié)和記錄。

基礎(chǔ)設(shè)施模型(i)指的是項(xiàng)目在實(shí)施過程中組織為完成產(chǎn)品或?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)而采用的軟硬件或網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。現(xiàn)階段在工程項(xiàng)目中BIM應(yīng)用的軟硬件種類較多，跨組織使用不同的軟件會造成成果交互的問題。POPi數(shù)字化集成框架采用一個(gè)獨(dú)特的功能分析方法對項(xiàng)目全周期的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行整合。

綜上所述，POPi框架包括以下主要組成要素：

1)業(yè)主和任務(wù)目標(biāo)的明確說明；

2)項(xiàng)目的可衡量績效；

3)項(xiàng)目模型(包括產(chǎn)品、組織、流程和基礎(chǔ)設(shè)施模型);

4)項(xiàng)目任務(wù)目標(biāo)的明確說明(每日、每周和里程碑范圍)。

參考Martin等[5]在相關(guān)領(lǐng)域研究，POPi框架的這些要素之間存在信息流和循環(huán)關(guān)系，如圖2所示。圖中可以看出,POPi框架中的每個(gè)要素都向其相關(guān)要素提供數(shù)據(jù)以告知任務(wù)的過程和結(jié)果。隨著項(xiàng)目的推進(jìn)，數(shù)據(jù)會及時(shí)向前流動形成最終一致性的項(xiàng)目績效評估指標(biāo)。并且這些評估指標(biāo)將反饋循環(huán)使執(zhí)行團(tuán)隊(duì)有可能更新P-O-P-i的項(xiàng)目模型。

圖2 POPi數(shù)字化集成框架要素關(guān)系

另外，斯坦福的Martin等[5-13]的研究還為POPi框架提供了一個(gè)進(jìn)一步解構(gòu)框架要素的分析方法，即對四個(gè)要素模型每個(gè)子項(xiàng)中的內(nèi)容都采用功能F(Function)、形式F(Form)和行為B(Behavior)這三個(gè)方面進(jìn)行表達(dá)和分析，簡稱為FFB分析法。

3 POPi框架在中南中心項(xiàng)目的實(shí)踐

3.1 中南中心項(xiàng)目的應(yīng)用背景

蘇州中南中心項(xiàng)目位于蘇州金雞湖湖西CBD核心區(qū)，北鄰世紀(jì)廣場，東鄰星洲街雙層立體交通，東南面臨高層住宅項(xiàng)目，為大型超高層綜合體。項(xiàng)目總建筑面積513 375m2，其中地上364 606m2，地下148 769m2，地下6層，地上103層，主體建筑高度(檐口)499m。項(xiàng)目以打造綠色、生態(tài)、智慧、高效、多功能復(fù)合的超高層綜合體為理念，建成集觀光、八星級酒店、頂級公寓、國際5A級寫字樓、世界頂級商業(yè)一體化的現(xiàn)代化大型綜合體(見圖3)。項(xiàng)目業(yè)態(tài)復(fù)雜，專業(yè)分包眾多，凈高控制嚴(yán)格，地下逆作法施工復(fù)雜，而且作為中南集團(tuán)首個(gè)大型超高層項(xiàng)目，對工程質(zhì)量和進(jìn)度要求非常高。因此，POPi數(shù)字化集成框架下的BIM技術(shù)應(yīng)用對深化設(shè)計(jì)，優(yōu)化施工方案及方案比選，提高項(xiàng)目協(xié)同能力，實(shí)現(xiàn)建設(shè)工程集約化、精細(xì)化管理都有重要作用。

圖3 中南中心項(xiàng)目整體效果圖

BIM技術(shù)的有效實(shí)施是中南中心項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理、降低成本、縮短工期的關(guān)鍵。項(xiàng)目搭建了協(xié)同管理平臺，建立工作流程，保證全過程多專業(yè)實(shí)時(shí)協(xié)同。首先，為保證BIM信息能在項(xiàng)目要素中有效流動，依據(jù)BIM技術(shù)設(shè)計(jì)和施工應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)，規(guī)劃制定了項(xiàng)目的《BIM實(shí)施導(dǎo)則》。導(dǎo)則中對POPi框架下的各個(gè)要素的任務(wù)和目標(biāo)都做了明確的說明，并對項(xiàng)目推進(jìn)過程中的組織架構(gòu)、工作流程以及配備的基礎(chǔ)設(shè)施都做了詳細(xì)規(guī)劃，為項(xiàng)目BIM技術(shù)應(yīng)用提供了遵循的依據(jù)。

3.2 POPi框架下的項(xiàng)目模型

圖4 各專業(yè)產(chǎn)品模型

圖5 項(xiàng)目組織架構(gòu)

(1)產(chǎn)品模型

蘇州中南中心項(xiàng)目的BIM實(shí)施團(tuán)隊(duì)運(yùn)用可視化軟件(如Revit、Navisworks等)根據(jù)建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、幕墻、鋼結(jié)構(gòu)各專業(yè)圖紙以及建模標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建三維產(chǎn)品模型，如圖4所示。

(2)組織模型

中南中心項(xiàng)目由業(yè)主方主導(dǎo)，聘請BIM顧問作為項(xiàng)目的總協(xié)調(diào)方，并要求設(shè)計(jì)單位、總承包單位、專業(yè)分包單位和供應(yīng)商根據(jù)要求組建自身BIM團(tuán)隊(duì)形成BIM應(yīng)用能力。由BIM顧問制定項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)與管控措施，統(tǒng)籌和管理整個(gè)BIM實(shí)施團(tuán)隊(duì)。詳見圖5。

(3)流程模型

圖6 工作流程(設(shè)計(jì)階段)

圖7 項(xiàng)目基礎(chǔ)設(shè)施

中南中心項(xiàng)目的針對各階段的制定了工作流程，如圖6所示。業(yè)主方委托BIM團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)BIM成果應(yīng)用； BIM顧問團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)整個(gè)BIM的質(zhì)量、進(jìn)度和數(shù)據(jù)安全的管理； 各參與方BIM團(tuán)隊(duì)依據(jù)圖紙和建模標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建相應(yīng)的BIM產(chǎn)品模型。

(4)基礎(chǔ)設(shè)施模型

中南中心項(xiàng)目在BIM規(guī)劃中針對項(xiàng)目的不同實(shí)施階段和各參與方的BIM實(shí)施任務(wù)需求，確定了詳細(xì)的軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施計(jì)劃。同時(shí)考慮不同專業(yè)應(yīng)用需求、軟件優(yōu)缺點(diǎn)及不同軟件間接口標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一等因素，包含核心建模類、分析模擬類、項(xiàng)目平臺管理類等系統(tǒng)的軟件配置以及與之相匹配的硬件配置，組成了BIM技術(shù)應(yīng)用的軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施，詳見如圖7所示。

3.3 POPi框架下的項(xiàng)目BIM技術(shù)應(yīng)用

中南中心項(xiàng)目的POPi框架的四個(gè)核心要素模型搭建完成后，由于項(xiàng)目尚處在設(shè)計(jì)完成到施工前期階段，以下是在此階段的BIM技術(shù)項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用，諸如碰撞檢查、管線綜合、凈高優(yōu)化、交通組織等的應(yīng)用分析，將為POPi框架的階段性實(shí)施以及最終的項(xiàng)目應(yīng)用目標(biāo)和績效評估做充分準(zhǔn)備。

(1)地下室管線綜合及碰撞檢查

中南中心項(xiàng)目地下六層，機(jī)電管線空間有限，通過建立地下室各專業(yè)模型，系統(tǒng)整合所有專業(yè)進(jìn)行碰撞檢查，同時(shí)優(yōu)化機(jī)電管線排布，協(xié)同各專業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行方案優(yōu)化，應(yīng)用效果如圖8所示。

圖8 地下室管線綜合及碰撞檢查

圖9 凈高優(yōu)化

(2)凈高優(yōu)化

在保證空間布局滿足的情況下，結(jié)合管線維修條件，合理布局管線空間位置，凈高優(yōu)化成果如圖9所示，雖然有些部位做凈高優(yōu)化時(shí)還不是最終設(shè)計(jì)，但管線綜合后的模型還是為設(shè)計(jì)的及時(shí)、快速調(diào)整提供了幫助，這樣減少過程設(shè)計(jì)的錯(cuò)、漏、缺，提升了設(shè)計(jì)效率。

(3)交通組織分析

圖10 交通組織分析

項(xiàng)目地下室六層其中有五層是停車庫，三個(gè)汽車坡道進(jìn)行樓層的轉(zhuǎn)換。有不同種進(jìn)出形式，對汽車行車流線設(shè)計(jì)要求極高。通過三維可視化模擬場地汽車坡道入口、進(jìn)入各層地庫停車的流線、各層地庫的重要停車區(qū)域包括地庫內(nèi)行車流線、人員進(jìn)入大堂電梯廳的流線等，幫助設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)優(yōu)化行車流線、優(yōu)化貴賓車位的行車流線等，BIM交通組織分析內(nèi)容如圖10所示。

(4)大環(huán)梁拆除分析

項(xiàng)目地下室采用逆作法施工，核心筒區(qū)設(shè)置六根大環(huán)梁，建立大環(huán)梁模型，系統(tǒng)整合地下室管綜模型，協(xié)同大環(huán)梁與機(jī)電管線碰撞問題并進(jìn)行方案優(yōu)化，如圖11所示。

(5)質(zhì)量樣板

地下室鋼節(jié)點(diǎn)復(fù)雜，采取樣板先行制度，創(chuàng)建質(zhì)量樣板模型，方便施工人員直觀了解施工，減少施工錯(cuò)誤率，提高施工效率。實(shí)施內(nèi)容如圖12所示。

(6)基坑監(jiān)測

圖11 大環(huán)梁拆除分析

圖12 質(zhì)量樣板模型圖

圖13 智慧工地基坑監(jiān)測圖

通過智慧可視化平臺，采用三維模型與現(xiàn)場施工即時(shí)數(shù)據(jù)互通的方式，對現(xiàn)場基坑復(fù)雜情況進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，讓監(jiān)測數(shù)據(jù)驅(qū)動模型進(jìn)行監(jiān)測結(jié)論的可視化展示，直觀準(zhǔn)確地抓住基坑工程變形風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，讓各參與方基于風(fēng)險(xiǎn)管理方案線上處置、線下巡查，從而節(jié)省大量分析報(bào)表的時(shí)間。做到及時(shí)監(jiān)測提早預(yù)防，與安全文明施工緊密結(jié)合。項(xiàng)目基坑設(shè)置沉降監(jiān)測點(diǎn)440個(gè)，軸力監(jiān)測點(diǎn)400個(gè)，降水監(jiān)測點(diǎn)300個(gè)，位移監(jiān)測點(diǎn)31個(gè)，測斜監(jiān)測點(diǎn)55個(gè)，板應(yīng)力監(jiān)測點(diǎn)408個(gè)，各類型監(jiān)測點(diǎn)共計(jì)1 634個(gè)。項(xiàng)目基坑監(jiān)測實(shí)施如圖13所示。

3.3 小結(jié)

綜上所述，隨著項(xiàng)目的推進(jìn)，BIM技術(shù)應(yīng)用的過程其實(shí)是一個(gè)信息數(shù)據(jù)的流動過程，如圖2.2中所示，這些應(yīng)用過程的信息數(shù)據(jù)將由業(yè)主方的任務(wù)目標(biāo)流向要素模型，并最終形成項(xiàng)目的績效評估，這些評估結(jié)果又反饋循環(huán)到其他各個(gè)相關(guān)要素模型，使過程中的執(zhí)行者有可能對要素模型進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整。這些評估和優(yōu)化的過程可以是階段性的或最終性的。階段性的評定結(jié)果，更能有效幫助業(yè)主方及執(zhí)行者準(zhǔn)確地判斷出工程項(xiàng)目BIM實(shí)施過程中在什么時(shí)間點(diǎn)在什么組織或流程上產(chǎn)生了問題，幫助他們及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并調(diào)整POPi框架的項(xiàng)目模型。

4 結(jié)論與展望

VDC/BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目建設(shè)過程中能全面整合應(yīng)用情景下的技術(shù)和管理問題，VDC的POP模型也很好地涵蓋了管理的組織和流程問題。但是隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，項(xiàng)目任務(wù)目標(biāo)和參與方的需求不斷增加，越來越多的BIM相關(guān)的新技術(shù)工具被采納和應(yīng)用。工程項(xiàng)目尤其是功能復(fù)雜的大型項(xiàng)目需要一個(gè)可以指導(dǎo)實(shí)施的集成框架。

本文創(chuàng)新地將基礎(chǔ)設(shè)施這一重要因素納入研究框架，建立了BIM技術(shù)應(yīng)用的POPi數(shù)字化集成框架，并基于大型超高層項(xiàng)目的BIM技術(shù)應(yīng)用情景——具有BIM應(yīng)用及軟件多樣性和跨組織任務(wù)互依性的實(shí)踐特征，論述了POPi框架的要素模型及其關(guān)系。在此基礎(chǔ)上本文進(jìn)一步結(jié)合蘇州中南中心項(xiàng)目從實(shí)踐的角度分析了POPi框架的四個(gè)核心要素模型，并基于要素模型在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段的典型應(yīng)用，為POPi框架的項(xiàng)目實(shí)踐提供了一個(gè)清晰的范式，也為項(xiàng)目的POPi框架后續(xù)實(shí)施和評估優(yōu)化的循環(huán)奠定了基礎(chǔ)。

考慮到實(shí)踐案例——中南中心項(xiàng)目還處在設(shè)計(jì)完成和施工前期階段，項(xiàng)目的主要參與方需要進(jìn)一步熟悉和磨合，BIM技術(shù)應(yīng)用的深度和全面性還不夠，還沒完成階段性的任務(wù)目標(biāo)評估和優(yōu)化反饋循環(huán)。隨著項(xiàng)目的的推進(jìn)，后續(xù)將延伸跟進(jìn)完成全面系統(tǒng)的解構(gòu)分析，進(jìn)一步分析評估各個(gè)要素模型的實(shí)施效果。