□文/孟若琳 劉 寧

（1.山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司；2.山東川和信息科技有限公司 山東·濟(jì)南）

［提要］ 隨著國(guó)家政策推動(dòng)及行業(yè)進(jìn)步，建筑行業(yè)也在積極進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型。本文以輕鋼裝配式企業(yè)經(jīng)營(yíng)全過(guò)程為依據(jù)，以企業(yè)自身需求為導(dǎo)向，利用BlM 平臺(tái)輔助其各階段數(shù)字化應(yīng)用，進(jìn)行企業(yè)項(xiàng)目全生命周期數(shù)字化初步探索。

一、背景

在國(guó)家政策大力推動(dòng)下，各行各業(yè)都在積極擁抱“互聯(lián)網(wǎng)+”，并紛紛探索與工業(yè)化和信息化深度融合，以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。其中，建筑行業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，在設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)維及監(jiān)管等方面也進(jìn)行了改革創(chuàng)新，尤其是隨著BIM 技術(shù)、裝配式建筑、EPC 模式的發(fā)展，建筑行業(yè)也迎來(lái)了大范圍的數(shù)字化、信息化、工業(yè)化升級(jí)。

BIM 實(shí)現(xiàn)建筑信息的集成，從建筑的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行直至建筑全壽命周期的終結(jié)，各種信息始終整合于一個(gè)三維模型信息數(shù)據(jù)庫(kù)中，其提供完整的、與實(shí)際情況一致的建筑工程信息，具備可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、可出圖性的特征。

裝配式建筑是指把傳統(tǒng)建造方式中的大量現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工作轉(zhuǎn)移到工廠進(jìn)行，在工廠加工制作好建筑用構(gòu)件和配件，運(yùn)輸?shù)浇ㄖ┕がF(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)可靠的連接方式在現(xiàn)場(chǎng)裝配安裝而成的建筑。裝配式建筑主要包括預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑等，因?yàn)椴捎脴?biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、信息化管理、智能化應(yīng)用，是現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)方式的代表。

裝配式建筑的構(gòu)件化、模塊化特征使其與BIM 結(jié)合具有天然的優(yōu)勢(shì)，也利于其基于一對(duì)一的實(shí)體化單體進(jìn)行信息的集成和管理。清華大學(xué)的馬智亮教授最早提出“基于BIM 的裝配式建筑智慧建造”這一理念，他強(qiáng)調(diào)采用最新信息技術(shù)對(duì)建筑全生命周期內(nèi)的技術(shù)和管理集成的重要性，實(shí)現(xiàn)裝配式建筑建造的工業(yè)化、智能化。但是，目前在裝配式建筑建造過(guò)程中應(yīng)用BIM 技術(shù)存在以下常見問(wèn)題：BIM 建模成本高，使用效率低；BIM 應(yīng)用主要集中在建造過(guò)程中的單一過(guò)程，各環(huán)節(jié)協(xié)同不足；BIM 應(yīng)用未就項(xiàng)目管理內(nèi)涵做深入研究，忽略整體實(shí)施方案。本文以一家輕鋼裝配式企業(yè)經(jīng)營(yíng)全過(guò)程為依據(jù)，以企業(yè)自身需求為導(dǎo)向，利用BIM 平臺(tái)輔助其各階段數(shù)字化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)其數(shù)字化初步探索。

二、需求分析

此企業(yè)產(chǎn)品為輕鋼裝配式建筑，主要包括各類別墅、景區(qū)配套建筑、生態(tài)公廁等，多為建筑單體，層高為1～2 層，建筑面積10～800m2，采用工廠生產(chǎn)+現(xiàn)場(chǎng)拼裝的建筑模式。針對(duì)單個(gè)輕鋼裝配式建筑項(xiàng)目，企業(yè)工作涵蓋營(yíng)銷、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、運(yùn)維全過(guò)程，對(duì)應(yīng)工作人員包括營(yíng)銷人員、設(shè)計(jì)人員、生產(chǎn)人員、施工人員、運(yùn)維人員等，每一個(gè)項(xiàng)目均有一組員工對(duì)其進(jìn)行全過(guò)程服務(wù)，每個(gè)階段人員工作分工不同，項(xiàng)目經(jīng)理則為項(xiàng)目全生命周期服務(wù)。表1 給出了各階段不同用戶角色的需求分析。（表1）

表1 用戶需求分析一覽表

以企業(yè)自身的經(jīng)營(yíng)目的為導(dǎo)向，結(jié)合項(xiàng)目各階段不同角色用戶的實(shí)際需求，為提升項(xiàng)目過(guò)程各環(huán)節(jié)、項(xiàng)目組各成員的協(xié)同工作效率，本文構(gòu)建了一套基于BIM 的數(shù)字化技術(shù)路線。

三、數(shù)字化設(shè)計(jì)

輕鋼裝配式企業(yè)進(jìn)行數(shù)字化改造提升應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：第一，應(yīng)明確數(shù)字化改造提升的目標(biāo)，企業(yè)的任何改造提升都是以營(yíng)利為目的。相比其他類型建筑企業(yè)，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、一體化裝修的技術(shù)路線非常適用輕鋼裝配式建筑企業(yè)，以實(shí)現(xiàn)及提升其產(chǎn)品化、工業(yè)化，從而達(dá)到擴(kuò)大企業(yè)效益的目的；第二，企業(yè)在數(shù)字化改造提升時(shí)應(yīng)綜合考慮各類數(shù)字化技術(shù)及手段，應(yīng)選擇經(jīng)濟(jì)實(shí)用、可操作性強(qiáng)、可解決實(shí)際問(wèn)題的技術(shù)手段，而不應(yīng)只是先進(jìn)技術(shù)的堆砌。數(shù)字化手段只是輔助，其本質(zhì)還是為企業(yè)經(jīng)營(yíng)服務(wù)；第三，避免一個(gè)誤區(qū)，即企業(yè)的數(shù)字化改造升級(jí)就是搭建一個(gè)平臺(tái)，平臺(tái)完成全部工作。平臺(tái)只是數(shù)字化改造的一部分，線上、線下有機(jī)融合、良好互動(dòng)才能真正發(fā)揮出數(shù)字化的優(yōu)勢(shì)。下面，針對(duì)輕鋼裝配式企業(yè)的項(xiàng)目流程并結(jié)合BIM 平臺(tái)的建設(shè)給出數(shù)字化設(shè)計(jì)。（圖1）

圖1 平臺(tái)主要功能圖

（一）營(yíng)銷管理。營(yíng)銷管理既是輕鋼裝配式企業(yè)項(xiàng)目的開端，又是項(xiàng)目的結(jié)尾，是營(yíng)銷人員的工作臺(tái)。企業(yè)以往項(xiàng)目結(jié)束后，其成果都會(huì)存于企業(yè)的案例庫(kù)，每位營(yíng)銷人員都可以看到企業(yè)以往的所有項(xiàng)目，便于為客戶介紹。本版塊設(shè)計(jì)將企業(yè)案例以地圖POI 形式呈現(xiàn)，可通過(guò)使用性質(zhì)、分公司、面積區(qū)間等條件進(jìn)行項(xiàng)目篩選，當(dāng)選定項(xiàng)目后，營(yíng)銷人員可以把案例的實(shí)景圖、全景效果甚至BIM 模型給客戶展示，了解客戶想法，溝通具體需求。

當(dāng)與客戶敲定意向后，由營(yíng)銷人員創(chuàng)建訂單，實(shí)現(xiàn)此營(yíng)銷人員對(duì)該客戶鎖單，項(xiàng)目啟動(dòng)，但并不意味著合同簽訂。營(yíng)銷人員開始與客戶進(jìn)行進(jìn)一步溝通，此時(shí)需要設(shè)計(jì)人員與預(yù)算人員配合，客戶的需求開始具體化，設(shè)計(jì)人員與預(yù)算人員按照客戶具體需求給出設(shè)計(jì)方案及報(bào)價(jià)，設(shè)計(jì)方案與報(bào)價(jià)文件可能會(huì)經(jīng)過(guò)多輪溝通討論，均通過(guò)營(yíng)銷管理版塊進(jìn)行管理。項(xiàng)目正式簽訂合同后，由公司分配項(xiàng)目組及項(xiàng)目經(jīng)理，項(xiàng)目組成員均可看到本項(xiàng)目信息，項(xiàng)目狀態(tài)變?yōu)椤耙押灪贤?。若未簽訂合同，客戶信息進(jìn)入企業(yè)信息庫(kù)，便于后期追蹤營(yíng)銷。

（二）設(shè)計(jì)管理。設(shè)計(jì)管理版塊存儲(chǔ)各設(shè)計(jì)師的項(xiàng)目設(shè)計(jì)成果，是設(shè)計(jì)師的主要工作臺(tái)。設(shè)計(jì)師首先應(yīng)用桌面端軟件Revit建立BIM 模型，并用橄欖山插件進(jìn)行專業(yè)分類編碼，然后上傳至平臺(tái)，平臺(tái)會(huì)對(duì)BIM 模型進(jìn)行輕量化處理，并保留BIM 自帶信息，實(shí)現(xiàn)BIM 的云端發(fā)布，這是平臺(tái)后續(xù)應(yīng)用的基礎(chǔ)，CAD同理。平臺(tái)以列表形式保存項(xiàng)目編號(hào)、項(xiàng)目名稱、項(xiàng)目狀態(tài)、創(chuàng)建時(shí)間、最后修改時(shí)間等信息，當(dāng)點(diǎn)擊具體項(xiàng)目時(shí)，可以在線瀏覽BIM，支持漫游、測(cè)量、分解、剖切等功能，同時(shí)基于數(shù)模分離的思路，BIM 集成各構(gòu)配件尺寸、材料等基本及擴(kuò)展屬性等信息，方便項(xiàng)目組成員及客戶全面了解建筑細(xì)節(jié)。經(jīng)過(guò)概念、初設(shè)、變更等環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)方案定稿，生成施工BIM，項(xiàng)目狀態(tài)變?yōu)椤耙言O(shè)計(jì)完成”。設(shè)計(jì)師同時(shí)會(huì)基于BIM 生成構(gòu)配件清單，并在項(xiàng)目附件管理中上傳，方便生產(chǎn)環(huán)節(jié)應(yīng)用。

BIM 模塊檔案是設(shè)計(jì)師的構(gòu)件成果庫(kù)，對(duì)于存在復(fù)用價(jià)值的構(gòu)件，設(shè)計(jì)師可基于BIM 構(gòu)件編碼直接調(diào)用平臺(tái)中的構(gòu)件成果，省去二次建模的時(shí)間。隨著構(gòu)件不斷復(fù)用，設(shè)計(jì)師及企業(yè)逐漸積累自己的構(gòu)件成果庫(kù)，成為企業(yè)的知識(shí)財(cái)富。

（三）生產(chǎn)管理。生產(chǎn)管理應(yīng)用于工廠構(gòu)配件的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，是生產(chǎn)人員的工作臺(tái)。對(duì)于生產(chǎn)人員來(lái)說(shuō)，目前的工作模式主要依據(jù)設(shè)計(jì)師出的構(gòu)配件清單進(jìn)行訂單式生產(chǎn)，數(shù)字化平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)在于匯總生產(chǎn)訂單，允許生產(chǎn)人員根據(jù)訂單重新排列組合，統(tǒng)籌生產(chǎn)，例如相同型號(hào)的構(gòu)配件可以統(tǒng)一生產(chǎn)，不同型號(hào)的構(gòu)配件按需調(diào)整順序；另外，生產(chǎn)人員還可以在線瀏覽BIM，或是基于BIM 與設(shè)計(jì)師討論，在充分理解設(shè)計(jì)意圖前提下提高雙方溝通效率。

構(gòu)配件生產(chǎn)完畢后，生產(chǎn)人員通過(guò)平臺(tái)打印包含構(gòu)配件生產(chǎn)信息的二維碼，包括項(xiàng)目編號(hào)、構(gòu)配件型號(hào)、生產(chǎn)日期、唯一編碼等，并附著于構(gòu)配件上，實(shí)現(xiàn)一物一碼，在后續(xù)的構(gòu)配件追蹤以及基于BIM 的施工、運(yùn)維管理都需要二維碼的使用，實(shí)現(xiàn)構(gòu)配件的全過(guò)程追蹤。完成二維碼的打印粘貼后，項(xiàng)目狀態(tài)變?yōu)椤耙焉a(chǎn)完畢”。

材料庫(kù)管理允許生產(chǎn)人員對(duì)在線BIM 構(gòu)件勾選材料、設(shè)備信息，實(shí)現(xiàn)BIM 屬性擴(kuò)展，此信息是在設(shè)計(jì)BIM 的基礎(chǔ)上進(jìn)行確認(rèn)，也是后續(xù)運(yùn)維管理的關(guān)鍵應(yīng)用信息。

（四）施工管理。施工管理主要應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)節(jié)，是施工人員的工作臺(tái)。當(dāng)構(gòu)配件到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后，施工人員通過(guò)移動(dòng)端掃描構(gòu)配件的二維碼對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)收入場(chǎng)，并與該項(xiàng)目構(gòu)配件清單交叉比對(duì)，確認(rèn)類型及數(shù)量。現(xiàn)場(chǎng)管理人員利用在線BIM 進(jìn)行施工計(jì)劃布置，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件級(jí)或組件級(jí)施工計(jì)劃安排，并將實(shí)際施工信息也附加在BIM 模型上。在施工過(guò)程中，通過(guò)移動(dòng)端掃描二維碼實(shí)現(xiàn)二維碼與在線BIM 的一一關(guān)聯(lián)，至此，真正實(shí)現(xiàn)線上與線下信息實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)。有一種思路：建立BIM 模型并對(duì)構(gòu)件編碼，對(duì)構(gòu)配件打印二維碼時(shí)即包含此編碼，現(xiàn)場(chǎng)施工先掃碼，然后完全按照BIM 上此碼對(duì)應(yīng)模塊組裝施工。其實(shí)在實(shí)際操作中，這種方式反而會(huì)給施工人員帶來(lái)麻煩，比如相同的構(gòu)配件在實(shí)地摞在一起，逐個(gè)掃碼找出最先安裝的構(gòu)配件再施工，比從上到下依次拿取構(gòu)配件施工要費(fèi)事很多，結(jié)果將會(huì)使施工人員對(duì)這種方式質(zhì)疑、舍棄，最終導(dǎo)致BIM 與線下模塊不對(duì)應(yīng)，后續(xù)管理也將失去意義。通過(guò)比對(duì)計(jì)劃施工和實(shí)際施工時(shí)間，可在BIM 上用不同顏色標(biāo)識(shí)正常施工、超前施工、滯后施工的分部分項(xiàng)，輔助現(xiàn)場(chǎng)施工調(diào)整施工計(jì)劃。在線施工日志版塊主要作用是替代了現(xiàn)場(chǎng)的紙質(zhì)日志，并可附加照片等影像信息，豐富了原有的施工日志信息，且可追蹤、可統(tǒng)計(jì)。當(dāng)項(xiàng)目施工完成后，需在平臺(tái)上上傳“交接驗(yàn)收單”文件，項(xiàng)目的質(zhì)保期也以此為節(jié)點(diǎn)，項(xiàng)目狀態(tài)變?yōu)椤耙芽⒐ぁ薄?/p>

（五）運(yùn)維管理。運(yùn)維管理環(huán)節(jié)始于項(xiàng)目竣工階段，是維保人員的工作臺(tái)。運(yùn)維人員對(duì)項(xiàng)目的維保計(jì)劃制定主要依據(jù)構(gòu)配件清單以及竣工時(shí)間，根據(jù)不同構(gòu)配件的質(zhì)保信息制定在線提醒計(jì)劃，當(dāng)質(zhì)保期臨近時(shí)，平臺(tái)上對(duì)應(yīng)的BIM 構(gòu)配件會(huì)高亮顯示，同時(shí)平臺(tái)會(huì)推送維保信息給維保人員。維保任務(wù)來(lái)自兩個(gè)方面，一個(gè)是維保計(jì)劃提醒，一個(gè)則是客戶直接保修。接到提醒或保修后，維保管理人員通過(guò)平臺(tái)指派維保師傅處理，維保師傅接到指派后現(xiàn)場(chǎng)處理，并通過(guò)移動(dòng)端拍照將處理結(jié)果上傳，企業(yè)客服進(jìn)行客戶回訪，完成維保計(jì)劃及維保任務(wù)的閉環(huán)管理。

綜上，本文以一家輕鋼裝配式企業(yè)經(jīng)營(yíng)全過(guò)程為依據(jù)，以企業(yè)自身需求為導(dǎo)向，進(jìn)行了企業(yè)項(xiàng)目全生命周期數(shù)字化的初步探索。相比其他建筑類型，本案例具有以下優(yōu)勢(shì)：項(xiàng)目全過(guò)程由企業(yè)全程掌控，各環(huán)節(jié)銜接緊密，人員工作目標(biāo)一致，協(xié)調(diào)較易；建筑項(xiàng)目體量較小，各環(huán)節(jié)數(shù)字化工作附加量較小，操作阻力較??；企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)數(shù)字化工作比較重視，企業(yè)內(nèi)部對(duì)數(shù)字化較支持，推廣難度小。在本次數(shù)字化初探的基礎(chǔ)上，也可以在以下方面繼續(xù)深入探索：BIM 設(shè)計(jì)軟件與生產(chǎn)管理軟件深入集成，實(shí)現(xiàn)BIM 設(shè)計(jì)、生產(chǎn)一體化；二維碼升級(jí)為RFID 設(shè)備，提高其使用壽命，增強(qiáng)其讀寫擴(kuò)展性；基于營(yíng)銷、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、運(yùn)維數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，輔助企業(yè)決策等。