喬永朝

（山西四建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030012）

0 引言

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，對(duì)于信息技術(shù)的使用逐漸遍及到各行各業(yè)當(dāng)中，不僅有效提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)也能夠結(jié)合企業(yè)運(yùn)營特點(diǎn)來制定管理決策，從而帶來更多的利潤增長點(diǎn)。而施工材料管理不僅關(guān)系到建筑施工質(zhì)量，同時(shí)也與企業(yè)的成本控制息息相關(guān)，因此對(duì)于新時(shí)期的建筑企業(yè)而言，加強(qiáng)對(duì)施工材料的信息化管理已成為必然趨勢(shì)。

1 案例背景

本文以某建筑施工企業(yè)為例。目前企業(yè)正在山西省參與多個(gè)房屋建筑項(xiàng)目，總建筑面積約為60萬m2。為保證項(xiàng)目施工質(zhì)量，同時(shí)按時(shí)完成交付工作，現(xiàn)企業(yè)與省內(nèi)多家建材公司保持長期合作關(guān)系，以確保各項(xiàng)建筑材料的穩(wěn)定供應(yīng)。

2 現(xiàn)場施工材料管理思路

企業(yè)主要采用BIM協(xié)同管理平臺(tái)作為組織框架，目的是圍繞建筑工程打造全生命周期提供數(shù)字化、可視化的材料管理機(jī)制。其工作體系劃分為兩個(gè)部分：①將項(xiàng)目所涉及的業(yè)主方、供應(yīng)方、設(shè)計(jì)方、施工方等各參與主體容納到同一平臺(tái)之中，實(shí)現(xiàn)工程信息共享，及時(shí)了解各方訴求。②是將企業(yè)內(nèi)部成本管理、工程技術(shù)、物資采購等多個(gè)部門聯(lián)系起來，解除彼此之間的信息隔閡，便于實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理目標(biāo)[1]。為此企業(yè)通過以下3個(gè)方面來進(jìn)行BIM協(xié)同管理平臺(tái)的構(gòu)建。

2.1 確立組織架構(gòu)

通過對(duì)該企業(yè)業(yè)務(wù)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，判斷出矩陣式管理架構(gòu)更為符合企業(yè)管理特點(diǎn)。在進(jìn)行各個(gè)工程項(xiàng)目的材料管理工作時(shí)，可以根據(jù)所有項(xiàng)目情況來依次建立項(xiàng)目A、項(xiàng)目B、項(xiàng)目C……并根據(jù)其實(shí)際需求來直接下達(dá)縱向任務(wù)指令；而與此同時(shí)，企業(yè)內(nèi)部的信息管理部、工程技術(shù)部、設(shè)備物資部、合同管理部、財(cái)務(wù)管理部需要協(xié)同對(duì)材料物資的采購、調(diào)配進(jìn)行協(xié)同管理，此時(shí)可以通過發(fā)布橫向任務(wù)指令來實(shí)現(xiàn)各管理團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)同運(yùn)轉(zhuǎn)，并實(shí)現(xiàn)企業(yè)一體化管理工作目標(biāo)。

2.2 建立BIM模型

BIM模型是開展施工材料的關(guān)鍵工具，其主要根據(jù)各項(xiàng)目施工參數(shù)以及屬性信息，建立起三維可視化工程模型，以便于BIM協(xié)同管理平臺(tái)在接下來的工作中能夠更加精準(zhǔn)地對(duì)材料各項(xiàng)用量進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)，BIM模型建立過程中，不僅僅是針對(duì)房屋外觀建筑參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，還可以根據(jù)圖紙統(tǒng)計(jì)建筑內(nèi)嵌的構(gòu)件信息以及幾何參數(shù)，包括對(duì)各類施工材料的規(guī)格以及具體用量，使BIM管理平臺(tái)能夠自動(dòng)生成詳細(xì)的材料報(bào)表以及工程量清單，便于人工更加直觀精確地掌握建筑各項(xiàng)材料用量。并且當(dāng)設(shè)計(jì)出現(xiàn)變更情況時(shí)，一旦審批確立通過則BIM模型中的建筑參數(shù)也會(huì)隨之進(jìn)行調(diào)整，確保各部門工作人員能夠同步掌握工程信息[2]。

據(jù)隨后統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，采用BIM模型來進(jìn)行材料用量統(tǒng)計(jì)比以往采用二維圖紙計(jì)算得到的數(shù)量結(jié)果減少了22%以上的材料使用量，并且由于模型具備三維可視化應(yīng)用特點(diǎn)，更是能夠幫助工作人員避免許多不確定性因素，減少了由于數(shù)據(jù)誤差造成的材料損耗或運(yùn)輸損耗，從而在節(jié)約施工成本的同時(shí)，也進(jìn)一步提高了工作效率。

2.3 選擇應(yīng)用平臺(tái)

根據(jù)建筑施工企業(yè)管理特點(diǎn)，要求BIM協(xié)同管理平臺(tái)需要具備以下應(yīng)用特點(diǎn)。

首先需要具備信息協(xié)同能力。平臺(tái)上傳的各類工程文件內(nèi)容，要求能夠同步轉(zhuǎn)化成數(shù)字化模型格式，并支持多種類型的終端設(shè)備在線瀏覽信息；同時(shí)各部門的工作人員可以對(duì)文件圖紙進(jìn)行共享觀看，并支持在線批注或?qū)徍诵畔?，且?biāo)注的內(nèi)容允許設(shè)置瀏覽權(quán)限，避免受到隨意刪改或泄露。

其次需要具備輕量化展示功能，即使用移動(dòng)終端、平板、電腦都可以登錄工作平臺(tái)，并對(duì)調(diào)取數(shù)據(jù)信息進(jìn)行瀏覽，以滿足現(xiàn)場管理、出差辦公等多種工作場景的應(yīng)用需求。

根據(jù)以上要求，目前符合應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的平臺(tái)軟件主要有天寶公司5DBIM平臺(tái)、BentleyPW平臺(tái)、廣聯(lián)達(dá)BIM5D平臺(tái)、智慧建設(shè)BIM云平臺(tái)、魯班BIM系統(tǒng)平臺(tái)等。這些成品平臺(tái)均具有非常成熟的應(yīng)用系統(tǒng)，能夠滿足大部分工程管理需求。但其存在的問題也較為顯著，便是不適應(yīng)企業(yè)個(gè)性化管理需求，針對(duì)一些特殊的工程項(xiàng)目或針對(duì)性較強(qiáng)的管理內(nèi)容，仍需要企業(yè)進(jìn)一步圍繞自身管理體系開發(fā)專屬的BIM應(yīng)用平臺(tái)[3]。

3 房建工程中施工材料管理的具體措施

3.1 采購管理

3.1.1 確立采購清單

材料管理在采購階段的工作重心，主要集中在建立詳細(xì)的材料采購清單方面。這一舉措是從供應(yīng)鏈端直接對(duì)材料進(jìn)行管控的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，同樣也對(duì)建筑企業(yè)成本管理計(jì)劃有著直接影響。以材料清單作為參照，能夠有效實(shí)現(xiàn)企業(yè)各管理部門之間的信息共享，除了了解當(dāng)前用料情況以外，還能夠根據(jù)剩余材料需求情況來制定采購計(jì)劃，從而保證了材料管控的合理性。

在實(shí)際工作過程中，采供部門只需要點(diǎn)擊BIM建筑模型，按照當(dāng)前施工進(jìn)程選擇某一建筑構(gòu)造，協(xié)同管理平臺(tái)則會(huì)自動(dòng)生成相關(guān)的材料信息，并將其中包含的各類建筑構(gòu)件羅列出來，以及需要的材料名稱、規(guī)格、數(shù)量、價(jià)格等等。如此不僅能夠簡化采購流程，同時(shí)也有利于企業(yè)對(duì)施工成本進(jìn)行精確管控。同時(shí)在這一背景下，還可以避免由于合同變更引起的現(xiàn)場材料供應(yīng)失衡現(xiàn)象，減少了由于材料儲(chǔ)備不足而引起的施工延誤問題。

3.1.2 制定采購計(jì)劃

采購計(jì)劃即指“物料需求計(jì)劃”，其制定過程中需要考慮3個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，分別是“當(dāng)前需求”“未來需求”“市場需求”。在計(jì)劃制定過程中前兩項(xiàng)生產(chǎn)計(jì)劃需要并列為一體進(jìn)行考慮，并根據(jù)“市場需求”情況來制定當(dāng)前的生產(chǎn)計(jì)劃，并利用“生產(chǎn)計(jì)劃”的每一時(shí)間節(jié)點(diǎn)與材料用量來確定材料采供的具體指標(biāo)。

在BIM協(xié)同管理平臺(tái)中制定采供計(jì)劃，則是以BIM3D模型作為“未來計(jì)劃”，同時(shí)借助WBS編碼來來設(shè)置工程進(jìn)度信息與成本信息，也就是將各分項(xiàng)分部對(duì)應(yīng)的工程構(gòu)件信息與模型進(jìn)行對(duì)接，將數(shù)量、規(guī)格等材料信息考慮到“生產(chǎn)計(jì)劃”當(dāng)中，以此生成BIM5D管理模型，并能夠根據(jù)工程實(shí)際情況來清晰地反饋材料使用情況，同時(shí)幫助工作人員實(shí)時(shí)調(diào)整施工材料需求方案。

3.1.3 選擇供應(yīng)商

在BIM協(xié)同管理平臺(tái)中，可以單獨(dú)建立檔案記錄與企業(yè)有著合作關(guān)系的材料供應(yīng)商，并按照信用等級(jí)、資質(zhì)等級(jí)對(duì)其進(jìn)行排序，便于企業(yè)根據(jù)材料采購計(jì)劃來選擇合作企業(yè)，從而建立長期穩(wěn)定的合作關(guān)系，確保各項(xiàng)施工材料能夠及時(shí)送達(dá)現(xiàn)場。同時(shí)要求與企業(yè)有著合作關(guān)系的材料供應(yīng)商，也應(yīng)當(dāng)及時(shí)根據(jù)BIM模型提前制定各類散裝材料的運(yùn)輸方案，確保在最少運(yùn)輸成本的前提下，保障材料按時(shí)送達(dá)現(xiàn)場[4]。

3.2 出入庫管理

3.2.1 驗(yàn)收入庫

材料出廠之前，要求供應(yīng)方提前在BIM協(xié)同管理平臺(tái)中輸入有關(guān)材料的名稱、型號(hào)、數(shù)量等相關(guān)信息，并生成專屬的二維碼標(biāo)識(shí)，將之粘貼在材料包裝表面。隨后在材料送達(dá)現(xiàn)場之后，由專門的驗(yàn)收人員進(jìn)行掃描識(shí)別，同時(shí)結(jié)合平臺(tái)之前上傳的信息來檢測(cè)材料各項(xiàng)參數(shù)是否一致相符。同時(shí)大宗材料、關(guān)鍵材料需要嚴(yán)格審核其質(zhì)量合格證以及出廠檢測(cè)報(bào)告，確認(rèn)信息無誤后可在BIM平臺(tái)中上傳材料入庫單，以確認(rèn)供應(yīng)商將材料送達(dá)現(xiàn)場。

3.2.2 庫存管理

材料的原始信息由供應(yīng)廠家上傳到BIM協(xié)同管理平臺(tái)后，便能夠自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)的材料編碼，其中除了包含材料的規(guī)格參數(shù)之外，還包括材料聲場日期等重要數(shù)據(jù)。在送達(dá)現(xiàn)場之后，管理人員需要根據(jù)材料的編碼分類，將其存儲(chǔ)至對(duì)應(yīng)的倉庫區(qū)域，并按照相關(guān)規(guī)范來進(jìn)行材料的存儲(chǔ)與保護(hù)，避免由于保管不當(dāng)導(dǎo)致材料受損或是遺失。

同時(shí)在材料取用過程中，需要遵循“先入先出，后入后出”原則，避免由于大量積存導(dǎo)致的材料過期情況。如材料入庫日期與生產(chǎn)日期之間的出現(xiàn)矛盾（后批次到達(dá)的材料聲場日期早于前一批次到達(dá)的材料），則具體標(biāo)準(zhǔn)以材料生產(chǎn)日期為主。

3.2.3 領(lǐng)用出庫

材料庫存期間往往會(huì)隨之產(chǎn)生大量的庫存成本，并且通過材料領(lǐng)用數(shù)據(jù)能夠直觀得出材料的使用損耗情況。因此BIM協(xié)同管理平臺(tái)不僅是能夠杜絕材料冒領(lǐng)、浪費(fèi)現(xiàn)象，同時(shí)更是能夠?yàn)楣芾聿块T提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)來進(jìn)行現(xiàn)場管理。具體措施為BIM協(xié)同管理平臺(tái)能夠自動(dòng)記錄材料領(lǐng)用情況，并對(duì)比BIM5D模型中的工程進(jìn)度信息，判斷當(dāng)前材料實(shí)際消耗量與計(jì)劃消耗量之間是否存在出入，從而分析材料使用情況是否合理。不僅如此，利用BIM5D管理平臺(tái)，還可以根據(jù)材料當(dāng)前使用情況來制定庫存計(jì)劃，避免材料堆積過多超過實(shí)際需求量而產(chǎn)生額外成本，也避免材料儲(chǔ)備不足而無法滿足當(dāng)前施工需求。

3.3 現(xiàn)場使用管理

3.3.1 規(guī)劃運(yùn)輸路線

BIM協(xié)同管理平臺(tái)不僅可以打造建筑立體模型，同時(shí)對(duì)接GIS地理坐標(biāo)系統(tǒng)，對(duì)施工現(xiàn)場的道路布局、材料庫房進(jìn)行規(guī)劃，利用Navisworks工程模擬軟件對(duì)現(xiàn)場建筑設(shè)施與交通路線進(jìn)行整合，從而篩選最短運(yùn)輸距離，合理規(guī)劃材料在存儲(chǔ)地點(diǎn)以及移動(dòng)路徑，確保各施工單位能夠快速取用材料，避免現(xiàn)場二次搬運(yùn)造成的材料運(yùn)輸成本與人工成本增加，同時(shí)有效提高現(xiàn)場施工效率。

3.3.2 建立超耗預(yù)警機(jī)制

基于BIM協(xié)同管理平臺(tái)對(duì)材料的實(shí)際消耗數(shù)量與理論消耗數(shù)量之間進(jìn)行對(duì)比，以此求出材料的實(shí)際消耗率情況。同時(shí)平臺(tái)會(huì)自動(dòng)根據(jù)進(jìn)度情況與成本情況來預(yù)設(shè)材料損耗限值，一旦材料的實(shí)際消耗率接近初始設(shè)定限值，則會(huì)自動(dòng)向人工發(fā)出預(yù)警，并要求管理人員進(jìn)行調(diào)控，避免出現(xiàn)材料使用不合理的現(xiàn)象。其中材料的理論消耗值可以通過WBS編碼來調(diào)取的構(gòu)件信息，并分別使用X1，X2，...，Xn來表示該構(gòu)件所需的各項(xiàng)材料數(shù)量，通過以下公式來計(jì)算材料消耗總量理論值：

而材料的實(shí)際消耗數(shù)值則可以使用Y1，Y2，...，Yn表示，同時(shí)材料消耗總量實(shí)際值為：

由此可以得到材料實(shí)際損耗率L為：

再具體應(yīng)用過程中，可以由人工提前設(shè)定材料損耗率限制為L0，通過與L的大小關(guān)系進(jìn)行對(duì)比，可以得到材料超耗預(yù)警級(jí)別，如表1所示。

表1 材料超耗預(yù)警機(jī)制

3.3.3 余料回收管理

傳統(tǒng)材料管理模式中，對(duì)材料使用的后續(xù)監(jiān)管力度不足，往往在材料出庫之后便無法再繼續(xù)管理，因此導(dǎo)致了浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重。而在BIM協(xié)同平臺(tái)管理模式下，通過每一品材料入庫時(shí)形成的專屬編碼標(biāo)識(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)材料的出庫、領(lǐng)用到使用部位進(jìn)行追蹤管理，確保對(duì)材料的整個(gè)去向流程進(jìn)行掌握。如此一來可以幫助工作人員全面掌握施工現(xiàn)場的用料情況，并在出現(xiàn)預(yù)料后進(jìn)行統(tǒng)一回收，或是轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)撥到其他施工現(xiàn)場，避免出現(xiàn)作業(yè)人員隨意處置施工余料的情況。

同時(shí)，在進(jìn)行余料調(diào)撥的過程中，BIM協(xié)同平臺(tái)還能夠起到統(tǒng)一調(diào)度的作用。例如對(duì)大宗施工材料進(jìn)行回收的過程中，為了避免產(chǎn)生額外費(fèi)用，平臺(tái)可以自動(dòng)調(diào)取相鄰施工點(diǎn)的材料使用情況，并根據(jù)其剩余工程量判斷余料調(diào)撥去向，避免多次轉(zhuǎn)運(yùn)產(chǎn)生額外的運(yùn)輸成本[5]。

4 結(jié)語

綜上所述，在信息技術(shù)模式下，房建施工中的材料管理能夠發(fā)揮出更多的作用，并能夠?qū)κ┕こ杀?、效率等多個(gè)方面產(chǎn)生影響。為此本文討論基于BIM技術(shù)的施工材料管理路基，包括協(xié)同平臺(tái)的建立，以及在采購、庫存、使用等三個(gè)階段的材料管理措施，希望能夠起到一定的參考作用，提升材料使用效率。