關(guān)于美國DPR總承包公司BIM技術(shù)調(diào)研與思考

1 背景概述

BIM是目前建筑業(yè)的研究熱點，也是引領(lǐng)未來建筑業(yè)轉(zhuǎn)型的核心技術(shù)之一，工程總承包模式在國內(nèi)也正在如火如荼的發(fā)展，向美國同類的建筑企業(yè)進行交流學(xué)習(xí)，結(jié)合 BIM新技術(shù)探索可行的路徑和未來發(fā)展策略是研究的重點。在此次調(diào)研考察中，將重點了解美國BIM領(lǐng)域的前沿研究和工程應(yīng)用情況，對BIM應(yīng)用過程的技術(shù)細(xì)節(jié)和管理流程進行詳細(xì)的咨詢討論，以及對美國的BIM技術(shù)、3D打印技術(shù)、項目管理可視化技術(shù)有了直觀深入的了解。

2 調(diào)研考察

2.1 訪問DPR 公司總部

DPR Construction 是美國著名的建筑總承包公司，是由Doug Woods、Peter Nosler和Ron Davidowski 于1990年7月共同創(chuàng)建的，總部設(shè)在加利福尼亞。該建筑公司的名稱就是由這幾個創(chuàng)始人將各自的姓氏首字母組合而成的。

DPR 公司是美國建筑業(yè)BIM 領(lǐng)域做的最好的一家公司，DPR 公司成立僅25年，目前年營業(yè)收入已經(jīng)達到30 億美元，在北美地區(qū)排名第六。公司最擅長BIM 和綠色建筑，在西部建筑市場，特別是硅谷區(qū)域享有很高的知名度，為一大批硅谷明星企業(yè)承建了新的智能化辦公樓宇。公司的核心價值“正直”“享受”“唯一”“不斷前進”在辦公室里隨處可見。把分布在全美的2000 多名優(yōu)秀的DPR 工程師凝聚在一起。（圖 1）。

圖1 DPR公司核心價值

DPR 公司的BIM技術(shù)總監(jiān)Atul Khanzode和總監(jiān)助理Tony Tang接待考察團一行，Atul是全球BIM行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)軍人物，主持了多個復(fù)雜項目BIM可視化管理，具有豐富的管理經(jīng)驗，同時也是斯坦福大學(xué)CIFE研究中心的重要的合作伙伴之一。

在Atul的介紹下，我們了解到DPR公司在VDC（虛擬設(shè)計與施工）方面做了大量的深入研究，針對在建項目的需求開展碰撞分析、質(zhì)量管控、協(xié)同管理，并在幾個項目中成功實現(xiàn)進度、成本的雙節(jié)約。2006年，在工程造價1億美元的Camino醫(yī)藥辦公大樓（Camino Medical Office Building）項目中，DPR公司全程采用BIM輔助項目管理，工程造價節(jié)約了900萬美元，工期節(jié)約6個月，基于BIM/VDC技術(shù)的精細(xì)化管理取得了明顯的效益。

在項目介紹之后，Atul為考察團詳細(xì)介紹了BIM/VDC技術(shù)在DPR公司的發(fā)展歷史。自1998年開始，DPR公司就率先嘗試研發(fā)和應(yīng)用BIM技術(shù)，以三維可視化技術(shù)實現(xiàn)圖紙的深化設(shè)計和施工方案的深化與交底。在不斷的探索中，DPR整合了一套行之有效的管理流程和軟件平臺，2006年Camino醫(yī)院項目上的成功促使DPR公司把BIM/VDC技術(shù)提升到企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的重要位置，2006年公司宣布要讓BIM/VDC技術(shù)的應(yīng)用“制度化”，要在一切工作中盡可能地使用它。之后的10年時間里，BIM技術(shù)在DPR公司得到了飛速的發(fā)展，BIM的應(yīng)用迅速拓展到項目建設(shè)的各個環(huán)節(jié)領(lǐng)域。

Atul承認(rèn)BIM能為工程帶來諸多好處，但不是所有的業(yè)主都能接受BIM，目前DPR公司承建的工程中，大約30%的工程應(yīng)用了BIM技術(shù)。難能可貴的在于，DPR公司對于一些“具有戰(zhàn)略意義的項目”會主動應(yīng)用BIM技術(shù)并自行承擔(dān)一定的費用。這個做法自2006年開始實施，目前起到了顯著的效果，DPR已經(jīng)成為全美BIM業(yè)內(nèi)最具有影響力的總承包企業(yè)之一。

針對考察團提出“DPR負(fù)責(zé)建模嗎？怎樣管理模型？”這個問題，Atul打開了一個新的PPT做了詳細(xì)的解釋：DPR公司目前共有員工約2600人，其中BIM的專業(yè)工程師月80人，占比3.1%，這樣的人員規(guī)模無法承擔(dān)所有項目的建模工作。目前在美國，大部分建模工作由分包商完成，DPR主導(dǎo)模型的碰撞檢查、信息協(xié)同和模型管理工作，保證在工程后期各工種、各工序之間的有條不紊，當(dāng)個別項目的分包能力不足時，DPR則會承擔(dān)起局部建模和修改模型的工作。而在10年前，當(dāng)行業(yè)整體水平不高時，DPR承擔(dān)了很多建模工作，當(dāng)年短期的投入為企業(yè)帶來了長期的發(fā)展。

圖2 DPR 公司的BIM 發(fā)展歷程

圖3 核心技術(shù)助力DPR公司快速成長

回顧DPR 的成長之路，Atul 認(rèn)為正是得益于核心領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，DPR 在成立25年里得到了飛速的發(fā)展。（圖3）

借助在BIM領(lǐng)域的核心競爭力，DPR在美國建筑業(yè)占據(jù)了重要的一席之地，特別是在高新技術(shù)數(shù)據(jù)中心、高級智能商務(wù)辦公、高等教學(xué)設(shè)施、醫(yī)院、生命科學(xué)研發(fā)中心等五個領(lǐng)域是最優(yōu)秀的承包商之一。

DPR的總工程師、副總經(jīng)理、總監(jiān)等等很多人都在斯坦福學(xué)習(xí)過，都是斯坦福博士。公司追求兩點：一是追求信息技術(shù)在整個生產(chǎn)過程中的應(yīng)用；二是追求提供綠色可視化建筑。經(jīng)歷了前期的摸索，DPR公司已經(jīng)在BIM領(lǐng)域找到了需求點和價值所在，其實踐經(jīng)驗已經(jīng)為世界矚目。許多美國著名公司，如APPLE，F(xiàn)ACEBOOK，GOOGLE等都愿意將自己的新建辦公大樓交給DPR來承建，看重的就是DPR公司在項目管理可視化領(lǐng)域的卓越成就。

2.2 訪問DPR 公司在建項目-兒童醫(yī)院

圖4 兒童醫(yī)院的BIM模型

位于斯坦福的Lucile Packard兒童醫(yī)院項 目（Lucile Packard Children’s Hospital Stanford）是由DPR公司擔(dān)任施工總承包，采用BIM指導(dǎo)施工的著名工程案例之一。該兒童醫(yī)院是“斯坦福兒童健康中心”（Stanford Children’s Health）的核心建筑，建成后將是美國西海岸醫(yī)療條件最好、技術(shù)最先進的兒童醫(yī)院。整個工程包括一個2.78萬平方米的既有醫(yī)院建筑改造，和一個4.8萬平方米的新建醫(yī)院，整個合同造價6.2億美元，整個項目于2012年破土動工，計劃將在2017年正式對外開放。

醫(yī)院的改造部分和新建部分渾然一體，不僅增加了新的空間和功能，同時增加了全世界最先進的管線設(shè)備、智能控制系統(tǒng)、手術(shù)臺裝備，走廊上空一共有近40個系統(tǒng)通過，管線密布，整齊有序。（圖4）

借助BIM技術(shù)的深化設(shè)計，DPR技術(shù)人員對建筑內(nèi)的管線進行了細(xì)致合理的排布，不同系統(tǒng)的管線錯落有致，走向清晰，同時多個工序齊頭并進。上海建工近年來完成了不少醫(yī)院項目，我們共同的經(jīng)驗是“醫(yī)療建筑管線多、變更多、管理難、現(xiàn)場亂”，看到如此有條不紊的施工現(xiàn)場，讓我們頗為驚訝，如果不是親眼看到，難以想到美國總承包企業(yè)會把醫(yī)院工程做的如此精致和有序。（圖5、6）

從現(xiàn)場可以看出，管線——主體結(jié)構(gòu)——內(nèi)隔墻等多系統(tǒng)之間做過完整的碰撞分析，結(jié)構(gòu)為管道安裝預(yù)留了合適的空間。根據(jù)質(zhì)量負(fù)責(zé)人的介紹，這個建筑中超過1cm的部件均在模型中有所反映，杜絕了99%的系統(tǒng)沖突?？偘鼤诜獍迳蠘?biāo)注墻內(nèi)管線，一方面便于質(zhì)量檢查，另一方面便于后續(xù)工作人員了解墻內(nèi)管線位置，避免破壞（圖7）。

圖5 走廊上空管線

圖6 隔墻內(nèi)管線非常整齊

只有完善的BIM模型還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，強大的工業(yè)化能力使得幾乎所有的管道實現(xiàn)了“預(yù)制裝配”。即根據(jù)模型進行成品加工，現(xiàn)場拼裝成型。這些概念我們在國內(nèi)一直在倡導(dǎo)，但是難以做到Stanford Lucile Packard兒童醫(yī)院這樣全面和徹底。這既和供應(yīng)商的技術(shù)能力有關(guān)，也和總承包商的總集成能力有關(guān)，也和業(yè)主的價值觀和契約精神有關(guān)?？傊?，BIM在應(yīng)用過程中更需要各參與方的的務(wù)實和規(guī)范，方可體現(xiàn)出強大的管理效能。

質(zhì)量總監(jiān)為我們展示了基于BIM模型的“無紙化”辦公操作,利用手中的IPAD快速查找我們所在位置的圖紙情況和所有的圖紙變更情況。通過這樣的工作方法，讓現(xiàn)場工作人員能夠在施工現(xiàn)場實現(xiàn)對圖紙資料的快速查詢，這對于復(fù)雜的醫(yī)療建筑施工是非常重要的，這同樣值得我們國內(nèi)總包企業(yè)盡快學(xué)習(xí)和借鑒。

總承包商DPR在前期投入6位BIM工程師參與Stanford Lucile Packard兒童醫(yī)院整體BIM模型的繪制和整合，目前留下2位工程師在現(xiàn)場承擔(dān)模型管理工作。對于考察團提出的“模型輕量化”的問題，BIM工程師解釋說，兒童醫(yī)院項目的模型非常細(xì)致（超過1cm的部件均反映在模型中），在實際應(yīng)用中采用了“分塊建模，化整為零”的技術(shù)路線，即根據(jù)施工分區(qū)，BIM模型相應(yīng)分塊，用這樣的方式既實現(xiàn)了局部的精細(xì)，又避免了整體模型的龐大臃腫。

3 收獲與小結(jié)

這次美國之行給調(diào)研考察組留下了非常深刻的印象，歸納起來有兩點收獲，或許可以給國內(nèi)廣大企業(yè)有所啟發(fā)：

第一，深度交流，認(rèn)識到 BIM對于一個優(yōu)秀企業(yè)發(fā)展的重要作用。

在DPR公司總部，考察團與多位總監(jiān)、主管、員工進行了討論，既了解了DPR“正直”“享受”“唯一”“不斷前進”的企業(yè)核心價值，也處處體會到DPR “We Exist To Build Great Things”的企業(yè)文化。DPR把BIM技術(shù)放在企業(yè)創(chuàng)新的首位，發(fā)展了VDC技術(shù)，并在很早就嘗試以BIM技術(shù)指導(dǎo)施工。時至今日，DPR公司已經(jīng)在BIM技術(shù)上積累了豐富的經(jīng)驗和研究成果，并且成為世界范圍內(nèi)BIM和VDC技術(shù)的領(lǐng)跑者，確立了自己在美國醫(yī)院、高校等高端建筑承包領(lǐng)域的優(yōu)勢地位，吸引了一大批畢業(yè)于斯坦福等著名高校的優(yōu)秀人才，同時實現(xiàn)年30億美元的不俗業(yè)績。應(yīng)該說，BIM技術(shù)對于DPR公司發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用，DPR公司也借助BIM技術(shù)更好地為業(yè)主提供了專業(yè)的服務(wù)，實現(xiàn)了甲乙雙方利益的共贏。企業(yè)的發(fā)展進步受到多種因素影響，但是科技進步無疑是一個重要因素，DPR公司的快速發(fā)展對我們有著很好的啟示和借鑒作用。

第二，深入一線，直觀了解到美國施工現(xiàn)場BIM技術(shù)與工業(yè)化的深入結(jié)合。

調(diào)研考察團此次詳細(xì)考察了“斯坦福Lucile Packard兒童醫(yī)院”這個項目。按照我們國內(nèi)總包的項目經(jīng)驗，醫(yī)療建筑的難點突出表現(xiàn)在機電系統(tǒng)極為復(fù)雜、總包協(xié)調(diào)量大、質(zhì)量控制難度大。當(dāng)我們深入一線，走進美國這個項目施工現(xiàn)場的時候，還是驚訝于他們的有條不紊，在這里，總承包商解決BIM模型的碰撞問題，分包商根據(jù)BIM模型提供成型部品，信息化和工業(yè)化實現(xiàn)了很好結(jié)合，再復(fù)雜的建筑也能做到“精益施工”。當(dāng)然和美國工程相比，國內(nèi)工程不合理的造價和合同工期極大制約了BIM技術(shù)的有效利用。但這次考察讓我們考察團成員都切身體會到BIM技術(shù)的確擁有強大而實用的前景，BIM技術(shù)大有可為。我們只要發(fā)揮在上海中心、迪士尼以及其他工程中的寶貴經(jīng)驗，扎扎實實推進BIM在管線碰撞和協(xié)同管理方面的應(yīng)用，就能夠獲得實實在在的效益，就能夠在BIM技術(shù)應(yīng)用和研發(fā)方面走在同行的前列。

圖7 管線標(biāo)注