項(xiàng)目級智慧建造平臺在工程項(xiàng)目中的應(yīng)用方向及價(jià)值探索
——天津周大福金融中心項(xiàng)目

(譯筑信息科技(上海)有限公司，上海 200082)

1 引言

根據(jù)中國建筑第八工程局有限公司的BIM發(fā)展規(guī)劃，以及進(jìn)一步落實(shí)企業(yè)響應(yīng)“關(guān)于推進(jìn)‘十三五’BIM應(yīng)用的指導(dǎo)意見”中的“全面普及，應(yīng)用升級、融合發(fā)展，品質(zhì)效益，爭創(chuàng)第一原則”的要求，提高BIM在項(xiàng)目管理中的作用，促進(jìn)BIM在工程項(xiàng)目管理中的應(yīng)用而開發(fā)本系統(tǒng)平臺。

本系統(tǒng)平臺的搭建是為了實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目各參與方基于BIM進(jìn)行協(xié)同工作，充分發(fā)揮BIM技術(shù)在本項(xiàng)目管理中的優(yōu)勢。同時(shí)，通過軟硬件集成可以實(shí)現(xiàn)BIM中所含的信息與其他信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，保證BIM數(shù)據(jù)無縫對接，并兼容其他信息系統(tǒng)的信息在本系統(tǒng)展示。

2 項(xiàng)目概況

天津周大福金融中心是天津?yàn)I海新區(qū)核心商務(wù)區(qū)內(nèi)體量龐大的商業(yè)綜合體，主樓高達(dá)530m，2018年竣工，為世界第九高樓，也是天津?yàn)I海新區(qū)主體建筑群中的核心標(biāo)志。該項(xiàng)目是一個集商場、辦公、住宅、酒店餐飲為一體的綜合性大樓，可為區(qū)域旅游產(chǎn)業(yè)和國際影響力起到拉動作用。

天津周大福金融中心是國內(nèi)施工難度最大的超高建筑之一，BIM技術(shù)是本項(xiàng)目施工精細(xì)化管理的一個重要技術(shù)手段，應(yīng)用BIM進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，并在計(jì)劃管理、設(shè)計(jì)管理、技術(shù)管理、現(xiàn)場管理等方面發(fā)揮作用。

圖1 項(xiàng)目完成效果圖

2.1 平臺應(yīng)用需求分析

2.1.1 企業(yè)BIM技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀及問題

本系統(tǒng)平臺開發(fā)以中國建筑第八工程局集團(tuán)公司為調(diào)研對象，對大型綜合工程建設(shè)企業(yè)信息化現(xiàn)狀、BIM應(yīng)用現(xiàn)狀、項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用需求及方向進(jìn)行了從企業(yè)集團(tuán)至項(xiàng)目部各部門、各崗位的深入調(diào)研與分析。調(diào)研結(jié)果表明企業(yè)當(dāng)前在BIM應(yīng)用方面存在如下問題：

(1)信息化平臺繁多且獨(dú)立運(yùn)行：企業(yè)目前在用的信息化平臺眾多，如OA系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)，且各系統(tǒng)平臺之間相互獨(dú)立運(yùn)行，無法直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，與BIM模型之間也沒有業(yè)務(wù)強(qiáng)關(guān)聯(lián)，難以將BIM技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)階段的信息化管理中去[1]。

(2)數(shù)據(jù)格式兼容性、整合性程度低：現(xiàn)場管理數(shù)據(jù)和BIM模型數(shù)據(jù)來源廣泛多樣，包括成本、進(jìn)度、工程資料、質(zhì)量安全、物資管理、各階段模型等各專業(yè)信息化系統(tǒng)、建模工具以及前端數(shù)據(jù)采集感知系統(tǒng)，大多數(shù)數(shù)據(jù)由于格式種類繁多仍以文件夾的形式存儲在云端不能加以分析利用，因此對大量數(shù)據(jù)的整合和管理是目前急需解決的問題[2-4]。

(3)數(shù)據(jù)處理及分析難度高：正是由于數(shù)據(jù)兼容及交換的問題，項(xiàng)目人員在進(jìn)行業(yè)務(wù)處理時(shí)，就不得不進(jìn)行大量重復(fù)采集、錄入數(shù)據(jù)的工作，這不僅增加了工作負(fù)擔(dān)，造成數(shù)據(jù)冗余存儲，也容易因?yàn)槿藶椴僮魃系氖д`導(dǎo)致數(shù)據(jù)沖突[3]。

圖2 系統(tǒng)平臺關(guān)系運(yùn)行圖

圖3 系統(tǒng)平臺架構(gòu)功能設(shè)計(jì)圖

(4)信息化管理及決策水平低：盡管企業(yè)已經(jīng)擁有眾多信息化系統(tǒng)，但其應(yīng)用范圍仍以單個專業(yè)的應(yīng)用為主，嚴(yán)重依賴現(xiàn)場人員的管理經(jīng)驗(yàn)，項(xiàng)目和項(xiàng)目之間的共性需求難以發(fā)現(xiàn)，各項(xiàng)目之間的共性知識和規(guī)律無法積累，難以有效積累工程知識、提高信息化管理和智能決策的水平[1,5]。

2.1.2 企業(yè)BIM平臺業(yè)務(wù)需求方向[6-7]

依據(jù)企業(yè)目前BIM技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀及存在的問題，為適應(yīng)企業(yè)子和分公司不同組織結(jié)構(gòu)的管理需求，以及企業(yè)不同工程項(xiàng)目的協(xié)作模式、流程差異，同時(shí)，考慮到企業(yè)未來發(fā)展及業(yè)務(wù)拓展，分別列出以下業(yè)務(wù)需求方向，如圖2所示：

(1)計(jì)劃管理：包括工作計(jì)劃(設(shè)計(jì)、施工、進(jìn)度、技術(shù))編制與管理、4D進(jìn)度模擬、物資管理等方面；

(2)設(shè)計(jì)管理：包括設(shè)計(jì)成果管理(出圖)、設(shè)計(jì)過程(包括深化設(shè)計(jì))管控、設(shè)計(jì)質(zhì)量管理、變更管理等方面；

(3)技術(shù)管理：包括施工組織、平面布置、專項(xiàng)方案、技術(shù)交底、安全管理等方面；

(4)現(xiàn)場管理：包括檢驗(yàn)業(yè)務(wù)流程、資料掛接、監(jiān)控點(diǎn)位置與信息顯示[8]。

2.1.3 企業(yè)BIM平臺架構(gòu)功能需求方向

依據(jù)企業(yè)BIM平臺業(yè)務(wù)需求方向的特征，對平臺架構(gòu)及功能層面做如下設(shè)計(jì)，平臺架構(gòu)分為數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層、操作層，各層主要功能如圖3所示：

(1)數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)層采用基于云的分布式數(shù)據(jù)庫進(jìn)行企業(yè)BIM數(shù)據(jù)存儲，可整合各過程項(xiàng)目的數(shù)據(jù)，統(tǒng)一存儲與管理既有系統(tǒng)及集團(tuán)數(shù)據(jù)庫信息，包括項(xiàng)目建設(shè)過程中產(chǎn)生的BIM模型數(shù)據(jù)、工程文檔、多媒體資料及與外部既有業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐；

(2)業(yè)務(wù)層：主要面向企業(yè)不同共性業(yè)務(wù)需求，提供各類標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)，制定一套符合企業(yè)自身管理的系統(tǒng)平臺，主要包括模型應(yīng)用、文檔應(yīng)用、流程管理、任務(wù)計(jì)劃、視頻應(yīng)用、監(jiān)控傳感、自定義報(bào)表等方面；

(3)操作層：操作層實(shí)際上體現(xiàn)的是企業(yè)BIM平臺的各類實(shí)際功能需求，主要是針對工程項(xiàng)目成本、質(zhì)量、安全、進(jìn)度等管理需求及軟硬件集成、大體量模型輕量化操作的支持。

2.2 平臺在工程項(xiàng)目中的應(yīng)用

BIM信息管理不同于項(xiàng)目信息管理(非模型承載信息)，在設(shè)計(jì)階段是指將施工圖信息盡可能全部帶入BIM系統(tǒng)中，達(dá)到“圖模一致”的要求。在施工階段是指將BIM構(gòu)件屬性信息與其他信息結(jié)合轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)信息、管理信息，如質(zhì)量安全隱患跟蹤。做到圖、模、現(xiàn)場均一致的要求，實(shí)現(xiàn)BIM應(yīng)用效益最大化[9-12]。

具體有如下應(yīng)用點(diǎn)：

(1)BIM模型輕量化

由于本項(xiàng)目模型體量龐大且復(fù)雜，難以將BIM模型帶至施工現(xiàn)場，所以急需一個平臺來解決這一難題。通過Revit、Navisworks插件一鍵輕量化上傳Rvt、IFC等主流格式的BIM模型，其中模型平均壓縮比可以達(dá)到15:1，并支持在PC端、移動端多模型自動重組打開且流暢瀏覽，支持模型覆蓋上傳并保留原有沉淀在平臺中數(shù)據(jù)與上一版本模型之間的關(guān)聯(lián)性，為項(xiàng)目全員應(yīng)用BIM技術(shù)提供前提條件，解決了BIM模型到達(dá)施工現(xiàn)場的痛點(diǎn)問題。

圖4 移動端查看模型指導(dǎo)施工

(2)4D進(jìn)度模擬

本項(xiàng)目建成后將是世界第九高樓，于超高層項(xiàng)目而言，現(xiàn)場施工進(jìn)度管理相對復(fù)雜，需要根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃(甘特圖)來協(xié)調(diào)所需要的資源及場地位置。通過將施工進(jìn)度計(jì)劃導(dǎo)入平臺中，使用PC端分配發(fā)布任務(wù)，現(xiàn)場施工員使用移動端接受任務(wù)并采集現(xiàn)場每天完成情況，在平臺中可以將實(shí)際完成時(shí)間與計(jì)劃完成時(shí)間進(jìn)行可視化比對，并調(diào)整工期計(jì)劃；同時(shí)，也可以完成需要跟蹤材料(設(shè)備)的管理工作。

圖5 施工計(jì)劃管理

(3)設(shè)計(jì)管理

主要是針對EPC、D&C項(xiàng)目中的設(shè)計(jì)管理工作的需求，管控設(shè)計(jì)工作進(jìn)度，重點(diǎn)是設(shè)計(jì)成果的管控，使得設(shè)計(jì)工作滿足工程管理的要求。

通過平臺可以直接隨時(shí)查看本項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)度，并進(jìn)行批復(fù)，對延后完成的任務(wù)可預(yù)警提醒，優(yōu)化傳統(tǒng)設(shè)計(jì)管理的工作模式。

圖6 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)管理

(4)技術(shù)管理

利用BIM可視化特性，實(shí)現(xiàn)施工組織(按階段的平面管理、施工措施)、危險(xiǎn)源識別、安全防護(hù)、安全隱患跟蹤、專項(xiàng)方案、技術(shù)交底、變更管理等，由管理層向作業(yè)層推送的信息達(dá)到清晰、有效的目的。

在平臺中，可以通過協(xié)同模塊以不同顏色在模型中顯示出現(xiàn)的安全，變更管理等過程管理記錄，提供一個三維可視化的交流窗口，如圖7所示。

圖7 安全質(zhì)量管理

(5)現(xiàn)場管理

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況制作出每月現(xiàn)場總體部署平面圖，與現(xiàn)場施工平面實(shí)時(shí)對應(yīng)，并作為調(diào)整平面圖和計(jì)劃圖表的依據(jù)；在平臺中可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場信息及時(shí)采集、傳輸、管理，并將現(xiàn)場影像與計(jì)劃進(jìn)行對比；建筑物監(jiān)控檢測信號；材料(設(shè)備)狀態(tài)跟蹤。如圖8-9所示。

圖8 現(xiàn)場監(jiān)控管理

圖9 材料狀態(tài)數(shù)據(jù)采集

3 應(yīng)用價(jià)值

本項(xiàng)目建設(shè)具有施工周期短、施工難度大、現(xiàn)場條件惡劣等特點(diǎn)，使得數(shù)據(jù)集成、共享困難，通過搭建項(xiàng)目級平臺系統(tǒng)，可以基于BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)企業(yè)項(xiàng)目級系統(tǒng)平臺的數(shù)據(jù)交換、共享，可為企業(yè)大數(shù)據(jù)積累、工程經(jīng)驗(yàn)積累提供有力支撐，實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)的科學(xué)管理和決策。