基于建筑信息模型的施工流程優(yōu)化研究

林定學(xué) 張芹鋒 張 川 夏 越 謝賢福

(中鐵廣州工程局集團(tuán)深圳工程有限公司，廣東 深圳 518040)

BIM的應(yīng)用引領(lǐng)了建筑業(yè)信息技術(shù)走向更高層次，降低成本，提升效益。

中鐵廣州工程局作為國內(nèi)工程建設(shè)行業(yè)信息化技術(shù)應(yīng)用及科研領(lǐng)先單位，為了適應(yīng)公司快速發(fā)展的需要，特別是面對十三五發(fā)展時期，公司內(nèi)部承接的大量大型工程、復(fù)雜工程和超高層項目，隨著建筑信息模型(BIM)技術(shù)及信息與通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，我國建筑業(yè)與信息化的融合勢頭強勁，信息化技術(shù)的充分利用逐漸成為提高大型項目群建設(shè)效率、降低投資成本的重要趨勢和關(guān)鍵手段。為完成公司提出的精細(xì)化管理目標(biāo)，公司積極推進(jìn)BIM(建筑信息模型)作為新興先進(jìn)技術(shù)在建設(shè)行業(yè)的應(yīng)用推廣，進(jìn)一步加快轉(zhuǎn)變建設(shè)行業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，為公司的重大工程提供差異化科技競爭優(yōu)勢，最大程度發(fā)揮BIM技術(shù)在“投資—設(shè)計—施工”一體化聯(lián)動中的集約優(yōu)勢，全面促進(jìn)公司內(nèi)部健康持續(xù)發(fā)展。

本文以咸陽青年創(chuàng)業(yè)園為試點工程，在該工程施工階段對BIM的應(yīng)用點進(jìn)行探索實踐，進(jìn)行基于建筑信息模型的施工流程優(yōu)化研究，為今后公司BIM的理論研究積累了寶貴的工程經(jīng)驗。

1 基于BIM技術(shù)的項目管理方法研究進(jìn)展

1.1 BLM項目管理方法

BIM作為數(shù)據(jù)化工具被應(yīng)用，是實現(xiàn)建筑業(yè)信息化的基礎(chǔ)手段，該技術(shù)的廣泛應(yīng)用，將影響到現(xiàn)有項目管理模式的改變，此時，學(xué)者提出BLM的概念，BLM(Building Lifecycle Management)即建設(shè)工程生命周期信息管理，指貫穿于建筑全過程，用數(shù)字化的方法創(chuàng)建、管理、共享所建造的資本資產(chǎn)信息[1]。它包括了三個維度：

第一維度：貫穿于項目的整個發(fā)展階段，例如設(shè)計、施工、使用、維護(hù)、拆除；

第二維度：涵蓋了項目所有參與方，例如設(shè)計方，建設(shè)方、施工總包、施工分包、監(jiān)理方；

第三維度：包括了參與方一切信息操作行為，例如增加、修改、提取、交換、共享等。

該項目管理模式的采用，將項目的對立方變?yōu)閰f(xié)作方，各參與方的目標(biāo)與項目總體目標(biāo)達(dá)成一致，實現(xiàn)了BIM在運用時形成共同的協(xié)助管理模式，保證了BIM技術(shù)在各階段產(chǎn)生最大的經(jīng)濟(jì)效益。適應(yīng)了現(xiàn)代科學(xué)和市場經(jīng)濟(jì)需要，成為建筑企業(yè)在競爭中獲勝的關(guān)鍵。

國內(nèi)許多高校先后建立BIM/BLM試驗室，開發(fā)并研究基于BIM技術(shù)的管理方法。2005年，華南理工大學(xué)與Autodesk聯(lián)合創(chuàng)辦了建筑物生命周期管理BLM-BIM實驗室，意在將BLM/BIM技術(shù)理念運用到了施工全過程管理中。同濟(jì)大學(xué)陳念等開發(fā)完成基于BLM的地產(chǎn)項目信息協(xié)同系統(tǒng)，隨后，華南理工大學(xué)、清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)和哈爾濱工業(yè)大學(xué)共同編纂了國內(nèi)第一本介紹建筑物生命周期管理及BIM理論與實踐的中文課本《建設(shè)工程信息化BLM理論與實踐叢書》[2]。

1.2 IPD項目管理方法

無獨有偶，美國曾提出業(yè)主的領(lǐng)導(dǎo)力、集成項目交付(IPD)、公開信息共享和虛擬建筑信息模型(BIM)是解決建筑業(yè)浪費問題，實現(xiàn)建造過程集約化的重要手段。

IPD是信息技術(shù)、協(xié)同技術(shù)與業(yè)務(wù)流程創(chuàng)新相互融合所產(chǎn)生的新的項目組織及管理模式。BIM模型、協(xié)同工作流、基于價值的群決策機(jī)制是IPD模式能夠?qū)崿F(xiàn)高度協(xié)同的重要基礎(chǔ)支撐，美國建筑師協(xié)會AIA率先對IPD進(jìn)行準(zhǔn)確定義并發(fā)布了IPD標(biāo)準(zhǔn)合同。國際上對于建筑信息模型(BIM)和集成項目交付(IPD)在促進(jìn)建筑工程多參與方協(xié)同工作、提高建設(shè)投資效益方面的作用的關(guān)注與日俱增。

基于BIM技術(shù)的集成項目管理方法(IPD)被越來越多的學(xué)者研究。建筑工程中IPD和BIM技術(shù)是相輔相成的關(guān)系。IPD是最大化BIM價值的項目管理實施模式，而BIM則是支持IPD成功高效實施的技術(shù)手段。通過二者有機(jī)結(jié)合實現(xiàn)了基于項目共同價值的管理及決策，2010年AIA發(fā)布了IPD成功案例，美國卡斯特羅谷的薩特醫(yī)療中心的建造過程中工程師嘗試在BIM基礎(chǔ)上采用IPD管理方法，取得了良好效果，得到廣泛關(guān)注。

2011年，清華大學(xué)馬智亮申請了國家自然科學(xué)基金項目“基于BIM技術(shù)的建筑工程IPD網(wǎng)絡(luò)平臺研究”，旨在研制一個基于BIM技術(shù)的建筑工程IPD網(wǎng)絡(luò)平臺[3]，通過集成協(xié)同工作網(wǎng)絡(luò)平臺技術(shù)、視頻會議系統(tǒng)技術(shù)和BIM應(yīng)用工具三大技術(shù)，不僅可以支持大型公共建筑工程的多參與方基于IPD模式高效地協(xié)同工作，還可以推動IPD模式在我國的應(yīng)用，提高大型公共工程的投資效益。2011年哈爾濱工業(yè)大學(xué)徐辒璽依托國家自然科學(xué)基金項目“基于BIM的建設(shè)項目成本和進(jìn)度風(fēng)險分析理論與方法研究”，對基于BIM的建設(shè)項目IPD協(xié)同管理方法進(jìn)行了研究[4]，提出了以建筑信息模型為核心的建設(shè)項目綜合項目交付管理模式，并構(gòu)建了建設(shè)項目IPD協(xié)同管理框架，為進(jìn)一步研究建設(shè)項目IPD協(xié)同管理提供了新方法。

2 基于BIM技術(shù)的項目施工流程優(yōu)化

2.1 項目概況

咸陽青年創(chuàng)業(yè)園項目，位于陜西省咸陽市西咸新區(qū)金融能源貿(mào)易區(qū)CBD商圈區(qū)域，上林路和能源三路交界處。該項目是2017年西咸新區(qū)的重點工程，主要功能是滿足入駐園區(qū)的創(chuàng)業(yè)企業(yè)、青年大學(xué)生的辦公、居住以及相關(guān)配套功能與設(shè)施需求。項目總占地面積62 152.11 m2，總建筑面積117 466 m2，工程鳥瞰圖如圖1所示。由于其投資規(guī)模龐大、系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜、利益相關(guān)方多、實施風(fēng)險大等特點，其管理面臨著更加突出的“信息孤島”問題，即大量信息自成體系、相互孤立，信息斷層和失真，無法實現(xiàn)信息共享?？紤]基于BIM技術(shù)，進(jìn)行項目的施工流程管理與優(yōu)化。

2.2 施工階段應(yīng)用計劃

本項目中標(biāo)后，由BIM中心指派一名工程師擔(dān)任項目部BIM經(jīng)理，根據(jù)項目申請編制施工工程BIM工作計劃，并確定BIM工作團(tuán)隊，根據(jù)項目特點及各專業(yè)人員配置情況組建BIM團(tuán)隊，完成項目的各項BIM工作。

BIM計劃的主要內(nèi)容應(yīng)包括以下主要內(nèi)容[5]：

1)項目信息；

2)BIM應(yīng)用目標(biāo)及價值分析；

3)BIM工作流程制定；

4)人員組成及工作職責(zé)；

5)會議制度；

6)資料交換；

7)文件及文件夾命名形式；

8)專業(yè)模型實施要求；

9)專業(yè)信息模型拆分；

10)專業(yè)信息模型應(yīng)用清單；

11)施工階段基于BIM技術(shù)的管理；

12)資料交互與成果交付。

2.3 施工階段優(yōu)化內(nèi)容

本文以碰撞檢查為例具體介紹施工階段BIM優(yōu)化內(nèi)容[6]。

碰撞檢查內(nèi)容包括：使用BIM模型技術(shù)改變傳統(tǒng)的CAD疊圖方式，使用防碰撞檢查功能，找到項目中管網(wǎng)以及各類構(gòu)件之間的碰撞之處，通過各專業(yè)自查，同時通過鏈接選項和其他專業(yè)進(jìn)行碰撞檢查，從而優(yōu)化施工圖設(shè)計方案。為設(shè)備及管線預(yù)留合理的安裝及操作空間，減少占用使用空間。

碰撞檢查基本流程：

1)BIM工作室根據(jù)各專業(yè)設(shè)計圖紙分別建立模型，并在各自專業(yè)內(nèi)分別運行碰撞檢查，如發(fā)現(xiàn)有碰撞將會顯示報告信息，將報告信息導(dǎo)出，提交計劃協(xié)調(diào)部，由計劃協(xié)調(diào)部提交總包相關(guān)部門，總包相關(guān)部門負(fù)責(zé)與設(shè)計院溝通進(jìn)行修改，并反饋給BIM工作室進(jìn)行模型更新，直至消除專業(yè)內(nèi)部碰撞。

2)鏈接各個專業(yè)模型，開始專業(yè)之間的碰撞檢查，如發(fā)現(xiàn)有碰撞將會顯示報告信息，將報告信息導(dǎo)出，提交計劃協(xié)調(diào)部，由計劃協(xié)調(diào)部提交總包相關(guān)部門，總包相關(guān)部門與分包協(xié)調(diào)商討解決方案，并將解決方案提交設(shè)計院及業(yè)主審核，總包負(fù)責(zé)與設(shè)計院溝通進(jìn)行修改，并反饋給BIM工作室進(jìn)行模型更新，直至消除專業(yè)間碰撞。

檢查過程及檢查報告見圖2。

3 結(jié)語

深入探討了基于BIM技術(shù)的項目管理方法研究進(jìn)展，并針對咸陽青年創(chuàng)業(yè)園自身特點，基于建筑信息模型的可視化效果，進(jìn)行施工流程優(yōu)化研究，降低信息傳遞過程中的衰減，提高了該工程信息化、動態(tài)化的管理水平。