BIM技術(shù)對城市軌道交通物資處置的影響

（中鐵二十四局集團(tuán)上海鐵建工程有限公司，上海 200040）

0 前言

BIM 技術(shù)即將三維數(shù)字技術(shù)融入工程設(shè)計中來，對設(shè)計過程進(jìn)行合理優(yōu)化，以便達(dá)到降低設(shè)計成本，提升設(shè)計質(zhì)量，實現(xiàn)綠色環(huán)保施工的過程。BIM技術(shù)作為施工業(yè)的一次大變革，通過其施工智能管控技術(shù)，不僅能對施工各項環(huán)節(jié)進(jìn)行合理控制，還能有效確保施工質(zhì)量，促進(jìn)施工進(jìn)一步開展。

1 BIM 應(yīng)用特點

1.1 可視性

BIM 技術(shù)在施工企業(yè)中的應(yīng)用，可以向施工人員展示可視化模型，改變傳統(tǒng)的二維平面圖形。項目施工周期中，合理應(yīng)用BIM 技術(shù)，不僅可以有效渲染圖片，還能利用視頻展示實際圖片效果，自動生產(chǎn)報表，最關(guān)鍵的是方便項目決策分析、招標(biāo)規(guī)劃、施工設(shè)計、運(yùn)營等階段溝通決策，從而有效減少多方交流時間，不斷提升工作效率，促進(jìn)施工行業(yè)進(jìn)一步向前。

1.2 可優(yōu)化性

施工行業(yè)發(fā)展中，合理應(yīng)用BIM 技術(shù)可以促進(jìn)設(shè)計、施工、運(yùn)維等階段逐步優(yōu)化。工程優(yōu)化期間受到項目、信息復(fù)雜性等方面制約，當(dāng)前很多施工復(fù)雜性與信息等不同內(nèi)容都超出了人員可承受限度，合理應(yīng)用BIM 技術(shù)及相關(guān)優(yōu)化工具不僅能對項目進(jìn)行合理優(yōu)化，還能提高項目成功率。

1.3 可模擬性

項目施工各階段用BIM 技術(shù)展開模擬分析，能重新向人們展示施工工藝流程，有效模擬交通及人流疏散等情況，尤其是施工進(jìn)度和材料成本等方面，借助4D 模擬技術(shù)，可以有效優(yōu)化項目施工方案，并對施工工藝流程進(jìn)行合理安排，便于為組織資源提供詳細(xì)數(shù)據(jù)。

1.4 信息可追蹤性

信息化是BIM 技術(shù)的又一特色，建立健全完整信息模型后，可以充分展現(xiàn)施工周期下不同構(gòu)件尺寸與材料等信息，確保真實模型和數(shù)字模型相互統(tǒng)一。尤其在施工期間可以對施工信息進(jìn)行維修處理，若需要查詢某天材料消耗與構(gòu)件完成情況等方面信息，即可立即查到相關(guān)信息內(nèi)容，確保信息具有一定可追蹤性。

1.5 可出圖性

利用BIM 技術(shù)可以向人們展示工程項目各個環(huán)節(jié)復(fù)雜節(jié)點信息，尤其是借助施工可視化環(huán)節(jié)后，便于更好的向人們協(xié)調(diào)、展示、優(yōu)化并模擬相應(yīng)場景，幫助應(yīng)用單位出示相應(yīng)圖紙信息。例如，綜合管線排布圖、平面布置圖、竣工交付圖、復(fù)雜節(jié)點圖等。

2 城市軌道交通中BIM 技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

1）規(guī)劃階段，BIM 技術(shù)和GIS 技術(shù)結(jié)合起來，能對施工現(xiàn)場進(jìn)行準(zhǔn)確測量，同時呈現(xiàn)可視化方案設(shè)計。提高施工現(xiàn)場仿真效果，幫助業(yè)主人員更好的理解項目內(nèi)容，方便實際決策。國內(nèi)軌道交通建設(shè)規(guī)劃期間BIM 技術(shù)的應(yīng)用仍處于探索階段，究其原因主要為：規(guī)劃需求不確定；GIS 信息和BIM 技術(shù)的結(jié)合有待進(jìn)一步成熟；BIM 技術(shù)應(yīng)用法律法規(guī)及版權(quán)需要進(jìn)一步完善。

2）BIM 技術(shù)的應(yīng)用為設(shè)計階段帶來一定幫助。和傳統(tǒng)設(shè)計工作相比，BIM 技術(shù)的應(yīng)用，突破了時間壁壘，對設(shè)計流程進(jìn)行了合理優(yōu)化，加強(qiáng)了設(shè)計變更處理。BIM 技術(shù)為項目施工提供了三位可視化模型，幾何及屬性信息更為豐富，信息表達(dá)能力不斷提升，設(shè)計錯漏逐漸減少，便于設(shè)計人員提供最佳設(shè)計環(huán)境。

BIM 協(xié)同設(shè)計讓不同專業(yè)人員在同一平臺中開展實際工作，便于實現(xiàn)項目中心文件共享。軌道交通利用BIM 信息系統(tǒng)，讓不同參與方都能在這一地點登錄這一系統(tǒng)工作，便于完成工作成果共享，確保不同文件有效相連，便于建立電子檔案庫來管理。將BIM 技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計階段已經(jīng)獲得一定收獲，但仍然不能代替原來的設(shè)計流程，其中存在的主要問題為：以BIM 為基礎(chǔ)的族庫與數(shù)據(jù)庫發(fā)展并不成熟，所需三維設(shè)計成本相對較高，特殊構(gòu)件及曲面建設(shè)難度較大；BIM 軟件和施工業(yè)難以契合，二次開發(fā)難度與成本較高；BIM技術(shù)的合理應(yīng)用實際投入產(chǎn)出比較大。

3）施工期間BIM 技術(shù)應(yīng)用范圍較廣。結(jié)合設(shè)計圖紙創(chuàng)建三維立體模型，能對施工可行性進(jìn)行合理驗證，防止施工錯誤情況出現(xiàn)。

三維模型與進(jìn)度信息相連可以建立起4D-BIM 施工模型，利用這一模型對施工進(jìn)行模擬，可以對施工工序進(jìn)行合理優(yōu)化，控制施工誤差的存在；對施工信息化流程和藝術(shù)進(jìn)行虛擬優(yōu)化，并結(jié)合仿真模擬技術(shù)進(jìn)行施工培訓(xùn)、組織模擬等活動。4D-BIM 模型與造價信息相互關(guān)聯(lián)建立5D-BIM 施工模型，幫助工程對生命周期成本進(jìn)行合理控制。BIM 和EPR、RFID、3D 等技術(shù)的有效結(jié)合，能確保項目施工成本、工程量等朝著精細(xì)化管理方面前行。

將傳感檢測、信息可視化和施工模擬技術(shù)相結(jié)合，便于完成施工物沉降、安全及風(fēng)險管理方面應(yīng)用，防止工程出現(xiàn)質(zhì)量與安全等方面問題。施工期間BIM 技術(shù)應(yīng)用清晰，但使用階段仍存在較多問題：施工期間需要自行建立三維數(shù)據(jù)模型，這一過程需要消耗較多時力，且數(shù)據(jù)信息來源不準(zhǔn)；工程造價應(yīng)用發(fā)展處于初期；缺少工程管理和BIM 技術(shù)平臺，施工方主要使用紙質(zhì)文件進(jìn)行管理，信息化難度進(jìn)一步增加。

4）運(yùn)營維護(hù)期間很少用到BIM 技術(shù)，與設(shè)施設(shè)備可視化技術(shù)、編碼體系等技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)建三維運(yùn)維智能管理系統(tǒng)是當(dāng)前的首要路徑。當(dāng)前承包模式?jīng)]有及時關(guān)注運(yùn)維階段需求，因而導(dǎo)致信息孤島問題產(chǎn)生。究其原因，一，運(yùn)維和施工環(huán)節(jié)脫軌嚴(yán)重，難以對施工單位資料進(jìn)行有效保存；二，運(yùn)維期間需求不確定，應(yīng)用流程及工作模式不統(tǒng)一。

3 物資管理缺點

在計算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展期間，企業(yè)物資管理數(shù)據(jù)資料中逐漸應(yīng)用計算機(jī)數(shù)據(jù)系統(tǒng)來管理，但大部分?jǐn)?shù)據(jù)仍然以紙質(zhì)為主記錄信息，然后用手工輸入法采集并整理信息。這一過程不僅會浪費較多人力，還會使數(shù)據(jù)錄入準(zhǔn)確性不斷降低。在企業(yè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大的當(dāng)下，企業(yè)物資種類逐漸增加，出入庫頻率進(jìn)一步增加，物資管理操作更加復(fù)雜。傳統(tǒng)人工操作模式難以滿足物資管理方面需求，且會對企業(yè)全面發(fā)展產(chǎn)生較大影響，具體而言：

1）施工團(tuán)隊與現(xiàn)場材料及施工情況相結(jié)合提出相應(yīng)材料計劃，難以準(zhǔn)確掌控施工材料需求和施工進(jìn)度間的關(guān)系，且容易導(dǎo)致施工材料提前進(jìn)場和損失的情況出現(xiàn)，最終導(dǎo)致材料與時間成本進(jìn)一步增加；2）施工團(tuán)隊按照經(jīng)驗施工，難以和BIM 施工計劃相互照應(yīng)，會出現(xiàn)施工現(xiàn)場情況和計劃之間的脫節(jié)，可能會出現(xiàn)物資供應(yīng)不能滿足施工需求，或者施工材料缺失的情況，比如是在混凝土澆筑的工作中，如果不能確保施工的連續(xù)性，就容易水泥等原料長時間存放發(fā)生變質(zhì)的問題，增加施工成本。3）管理人員難以第一時間掌握施工現(xiàn)場與材料情況，針對施工進(jìn)度及材料缺失等問題難以全面了解，最終會對施工進(jìn)度與效率產(chǎn)生影響。

4 BIM 技術(shù)下的軌道交通物資處置

地鐵施工的物資管理工作需要不同部門協(xié)同配合，流程十分復(fù)雜，而且有大量的重復(fù)性工作，部門需要頻繁對接，保證物資的采購和發(fā)放工作。目前的地鐵施工建設(shè)中，尤其是在項目前期的壓力非常大，很多物資管理人員面對嚴(yán)重的物資收發(fā)任務(wù)。使用BIM 技術(shù)可以對施工計劃進(jìn)行模擬，分析每個階段施工工作對于物資的需求，這樣物資管理人員就能根據(jù)施工中對物資的變化來開展采購計劃，保證物資的供應(yīng)和施工的實際情況相匹配，降低物資管理的壓力。

為了創(chuàng)建BIM 模型，需要提供足夠的信息，包括地鐵結(jié)構(gòu)組成、項目的屬性等等。其次要對工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的劃分，比如對土方工程根據(jù)坡度進(jìn)行劃分；豎井、通道、圍護(hù)樁、擋土墻、鋼支撐根據(jù)實際施工的情況建模等等。針對工程中包含的不同構(gòu)件，也采用規(guī)范的編碼，做好分類，保證開工之后，BIM 系統(tǒng)中的信息流轉(zhuǎn)。

使用BIM 技術(shù)能夠?qū)κ┕さ倪M(jìn)度進(jìn)行監(jiān)控，了解目前施工的進(jìn)度情況。物資管理人員可以查找各種原料的消耗情況，包括鋼筋、水泥等等，并且根據(jù)施工現(xiàn)場的更新數(shù)據(jù)，了解目前的施工建設(shè)情況，分析支護(hù)等環(huán)節(jié)的施工進(jìn)度，做好信息匯總，并制定采購計劃。領(lǐng)料時可以嚴(yán)格按照施工進(jìn)度計劃執(zhí)行，部門可以使用二維碼物料，并且將物料的變化情況在數(shù)據(jù)庫中同步。比如通過設(shè)置砌筑參數(shù)信息，可以指導(dǎo)不同規(guī)格的砌體的采購工作，以及對現(xiàn)場切割工作的管理。防止施工時出現(xiàn)砌體二次搬運(yùn)和材料的浪費問題，減少工作量并且能夠提升效率。

施工團(tuán)隊驗工計價期間，安排專業(yè)人員掃碼驗證，就能得到施工進(jìn)度方面信息，使驗工計價程序進(jìn)一步簡化。BIM 下的物資管理系統(tǒng)，可以有效節(jié)省操作時間，操作步驟相對交單，不同階段都有對應(yīng)人員管控，可以保證系統(tǒng)順利執(zhí)行，參照BIM 模型開展施工，不僅可以減少施工材料不符等情況出現(xiàn)，還能對施工材料與進(jìn)度等進(jìn)行合理控制，從而使項目管理水平進(jìn)一步提升，最終有效降低工程造價。

5 結(jié)語

綜上，結(jié)合BIM 技術(shù)在軌道交通建設(shè)中的應(yīng)用，有必要創(chuàng)建相應(yīng)的BIM標(biāo)準(zhǔn)體系，健全數(shù)據(jù)共享和交換，創(chuàng)建BIM 技術(shù)信息和管理平臺，促進(jìn)軌道交通朝著信息與工業(yè)化方向不斷發(fā)展，促進(jìn)城市軌道交通物資管理更好的發(fā)展。