某超高層項(xiàng)目基于4D-BIM平臺(tái)的“大數(shù)據(jù)”分析

陶 磊, 孫 斌, 吳小冬

(成都市建筑設(shè)計(jì)研究院， 四川成都 610000)

近幾十年來(lái)，信息技術(shù)在各行各業(yè)中迅速發(fā)展。信息和數(shù)據(jù)應(yīng)用逐漸成為衡量一個(gè)行業(yè)創(chuàng)新性、先進(jìn)性的標(biāo)志；同時(shí)也逐漸成為一個(gè)企業(yè)發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)的核心資產(chǎn)。大數(shù)據(jù)技術(shù)可以為決策提供一定的“預(yù)見(jiàn)參考”，而成功的分析和預(yù)見(jiàn)往往能帶來(lái)經(jīng)濟(jì)價(jià)值，起到增值的效果[1]。

本文對(duì)某超高層項(xiàng)目施工管理平臺(tái)4D-BIM記錄和統(tǒng)計(jì)的大量施工數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析。采用ABC分類(lèi)法對(duì)問(wèn)題數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類(lèi)，并對(duì)重點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行識(shí)別，在施工之前對(duì)重點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行排查和交底，以達(dá)到減少施工問(wèn)題，提高工程質(zhì)量，節(jié)約工程成本的目的。

1 項(xiàng)目概況

本文所研究項(xiàng)目總建筑面積約20×104m2，項(xiàng)目分南北兩區(qū)，南區(qū)地下室為2層，局部3層，地上為多層商業(yè)；北區(qū)地下室為4層，地上44層，建筑高度193.5 m，為超高層辦公樓，地上主要包含辦公、商業(yè)、餐飲等，地下室主要包含機(jī)動(dòng)車(chē)庫(kù)、非機(jī)動(dòng)車(chē)庫(kù)、設(shè)備用房、人防區(qū)等功能。

BIM技術(shù)在該項(xiàng)目中得到了充分而深入的應(yīng)用，應(yīng)用貫穿于項(xiàng)目整個(gè)生命周期。在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、造價(jià)、施工各個(gè)階段，信息和數(shù)據(jù)都在BIM平臺(tái)中進(jìn)行收集和積累，為本文“大數(shù)據(jù)”分析提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2 數(shù)據(jù)收集

2.1 D-BIM平臺(tái)簡(jiǎn)介

4D-BIM平臺(tái)是一個(gè)將建筑物及BIM-3D模型與施工進(jìn)度、資源、安全、質(zhì)量、成本以及場(chǎng)地布置等施工信息相集成的平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了基于BIM的施工進(jìn)度、施工資源及成本、施工安全與質(zhì)量、施工場(chǎng)地及設(shè)施的4D集成管理、實(shí)時(shí)控制和動(dòng)態(tài)模擬等功能。

本文主要對(duì)平臺(tái)質(zhì)量管理數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2.2 數(shù)據(jù)收集流程

整個(gè)項(xiàng)目施工過(guò)程中的問(wèn)題均記錄在4D-BIM平臺(tái)中，由現(xiàn)場(chǎng)管理人員在平臺(tái)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行反饋，直接對(duì)接相關(guān)經(jīng)辦人，記錄問(wèn)題詳情及處理時(shí)間，形成問(wèn)題閉環(huán)處理，問(wèn)題涉及各方均能及時(shí)查看問(wèn)題處理進(jìn)度。通過(guò)4D-BIM平臺(tái)對(duì)問(wèn)題數(shù)據(jù)記錄，可將傳統(tǒng)問(wèn)題改單、通知單等紙質(zhì)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為儲(chǔ)存于質(zhì)量管理平臺(tái)的結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。該類(lèi)數(shù)據(jù)不僅可以有效的存儲(chǔ)，更能進(jìn)行分類(lèi)、分析，為后期的施工質(zhì)量進(jìn)行指導(dǎo)。

為了能更加有效的進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，同時(shí)保證記錄的問(wèn)題能更及時(shí)的得到處理，該項(xiàng)目制定一套嚴(yán)格的問(wèn)題數(shù)據(jù)記錄和處理機(jī)制。具體流程如圖1所示：

圖1 施工質(zhì)量問(wèn)題(EPC管理發(fā)起施工質(zhì)量問(wèn)題流程)

2.3 數(shù)據(jù)收集情況

從2018年6月4D-BIM開(kāi)始使用至2019年4月30日，平臺(tái)上所記錄質(zhì)量問(wèn)題共計(jì)313條。每個(gè)月問(wèn)題記錄情況如圖2所示。

圖2 每月問(wèn)題記錄情況

由圖2可見(jiàn)，從4D-BIM平臺(tái)開(kāi)始使用到現(xiàn)在，所記錄的問(wèn)題數(shù)量先增加后減少，問(wèn)題數(shù)量記錄高峰為9月～11月(10月因?yàn)榉偶儆兴陆?。在6月到9月每月記錄問(wèn)題數(shù)增加明顯，這表明現(xiàn)場(chǎng)工作人員已經(jīng)從傳統(tǒng)的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行問(wèn)題處理的方式逐漸習(xí)慣了采用平臺(tái)進(jìn)行問(wèn)題溝通交流及記錄；這種習(xí)慣的轉(zhuǎn)變有益于問(wèn)題數(shù)據(jù)的記錄和保證，平臺(tái)記錄的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)也為后期數(shù)據(jù)分析提供基礎(chǔ)。

3 數(shù)據(jù)分析

3.1 數(shù)據(jù)基本情況

對(duì)平臺(tái)質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如圖3。總質(zhì)量問(wèn)題數(shù)為313條，其中施工質(zhì)量問(wèn)題為262條，占總問(wèn)題數(shù)83.7 %；設(shè)計(jì)任務(wù)發(fā)布47條，占總問(wèn)題數(shù)15.0 %，分包問(wèn)題數(shù)量4條,占總問(wèn)題數(shù)1.3 %。從數(shù)據(jù)中可以看出在整個(gè)項(xiàng)目中，施工問(wèn)題占主要部分，需要重點(diǎn)關(guān)注和分析，分包問(wèn)題數(shù)和時(shí)間與現(xiàn)場(chǎng)反應(yīng)的問(wèn)題數(shù)不符，究其原因?yàn)榉职鼏挝粚?duì)平臺(tái)使用率較低，導(dǎo)致數(shù)據(jù)過(guò)少，應(yīng)在之后的項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中督促分包單位正確使用4D-BIM平臺(tái)，保證數(shù)據(jù)的完整性。下文主要對(duì)施工質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行分析。

圖3 質(zhì)量問(wèn)題數(shù)量統(tǒng)計(jì)

3.2 數(shù)據(jù)分析

3.2.1 類(lèi)型劃分原則

平臺(tái)中問(wèn)題類(lèi)數(shù)據(jù)包含不少圖片、文字描述等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，因此為了對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理分析，首先需要將平臺(tái)問(wèn)題進(jìn)行合理分類(lèi)，本文將平臺(tái)問(wèn)題采用分層分類(lèi)法進(jìn)行分類(lèi)[2]，分類(lèi)原則如表1所示。

表1 類(lèi)型劃分原則

施工問(wèn)題按發(fā)生構(gòu)件分類(lèi)，可以很直接的了解施工最容易發(fā)生的構(gòu)件位置及各個(gè)構(gòu)件最易發(fā)生問(wèn)題的原因，從而更好指導(dǎo)后續(xù)施工。

3.2.2 數(shù)據(jù)分析

按上述分類(lèi)問(wèn)題原則問(wèn)題進(jìn)行分類(lèi)，并通過(guò)檢索關(guān)鍵字對(duì)問(wèn)題數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并按數(shù)量從大到小排列，同時(shí)統(tǒng)計(jì)各類(lèi)型問(wèn)題在本專(zhuān)業(yè)問(wèn)題中的占比和累計(jì)頻率(表2)。

對(duì)表中統(tǒng)計(jì)的問(wèn)題數(shù)據(jù)采用ABC分類(lèi)法對(duì)問(wèn)題類(lèi)型進(jìn)行歸類(lèi)。ABC分類(lèi)法：累計(jì)頻率0～80 %的主要問(wèn)題，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注；累計(jì)頻率80 %～90 %的為次要問(wèn)題；累計(jì)頻率90 %

表2 施工質(zhì)量問(wèn)題分析

～100 %的為一般問(wèn)題。

3.3 分析結(jié)果及問(wèn)題排查

通過(guò)對(duì)重點(diǎn)問(wèn)題的排查和關(guān)注，提高工程質(zhì)量，減少了工程問(wèn)題。如2.3節(jié)，從12月開(kāi)始，施工質(zhì)量問(wèn)題逐月減少。

對(duì)施工質(zhì)量問(wèn)題，通過(guò)上述統(tǒng)計(jì)可以看出在鋼筋、洞口預(yù)留、設(shè)備安裝等方面均存在不少重點(diǎn)問(wèn)題。針對(duì)這些常見(jiàn)施工問(wèn)題采取以下措施進(jìn)行改進(jìn)和避免。

(1)對(duì)當(dāng)期發(fā)現(xiàn)的施工技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行排查及技術(shù)交底，避免相關(guān)問(wèn)題發(fā)生。

(2)施工階段對(duì)容易出問(wèn)題的位置進(jìn)行重點(diǎn)巡視，控制過(guò)程質(zhì)量，避免返工情況。

(3)建立獎(jiǎng)懲制度，引起施工人員重視。

4 結(jié)論及展望

4.1 結(jié)論

(1)通過(guò)對(duì)項(xiàng)目問(wèn)題的統(tǒng)計(jì)和分析，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)重點(diǎn)問(wèn) 題的提前排查和處理，提高了工程質(zhì)量，減少了施工問(wèn)題。

(2)完善的數(shù)據(jù)錄入是保證數(shù)據(jù)正確性、提高大數(shù)據(jù)分析效率的前提。

(3)對(duì)當(dāng)期發(fā)現(xiàn)的施工技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行排查及技術(shù)交底，避免相關(guān)問(wèn)題發(fā)生。

(4)技術(shù)聯(lián)系單、圖紙會(huì)審、改單的數(shù)據(jù)均為非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，對(duì)大數(shù)據(jù)分析不利，應(yīng)將上述數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化，完善數(shù)據(jù)分析結(jié)果。

(5)隨著工程進(jìn)行，完善數(shù)據(jù)庫(kù)，可將同類(lèi)型建筑質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，歸類(lèi)總結(jié)更多問(wèn)題類(lèi)型，指導(dǎo)設(shè)計(jì)及施工。

4.2 展望

(1)圖紙深度大數(shù)據(jù)分析。

通過(guò)大數(shù)據(jù)分析其他設(shè)計(jì)院圖?；谙嚓P(guān)數(shù)據(jù)及數(shù)學(xué)模型判斷圖紙深度是否滿足高標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求，如同規(guī)模同類(lèi)型建筑平剖面圖、大樣圖占比。圖面文字?jǐn)?shù)據(jù)信息占比等，提升出圖質(zhì)量。

(2)對(duì)數(shù)據(jù)價(jià)值進(jìn)行分析研究。

并非所有的信息都是有價(jià)值的，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的價(jià)值進(jìn)行估算，從而建立相關(guān)數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)模型，通過(guò)數(shù)據(jù)(如問(wèn)題處理時(shí)效性)對(duì)設(shè)計(jì)師、管理工程師的工作行為進(jìn)行評(píng)價(jià)。(基于大數(shù)據(jù)的KPI考核)

(3)數(shù)據(jù)分析指導(dǎo)工作。

采用聚類(lèi)分析、關(guān)聯(lián)分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、決策樹(shù)分析等方法對(duì)院已有數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘[3]，通過(guò)獲取的信息進(jìn)行管理模型的轉(zhuǎn)型升級(jí)研究，提升核心競(jìng)爭(zhēng)力。如通過(guò)大數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量問(wèn)題預(yù)警、人員習(xí)慣研究。