BIM 物聯(lián)網(wǎng)平臺在裝配式建筑項目進度管控的應(yīng)用

姜躋晟

（身份證號：310109********2010）

1 引言

隨著全國各地裝配式建筑從政策導(dǎo)向進入逐步應(yīng)用的階段，裝配式建筑項目的進度管理也面臨新全新的挑戰(zhàn)。對比傳統(tǒng)的混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)建筑，裝配式建筑由于其更長的產(chǎn)業(yè)鏈條（增加了預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)），以及生產(chǎn)模式的變化（項目式的生產(chǎn)管理必須結(jié)合工廠工業(yè)化制造流程），給項目管理團隊以及各參與方之間的日常協(xié)調(diào)與配合工作造成了較大的困難和挑戰(zhàn)。如果沒有行之有效的管理工具和管理手段，保障項目管理水平的同步提升，裝配式項目由于現(xiàn)場沒有濕作業(yè)、無模板及排架支撐體系而與生俱來的進度優(yōu)勢將被團隊內(nèi)部之間無休止的扯皮和推諉相抵消。近些年來行業(yè)內(nèi)興起的“云大物移智”等前沿技術(shù)，如何能夠發(fā)揮裝配式建筑價值，解決行業(yè)的痛點，顯得尤其迫在眉睫。

2 應(yīng)用項目介紹

杭州蕭山國際機場5、6 號宿舍及配套工程為浙江省重點建設(shè)項目。本工程采用國內(nèi)大力倡導(dǎo)的集成裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系，是國內(nèi)首例交錯桁架高層應(yīng)用項目。項目總建筑面積34400m2，共包含2 座單體建筑。其中，5#樓為一棟7 層建筑，標(biāo)準(zhǔn)層高為3.1m，建筑高度22.6m，地下一層；6#樓為一棟10 層建筑，標(biāo)準(zhǔn)層高為3.1m，建筑高度31.9m，地下一層（見圖1）。本工程結(jié)構(gòu)體系采用局部鋼框架+交錯桁架結(jié)構(gòu)體系，形成無凸梁凸柱的超大柱距的建筑使用空間，內(nèi)墻采用蒸壓加氣混凝土條板（ALC），外墻采用蒸壓加氣混凝土砌塊（或ALC條板），外掛PC 裝飾外墻板或鋁板；屋面及樓板大部分區(qū)域采用SP 板配合60mm 厚的混凝土面層，局部區(qū)域采用鋼筋桁架樓承板，樓梯采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓梯。

圖1 蕭山國際機場5、6 號宿舍及配套工程

項目工期要求較高（合同工期381天），并且在項目試樁的過程中由于地勘報告數(shù)據(jù)不夠詳細，造成了斷樁影響工期將近2 個月，給本來就不寬裕的工期雪上加霜。本項目通過工業(yè)化的設(shè)計、制作和安裝的方式來控制進度和質(zhì)量，但是集成裝配式建筑對于集團公司來說屬于新的業(yè)務(wù)，公司的深化技術(shù)中心，工廠制造管理中心與項目管理中心三個職能部門尚處于磨合階段，如何能夠在約定的工期要求下，保質(zhì)保量的完成本工程是一個非常艱巨的任務(wù)。因此，項目團隊通過深化階段直接BIM 正向設(shè)計出圖，構(gòu)件加工生產(chǎn)、運輸、安裝階段采用集團信息化子公司自主研發(fā)的BIM物聯(lián)網(wǎng)信息化管理平臺來提升工程質(zhì)量、降低工程成本、縮短項目工期、保障安全。

3 BIM 物聯(lián)網(wǎng)信息化平臺應(yīng)用

該平臺的總體研發(fā)思路是以BIM 模型為基礎(chǔ)，通過計劃管理將各業(yè)務(wù)流程串聯(lián)起來，對預(yù)制裝配式建筑構(gòu)件的生產(chǎn)、入庫、運輸、吊裝等環(huán)節(jié)嚴格管控，對預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)及PC 等構(gòu)件進行全流程的監(jiān)控。所提供的協(xié)同管理、優(yōu)化信息和動態(tài)智能的服務(wù)，有效地解決預(yù)制裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈中數(shù)據(jù)共享與交換問題，提升企業(yè)的管理效率和精細度，解決項目涉及的不同參與方難以協(xié)同工作等問題。通過該平臺的應(yīng)用，項目在進度管控方面主要解決了如下三個方面的問題。

3.1 要貨計劃優(yōu)化

在平臺應(yīng)用之前，項目部的計劃員在項目啟動的時候根據(jù)本項目的總進度計劃，編制《構(gòu)件要貨計劃》，并且通過電子郵件的形式發(fā)送給工廠的運營科。在項目啟動初期，由于設(shè)計院提供的審圖版施工圖還需要二次深化，因此該《構(gòu)件要貨計劃》往往沒有細化到單一構(gòu)件，僅僅按較為籠統(tǒng)的施工部位給出構(gòu)件需要進場的時間節(jié)點（見圖2）。

工廠制造管理中心的運營科收到《構(gòu)件要貨計劃》后，比對二次深化后的加工圖紙所描述的構(gòu)件規(guī)格型號和數(shù)量（由公司的設(shè)計深化團隊用Tekla 軟件正向設(shè)計建模后出圖，并且送審設(shè)計院后下發(fā)到項目部和工廠運營科），按樓層為單位統(tǒng)一排產(chǎn)（柱、框梁、次梁、樓梯、直發(fā)件）。成品構(gòu)件加工完成后，沒有做到按現(xiàn)場施工工序的要求分類堆放入庫。造成成品構(gòu)件出庫發(fā)貨的時候，為了滿足項目上具體的發(fā)貨請求，翻找構(gòu)件的情況時有發(fā)生。項目現(xiàn)場到貨實際順序是：鋼梁先到了，鋼柱還沒到；次梁先到了，框梁還沒到。更不能做到按施工流水的順序到貨。從而造成現(xiàn)場等工，增加堆場壓力并且降低現(xiàn)場安裝的工效（不能按流水順序吊裝）[1]。

圖 2 傳統(tǒng)方式的構(gòu)件要貨計劃

圖3 要貨計劃自動生成

造成這種現(xiàn)象的主要原因有以下幾個方面：

①項目部計劃員沒有分階段提前給出精細的月度要貨計劃（按施工順序、構(gòu)件編號描述時間節(jié)點），而是等到具體發(fā)貨的前幾天通過電話口頭聯(lián)系工廠運營科，這時候成品構(gòu)件已經(jīng)堆放混亂，翻找困難，沒有條件按現(xiàn)場具體要求發(fā)貨。

②編制精細的月度要貨計劃需要同時比對項目進度計劃、施工工序和流水安排、二次深化加工圖紙、構(gòu)件清單等原始資料，然后進行統(tǒng)計分析，工作量巨大。

③鋼結(jié)構(gòu)工廠的成品入庫堆放是由最后一道工序的油漆組來完成的，與工廠計劃員安排成品發(fā)貨的工作沒有能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)調(diào)配合，所以成品構(gòu)件沒有按要求堆放。

④工廠認為既然項目部給出的要貨計劃那么粗，當(dāng)然是生產(chǎn)了什么構(gòu)件就發(fā)貨什么構(gòu)件?，F(xiàn)場項目部認為既然工廠本來也做不到精細化的排產(chǎn)和成品堆放，那也沒必然花費精力做那么精細的要貨計劃。兩邊相互推諉。

3.1.1 平臺解決方案

某一層鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，按現(xiàn)場的施工順序要求（施工流水段【從西到東分3 段】，吊裝工序【柱→框梁→次梁→樓梯】）到貨。現(xiàn)場安裝工效大大提高，做到成品構(gòu)件隨到隨吊，并且大大減少項目現(xiàn)場的堆場壓力。具體做法為（見圖3）：

①將公司設(shè)計深化團隊的Tekla 模型導(dǎo)入平臺，軟件自動生成項目構(gòu)件清單；

②將項目進度計劃（Project 格式）按現(xiàn)場施工工序及流水段編輯細化，并且導(dǎo)入平臺；并且將模型與進度任務(wù)關(guān)聯(lián)；

③軟件根據(jù)選定的時間跨度自動計算并且生成精細版要貨計劃（利用算力優(yōu)勢降低項目計劃員的工作強度），并且在線共享（項目部于每月25 日前提供下月要貨計劃給工廠運營科）；

④工廠車間按要貨計劃提前落實排產(chǎn)計劃，確保有序按計劃進行構(gòu)件加工；

⑤工廠車間的計劃員協(xié)調(diào)裝卸班組將成品構(gòu)件按要貨計劃的順序分類堆放入庫；

⑥項目部計劃員提前2d 通知工廠發(fā)貨，成品構(gòu)件按現(xiàn)場要求的順序運送到現(xiàn)場；

⑦現(xiàn)場按既定的進度任務(wù)吊裝構(gòu)件，從而提升安裝工效（不用東一根、西一根的吊裝，不用看著次梁到了框梁沒到，框梁到了柱沒到而只能等工）。

3.2 項目進度在線監(jiān)控

3.2.1 傳統(tǒng)方式的不足

傳統(tǒng)方式下，項目現(xiàn)場構(gòu)件實際安裝進度通常由人工采集數(shù)據(jù)，并且采用手繪形象進度圖的方式實現(xiàn)。這種方式有以下幾個方面的缺點：

①進度數(shù)據(jù)反饋不及時。由于是采用手繪形象進度圖，難免會有更新不及時，與現(xiàn)場實際進度不同步的情況發(fā)生。

②容易出現(xiàn)錯漏。由于是人工記錄數(shù)據(jù)，抄寫的工作量巨大，難免會產(chǎn)生錯誤。

③數(shù)據(jù)統(tǒng)計困難。手繪的形象進度圖不能進行產(chǎn)值完成率的自動統(tǒng)計和分析，無法進行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)提煉。

④不能動態(tài)的反映項目進度是提前還是滯后，只是階段性的記錄。

⑤構(gòu)件過程狀態(tài)不可追朔。手繪的形象進度圖僅僅反映的是構(gòu)件的最終安裝完成狀態(tài)，并不能顯示構(gòu)件在不同的狀態(tài)（構(gòu)件入庫、構(gòu)件發(fā)貨、構(gòu)件收貨、構(gòu)件吊裝）的歷史時間記錄，無法分析進度滯后的原因，提升進度管理水平。

3.2.2 平臺解決方案

軟件利用導(dǎo)入的Tekla 模型自動生成構(gòu)件清單和二維碼，通過二維碼標(biāo)簽來進行構(gòu)件身份管理。構(gòu)件成品在工廠制作完成后，工廠的質(zhì)檢員負責(zé)貼碼的工作。工廠的倉庫管理員和發(fā)貨員，項目現(xiàn)場的收貨員和吊裝員只需簡單地用PDA 掃槍進行掃碼操作，系統(tǒng)即可自動記錄構(gòu)件的過程狀態(tài)（見圖4）。

平臺以物聯(lián)網(wǎng)+云計算的方式，對預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)及PC 構(gòu)件的生產(chǎn)、入庫、運輸、吊裝等環(huán)節(jié)進行全流程的監(jiān)控。通過計劃管理將各業(yè)務(wù)流程串聯(lián)起來，并且達到以下效果：

①數(shù)據(jù)反饋及時，完全不需要事后手工抄寫構(gòu)件完成狀態(tài)。

②用三維構(gòu)件狀態(tài)圖替代傳統(tǒng)二維手繪形象進度圖，可閱讀性提升。

③軟件自動對比分析項目進度是提前還是滯后，利用CPM 關(guān)鍵路徑法自動計算項目延期天數(shù)。

④業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)提煉，為項目復(fù)盤提供數(shù)據(jù)，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，從而提升進度管理水平。系統(tǒng)可以動態(tài)呈現(xiàn)如下報表：

a）項目的當(dāng)前產(chǎn)值完成率；

b）構(gòu)件過程流轉(zhuǎn)信息記錄（責(zé)任到人，方便事后追溯）；

c）工廠已發(fā)貨構(gòu)件數(shù)量，發(fā)貨準(zhǔn)時率分析；

d）物流信息，司機姓名及聯(lián)系方式，車輛信息（方便聯(lián)系在途車輛）。

3.3 進度智能預(yù)警

傳統(tǒng)方式下，項目現(xiàn)場進度實際完成情況只有項目部的生產(chǎn)管理人員掌握了解，項目進度滯后的情況不能及時預(yù)警推送給相關(guān)負責(zé)人，公司項目管理中心領(lǐng)導(dǎo)只能根據(jù)項目部提供的工作周報來了解各項目現(xiàn)場進度。這種方式有以下幾個方面的缺點：

①進度數(shù)據(jù)反饋不及時。工作周報是事后編寫的，難免會有更新不及時，與現(xiàn)場實際進度不同步的情況發(fā)生。

②存在人為主觀因素。工作周報是人工編寫的，數(shù)據(jù)來源帶有主觀色彩。

③項目的滯后原因僅僅用紅色字體在周報中進行描述，沒有實現(xiàn)信息的分類和推送，相關(guān)負責(zé)人未必能及時查閱到與之有關(guān)的信息（是否自己部門造成的滯后）。

3.3.1 平臺解決方案

系統(tǒng)每天根據(jù)構(gòu)件當(dāng)前狀態(tài)對比要貨計劃和進度計劃，為各類延期情況提供智能預(yù)警。不同類型、不同級別的預(yù)警信息，可以設(shè)置預(yù)警接受人員，提示周期和觸發(fā)閾值。預(yù)警信息可以在系統(tǒng)頁面查詢，也可以通過郵件推送給相關(guān)的負責(zé)人。

系統(tǒng)可以提供以下幾種預(yù)警：

①發(fā)貨預(yù)警（根據(jù)構(gòu)件的發(fā)貨狀態(tài)對比要貨計劃計算得出）

②收貨預(yù)警（根據(jù)構(gòu)件的收貨狀態(tài)對比要貨計劃計算得出）

③項目延期預(yù)警（根據(jù)構(gòu)件的吊裝完成狀態(tài)對比項目進度計劃計算得出）

不同的預(yù)警類型和預(yù)警級別分別反饋了不同的責(zé)任主體以及對項目進度產(chǎn)生的影響的程度。比如說：是由于構(gòu)件發(fā)貨延遲，還是在途延遲，還是到場后沒有及時吊裝造成了項目總工期的延遲；是實際發(fā)貨偏離了要貨計劃還是發(fā)貨要求偏離了要貨計劃造成了工廠無法及時響應(yīng)；是紅色預(yù)警還是橙色預(yù)警等。通過有針對性的信息推送，讓相關(guān)負責(zé)人能夠及時的介入，采取措施糾偏項目進度，同時也避免了相互扯皮和推諉[2]。

圖4 項目進度總覽

4 結(jié)語

蕭山機場項目采用BIM 物聯(lián)網(wǎng)平臺后，將項目的計劃管控完美控制在合理的范圍內(nèi)，同時對項目之前大量的信息不對稱和信息溝通的問題全部消滅于平臺之上。平臺的智能預(yù)警系統(tǒng)，提前應(yīng)對裝配式項目管理的管控痛點和難點，如：裝配式構(gòu)件發(fā)貨不及時，構(gòu)件發(fā)貨內(nèi)容與項目要求完全不匹配，構(gòu)件該發(fā)的時間點未發(fā)貨等，為項目和公司節(jié)約大量的人力、物力、財力、時間成本、溝通成本。

同時，蕭山項目管理過程也發(fā)現(xiàn)一些針對裝配式建筑從設(shè)計到生產(chǎn)再到項目實施，需要大量的溝通與協(xié)調(diào)工作，與傳統(tǒng)項目相比諸多工作前置，帶來項目風(fēng)險管理的前置、計劃管理的嚴謹與嚴密，項目各步驟銜接的緊密性等，項目容錯性降低，這些都給項目管理提出了新的挑戰(zhàn)，只有借助信息化的平臺手段才能有效解決此一系列的問題，也是裝配式建筑項目全新的解決落地實施方案。