基于BIM的派工單管理技術(shù)在廣州地鐵二十一號(hào)線機(jī)電工程中的應(yīng)用

孫 強(qiáng)

中鐵建工集團(tuán)建筑安裝有限公司

1 引言

廣州市軌道交通21 號(hào)線是廣州地鐵建設(shè)中的路線之一，正線全線長(zhǎng)約61.6km，共設(shè)車站21座，其中換乘站6座。本標(biāo)段包括二站二區(qū)間，分別是鎮(zhèn)龍站、鎮(zhèn)龍南站以及鎮(zhèn)龍與中新、鎮(zhèn)龍與鎮(zhèn)龍南區(qū)間。鎮(zhèn)龍站位于九龍大道以東，G324國道（廣汕公路）北側(cè)。該站是一座地面-地下車站，共有兩層，地面層為站廳，地下一層為14號(hào)線知識(shí)城支線、21號(hào)線的站臺(tái)。

車站建筑面積為2.7萬平方米，基坑長(zhǎng)約367m，寬約45m，為島式和側(cè)試車站，主體為地下一層箱型結(jié)構(gòu)、地上三層框架結(jié)構(gòu)相結(jié)合。

圖1 線路走向示意圖

2 主要思路

通過采用BIM技術(shù)進(jìn)行二次深化與建模、虛擬漫游、VR、數(shù)字化加工、裝配式機(jī)房等技術(shù)的應(yīng)用，并通過廣州地鐵項(xiàng)目研發(fā)的軌道交通模型信息管理系統(tǒng)開展基于派工單的施工過程管控。加強(qiáng)應(yīng)用過程中應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的突變性問題的措施，借鑒傳統(tǒng)的管控方式，在新模式下增加靈活性，補(bǔ)充配套管控措施。

3 應(yīng)用點(diǎn)

3.1 二次深化與建模

二次深化與建模主要包括站房及區(qū)間通風(fēng)空調(diào)、給排水、動(dòng)力照明及通信、信號(hào)等專業(yè)的建模和深化設(shè)計(jì)工作，并基于BIM深化模型進(jìn)行BIM出圖，指導(dǎo)施工。

圖2 鎮(zhèn)龍站BIM模型

圖3 鎮(zhèn)龍站機(jī)電BIM模型

圖4 鎮(zhèn)龍站站廳層BIM模型

3.2 虛擬漫游及三維交底

通過三維虛擬漫游，可以直觀地看出管線排布及設(shè)備安裝的具體情況，便于各單位各專業(yè)進(jìn)行沉浸式體驗(yàn)，提前發(fā)現(xiàn)問題，模擬多種方案進(jìn)行比對(duì)，高效解決問題。

圖5 三維虛擬漫游

對(duì)勞務(wù)班組進(jìn)行三維交底，更加直觀的了解現(xiàn)場(chǎng)情況，主要包括以下三種模式。

三維交底：通過3D 可視化的模型，并配以漫游動(dòng)畫直觀的展示，使施工人員快速、準(zhǔn)確地了解管線走向，尤其是復(fù)雜節(jié)點(diǎn)部分，有效地提高溝通效率。

手持終端現(xiàn)場(chǎng)交底：通過BIM 模型與手機(jī)、PAD 終端的連接，可以使用手持終端設(shè)備進(jìn)行模型查看，便于現(xiàn)場(chǎng)交底、復(fù)核。

手持終端現(xiàn)場(chǎng)交底：通過BIM 模型與手機(jī)、PAD 終端的連接，可以使用手持終端設(shè)備進(jìn)行模型查看，便于現(xiàn)場(chǎng)交底、復(fù)核。

圖6 三維技術(shù)交底

3.3 VR技術(shù)

建立BIM 模型，導(dǎo)入VR 設(shè)備，應(yīng)用VR 設(shè)備，能夠讓施工員和工人身臨其境，切身感受感受到綜合管線的排布，更加直觀地排除碰撞問題，從實(shí)體感官中準(zhǔn)確定位設(shè)備的安裝位置以及運(yùn)輸通道，提高施工效率，減少施工過程中不必要的麻煩。

圖7 VR技術(shù)

3.4 裝配式機(jī)房技術(shù)

為保證施工工期，提高施工質(zhì)量，本項(xiàng)目制冷機(jī)房將采用裝配式施工模式，創(chuàng)建機(jī)房BIM 模型，進(jìn)行二次深化，評(píng)選出最優(yōu)方案。在工廠進(jìn)行預(yù)制加工，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行快速組裝。

圖8 鎮(zhèn)龍站裝配式機(jī)房BIM模型

3.5 基于BIM的派工單管理系統(tǒng)

派工單系統(tǒng)架構(gòu)：基于BIM 的派工單管理系統(tǒng)的架構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)CS+BS+MS 模式。結(jié)合項(xiàng)目的需求，系統(tǒng)的部分需求功能點(diǎn)要三部分架構(gòu)共享，因此在服務(wù)器端單獨(dú)設(shè)計(jì)公共功能Web服務(wù)模塊。一個(gè)平臺(tái)，三個(gè)系統(tǒng)，各司其職，各負(fù)其責(zé)。

該平臺(tái)主要包括項(xiàng)目管理人員信息、施工人員信息和電子簽名表。

首先根據(jù)業(yè)主要求進(jìn)行模型創(chuàng)建及深化。然后，根據(jù)工程模型審核指引檢查模型：當(dāng)模型建立完畢后，可按照工程模型審核指引對(duì)模型進(jìn)行審核，發(fā)現(xiàn)模型有錯(cuò)漏的地方及時(shí)修改。

在建模和檢查模型的過程中，需要注意：提交專業(yè)模型文件的命名是否符合標(biāo)準(zhǔn)；模型是否經(jīng)過各專業(yè)的碰撞檢測(cè)并修改；各專業(yè)模型是否按實(shí)際長(zhǎng)度進(jìn)行打斷；模型是否全部錄入構(gòu)件編碼，構(gòu)件編碼有沒有按標(biāo)準(zhǔn)錄入。

WBS施工計(jì)劃和設(shè)備材料到貨計(jì)劃編制：根據(jù)總計(jì)劃、月計(jì)劃模板編制WBS施工計(jì)劃，使用Project 計(jì)劃檢測(cè)工具檢測(cè)所編計(jì)劃是否存在錯(cuò)誤，排查是否存在軸網(wǎng)沖突、是否存在旁站監(jiān)理工序等，編制設(shè)備材料到貨計(jì)劃。

門禁與網(wǎng)絡(luò)搭建：門禁服務(wù)器與項(xiàng)目部VPN網(wǎng)絡(luò)連接：項(xiàng)目部?jī)?nèi)的BIM-VPN網(wǎng)絡(luò)由BIM平臺(tái)服務(wù)商負(fù)責(zé)搭建；把工地現(xiàn)場(chǎng)門禁服務(wù)器與項(xiàng)目部中的VPN網(wǎng)連接的網(wǎng)線敷設(shè)由施工單位負(fù)責(zé)。將項(xiàng)目管理人員、施工人員全部錄入并與門禁系統(tǒng)綁定；通過視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行與門禁服務(wù)器的連接：在視頻監(jiān)控中心的VPN 網(wǎng)絡(luò)中架設(shè)一臺(tái)新的服務(wù)器，把現(xiàn)有BIM 中心機(jī)房服務(wù)器上的門禁數(shù)據(jù)交互的數(shù)據(jù)庫放到這臺(tái)服務(wù)器上；廣州地鐵BIM平臺(tái)正常使用或門禁授權(quán)、解權(quán)等相關(guān)操作后，BIM中心機(jī)房服務(wù)器把相應(yīng)的數(shù)據(jù)下發(fā)到新架設(shè)的服務(wù)器里的門禁數(shù)據(jù)庫。

創(chuàng)建及實(shí)施：根據(jù)審批過的周計(jì)劃由施工單位的施工員創(chuàng)建派工單，以工單的形式將施工任務(wù)創(chuàng)建出來，并包含進(jìn)入車站作業(yè)的人員、機(jī)械設(shè)備、物資材料、工序指引及安全防范措施等信息。對(duì)于施工過程中的日常管理，以運(yùn)行為派工單系統(tǒng)的核心，為建設(shè)方、監(jiān)理方和施工方提供施工過程信息跟蹤控制功能。

首先，通過派工單可將施工任務(wù)、人員、機(jī)械設(shè)備、物資材料等信息提交監(jiān)理審核，通過后方可開始施工；其次，完成派工單后需要在系統(tǒng)內(nèi)提交相應(yīng)的交付物，并在模型中顯示現(xiàn)場(chǎng)施工完成的情況，對(duì)未及時(shí)完成的施工任務(wù)進(jìn)行預(yù)警；最后，從派工單中提取實(shí)際的施工進(jìn)度數(shù)據(jù)，并與進(jìn)度計(jì)劃相比較，對(duì)工期延誤的情況進(jìn)行總結(jié)和分析，同時(shí)定量分析任務(wù)完成的質(zhì)量和數(shù)量。此外，系統(tǒng)將根據(jù)派工單的每日內(nèi)容自動(dòng)生成施工日志等資料，并形成后期運(yùn)維知識(shí)庫。

圖9 手持端派工單流程

由施工員創(chuàng)建派工單：派工單中已選用的設(shè)備材料會(huì)從系統(tǒng)材料庫中扣除，并可查詢剩余庫存；派工單與門禁系統(tǒng)對(duì)接，在工單中選擇的施工人員門禁卡會(huì)自動(dòng)授權(quán)，可在門禁閘機(jī)通行，未選擇人員，無權(quán)限進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。

監(jiān)理工程師確認(rèn)派工單：專業(yè)監(jiān)理根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間情況，審核此派工單是否與現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度一致，可實(shí)施則審核通過，不可實(shí)施則退回。

施工員填報(bào)完成情況：在派工單要求的施工內(nèi)容完成后，由施工員據(jù)實(shí)填報(bào)完成情況，對(duì)工程進(jìn)度實(shí)時(shí)把控，及時(shí)糾偏。

監(jiān)理工程師審核完成情況：監(jiān)理工程師在檢查現(xiàn)場(chǎng)后，派工單的填寫完成情況及審核意見，審核通過后，此派工單完成閉合。

在派工單創(chuàng)建完成后，派工單的相關(guān)信息可推送到M/S 智能手持終端，施工管理人員及施工人員可在手機(jī)上查看施工計(jì)劃。

4 結(jié)束語

本項(xiàng)目模型創(chuàng)建包含的專業(yè)全、模型精度高，切實(shí)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。應(yīng)用基礎(chǔ)模型，進(jìn)行深化，出預(yù)制加工圖，全程指導(dǎo)施工，采用場(chǎng)外加工，場(chǎng)內(nèi)裝配式施工，實(shí)現(xiàn)降本增效。制冷機(jī)房通過裝配式施工將達(dá)到節(jié)能環(huán)保、高效、且保證了施工質(zhì)量、縮短了工期的目的。風(fēng)管數(shù)字化加工將大大提高了效率，節(jié)省人工。將實(shí)際的施工現(xiàn)場(chǎng)與虛擬BIM 系統(tǒng)進(jìn)行無縫連接，由于進(jìn)度計(jì)劃的自動(dòng)生成，避免了人為的干擾。通過該系統(tǒng)的自動(dòng)檢查功能，判定派工的前置條件，并保證派工的準(zhǔn)確性。通過完成實(shí)際進(jìn)度填報(bào)，在實(shí)現(xiàn)計(jì)劃的閉環(huán)反饋的同時(shí)，關(guān)聯(lián)門禁系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工人員的準(zhǔn)確管理。

基于BIM 技術(shù)的派工單管理有利于計(jì)劃的嚴(yán)肅性，避免現(xiàn)場(chǎng)打亂戰(zhàn)，在計(jì)劃申請(qǐng)審批過程中，能對(duì)同時(shí)同地有沖突的作業(yè)進(jìn)行判斷和提示，再根據(jù)提示進(jìn)行審核和調(diào)整即可，保證現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)間點(diǎn)有條不紊。

本項(xiàng)目作為地鐵機(jī)電設(shè)備安裝項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了基于BIM 的全壽命周期管理。明確平臺(tái)詳細(xì)功能及各單位職責(zé)，從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、招投標(biāo)階段，施工階段的安全、質(zhì)量、進(jìn)度、物資、成本等方面，到運(yùn)維階段設(shè)備管理、資產(chǎn)管理、運(yùn)營管理、人員管理等方面進(jìn)行管理，并結(jié)合派工單移動(dòng)管理平臺(tái)，形成BIM 模型-施工人員-施工計(jì)劃-機(jī)械設(shè)備-物資材料-安全質(zhì)量-工程資料各項(xiàng)數(shù)據(jù)的交互管理，將BIM 技術(shù)由BIM 建模與深化推向BIM 施工過程管理，提高模型利用率，促進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)管理效率，對(duì)推動(dòng)BIM 技術(shù)在施工管理方面的應(yīng)用具有重要意義。