智慧建造技術(shù)在北京城市副中心工程的持續(xù)應(yīng)用

王繼行 劉春峰 許有越 賽菡 張清航 孫慧穎

摘 ? ?要：近些年來(lái)，BIM技術(shù)迅猛發(fā)展，而我們對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用早已不再是碰撞分析和動(dòng)畫展示那樣簡(jiǎn)單，以BIM技術(shù)為核心的信息協(xié)調(diào)，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，智能辦公等技術(shù)的應(yīng)用也逐漸普及，北京城市副中心的一些工程從2016年開(kāi)始探索并應(yīng)用智慧建造領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)解決工作中的問(wèn)題，到現(xiàn)在已經(jīng)積累了大量經(jīng)驗(yàn)，并形成了持續(xù)應(yīng)用的能力，本文將總結(jié)和分享在這方面的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞 ?智慧建造;智慧平臺(tái);BIM技術(shù);持續(xù)應(yīng)用

1 ?應(yīng)用背景

北京城市副中心（以下簡(jiǎn)稱“副中心”）區(qū)域是智慧城市的試點(diǎn)區(qū)域，北京市政府規(guī)劃了大量模型利用計(jì)劃，準(zhǔn)備建設(shè)6km2三維數(shù)字化管理平臺(tái)，要從不同平臺(tái)中直接抓取數(shù)據(jù)。對(duì)于施工過(guò)程，要求有效控制設(shè)計(jì)及施工過(guò)程的進(jìn)度和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目精細(xì)化管理。而且本文涉及到的兩個(gè)工程是副中心建設(shè)工程辦公室重點(diǎn)跟蹤的智慧平臺(tái)應(yīng)用的相關(guān)工程。

2 ?目前已取得的成果

經(jīng)過(guò)2016和2017兩個(gè)年頭，副中心的A工程已經(jīng)取得了一些成果，獲得了包括龍圖杯二等獎(jiǎng)，卓越一等獎(jiǎng)等國(guó)內(nèi)大賽的大獎(jiǎng)，而B(niǎo)工程也獲得了副中心區(qū)域的智慧建造比武第三名。

2.1 ?遇到的問(wèn)題和策劃

在這樣的背景下，要實(shí)現(xiàn)規(guī)劃的目標(biāo)就需要首先分析工程難度和制定針對(duì)性的策劃。我們將分析的重點(diǎn)放在B工程，因?yàn)槠鋺?yīng)用是在A工程基礎(chǔ)上實(shí)施的，呈現(xiàn)一種持續(xù)性。

分析B工程難度主要集中在以下幾個(gè)方面：（1）規(guī)格高：要求在原有智慧工地平臺(tái)上更深入的應(yīng)用信息協(xié)同平臺(tái)的相關(guān)技術(shù)。（2）工期緊：在專家論證基礎(chǔ)上，工期壓縮超過(guò)30%，進(jìn)度壓力非常大。（3）協(xié)調(diào)大：B工程有5個(gè)業(yè)主方，技術(shù)、生產(chǎn)、商務(wù)工作協(xié)調(diào)難度大。（4）圖紙散：由于項(xiàng)目的特性，圖紙是由2個(gè)設(shè)計(jì)院分別對(duì)著兩個(gè)不同的政府部門，溝通效率的提升是關(guān)鍵。（5）平臺(tái)多：在應(yīng)用背景的要求下，管理各方都在探索平臺(tái)應(yīng)用，所以施工數(shù)據(jù)的傳輸由原來(lái)1個(gè)增加平臺(tái)到5個(gè)平臺(tái)，平臺(tái)數(shù)據(jù)采集和交互難。（6）效率低：原平臺(tái)自動(dòng)化收集信息的能力低，需要我們深入研究提高效率的方法。

2.2 ?總體思路

（1）針對(duì)性的策劃。

在總體思路的指導(dǎo)下，我們還進(jìn)行了包括建立組織、流程調(diào)整、軟硬件購(gòu)置等大方向的策劃。另外還有像以下這些針對(duì)性很強(qiáng)的內(nèi)容：[①]采用施工組織設(shè)計(jì)族提高建模效率;[②]利用軟件統(tǒng)計(jì)施工記錄，生成周報(bào)，提高編制效率;[③]自動(dòng)計(jì)算并生成進(jìn)度計(jì)劃?rùn)M道圖;[④]自動(dòng)收集質(zhì)量安全數(shù)據(jù);[⑤]模型與施工資料自動(dòng)掛接。

（2）組織的建立。為了保證措施的落地，建立了由項(xiàng)目經(jīng)理牽頭的領(lǐng)導(dǎo)小組，從各部門抽調(diào)人員，形成組成BIM中心，處理相關(guān)工作。

（3）流程的調(diào)整。在流程調(diào)整方面，項(xiàng)目非常注重信息的雙向傳遞和集中管理，因?yàn)锽IM中心要完成工作必須有足夠的信息，需要讓各部門與BIM中心直接交換信息，形成以BIM人員為中心的信息傳遞模式。再通過(guò)領(lǐng)導(dǎo)間協(xié)調(diào)避免多崗位的工作沖突和延遲，使BIM中心人員能順利實(shí)現(xiàn)雙崗位的工作。

（4）人員的培訓(xùn)。規(guī)劃了組織和流程后，還要進(jìn)行培訓(xùn)。項(xiàng)目制定分層、分階段的培訓(xùn)計(jì)劃，針對(duì)大部分的人員進(jìn)行基礎(chǔ)理論和簡(jiǎn)單操作培訓(xùn)，使其能夠?qū)嵤┤粘z查和信息反饋的活動(dòng)。針對(duì)各部門BIM人員進(jìn)行建模培訓(xùn)，廣聯(lián)達(dá)BIM5D培訓(xùn)，保證項(xiàng)目建模和5D施工模擬。而對(duì)于有能力的BIM人員則進(jìn)行高級(jí)培訓(xùn)，培訓(xùn)進(jìn)階的族建造和程序設(shè)計(jì)等能力。形成階梯狀的人力資源體系，保證人力資源的儲(chǔ)備。

（5）軟硬件選擇。要實(shí)現(xiàn)規(guī)劃的目標(biāo)，需要應(yīng)用大部分的BIM技術(shù)相關(guān)的主流軟件。還需要統(tǒng)一軟件版本，規(guī)劃使用階段，保證數(shù)據(jù)的有效交換。結(jié)合項(xiàng)目BIM+智慧工地的應(yīng)用，項(xiàng)目購(gòu)入了高性能電腦服務(wù)器、電子地磅、VR設(shè)備、三維掃描儀、智能放樣機(jī)器人等硬件設(shè)施。

3 ?智慧平臺(tái)的應(yīng)用

3.1 ?平臺(tái)的基本工作原理

平臺(tái)的基本工作原理是通過(guò)將BIM技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)整合到一起，形成了從信息收集到信息反饋的整條信息流程，從而提高信息協(xié)調(diào)效率。B工程的平臺(tái)界面，在A工程平臺(tái)之上做了改進(jìn)，能直接查進(jìn)度、安全、質(zhì)量情況。

3.1 ? 應(yīng)用平臺(tái)進(jìn)行進(jìn)度管理

利用平臺(tái)高度的信息協(xié)調(diào)性進(jìn)行進(jìn)度管理，提高進(jìn)度管理的效率。例如：鋼結(jié)構(gòu)的施工，從基本的多專業(yè)協(xié)調(diào)開(kāi)始，就應(yīng)用BIM技術(shù)處理碰撞、預(yù)埋預(yù)留等工作、利用平臺(tái)跟蹤物料。用這些手段使B工程的鋼結(jié)構(gòu)施工在北側(cè)和西側(cè)沒(méi)有場(chǎng)地的情況下，通過(guò)進(jìn)度管理功能合理規(guī)劃場(chǎng)地和安裝順序，實(shí)現(xiàn)大部分構(gòu)件按計(jì)劃加工，隨到隨吊，并最終確保鋼結(jié)構(gòu)提前16天封頂。

3.2 ? 勞務(wù)管理和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控的應(yīng)用

在勞務(wù)管理方面，用閘機(jī)收集勞務(wù)信息，用平臺(tái)監(jiān)控工種和數(shù)量，利用視頻監(jiān)控提高安全和質(zhì)量管理效率，用黑匣子監(jiān)控塔吊和外用電梯的運(yùn)行，并搜集數(shù)據(jù)，可在平臺(tái)檢查。

3.3 ? 安全質(zhì)量的管理

用一局的手機(jī)APP進(jìn)行安全質(zhì)量管理，落實(shí)整改在，而且利用平臺(tái)自動(dòng)收集和分類相關(guān)的信息。再用平臺(tái)數(shù)據(jù)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)工作，每周根據(jù)平臺(tái)匯總的數(shù)據(jù)，調(diào)整安全質(zhì)量重點(diǎn)工作方向，調(diào)整材料供應(yīng)商排名，截止到2018年5月初累計(jì)收集物資數(shù)據(jù)251次，發(fā)現(xiàn)安全問(wèn)題282個(gè)，質(zhì)量問(wèn)題416個(gè)，均在整改期限內(nèi)完成，未出現(xiàn)重大質(zhì)量安全問(wèn)題。

4 ?BIM技術(shù)的應(yīng)用

4.1 ?制定標(biāo)準(zhǔn)

在智慧建造相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中的A工程已經(jīng)形成了副中心智慧建造標(biāo)準(zhǔn)。B工程根據(jù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)編制自己的建模標(biāo)準(zhǔn)，以指導(dǎo)建?；顒?dòng)。明確了包括施工段信息，臨建信息和大型設(shè)備信息等內(nèi)容模型創(chuàng)建方案，使這部分信息符合被軟件系統(tǒng)提取的原則，以便于運(yùn)維階段直接進(jìn)行數(shù)據(jù)層面的轉(zhuǎn)換，從建模階段就在為運(yùn)維上線做準(zhǔn)備。而且明確規(guī)定，模型要經(jīng)過(guò)對(duì)應(yīng)技術(shù)人員書(shū)面認(rèn)可，否則不能使用

4.2 ?深化設(shè)計(jì)模型的創(chuàng)建

在深化設(shè)計(jì)模型方面，應(yīng)用BIM技術(shù)與設(shè)計(jì)單位協(xié)同完成機(jī)電深化設(shè)計(jì)和出圖工作。B工程有298根抗震支座，由于上下支墩內(nèi)部鋼筋密集，造成施工難度高，通過(guò)建立鋼筋三維模型，并制作施工模擬視頻，提高三級(jí)交底效率。同時(shí)分析靜態(tài)碰撞和安裝碰撞，節(jié)省常規(guī)現(xiàn)場(chǎng)樣板安裝時(shí)間3天。

4.3 ?施工組織模型族的創(chuàng)建

用于創(chuàng)建施工組織的模型族是關(guān)鍵問(wèn)題。項(xiàng)目人員創(chuàng)建了一些帶有邏輯信息的族，輔助計(jì)算和分析。像外用電梯和塔吊族，除了實(shí)現(xiàn)自身的靈活變換之外，還增加了各種設(shè)備參數(shù)。幫助分析功率，群塔作業(yè)等等，還能進(jìn)行簡(jiǎn)單基礎(chǔ)承載力判斷。同時(shí)還創(chuàng)建了綠色施工族系，包含了各種設(shè)備和物資族。使我們有能力用模型進(jìn)行綠色施工設(shè)計(jì)，幫助B工程順利通過(guò)綠色施工中期驗(yàn)收。

4.4 ?三維掃描技術(shù)的應(yīng)用

在三維掃描設(shè)備的應(yīng)用方面，吸取了A工程在機(jī)電工程上的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，B工程掃描了衛(wèi)生間、樓梯間、電梯間、屋面等精裝部位的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，與模型疊合，進(jìn)行排磚設(shè)計(jì)，提高精度準(zhǔn)度，降低材料損耗，這樣就解決了大部分的排磚圖不準(zhǔn)的問(wèn)題。而且因?yàn)榇_定要交付BIM模型，所以用三維掃描儀掃描實(shí)體結(jié)構(gòu)，將點(diǎn)云數(shù)據(jù)與模型對(duì)比，調(diào)整模型使其接近結(jié)構(gòu)真實(shí)情況，為交付竣工驗(yàn)收模型做準(zhǔn)備。

5 ?結(jié)論

智慧建造相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用很好的解決了我們對(duì)于信息協(xié)調(diào)的需求。在日常管理活動(dòng)中應(yīng)用協(xié)同平臺(tái)、BIM技術(shù)和專項(xiàng)管理軟件，我們能很好的構(gòu)建起一套高效率的工作方法，實(shí)現(xiàn)過(guò)去很難實(shí)現(xiàn)的管理目標(biāo)。相信隨著技術(shù)的發(fā)展，我們應(yīng)用這些技術(shù)解決的問(wèn)題會(huì)越來(lái)越廣泛，并最終實(shí)現(xiàn)智慧系統(tǒng)接管工程管理，實(shí)現(xiàn)智能的工程建造！

參考文獻(xiàn)：

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