BIM環(huán)境下總承包項(xiàng)目的精細(xì)化管理探究

石永剛

(中冶北方(大連)工程技術(shù)有限公司，遼寧 大連 116600)

0 引言

隨著習(xí)主席“一帶一路”政策的提出，眾多中央企業(yè)參與或投資到一帶一路沿線國家的項(xiàng)目中，從大數(shù)據(jù)中可以顯示出中央企業(yè)在境外的營業(yè)額在不斷增加，但利潤總額出現(xiàn)了下降趨勢。究其原因除了國際政治經(jīng)濟(jì)環(huán)境的影響之外，還有一個(gè)最重要的原因就是中國的建筑行業(yè)始終是傳統(tǒng)的粗放型建設(shè)管理模式，導(dǎo)致中國在原料管理、人員管理方面的利潤率低。隨著時(shí)代的發(fā)展，信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，國內(nèi)外建設(shè)行業(yè)的競爭激烈，使得建設(shè)行業(yè)的生存壓力大幅度增加，在當(dāng)前優(yōu)勝劣汰快速發(fā)展的時(shí)代，建設(shè)企業(yè)為了生存必須要不斷學(xué)習(xí)新的管理理念和先進(jìn)的管理技術(shù)。

因此，將BIM技術(shù)應(yīng)用到總承包管理項(xiàng)目中，通過BIM的協(xié)同運(yùn)作，達(dá)到項(xiàng)目的精細(xì)化管理，進(jìn)而提高項(xiàng)目管理能力和資源利用率，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 相關(guān)理論及概念

1.1 BIM

1.1.1 BIM定義

BIM是Building Information Modeling的簡稱。對于BIM這一術(shù)語的解釋或定義多年來一直在被擴(kuò)展，出現(xiàn)了有多個(gè)版本。目前，最完整的定義是由美國國家BIM標(biāo)準(zhǔn)NBIMS V2給出的，即“BIM是物力特性和功能特性在數(shù)字化技術(shù)上的體現(xiàn)，并且具備建設(shè)項(xiàng)目決策從設(shè)計(jì)開始到最后的全壽命階段的可靠信息。在建模過程中根據(jù)項(xiàng)目壽命周期的各個(gè)階段，各個(gè)參與方在共同的協(xié)作平臺(tái)上及時(shí)插入、更新、修改信息和各司其職并且相互協(xié)作是BIM實(shí)現(xiàn)的前提?！?/p>

從BIM的英文中可以看出，BIM是對建設(shè)項(xiàng)目全壽命周期的信息進(jìn)行建模、共享、反饋、處理和存儲(chǔ)的過程，以多維度視圖描述建設(shè)項(xiàng)目。BIM可以貫穿到項(xiàng)目執(zhí)行的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營各個(gè)階段，在不同階段發(fā)揮不同的職能。

1.1.2 BIM的方法體系

1)BIM的實(shí)現(xiàn)環(huán)境

BIM能夠在建設(shè)項(xiàng)目中得到廣泛應(yīng)用，首先必須要有良好的運(yùn)行環(huán)境，運(yùn)行環(huán)境包括軟硬件設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，還包括一些外部的影響因素，即國家的政策和BIM團(tuán)隊(duì)的人員協(xié)同度如何等。

2)BIM的相關(guān)技術(shù)

目前，應(yīng)用比較廣泛的BIM軟件有Autodesk Revit、Bentley、Intergraph等；BIM技術(shù)有碰撞檢測技術(shù)、可視化技術(shù)、GIS、BLM等。與傳統(tǒng)的二維計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)相比，BIM軟件包含了建筑的所有物理、幾何和功能信息，有利于實(shí)現(xiàn)信息的導(dǎo)入、存儲(chǔ)和自動(dòng)化編輯功能。一些BIM軟件包括BIM方案設(shè)計(jì)軟件、結(jié)構(gòu)分析軟件、可視化軟件、模型檢查軟件、深化設(shè)計(jì)軟件、模型綜合碰撞檢查、造價(jià)管理軟件、運(yùn)營管理軟件發(fā)布和審核軟件等。這些軟件能夠應(yīng)用于總承包項(xiàng)目的各個(gè)階段。

可視化技術(shù)是指將信息、數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后，通過網(wǎng)絡(luò)將信息以圖像的形式傳遞給現(xiàn)場需要的人員?？梢暬饕峭ㄟ^軟件來實(shí)現(xiàn)的。

1.2 精細(xì)化管理

精細(xì)化管理是企業(yè)管理的一種理念，是對戰(zhàn)略和目標(biāo)進(jìn)行分解、細(xì)化和落實(shí)的過程，是提升企業(yè)整體執(zhí)行能力的一個(gè)重要途徑。在企業(yè)管理的實(shí)際執(zhí)行過程中，精細(xì)化管理主要是運(yùn)用現(xiàn)代管理項(xiàng)目的方法，借助當(dāng)前先進(jìn)的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，將需要規(guī)范和控制的管理對象，進(jìn)行量化、精細(xì)化、準(zhǔn)確化的管理，從而提高企業(yè)的管理項(xiàng)目能力，進(jìn)而提升企業(yè)的整體效益。

目前，各大企業(yè)都比較認(rèn)同的精細(xì)化管理概括起來為“五精四細(xì)”?！拔寰奔淳A、精髓、精品、精通、精密?！八募?xì)”即細(xì)分市場和客戶，細(xì)分企業(yè)組織機(jī)構(gòu)中的職能和崗位，細(xì)化分解每一個(gè)戰(zhàn)略、決策、目標(biāo)、任務(wù)等，細(xì)化企業(yè)管理制度的編制、實(shí)施、控制、檢查、激勵(lì)等程序環(huán)節(jié)。精細(xì)化管理就是要抓住企業(yè)的主要矛盾，將企業(yè)的組織戰(zhàn)略清晰化、規(guī)范企業(yè)內(nèi)部管理，將企業(yè)的資源效益達(dá)到最大化，即從管理中要效益。精細(xì)化管理具備以下幾個(gè)方面的特征：

1)科學(xué)性。根據(jù)企業(yè)的特點(diǎn)和項(xiàng)目本身的實(shí)際情況，制定具有可操作性的管理流程。

2)制度的規(guī)范性。精細(xì)化管理對制度的規(guī)范程度要求很高。這里的制度不只是對項(xiàng)目的管理和控制，更是要協(xié)助項(xiàng)目的管理者完成角色的轉(zhuǎn)化，并進(jìn)一步做到對項(xiàng)目目標(biāo)的指導(dǎo)和對事前的控制。

3)確保管理者合理管控項(xiàng)目。制定精細(xì)化管理方案，重視項(xiàng)目管理人員的管理水平和思想高度，提升項(xiàng)目所有人員的綜合素質(zhì)。

4)全方位調(diào)動(dòng)所有人員。精細(xì)化管理就是要讓項(xiàng)目所有人員都參與到整個(gè)管理過程中來，發(fā)揮每個(gè)人的主觀能動(dòng)性，進(jìn)一步梳理工作流程，改善管理機(jī)制，確保項(xiàng)目管理的常規(guī)化。

2 精細(xì)化管理在冶金行業(yè)總承包項(xiàng)目中的應(yīng)用

2.1 總承包項(xiàng)目管理

項(xiàng)目總承包(EPC)，指的是在甲方委托下，由乙方負(fù)責(zé)對整個(gè)項(xiàng)目的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行管理，包括設(shè)計(jì)、采購和施工等各個(gè)環(huán)節(jié)。EPC的管理模式需要從設(shè)計(jì)、采購、施工和試運(yùn)行等各個(gè)階段深度的融合，讓技術(shù)、人工、原料等因素合理利用，克服各個(gè)階段閑散的弊端，要做到各個(gè)階段環(huán)環(huán)相扣，統(tǒng)籌考慮。因此，在EPC模式下的設(shè)計(jì)管理內(nèi)容就非常廣泛，應(yīng)該覆蓋從項(xiàng)目簽訂合同開始到項(xiàng)目結(jié)束所有階段影響項(xiàng)目設(shè)計(jì)的因素，還包括項(xiàng)目各個(gè)階段的全面組織、協(xié)同控制和協(xié)調(diào)。盡可能充分利用現(xiàn)有的資源，減少多余資源的浪費(fèi)，合理優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少返工現(xiàn)象的發(fā)生，確保項(xiàng)目的高質(zhì)量設(shè)計(jì)，為項(xiàng)目總承包后續(xù)階段奠定良好的基礎(chǔ)。

2.2 BIM在精細(xì)化管理中的應(yīng)用

1)提高工程量的計(jì)算效率。工程概算人員可以利用BIM三維建模功能，調(diào)用BIM建模軟件中內(nèi)置的參數(shù)化組件，輸入設(shè)備及材料正確的尺寸、重量等屬性，建立三維模型，通過模型計(jì)算出相應(yīng)的工程量，這樣大幅提高了工程量計(jì)算的準(zhǔn)確性和概算人員的工作效率。

2)信息互用，協(xié)同管理。利用BIM軟件建立項(xiàng)目成本數(shù)據(jù)中心，各部門如設(shè)計(jì)、采購、施工都可以將影響工程造價(jià)的變更信息和項(xiàng)目設(shè)備、材料價(jià)格上傳到數(shù)據(jù)中心。這樣項(xiàng)目組成員都能夠共享到項(xiàng)目的所有信息，提高相關(guān)部門人員的成本意識、責(zé)任清晰，通過BIM協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，形成暢通無阻的共享式流程化的工作模式，充分體現(xiàn)出總承包項(xiàng)目精細(xì)化管理的程度。

3)檢查碰撞，節(jié)省費(fèi)用。BIM特有的碰撞檢查功能，是傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)所無法比擬的。BIM的協(xié)同設(shè)計(jì)一定程度上可以避免碰撞的發(fā)生，同時(shí)，BIM還可以在設(shè)計(jì)結(jié)束后，從整體上進(jìn)行碰撞檢查，在施工前發(fā)現(xiàn)碰撞并及時(shí)得到解決，避免返工和變更的發(fā)生，為項(xiàng)目節(jié)省費(fèi)用。

3 實(shí)例分析

3.1 工程概況

以某鐵礦項(xiàng)目為例，項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)需在國內(nèi)進(jìn)行預(yù)組裝后運(yùn)送到項(xiàng)目現(xiàn)場。因此，基于項(xiàng)目的工藝流程、工期和遠(yuǎn)距離輸送等因素，采用模塊化的方法將工藝設(shè)計(jì)從不同的角度對各個(gè)車間進(jìn)行劃分，這就要求在設(shè)計(jì)階段必須對每個(gè)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件、零件、螺栓等進(jìn)行精準(zhǔn)的確定，以防止出現(xiàn)錯(cuò)誤而出現(xiàn)返工。

3.2 精細(xì)化設(shè)計(jì)管理

3.2.1 設(shè)計(jì)階段圖紙精細(xì)化管理

在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段，采用BIM軟件構(gòu)建相應(yīng)的BIM模型，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在一個(gè)平臺(tái)上實(shí)時(shí)協(xié)作，多專業(yè)同平臺(tái)合作設(shè)計(jì)。模型中包含了設(shè)備模型、鋼結(jié)構(gòu)模型、混凝土模型、管道模型、支吊架模型、電纜橋架模型。在出圖之前，進(jìn)行碰撞檢查，導(dǎo)出碰撞統(tǒng)計(jì)表。鋼結(jié)構(gòu)模型中除結(jié)點(diǎn)部件的幾何尺寸外，還包括了螺栓、焊縫、材料規(guī)格、橫截面、節(jié)點(diǎn)類型、材質(zhì)等信息。管道模型包含各專業(yè)所有管道(DN15-DN1300)、管件、閥門、儀表以及模塊化設(shè)計(jì)所添加的法蘭、螺栓、墊片等管道緊固件。支吊架模型包含各類管道配套的支吊架模型，如滑動(dòng)支架、固定支架、U型托、彈簧支吊架等以及所有橋架模型。設(shè)備模型包含所有工藝設(shè)備與各種非工藝設(shè)備模型，見圖1。

圖1 模塊受力分析

應(yīng)用BIM深化鋼結(jié)構(gòu)圖紙，圖紙可直接應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)廠家加工，圖紙中包含了構(gòu)件、零件、螺栓和焊縫等完整的材料清單，為項(xiàng)目的精細(xì)化概算提供了重要的數(shù)據(jù)信息，見圖2。

圖2 深化加工及精細(xì)化概算

從BIM模型中提取出符合模塊設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的ISO、GA等各類圖紙與材料量清單，見圖3、4。

圖3 ISO和GA圖紙

圖4 材料量清單

3.2.2 設(shè)計(jì)階段質(zhì)量控制精細(xì)化管理

該工程為國外工程，設(shè)計(jì)質(zhì)量必須要符合國際標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)總承包項(xiàng)目的精細(xì)化管理要求，項(xiàng)目管理必須保證要制定科學(xué)健全的質(zhì)量保證體系和質(zhì)量管理機(jī)構(gòu)。該項(xiàng)目通過Oracle Primavera P6進(jìn)行項(xiàng)目管理，擁有完整的企業(yè)項(xiàng)目組合管理解決方案，注重以計(jì)劃為龍頭的時(shí)間管理，強(qiáng)調(diào)以合同為核心的費(fèi)用管理，通過標(biāo)準(zhǔn)化與知識管理降低管理成本，達(dá)到精細(xì)化管理的目的[1,2]。

同時(shí)，通過制定BIM三維設(shè)計(jì)規(guī)范、制圖規(guī)定、進(jìn)度控制與管理流程等數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)，形成了完整的三維設(shè)計(jì)質(zhì)量控制體系。

3.3 實(shí)施效果

通過設(shè)計(jì)階段BIM模型的直接加工，減少了反復(fù)的計(jì)量工作，為后續(xù)鋼結(jié)構(gòu)加工和招標(biāo)流程贏取了更多的時(shí)間，還可以避免人工計(jì)量出現(xiàn)的錯(cuò)誤，提高工程量的準(zhǔn)確度。同時(shí)，擁有完整的三維設(shè)計(jì)質(zhì)量控制體系，來指導(dǎo)總承包項(xiàng)目進(jìn)一步達(dá)到精細(xì)化管理的目的；BIM高度的信息集成技術(shù)，為總承包項(xiàng)目管理提供了良好的平臺(tái)，大幅度提高了工程量的準(zhǔn)確性和計(jì)算效率，為施工節(jié)省了寶貴的時(shí)間和安全性。

4 結(jié)語

以BIM和精細(xì)化管理概念為基礎(chǔ)，討論了目前總承包項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段中應(yīng)用BIM軟件不僅能夠協(xié)同設(shè)計(jì)、解決碰撞，深化設(shè)計(jì)，能夠?qū)С鰷?zhǔn)確的材料量清單，為總承包項(xiàng)目節(jié)省了成本，而且BIM技術(shù)不單單是作為技術(shù)應(yīng)用于項(xiàng)目，還可以作為項(xiàng)目管理的手段服務(wù)于項(xiàng)目。最后通過案例分析了BIM在總承包項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段出圖過程的精細(xì)化管理和質(zhì)量控制精細(xì)化管理。