基于BIM應(yīng)用的智慧工地管理實踐

文／宋卓亞、溫磊 四川錦發(fā)建筑安裝工程有限責(zé)任公司 四川成都 610094

劉迎杰 泛華建設(shè)集團(tuán)有限公司 北京 100070

陳雅楠 上海交通大學(xué) 上海 200030

引言：

BIM 是建筑（Building）信息（Information）模型（Modeling）的英文縮寫，從上述名稱可以看出，BIM技術(shù)是通過建模集成各種建筑信息進(jìn)而進(jìn)行整理分析以提高效率的管理技術(shù)。在設(shè)計、施工、運維階段，BIM 技術(shù)的應(yīng)用重點也各有側(cè)重，在施工階段，BIM 技術(shù)是提高管理效率的有效手段，但是當(dāng)前階段，它還不能覆蓋項目施工管理的全部，為了搭配BIM 技術(shù)應(yīng)用，總包企業(yè)也越來越多地以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)，再搭配其他信息化管理手段，以實現(xiàn)智慧工地管理的目的，本文將以西安某酒店項目為例進(jìn)行探討。

1、項目概況

本文所選項目為商業(yè)綜合體，位于西安市浐灞生態(tài)區(qū)世博大道與歐亞大道交叉口，建筑面積約3 萬m2，地下3 層，地上27 層，其中，1-9 層業(yè)態(tài)為綜合商業(yè)廣場，10-27 層業(yè)態(tài)為高檔商務(wù)酒店。

2、實施路線

2．1 BIM 應(yīng)用實施路線

（1）前期準(zhǔn)備：制定實施方案、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，人員培訓(xùn)。（2）模型建立：創(chuàng)建模型、模型核對及檢查、碰撞檢測、模型修改。（3）模型應(yīng)用：總圖調(diào)整、場地布置優(yōu)化、方案模擬、機(jī)電深化、漫游巡查。（4）成果輸出：圖紙會審記錄、BIM 出圖、可視化交底、圖紙優(yōu)化建議清單。

2．2 BIM 智慧管理實施路線

（1）前期準(zhǔn)備：制定智慧平臺管理標(biāo)準(zhǔn)、智能硬件設(shè)備安裝、智慧軟件平臺搭設(shè)。（2）信息收集：管理信息錄入、智能監(jiān)控、BIM 信息集成。（3）信息分析：工程量價信息分析、質(zhì)量安全信息分析、進(jìn)度信息分析、物料信息分析、勞務(wù)信息分析。（4）管理反饋：成本管理、簽證管理、質(zhì)量管理、安全管理、進(jìn)度管理、物料管理、勞務(wù)管理。

3、BIM 技術(shù)及智慧管理應(yīng)用點

3．1 碰撞檢查與調(diào)整

本項目為商業(yè)綜合體，建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸較大，形狀不規(guī)則，機(jī)電管線及設(shè)備眾多，因此建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電的碰撞檢查非常有必要，通過模型碰撞，共查出原圖紙土建與機(jī)電專業(yè)碰撞問題70087 個、給排水與暖通專業(yè)碰撞問題10563 個、給排水與電氣專業(yè)碰撞問題1713 個、暖通與電氣專業(yè)碰撞問題3068 個，如圖1。BIM 工程師通過對以上問題進(jìn)行分析，相同或類似問題進(jìn)行分類歸納整理，部分問題可在施工過程中微調(diào)尺寸或位置即可解決；部分問題無法在施工過程解決，需要建設(shè)單位及設(shè)計單位根據(jù)碰撞問題進(jìn)行深入分析后進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)設(shè)計單位反饋的碰撞調(diào)整方案，在BIM 模型中，據(jù)實調(diào)整直至無問題后，導(dǎo)出圖紙指導(dǎo)施工。在傳統(tǒng)施工過程中，工程師根據(jù)二維平面圖紙想象三維模型來發(fā)現(xiàn)圖紙中的問題，雖能發(fā)現(xiàn)部分問題，但效率較低，而且較為隱蔽復(fù)雜的問題也很難事先發(fā)現(xiàn)，BIM 模型技術(shù)的應(yīng)用極大提高了模型精度及糾錯效率，為確保少返工、不返工、提高工程質(zhì)量、節(jié)約成本打下堅實基礎(chǔ)[1]。

圖1 本項目機(jī)電管線模型圖

3．2 機(jī)電工程模擬施工

利用BIM 技術(shù)對復(fù)雜管線施工，進(jìn)行模擬演練，并通過模擬效果可以直觀看到管線類型及排布，分層錯落，相互無交叉、碰撞，同時可以避免施工中材料浪費，局部通風(fēng)管道可以精準(zhǔn)實現(xiàn)工廠定制加工，現(xiàn)場安裝。

3．3 安全管理

按照工程項目安全風(fēng)險評級，結(jié)合項目特點，預(yù)先在BIM 智慧管理系統(tǒng)中植入安全風(fēng)險管理清單，隨工程進(jìn)度專項關(guān)注安全隱患并采取相應(yīng)措施；施工工長在現(xiàn)場對工人進(jìn)行安全交底，現(xiàn)場交底可以進(jìn)行錄音和影像記錄，保留了交底過程的全面記錄，通過手機(jī)APP 進(jìn)行交底記錄圖文資料，同步到BIM 智慧平臺；依據(jù)國家安全規(guī)范，對本項目危險性較大及超過一定規(guī)模的危大工程進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，確定檢查人、執(zhí)行人、監(jiān)督人，對整個過程進(jìn)行安全、進(jìn)度的線上跟蹤記錄；對塔吊、配電箱、“四口五臨邊”、外架等危險部分添加巡視點，并與BIM模型相應(yīng)部位關(guān)聯(lián)，在BIM 智慧平臺上設(shè)置巡視頻次、巡視人、未完成巡視通知人、檢查內(nèi)容，進(jìn)行定期安全巡視，安全員將每次巡視的結(jié)果及意見通過照片、文字等做好記錄，并將不合格項發(fā)送給工長進(jìn)行整改，整改完成后復(fù)查，復(fù)查合格后問題銷項，形成閉環(huán)。

通過安全管理系統(tǒng)，項目管理人員及公司領(lǐng)導(dǎo)可以隨時掌控項目安全情況，形成正式有效的施工過程影像資料，同時為項目安全方面決策留下寶貴的依據(jù)，使得安全管理更加高效。（1）安全風(fēng)險識別、危大工程、定點巡視等日常安全檢查工作線上管理，分類清晰，內(nèi)容明確，各層級相關(guān)管理者均可以實時查看管理過程和結(jié)果，管理更加透明清晰。（2）安全隱患線上記錄，督促各部門及時配合處理。出現(xiàn)問題責(zé)任劃分清晰，過程可追溯，提高了相關(guān)管理人員的責(zé)任意識，形成整個工程的安全問題分析數(shù)據(jù)。（3）改變了以往手工填寫施工日志的工作方式，根據(jù)當(dāng)日安全檢查內(nèi)容，自動生成安全日志，高效準(zhǔn)確，提高了管理人員的工作效率。如圖2所示。

圖2 安全檢查情況記錄

3．4 質(zhì)量管理

嚴(yán)格執(zhí)行“質(zhì)檢員檢查→工長落實→質(zhì)檢員復(fù)查→合格銷項”的質(zhì)量檢查流程，如圖3所示，質(zhì)量合格及優(yōu)良的檢查數(shù)據(jù)記錄到BIM 智慧管理平臺中，不合格檢查項目形成整改通知單，如圖4所示，根據(jù)質(zhì)量問題大小確定落實整改負(fù)責(zé)人、整改時間等，發(fā)送至相應(yīng)人員，工長可以在平臺中一鍵打印再發(fā)送給勞務(wù)單位或者分包單位進(jìn)行整改；在BIM 平臺中預(yù)先導(dǎo)入常用的質(zhì)量檢查規(guī)范數(shù)據(jù)，實測實量后將檢查數(shù)據(jù)記錄到平臺，平臺自動計算合格率，并填寫到質(zhì)量檢查資料表格中，質(zhì)檢員可以直接下載打印；傳統(tǒng)現(xiàn)場實測采用書面記錄數(shù)據(jù)，手動標(biāo)記測量位置，計算合格率，工作效率低，無法形成電子數(shù)據(jù)留存，本項目采用基于BIM 技術(shù)的自動化實測實量功能，智能選擇測量分項，快速標(biāo)記部位，還應(yīng)用了藍(lán)牙卷尺、智能測距儀、智能靠尺等工具進(jìn)行了實測實量，測量數(shù)據(jù)即可同步到平臺中，減小了質(zhì)檢員在現(xiàn)場的工作量。

圖3 手機(jī)端質(zhì)量檢查情況記錄

圖4 質(zhì)量檢查影像留存

3．5 進(jìn)度管理

將總進(jìn)度計劃導(dǎo)入到平臺，并將年進(jìn)度計劃、月進(jìn)度計劃、周進(jìn)度計劃與BIM 模型對應(yīng)部位進(jìn)行關(guān)聯(lián)，對總進(jìn)度計劃中里程碑節(jié)點或其他重要節(jié)點的相關(guān)招采計劃、安全培訓(xùn)計劃、技術(shù)方案編制計劃等進(jìn)行關(guān)聯(lián)設(shè)置，并設(shè)定責(zé)任人，系統(tǒng)自動提醒，如圖5所示；將月進(jìn)度計劃與三維模型各流水段進(jìn)行關(guān)聯(lián)設(shè)置；以周計劃作為進(jìn)度管控的最小單位，每日記錄現(xiàn)場實際完成進(jìn)度，配套的勞動力、材料、機(jī)械等生產(chǎn)情況，如未按原計劃執(zhí)行需記錄下延期原因；工長每日通過手機(jī)APP 記錄當(dāng)天工程進(jìn)度，系統(tǒng)后臺根據(jù)記錄的時間與計劃設(shè)定的時間自動分析對比，形成進(jìn)度記錄，項目和公司隨時掌控進(jìn)度情況；每日施工過程進(jìn)度及相關(guān)安全質(zhì)量自動生成施工日志，精確高效，信息全面無遺漏，減少了工長工作量；進(jìn)度計劃中的重要里程碑節(jié)點與招采計劃、方案編制、技術(shù)交底、安全培訓(xùn)、勞務(wù)教育等工作進(jìn)行關(guān)聯(lián)，當(dāng)工程進(jìn)度即將到達(dá)里程碑節(jié)點時，平臺自動提醒相關(guān)工作人員開展工作。

圖5 與進(jìn)度配套工作任務(wù)自動預(yù)警和提醒

3．6 技術(shù)管理

開工前將施工圖紙、圖紙會審記錄傳至BIM 平臺，并與BIM 模型關(guān)聯(lián)，施工過程中將設(shè)計變更、技術(shù)核定單等及時上傳，并在平臺中推送至相關(guān)部門人員，線上簽收，形成閉合，防止了圖紙、變更漏發(fā)漏傳現(xiàn)象；方案交底線下進(jìn)行，線上記錄，電子簽到，交底人及被交底人線上確認(rèn)，文件在平臺中隨時可查看，方便技術(shù)員、工長、質(zhì)檢員使用電子簽到，并可以進(jìn)行交底執(zhí)行情況跟蹤記錄，彌補(bǔ)了以往交底過程中資料容易缺失，無法信息共享的管理缺陷；項目層級和公司層級的方案審批線上進(jìn)行，可以在系統(tǒng)中設(shè)置企業(yè)的方案模板；提高審批效率，方案可以實時共享，增強(qiáng)信息化管理；將BIM模型與變更表單、技術(shù)方案相鏈接，工作人員查看BIM模型時即可查看相關(guān)信息，工長通過物資提量功能可以一鍵查詢混凝土、砌體、抹灰、保溫、門窗等工程量，工作效率明顯提升。

3．7 勞務(wù)實名制管理

項目所有進(jìn)場人員通過BIM 智慧平臺中勞務(wù)模塊進(jìn)行實名制登記，每日通過人臉識別閘機(jī)出入施工現(xiàn)場，考勤的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)自動記錄至智慧工地管理平臺。通過手機(jī)和網(wǎng)頁端可以查看每日出勤情況、人員進(jìn)退場變化、在崗工種統(tǒng)計等各種考勤數(shù)據(jù)分析，如圖6所示。勞務(wù)管理部門自動調(diào)取考勤數(shù)據(jù)，查看出勤數(shù)據(jù)、工人數(shù)量變化、工種數(shù)量統(tǒng)計等，制作工資表單，進(jìn)行工資支付；安全部門可以線上管控工人進(jìn)退場，所有人員必須經(jīng)過入場三級教育后，平臺方可允許進(jìn)入現(xiàn)場，人臉識別系統(tǒng)自動限制未受安全教育或者黑名單人員進(jìn)場；生產(chǎn)部門可以進(jìn)行勞動力統(tǒng)計，掌握當(dāng)天各工種數(shù)量，并與勞動力需求進(jìn)行對比，預(yù)判是勞動力數(shù)量否影響施工進(jìn)度。

圖6 工人實名制數(shù)據(jù)記錄和分析

3．8 物料管理

安裝智能地磅，對鋼筋、商混、預(yù)拌砂漿等進(jìn)行智能稱重，稱重數(shù)據(jù)同步到平臺中并進(jìn)行自動統(tǒng)計分析，平臺中預(yù)先設(shè)置允許偏差，如果偏差偏離較大，平臺將會報警并通知材料員進(jìn)行處理，稱重過程中，地磅周圍8 個攝像頭全方位監(jiān)控，防止弄虛作假，項目及公司管理人員也可隨時在平臺中進(jìn)行查看單車、單次、批次、總共等數(shù)據(jù)，及時掌握項目大宗材料使用情況。

3．9 數(shù)字例會

BIM 系統(tǒng)中可以一鍵生成生產(chǎn)周會，將任意一周的進(jìn)度、安全、質(zhì)量、人材機(jī)等記錄情況自動統(tǒng)計匯總，如圖7所示。將未銷項的質(zhì)量安全問題、滯后的進(jìn)度情況進(jìn)行統(tǒng)計，各管理人員及分包單位針對問題逐一進(jìn)行說明，項目管理者及時準(zhǔn)確協(xié)調(diào)處理，確保問題快速解決。會后自動生成會議紀(jì)要，將問題處理辦法和協(xié)調(diào)追蹤的事項記錄，下次例會自動檢查上周問題是否已解決完成，確保各協(xié)調(diào)措施真正落地。以上所有信息，集團(tuán)、公司、項目可同時在線查看，不用再像以前一樣項目編制周報報給公司，公司再查看周報。

圖7 數(shù)字例會勞動力數(shù)據(jù)自動提取和對比分析

結(jié)語：

當(dāng)前階段，軟件技術(shù)及硬件設(shè)備已經(jīng)取得較大進(jìn)展，相對于前幾年，BIM 技術(shù)及智慧管理平臺在工程項目管理中發(fā)揮的作用越來越大，很多模塊的使用越來越“接地氣”，受到一線使用人員的普遍歡迎，這些技術(shù)的應(yīng)用切實提高了項目的工作和管理效率，也促進(jìn)了總承包企業(yè)的信息化和智能化管理。但是，目前的BIM 技術(shù)及智慧管理平臺也存在一定問題，比如信息收集多而分析不足，管理信息多而模型信息不足，分專業(yè)信息多而各專業(yè)聯(lián)通不足，這些問題需要軟件開發(fā)人員、公司管理人員、項目應(yīng)用人員攜手一起來解決，共同推進(jìn)建筑行業(yè)中BIM 技術(shù)及智慧工地管理的深化應(yīng)用。