基于BIM 技術(shù)的工程創(chuàng)優(yōu)管理應(yīng)用研究

楊 鵬，蘇霽康，伍 平，盛 卓

（湖南省第二工程有限公司，長沙 410000）

安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化是施工企業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的必要條件，其不僅展現(xiàn)了項(xiàng)目的精細(xì)管理，同時(shí)也塑造了企業(yè)的良好形象，是保證施工安全的科學(xué)措施、治本之策?！叭珖ㄔO(shè)工程項(xiàng)目施工工地安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)習(xí)交流項(xiàng)目”是我國建筑施工安全領(lǐng)域的最高獎(jiǎng)項(xiàng)，旨在規(guī)范施工安全生產(chǎn)工作，保障建筑職工生命安全與健康，被業(yè)內(nèi)譽(yù)為安全文明施工方面的“魯班獎(jiǎng)”。該榮譽(yù)的獲得，標(biāo)志著項(xiàng)目的安全生產(chǎn)預(yù)防措施、管理工作的質(zhì)量、職業(yè)健康安全管理體系的運(yùn)行和環(huán)境文明施工等綜合管理水平達(dá)到了行業(yè)領(lǐng)先水平。

BIM 技術(shù)無論是作為工程技術(shù)手段還是項(xiàng)目管理手段，理論上都在智能建造和項(xiàng)目信息化管理過程中發(fā)揮了不可忽視的促進(jìn)作用。從現(xiàn)有研究情況來看，BIM 作為技術(shù)手段的論述主要是圍繞BIM 綜合應(yīng)用、BIM 管線綜合優(yōu)化、碰撞檢查、可視化交底、三維場地策劃和智慧平臺等技術(shù)手段應(yīng)用進(jìn)行研究。閆俊武等[1]以津?yàn)I時(shí)代衛(wèi)南洼H4 地塊房地產(chǎn)項(xiàng)目為例，闡述了項(xiàng)目運(yùn)用BIM 技術(shù)合理優(yōu)化施工準(zhǔn)備階段、主體階段的三維施工場地布置方案。在管線綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)方面，吳京戎等[2]以上海海昌極地海洋公園為例，研究了BIM技術(shù)在管廊機(jī)電工程中的綜合應(yīng)用。周相等[3]提出了一種基于BIM 的地下洞室三維可視化地質(zhì)預(yù)報(bào)的方法，實(shí)現(xiàn)了三維可視化的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，輔助現(xiàn)場安全施工。縱觀眾多的BIM 技術(shù)應(yīng)用，多數(shù)是以解決工程技術(shù)難題、探索和挖掘更新穎的技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)為研究對象，而如何提升項(xiàng)目管理手段、促進(jìn)項(xiàng)目工程創(chuàng)優(yōu)的論述較少。而在實(shí)際工程實(shí)施過程中，BIM 技術(shù)在助力工程創(chuàng)優(yōu)、促進(jìn)工程質(zhì)量和安全精細(xì)化管理工作中具有突出的作用。

BIM 技術(shù)助力工程創(chuàng)優(yōu)，是在優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)出來的最具價(jià)值的應(yīng)用之一，其作為一種技術(shù)和管理手段，從項(xiàng)目開工之初貫穿到項(xiàng)目竣工交付，作為管理手段價(jià)值凸顯在項(xiàng)目創(chuàng)優(yōu)策劃、樣板交底、過程控制以及評獎(jiǎng)匯報(bào)等方面，為項(xiàng)目創(chuàng)優(yōu)目標(biāo)順利推進(jìn)保駕護(hù)航。本文以運(yùn)達(dá)濱河廣場項(xiàng)目為載體，以創(chuàng)建“全國建設(shè)工程項(xiàng)目施工工地安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)習(xí)交流項(xiàng)目”為目的，從創(chuàng)優(yōu)方案策劃、質(zhì)安過程管理、觀摩工地創(chuàng)建等幾個(gè)方面論述了BIM 技術(shù)在項(xiàng)目工程創(chuàng)優(yōu)中發(fā)揮的作用和效果。

1 項(xiàng)目情況介紹

運(yùn)達(dá)濱河廣場項(xiàng)目為建安工程施工項(xiàng)目，包括1棟超高層商住樓和北區(qū)地下室工程，建筑高度149.7 m，位于湖南省長沙市雨花區(qū)長沙大道與萬家麗路交會(huì)處，總建筑面積為85 280.93 m2，地上建筑面積為56 476.23 m2，地下建筑面積28 804.7 m2。

本項(xiàng)目質(zhì)量安全目標(biāo)定位高，要確保獲得湖南省質(zhì)量最高獎(jiǎng)“芙蓉獎(jiǎng)”、爭創(chuàng)魯班獎(jiǎng)和“全國建設(shè)工程項(xiàng)目施工工地安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)習(xí)交流項(xiàng)目”，致力于打造成企業(yè)的精品工程和標(biāo)桿項(xiàng)目，項(xiàng)目前期運(yùn)用BIM技術(shù)完成了超高層建筑與結(jié)構(gòu)模型，如圖1 和圖2 所示。

圖1 建筑BIM 模型

圖2 結(jié)構(gòu)BIM 模型

運(yùn)達(dá)濱河廣場項(xiàng)目地下室緊鄰建筑紅線，場地布置具有較大的局限性，施工組織管理、現(xiàn)場平面布置極為被動(dòng)和不利；同時(shí)，項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度壓力較大，需一次性投入的人材機(jī)較多，且現(xiàn)場多專業(yè)工種穿插施工，施工組織難度較大，施工場地內(nèi)交通狀況復(fù)雜。為能順利地完成項(xiàng)目建設(shè)任務(wù)，項(xiàng)目部運(yùn)用BIM 技術(shù)進(jìn)行工程目標(biāo)策劃和場地動(dòng)態(tài)布置，并結(jié)合工程創(chuàng)優(yōu)目標(biāo)，針對性編制了施工部署方案，有效解決了項(xiàng)目的難點(diǎn)。

2 BIM 先行——方案策劃

根據(jù)項(xiàng)目組織難度大、工期緊的特點(diǎn)，要如何在緊張的工期內(nèi)達(dá)到精品工程的高標(biāo)準(zhǔn)和高要求，以確保項(xiàng)目工程創(chuàng)優(yōu)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)呢？項(xiàng)目部在施工準(zhǔn)備階段就開始進(jìn)行創(chuàng)優(yōu)策劃，大力應(yīng)用BIM 技術(shù)，貫徹執(zhí)行“策劃先行、樣板引路、過程管控、一次成優(yōu)”的管理思路，采用諸多先進(jìn)工藝打造安全質(zhì)量特色，形成策劃指導(dǎo)書，為爭創(chuàng)“全國建設(shè)工程項(xiàng)目施工工地安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)習(xí)交流項(xiàng)目”以及質(zhì)量獎(jiǎng)項(xiàng)提前確定指導(dǎo)思想、工作思路和方法。

2.1 施工場地布置策劃

在策劃方案過程中，為解決場地狹小、場內(nèi)交通不便的問題，運(yùn)用BIM 技術(shù)分別在施工基礎(chǔ)階段、主體階段、裝修階段創(chuàng)建施工場地虛擬模型。BIM 模型按照企業(yè)安全文明標(biāo)準(zhǔn)化圖集的要求，對施工出入口、現(xiàn)場圍擋、場內(nèi)道路、安全環(huán)保設(shè)施、材料堆場、辦公區(qū)、生活區(qū)、消防設(shè)施、臨邊防護(hù)設(shè)施、材料加工區(qū)防護(hù)、起重機(jī)械設(shè)備、臨水臨電及觀摩區(qū)等方面進(jìn)行布置，模擬出各個(gè)階段最優(yōu)的布置方案，如圖3（a）（b）所示，充分利用場地空間，合理安排施工場地內(nèi)交通組織，確保安全施工。

圖3 場地布置模型示意圖

2.2 精品工程工藝節(jié)點(diǎn)策劃

打造企業(yè)標(biāo)桿項(xiàng)目，促成項(xiàng)目精品工程，安全施工為首要，質(zhì)量保障是前提。質(zhì)量安全管理貫穿項(xiàng)目全壽命周期，全面質(zhì)量安全管理受到“人機(jī)料法環(huán)”五方面因素影響，要從根本上消除質(zhì)量安全隱患，則需要在工序施工前形成有效的控制手段和措施，形成具有實(shí)際參考價(jià)值的策劃方案或者指導(dǎo)文件，以此作為實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，對標(biāo)施工，消除人、材料、方法和機(jī)械方面的質(zhì)量安全隱患。運(yùn)達(dá)濱河廣場項(xiàng)目為確保項(xiàng)目質(zhì)量過程精品、一次成優(yōu)，在創(chuàng)優(yōu)策劃方案過程中，根據(jù)項(xiàng)目超高層的特點(diǎn)收集匯總了一般通用工藝標(biāo)準(zhǔn)和項(xiàng)目特有細(xì)部節(jié)點(diǎn)工藝，對照施工圖紙，梳理關(guān)鍵工藝、工序節(jié)點(diǎn)，運(yùn)用BIM 族構(gòu)件功能，創(chuàng)建精品工程工藝族庫。族庫包含地下室工程、主體工程、屋面工程和裝飾裝修工程等分部分項(xiàng)工程的關(guān)鍵工藝、工序節(jié)點(diǎn)的BIM 模型，如圖4（a）（b）（c）所示。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，針對每項(xiàng)復(fù)雜、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)以三維漫游、工藝動(dòng)畫及文本分析等形式相結(jié)合展開交底工作，讓施工管理人員、施工班組人員等從傳統(tǒng)的二維圖紙中抽離出來，使每一個(gè)關(guān)鍵工藝要點(diǎn)在他們頭腦中形成具象。除此之外，項(xiàng)目利用精品工程工藝族庫進(jìn)行項(xiàng)目全員培訓(xùn)，以提升項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)的專業(yè)水平和素質(zhì)，以便在日常工作中能更好地解決質(zhì)量安全管理難題。

圖4 工藝模型示意圖

3 BIM 助力觀摩

舉辦質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)化觀摩工地是申報(bào)“全國建設(shè)工程項(xiàng)目施工工地安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)習(xí)交流項(xiàng)目”的重要條件，為在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)具備觀摩條件，項(xiàng)目采用BIM 技術(shù)結(jié)合生產(chǎn)進(jìn)度管理，完成進(jìn)度計(jì)劃和進(jìn)度過程管控。

3.1 進(jìn)度分析

運(yùn)達(dá)濱河廣場項(xiàng)目工期要求緊，總工期為427 d，要求同年11 月份主體封頂，為確保同年6 月份達(dá)到主體形象進(jìn)度70%的觀摩條件，項(xiàng)目部應(yīng)用BIM 技術(shù)完成項(xiàng)目進(jìn)度管理與控制，將各專業(yè)BIM 模型整合，導(dǎo)入信息化平臺中進(jìn)行5D 模擬分析。

制作進(jìn)度計(jì)劃表，導(dǎo)入5D 平臺，設(shè)定工程里程碑事件、施工段以及各分部分項(xiàng)工程進(jìn)度的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，將模型節(jié)點(diǎn)與相應(yīng)時(shí)間節(jié)點(diǎn)事件關(guān)聯(lián)，形成完整的流水施工模擬。在此模擬過程中首先可以全面了解到工序的開始與結(jié)束時(shí)間以及工序的搭接時(shí)間，在計(jì)劃進(jìn)度與實(shí)際進(jìn)度出現(xiàn)偏差的情況下，可以提前進(jìn)行進(jìn)度管控，查擺問題、調(diào)整計(jì)劃，使工期盡量控制在合同工期以內(nèi)。其次，基于不同專業(yè)BIM模型的整合模擬分析，可判斷專業(yè)間交叉作業(yè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，提前準(zhǔn)備施工工作面，合理安排工程所需的人材機(jī)等。

基于BIM 5D 技術(shù)的工程進(jìn)度管理，可監(jiān)測項(xiàng)目工期進(jìn)度，確保工程進(jìn)度偏差始終維持在可控范圍內(nèi)[4]，力保在要求時(shí)限內(nèi)達(dá)到觀摩條件等作用，其在此項(xiàng)目中得到了有效的實(shí)踐與應(yīng)用。

3.2 過程管控

質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)化觀摩活動(dòng)，除了對工程本身的工程質(zhì)量有嚴(yán)格要求，還對施工現(xiàn)場的安全文明施工有嚴(yán)格要求，觀摩活動(dòng)既是評選“全國建設(shè)工程項(xiàng)目施工工地安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)習(xí)交流項(xiàng)目”的關(guān)鍵所在，也是企業(yè)形象宣傳的有利機(jī)會(huì)。

在傳統(tǒng)的安全文明施工準(zhǔn)備工作中，首要工作是進(jìn)行二維的現(xiàn)場施工布置平面圖。二維平面圖主要是以平面形狀、圖層顏色和圖例示意來表達(dá)平面布置圖中的場地構(gòu)件，雖能滿足主要的表達(dá)意圖，但是其表達(dá)方式較為抽象，難以傳達(dá)出場地布置的空間感知效果。在項(xiàng)目體量大或面積大的情況下，項(xiàng)目難以從二維平面圖中對場地規(guī)劃進(jìn)行全面把控。

本項(xiàng)目在實(shí)施過程中，首先運(yùn)用精品工程工藝族庫和安全文明施工布置BIM 模型對項(xiàng)目技術(shù)人員、班組長以及作業(yè)人員，進(jìn)行三級技術(shù)交底，為后續(xù)現(xiàn)場實(shí)施打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。其次，為了有序組織觀摩人員進(jìn)行現(xiàn)場學(xué)習(xí)交流，項(xiàng)目創(chuàng)新工作思路和方法，利用BIM 模型動(dòng)態(tài)模擬人流量，完成了科學(xué)合理的觀摩路線。再次，為使觀摩者在現(xiàn)場能學(xué)習(xí)到項(xiàng)目的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)和做法，項(xiàng)目運(yùn)用BIM 技術(shù)完成了項(xiàng)目基坑支護(hù)工程、地下室工程、鋼筋混凝土工程、砌體工程、抹灰工程、機(jī)電管綜排布、樓梯間、衛(wèi)生間、變形縫、墻地面排磚及屋面防水等部位復(fù)雜節(jié)點(diǎn)及質(zhì)量精品節(jié)點(diǎn)模型達(dá)30 余個(gè)，打印成展板20 余張，展示在觀摩通道長廊兩側(cè)、施工現(xiàn)場以及實(shí)體樣板對應(yīng)位置，如圖5（a）（b）所示。

圖5 現(xiàn)場觀摩展示

3.3 線上云觀摩

2022 年3 月—7 月，湖南長沙反復(fù)受新冠感染疫情影響，各類場所對人群聚集有規(guī)定，項(xiàng)目觀摩現(xiàn)場人數(shù)每日受限，運(yùn)達(dá)濱河廣場項(xiàng)目采取線上觀摩和線下觀摩相結(jié)合的方式進(jìn)行。云觀摩方式有2 種，一種是運(yùn)用全景相機(jī)拍攝項(xiàng)目每個(gè)展區(qū)場景，再通過PTGui 圖像軟件處理后形成可發(fā)布瀏覽的圖片格式，導(dǎo)入云平臺，形成實(shí)體云觀摩；另一種是運(yùn)用三維BIM 場地模型，創(chuàng)建1∶1 的虛擬實(shí)體樣板、安全文明布置、觀摩通道等在Iumion 軟件中制作各展區(qū)的全景圖片導(dǎo)入云平臺，形成虛擬云觀摩。2 種觀摩方式都是在云平臺中按照實(shí)際觀摩路線設(shè)置熱點(diǎn)，在熱點(diǎn)處添加相關(guān)的視頻、語音、圖片等介紹，并制作成線上云觀摩二維碼。觀摩者掃開二維碼，從視覺、聽覺和感覺上進(jìn)行全方位點(diǎn)擊查看，透過手機(jī)屏幕就感受現(xiàn)場的真實(shí)情況，像置身于現(xiàn)場進(jìn)行觀摩學(xué)習(xí)。

4 BIM 助力驗(yàn)收、評獎(jiǎng)

BIM 模型的意義在于信息數(shù)據(jù)的收集、整理，模型涵蓋建筑物的基礎(chǔ)信息，也包括了建造過程信息。項(xiàng)目將工程建造過程資料掛接于BIM 模型相應(yīng)構(gòu)件，形成內(nèi)涵豐富、信息完善、數(shù)據(jù)完整的信息化模型，使BIM模型的應(yīng)用不止于施工過程，而將其延續(xù)到項(xiàng)目竣工驗(yàn)收、項(xiàng)目運(yùn)維管理以及項(xiàng)目創(chuàng)優(yōu)評獎(jiǎng)工作。

工程竣工驗(yàn)收工作中所需的大量數(shù)據(jù)表單、管理痕跡材料等只需打開模型數(shù)據(jù)平臺下載即可。如竣工驗(yàn)收所需的質(zhì)量監(jiān)督報(bào)告、質(zhì)量驗(yàn)收文件、隱蔽工程驗(yàn)收報(bào)告和過程檢查表單等均可從模型中定位下載，避免了紙質(zhì)資料容易遺失、損毀等弊端。另外，在項(xiàng)目工程創(chuàng)優(yōu)申報(bào)以及創(chuàng)獎(jiǎng)匯報(bào)材料的收集工作中，BIM 信息模型同樣能發(fā)揮其數(shù)據(jù)信息的特點(diǎn)，工程創(chuàng)優(yōu)評獎(jiǎng)所需的施工過程資料、影像資料、復(fù)雜節(jié)點(diǎn)模型和精品工程工藝展示資料等，均可以十分便利、快捷地從模型中獲取，節(jié)約了大量的資料收集與整理時(shí)間。

從本項(xiàng)目運(yùn)用BIM 技術(shù)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，以施工過程充分運(yùn)用BIM 技術(shù)管理為前提，BIM 模型無論是在分部分項(xiàng)工程驗(yàn)收、竣工驗(yàn)收還是工程創(chuàng)優(yōu)評獎(jiǎng)工作中都能發(fā)揮其數(shù)據(jù)信息價(jià)值，具有促進(jìn)提升項(xiàng)目管理效益的實(shí)際意義。

5 結(jié)束語

首先，本文基于工程實(shí)際按需在項(xiàng)目的質(zhì)量、安全等管理工作中應(yīng)用BIM 技術(shù)，將BIM 技術(shù)深度與項(xiàng)目管理融合，協(xié)助項(xiàng)目打造精品工程作出了努力，為企業(yè)強(qiáng)化創(chuàng)新體系和創(chuàng)新能力建設(shè)作出了貢獻(xiàn)。其次，BIM技術(shù)作為運(yùn)達(dá)項(xiàng)目的一種管理手段，為項(xiàng)目創(chuàng)新工作思路、方法、提升項(xiàng)目管理效率以及工程創(chuàng)優(yōu)評獎(jiǎng)工作提供了技術(shù)支撐。再次，本項(xiàng)目借助BIM 技術(shù)指導(dǎo)“全國建設(shè)工程項(xiàng)目施工工地安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)習(xí)交流項(xiàng)目”的創(chuàng)建，實(shí)現(xiàn)工程創(chuàng)優(yōu)工作的策劃先行、過程管控等環(huán)節(jié)，有力地證明了BIM 技術(shù)在項(xiàng)目實(shí)施中的指導(dǎo)意義。最后，BIM 技術(shù)為項(xiàng)目工程資料、數(shù)據(jù)信息歸集提供了模型載體，將龐大的數(shù)據(jù)資料加載于模型之中，為項(xiàng)目竣工驗(yàn)收、工程創(chuàng)獎(jiǎng)工作做好了信息儲備、為項(xiàng)目的運(yùn)維工作提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)建造信息化數(shù)字賦能。