英國核工業(yè)推進BIM應(yīng)用

【英國《國際核工程》網(wǎng)站2016年10月29日報道】 建筑信息模型(BIM)是 21世紀興起的一項新技術(shù)，被認為是全球建筑行業(yè)的變革性理念和里程碑技術(shù)。BIM使建設(shè)項目信息在規(guī)劃、設(shè)計、建造和運營維護全過程充分共享、無損傳遞，使建設(shè)項目的所有參與方在項目從概念產(chǎn)生到完全拆除的全生命周期內(nèi)都能夠協(xié)同工作，從根本上改變過去依靠文字符號形式表達的藍圖進行項目建設(shè)和運營管理的工作方式。

目前，英國政府正在積極推動將BIM用于核項目和資產(chǎn)管理，并已取得顯著進展。2016年9月，最新、最全面的《建筑信息模型與數(shù)據(jù)管理——核戰(zhàn)略》簡報介紹了英國為將BIM普遍用于核工業(yè)部門而開展的工作。這些簡報的主要領(lǐng)導(dǎo)者之一是菲利普·伊斯加爾。他在核工業(yè)開啟了早期職業(yè)生涯，通過自己的企業(yè)——日光管理方案公司(Sunbeam Management Solutions)——提供項目管理咨詢，并且是負責實施政府和普通行業(yè)聯(lián)合倡議的BIM任務(wù)組在核工業(yè)領(lǐng)域的先行者。

伊斯加爾憑借其對核工業(yè)及BIM潛力的激情專注于這個“高層戰(zhàn)略”。他表示，BIM任務(wù)組的目標是明確能夠使BIM與核工業(yè)對接的現(xiàn)實且合理的方式。

建筑信息模型

源于處理和存儲計算能力的大躍進、信息技術(shù)(IT)的普遍使用和無所不在的互聯(lián)互通，BIM成為把這些能力和大數(shù)據(jù)結(jié)合在一起從而為各行各業(yè)提供服務(wù)的焦點。

BIM的目標是同時獲得短期和長期利益。就短期而言，它能夠通過集成的共同數(shù)據(jù)模型實現(xiàn)更好的協(xié)調(diào)，從而以更高的效率開展相關(guān)設(shè)施的設(shè)計和建造工作，進而降低項目的造價并加快建造速度。就長期而言，積累的數(shù)據(jù)將能夠以完美的方式幫助改進運行和維護，從而提高相關(guān)項目全生命周期的經(jīng)濟性。

因此，對各行各業(yè)，例如對核工業(yè)的項目開發(fā)以及新老資產(chǎn)的管理而言，BIM為推動信息管理進而推動信息戰(zhàn)略領(lǐng)域發(fā)生巨變提供了一個突破口。

BIM具備對供應(yīng)鏈上的所有參與者產(chǎn)生影響的潛力。基于參與者在供應(yīng)鏈中的位置及其對這種新技術(shù)的使用程度，BIM的潛力最終可以通過不同的方式得以實現(xiàn)，只是在范圍和目標、進度和資源等方面有所不同。

BIM的三個等級

由于建設(shè)BIM是一個比較漫長的歷程，因此為這段歷程設(shè)置了三個重要里程碑，即BIM的三個等級。BIM的建設(shè)是一個數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)和共享程度不斷加深的過程，并在此過程中推動建立和使用二維、三維甚至更多維度模型。各個行業(yè)、客戶、供應(yīng)鏈和項目將以不同的速率、不同的途徑在建立BIM的歷程上前進。

一級BIM

一級BIM是BIM歷程的首個里程碑。一級水平用戶一般能夠在概念化工作中使用三維計算機輔助設(shè)計(CAD)技術(shù)，并能夠使用二維模型為項目規(guī)劃審批和實施起草文件。

二級BIM

二級水平用戶幾乎能在所有工作中使用三維模型，工作中的協(xié)調(diào)和協(xié)作比一級BIM更多。但是，在這個階段，由于各個用戶仍然使用自己的三維模型，因此尚未實現(xiàn)終極目標，即建立和使用統(tǒng)一、共享的模型。

三級BIM

三級BIM是終極里程碑。它意味著供應(yīng)鏈上所有參與者進行充分協(xié)作，全部在一個統(tǒng)一、共享的項目信息模型上開展工作。所有參與者使用同一個模型，并且在需要完善設(shè)計和計劃時能夠修訂數(shù)據(jù)。這種工作方式被稱為“開放式BIM”。

然而，在版權(quán)和責任方面有一些問題尚待解決。參與者們可針對這些問題達成協(xié)議，并且通過建立伙伴關(guān)系共擔風險。大量的標準和指導(dǎo)說明也已在開發(fā)之中。

最大的愿景是，從最早的規(guī)劃到詳細的設(shè)計與施工活動、再到運行和維護，有一個模型能夠擔當所有數(shù)據(jù)和信息的集中倉庫。它是一本記錄資產(chǎn)全生命周期信息的“書”。除了項目施工，集中的數(shù)據(jù)信息庫還是一個基礎(chǔ)知識庫，可確保知識和經(jīng)驗的連續(xù)性并提供維護、經(jīng)營和投資所需的最佳數(shù)據(jù)。

英國政府設(shè)定了在2019年實現(xiàn)重大公共部門項目都采用三級BIM的目標。

除了三維模型，參與者還在討論更高維度，例如四維和五維模型。這些高維度模型需要在成本或時間等參數(shù)分析和優(yōu)化方面開展工作。

BIM積聚發(fā)展動力

BIM的核工業(yè)應(yīng)用前景依然在推進和完善。應(yīng)當注意的是，對于更廣闊的基礎(chǔ)設(shè)施和能源部門而言，它依然是一個相對較新的事物。BIM已經(jīng)在建筑行業(yè)取得巨大進步。一些大型交通設(shè)施建設(shè)項目正在推進BIM的應(yīng)用，例如倫敦地下城際快鐵項目以及旨在將倫敦、伯明翰、東米德蘭茲、利茲、謝菲爾德和曼徹斯特連接在一起的2號高鐵(HS2)項目。

運用BIM的目標是首先在單個聚焦模型中進行虛擬設(shè)計和建造，吸收所有的輸入信息并集中解決技術(shù)沖突和效率低下問題。然后，再真實地構(gòu)建資產(chǎn)。因此，BIM需要預(yù)先完成，但是其數(shù)據(jù)的使用和管理則在后期運用階段實現(xiàn)。

因此，為了實現(xiàn)高效率，BIM需要一種更高水平的合作與協(xié)作。IT在資產(chǎn)開發(fā)和管理方面將發(fā)揮更大作用，同時它依然是組織內(nèi)部和組織之間開展團隊合作的軟技能，通過這個鏈條可以使項目、資產(chǎn)及所有相關(guān)事宜受益。關(guān)聯(lián)是一個關(guān)鍵因素，需要在人與人之間而不只是計算機之間建立更為有效的關(guān)聯(lián)。

隨著BIM概念和系統(tǒng)得到采用，人們和企業(yè)由于經(jīng)驗各不相同而處于不同的出發(fā)點。對很多人來說，BIM經(jīng)常意味著太多的東西。那么，問題是如何把它解釋清楚，使其可以理解，并且使其對一個行業(yè)例如核行業(yè)而言實際可用。因此，英國近三年來一直在實施一項倡議，旨在使BIM用于核工業(yè)的愿景變得清晰可見。

英國啟動BIM愿景

英國政府2012年勾勒出了BIM在普通行業(yè)中的廣闊應(yīng)用前景，包括上文所述的三個循序漸進的數(shù)據(jù)集成和協(xié)作等級。

2016年的目標是政府部門所有新建工程的采購至少要達到二級BIM。英國政府的四年期BIM實施戰(zhàn)略的目標是改變建設(shè)供應(yīng)鏈的動態(tài)和行為。

通過這些努力，其他非核行業(yè)的BIM早期采納者迄今已節(jié)省最高20%的建設(shè)費用。費用降低源于對項目前期活動兩個關(guān)鍵方面的聚焦——范圍界定和早期設(shè)計以及供應(yīng)鏈對設(shè)計的參與。

但是，從資產(chǎn)生命周期管理的角度來看，還有一個好處是：從開發(fā)直到退役，對資產(chǎn)相關(guān)知識緊抓不放并確保連續(xù)性。傳統(tǒng)上，隨著時間的流逝，在每個階段的若干移交點上都會丟失一些信息，其結(jié)果是日積月累的，特別影響效率和成本。

BIM任務(wù)組稱，從根本上講BIM是運用富含信息的技術(shù)、程序以及行為者的合作行為，針對客戶、國家或民間開發(fā)經(jīng)營的資產(chǎn)，在其整個生命周期中提升效率。

快速引入并協(xié)調(diào)變革的努力在執(zhí)行上可能是復(fù)雜的，因為會影響到人和實踐以及技術(shù)和程序。引入BIM會獲得潛在的收益，但絕不是一件易事。因此，政府介入至關(guān)重要，并且已經(jīng)在發(fā)揮催化作用。

核工業(yè)的BIM倡議

2013年針對英國核工業(yè)發(fā)起了挖掘BIM潛力的關(guān)鍵努力，包括研究將BIM用于項目開發(fā)和生命周期管理的可行性。相關(guān)工作由BIM任務(wù)組和國家核實驗室(NNL)聯(lián)合領(lǐng)導(dǎo)。伊斯加爾表示，隨著一般BIM倡議、核BIM倡議以及《建筑2025年：建筑業(yè)戰(zhàn)略——政府與產(chǎn)業(yè)界合作》(英國政府2013年首次發(fā)布，2015年修訂)的發(fā)布和實施，政府正在把許多方面的工作鏈接在一起。目標是形成一個“戰(zhàn)略視角”來實現(xiàn)BIM對于核及其他部門的潛在收益。

國家核實驗室常務(wù)董事保羅·豪沃思表示，在建設(shè)一個安全、安保和有成本效益的核工業(yè)方面，英國政府2013年首次發(fā)布的《核工業(yè)戰(zhàn)略》將BIM設(shè)定為一種重要的協(xié)作方法。

BIM任務(wù)組和國家核實驗室已經(jīng)啟動這項工作，且過去三年已在若干領(lǐng)域取得進展。

BIM活動的亮點

關(guān)于如何在核工業(yè)應(yīng)用BIM，目前的研究結(jié)論是，BIM開發(fā)和實施的關(guān)鍵組織是場址許可公司(SLC)，包括英國核退役管理局(NDA)場址運營商，例如放射性廢物管理公司(RWM)、塞拉菲爾德公司(Sellafield Ltd)、鎂諾克斯公司(Magnox Ltd)、敦雷場址恢復(fù)公司(Dounreay Site Restoration )以及研究場址恢復(fù)公司(Research Sites Restoration )。還有一些其他企業(yè)，例如法電能源公司(EDF Energy)、核時代能源公司(NuGen)、地平線核電公司(Horizon)、歐洲鈾濃縮公司(Urenco)和SFL公司以及核責任基金(Nuclear Liabilities Fund)。研究還注意到，供應(yīng)鏈參與者在競爭壓力的驅(qū)動下也在努力開發(fā)自己的BIM戰(zhàn)略，這是一個好兆頭。核工業(yè)參與者的主要BIM活動包括：

· 核退役管理局所屬單位將在凱思內(nèi)斯郡核檔案館項目上采用二級BIM，目前相關(guān)工作已經(jīng)啟動。

· 放射性廢物管理公司已針對地質(zhì)處置設(shè)施建設(shè)項目制定了一個包羅萬象的通用BIM戰(zhàn)略，以便在知識管理鏈的最高層級上建立BIM。

· 塞拉菲爾德公司正在開發(fā)自己的數(shù)字工程和BIM方法，并且許多工程項目已經(jīng)采納BIM理念。

· 鎂諾克斯公司正在亨特斯頓A號反應(yīng)堆廠房設(shè)備拆除項目上采用二級BIM。收益包括：降低了費用，進行了更好的范圍界定并由此提高了成本確定性，提高了廢物物流管理效率和干系人參與度，提升了監(jiān)管者信心，并促進了工作的安全交付。

· 核責任基金已對BIM戰(zhàn)略表示出興趣。

· 對于在運核電廠，法電能源一直在建設(shè)若干個具備內(nèi)在公用數(shù)據(jù)環(huán)境的平臺；對于新建核電項目，該公司已在利用專業(yè)咨詢公司W(wǎng)aldeck的各種服務(wù)制定自己的BIM策略。

· 新時代公司在穆爾賽德(Moorside)項目上已邀請BIM任務(wù)組、國家核實驗室、日光管理方案公司和Waldeck提供BIM支持。

· 地平線公司正在制定自己的BIM戰(zhàn)略。

· 歐洲鈾濃縮公司卡彭赫斯特(Capenhurst)場址的一處遺留儲罐設(shè)施的設(shè)計、成本和進度計劃正在研究建立BIM三維、四維和五維模型的原理。

· 國家核實驗室和利物浦大學已針對一種能夠處理全生命周期模型(從原型設(shè)計到廢物處置)和數(shù)據(jù)管理的數(shù)字環(huán)境，開發(fā)出一個概念框架。

BIM在塞拉菲爾德重要項目中的應(yīng)用

豎井維護設(shè)施(SMF)是塞拉菲爾德公司在數(shù)字化工程和BIM開發(fā)方面的關(guān)鍵項目之一。一個綜合團隊正在開展SMF施工的規(guī)劃和準備工作。團隊成員包括卡文迪什核公司(Cavendish Nuclear)和保富集團(Balfour Beatty)。它們自2011年以來一直與客戶在同一個地方辦公，從而組成了“一個交付團隊”。

SMF已經(jīng)同意全程使用BIM，包括施工、測試和退役階段。目前，SMF正在從詳細設(shè)計階段向施工階段前進，塞拉菲爾德?lián)敗爸悄芸蛻簟钡慕巧?/p>

伊斯加爾將這項工作視為“游戲規(guī)則改變者”，因為通過可視化工作和吊車管理策略，總共省去了30%的設(shè)計程序。

簡報進一步指出，該項目取得成功的兩個關(guān)鍵因素是在確定且議定的基礎(chǔ)上使用員工信息要求(EIR)以及智能客戶。此外，BIM初期準備工作還包括對客戶和承包商人員的培訓。

綜合團隊已將其工作拓展到單個場址以外。它們在向共同的核心焦點提供信息的同時，還以一種協(xié)作的方式開發(fā)特定學科的模型，以便提供信息輸入并構(gòu)建“協(xié)調(diào)、聯(lián)合”的中心項目模型。

此外，簡報指出，使用BIM方法還能從下述方面獲益：安全審查、對設(shè)計和認識的信心、材料數(shù)量的監(jiān)控、關(guān)卡式設(shè)計審查程序、干系人參與、預(yù)運行和調(diào)試以及系統(tǒng)工程。

(郭志鋒 譯 伍浩松 校)