陳 燕

(滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院土木工程系，安徽 滁州 239000)

0 引言

裝配式建筑是集成結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、外圍護(hù)系統(tǒng)、設(shè)備與管線系統(tǒng)、內(nèi)裝系統(tǒng)的主要部分，采用工廠化生產(chǎn)和裝配化施工的建筑[1]。因此，裝配式建筑需要系統(tǒng)化的工程管理模式與之相匹配。項(xiàng)目集成交付(Integrated Project Deliery，IPD)是一種新型的建設(shè)項(xiàng)目交付模式，以項(xiàng)目整體目標(biāo)為各子系統(tǒng)的共同目標(biāo)，能促使各參與方盡早參與項(xiàng)目，促進(jìn)各方互尊互信，協(xié)同各參與方合作[2]，給裝配式建筑帶來系統(tǒng)性的管理思想，實(shí)現(xiàn)裝配式建筑高質(zhì)量、高效益及低消耗的項(xiàng)目目標(biāo)。

IPD模式在國內(nèi)的研究和應(yīng)用仍處于起步階段。馬智亮等(2017)[3]嘗試將先進(jìn)的IPD模式應(yīng)用于我國的PPP項(xiàng)目管理，探索了可用的法律依據(jù)及兩種可操作的應(yīng)用模式。在此基礎(chǔ)上，分別從3個(gè)角度和3個(gè)方面分析了IPD模式應(yīng)用于PPP項(xiàng)目所能帶來的機(jī)遇和面臨的挑戰(zhàn)。牛建剛等(2017)[4]通過分析復(fù)雜工程項(xiàng)目及IPD模式的特點(diǎn)，總結(jié)出IPD模式相較于傳統(tǒng)交付模式在復(fù)雜工程中的應(yīng)用優(yōu)勢，并結(jié)合工程案例，分析IPD模式在復(fù)雜項(xiàng)目中應(yīng)用的可行性。IPD模式作為先進(jìn)的項(xiàng)目交付模式，需要相應(yīng)的技術(shù)和平臺(tái)作為支撐，建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)是IPD最為常用的技術(shù)。何清華等(2018)[5]通過文獻(xiàn)歸納出BIM技術(shù)的應(yīng)用可以保證IPD項(xiàng)目全生命周期內(nèi)發(fā)生的信息暢通，能為各方工作的集成提供平臺(tái)，能增強(qiáng)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的整體性，并促進(jìn)團(tuán)隊(duì)協(xié)同工作。王茹等(2017)[6]指出，BIM技術(shù)是IPD模式實(shí)現(xiàn)高度協(xié)同的技術(shù)基礎(chǔ)，為IPD模式的實(shí)施提供了信息化集成平臺(tái)和協(xié)調(diào)整合平臺(tái)。王禹杰等(2015)[7]在介紹IPD管理模式的基礎(chǔ)上，分析出BIM技術(shù)使得IPD項(xiàng)目管理模式中集成和并行設(shè)計(jì)成為可能，同時(shí)，作為項(xiàng)目管理的信息載體，為IPD項(xiàng)目參與方之間的溝通提供了一個(gè)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)IPD項(xiàng)目價(jià)值最大化。徐友全等(2016)[8]認(rèn)為，由于IPD模式的特點(diǎn)與建筑工業(yè)化的“一體化和協(xié)同”特點(diǎn)相吻合，將IPD模式結(jié)合BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑工業(yè)化項(xiàng)目中將有很大的研究價(jià)值?；谝陨涎芯炕A(chǔ)，本文將基于BIM技術(shù)的IPD模式應(yīng)用到裝配式建筑中，為裝配式建筑進(jìn)行系統(tǒng)性集成管理提供參考。

1 IPD模式與裝配式建筑

1.1 IPD模式

2007年美國建筑師協(xié)會(huì)(The American Institute of Architects，AIA)在《綜合項(xiàng)目交付指南》中給出了IPD的定義[9]，IPD是將項(xiàng)目體系、人力資源、實(shí)踐和商業(yè)框架整合為一個(gè)統(tǒng)一過程，在該過程中，所有參與者充分發(fā)揮智慧與才能，為業(yè)主增值，優(yōu)化項(xiàng)目成果，并最大限度地減少浪費(fèi)，提高效率效益的項(xiàng)目交付模式。根據(jù)定義可知，IPD是用整體思維將項(xiàng)目各個(gè)階段的管理集合成為一個(gè)系統(tǒng)，其核心是“集成”，目標(biāo)是“精益”，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)是“合作”。項(xiàng)目各參與方的“信息”與“知識(shí)經(jīng)驗(yàn)”是最需要進(jìn)行集成的重要資源，而BIM技術(shù)與協(xié)同合作是實(shí)現(xiàn)集成的有力手段和重要途徑。

1.2 裝配式建筑

裝配式建筑是一種新型建造方式，代表著建筑業(yè)由傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式向工業(yè)化、信息化方向轉(zhuǎn)變，具有以下特征[10]：建造方式工業(yè)化、建造管理集約化、建造手段信息化、建造過程社會(huì)化、建造活動(dòng)綠色化，即“五化一體”的系統(tǒng)性思維和方法。裝配式建筑的“五化一體”特征與IPD模式思想相吻合，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.2.1 建造方式工業(yè)化——集成思想

工業(yè)化的建造方式是運(yùn)用現(xiàn)代工業(yè)化的生產(chǎn)和管理模式，整合建筑生產(chǎn)全過程各個(gè)階段的各生產(chǎn)要素系統(tǒng)，具體是指：設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)工廠化、施工裝配化、裝修一體化和管理信息化。

1.2.2 建造管理集約化——集成思想

集約化的管理方式是工業(yè)化建造方式的重要基礎(chǔ)和保障。集約化就是在實(shí)施過程中，集合各生產(chǎn)要素，并進(jìn)行整合和統(tǒng)一配置，以高質(zhì)量、高效率、低成本、節(jié)約資源、整體效益最大化為最終目標(biāo)。

1.2.3 建造手段信息化——集成思想

與信息化深度融合，是裝配式建筑發(fā)展的根本方向。雖然BIM技術(shù)已成為裝配式建筑技術(shù)升級(jí)、生產(chǎn)和管理方式變革的有效工具，但在“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下，還需要發(fā)展信息互聯(lián)技術(shù)，以互聯(lián)網(wǎng)為主，將BIM技術(shù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)處理等整套信息技術(shù)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)一體化和平臺(tái)化。

1.2.4 建造過程社會(huì)化——合作思想

裝配式建筑的建造過程要充分體現(xiàn)專業(yè)化分工和社會(huì)化協(xié)作，提升組織管理的協(xié)同能力。對(duì)裝配式建筑全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同配置，保證產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)完整化，產(chǎn)業(yè)布局合理化，產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模化，產(chǎn)業(yè)組織協(xié)同化，避免同質(zhì)化競爭。

1.2.5 建造活動(dòng)綠色化——全生命周期、精益思想

綠色化不僅是建筑生產(chǎn)和使用過程中資源節(jié)約和環(huán)境影響的最低化，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)、高效率、高效益即精益建造的過程。

2 基于BIM技術(shù)的IPD協(xié)同模型的建立

2.1 IPD模式下建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施流程

IPD模式下建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施流程一般劃分為：概念設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、實(shí)施文件設(shè)計(jì)、審查階段、生產(chǎn)施工和項(xiàng)目交付7個(gè)階段[11]。由圖1可以看出，與傳統(tǒng)交付模式實(shí)施流程相比，概念設(shè)計(jì)階段取代了決策階段，業(yè)主、設(shè)計(jì)、咨詢和施工等主要參與方在概念設(shè)計(jì)階段就介入，開始考慮“建什么”“怎么建”和“誰來建”的問題，共同確定項(xiàng)目目標(biāo)和評(píng)價(jià)指標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)階段持續(xù)地優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，使詳細(xì)設(shè)計(jì)階段擁有更完整性的成果，增加了實(shí)施文件設(shè)計(jì)階段，該階段促進(jìn)了各方的協(xié)同參與，為后續(xù)施工階段順利和流暢也進(jìn)行提供了依據(jù)和保障。由此可見，在IPD模式下，各參與方的早期共同合作，較傳統(tǒng)模式具有更強(qiáng)的主動(dòng)性，更真實(shí)的合作意圖和較高的協(xié)同性，也保證了各參與者后續(xù)協(xié)同合作的效率。

圖1 基于實(shí)施流程的IPD模式與傳統(tǒng)模式的對(duì)比

2.2 IPD模式實(shí)現(xiàn)要素

2.2.1 IPD實(shí)施團(tuán)隊(duì)

以項(xiàng)目整體目標(biāo)為共同目標(biāo)的高效團(tuán)隊(duì)，是IPD項(xiàng)目順利實(shí)施的根本前提。IPD的核心理念是“集成”，在整個(gè)項(xiàng)目周期內(nèi)，集成各參與方的人員、信息、知識(shí)經(jīng)驗(yàn)等要素為項(xiàng)目整體目標(biāo)服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目結(jié)果最優(yōu)。為實(shí)現(xiàn)集成，在項(xiàng)目開始時(shí)，將各參與方利益與項(xiàng)目整體利益綁定，促使各方有平等參與工作的期望及合作意愿。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，各方能互尊、互信、坦誠交流、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)、利益共享、財(cái)務(wù)透明，并能放棄部分法律權(quán)力，共同服務(wù)于項(xiàng)目整體利益，積極提高項(xiàng)目效益。

2.2.2 多方關(guān)系型合同

基于信任的關(guān)系型合同，是IPD項(xiàng)目實(shí)施的重要支撐。與傳統(tǒng)的交易型合同相比，關(guān)系型合同更多地關(guān)注項(xiàng)目實(shí)施過程。IPD關(guān)系型合同在參與方之間建立了一個(gè)合作系統(tǒng)，該系統(tǒng)使參與各方不再孤立，形成信任、合作和共享的多方合作關(guān)系，共同管理、實(shí)施激勵(lì)、公開透明，以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目目標(biāo)為共同目標(biāo)。

2.2.3 BIM技術(shù)的支撐

BIM技術(shù)在IPD項(xiàng)目全生命周期內(nèi)，為各階段的相關(guān)信息集成與各方工作協(xié)同提供平臺(tái)。[12]主要體現(xiàn)在：BIM能提供數(shù)字形式的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，不僅可以為項(xiàng)目各參與方提供數(shù)據(jù)庫、模型庫，也可以進(jìn)行虛擬施工和施工沖突檢查，幫助IPD項(xiàng)目完成設(shè)計(jì)施工任務(wù)。BIM可以提供數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和交換服務(wù)，將項(xiàng)目全生命周期內(nèi)所有發(fā)生的信息和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至模型中，為IPD各參與方合作實(shí)施項(xiàng)目過程提供平臺(tái)，項(xiàng)目實(shí)施過程中暢通的信息可以保證項(xiàng)目參與方之間的關(guān)系穩(wěn)定，提升工作效率。同時(shí)，BIM技術(shù)的應(yīng)用，使得信息流暢、溝通及時(shí)，有利于各參與方互尊互信，提升IPD團(tuán)隊(duì)的合作層次，形成團(tuán)隊(duì)組織文化。此外，BIM按實(shí)際情況界定項(xiàng)目目標(biāo)及合同標(biāo)的物，促使工作任務(wù)分配更為合理，有利于各參與方接受任務(wù)安排，放棄訴訟彼此的權(quán)力。

2.3 基于BIM技術(shù)的IPD協(xié)同工作模型

建立圖2所示的基于BIM技術(shù)的IPD協(xié)同工作模型，以下簡稱BIM-IPD模型。該模型中IPD模式項(xiàng)目實(shí)施過程分為7個(gè)階段，其順利實(shí)施需要高效的IPD團(tuán)隊(duì)和BIM技術(shù)支撐。為實(shí)現(xiàn)精益的項(xiàng)目目標(biāo)，IPD團(tuán)隊(duì)以項(xiàng)目整體目標(biāo)為共同目標(biāo)，各參與方在關(guān)系型合同約束下，在早期平等參與項(xiàng)目，在項(xiàng)目全生命周期內(nèi)合作實(shí)施建設(shè)項(xiàng)目。

圖2 基于BIM技術(shù)的IPD協(xié)同工作模型

3 BIM-IPD模型在裝配式建筑中的應(yīng)用

3.1 通過技術(shù)整合，實(shí)現(xiàn)裝配式建筑橫向一體化

裝配式建筑橫向一體化是建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、裝修一體化。裝配式建筑是多專業(yè)系統(tǒng)集成的建筑，BIM-IPD模型可以支持多專業(yè)各階段之間的協(xié)同工作，支持各專業(yè)軟件間的信息交換及整合，各階段由分專業(yè)細(xì)作轉(zhuǎn)向各專業(yè)合作。

3.2 通過流程整合，實(shí)現(xiàn)裝配式建筑縱向一體化

裝配式建筑縱向一體化是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、裝配一體化。由于各參與方的早期介入，各專業(yè)技術(shù)和管理信息前置化，在設(shè)計(jì)階段，就統(tǒng)籌分析各專業(yè)(建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、裝修)的生產(chǎn)制造和裝配施工環(huán)節(jié)，進(jìn)行系統(tǒng)性全過程策劃，設(shè)計(jì)出模數(shù)化協(xié)調(diào)、標(biāo)準(zhǔn)化接口、精細(xì)化預(yù)留預(yù)埋的可施工性強(qiáng)的設(shè)計(jì)成果，滿足一體化的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、裝配要求。同時(shí)，各參與方通過參數(shù)化的模型及數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性和關(guān)聯(lián)性，在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、裝配的各階段內(nèi)，保持信息的公開性和透明性，實(shí)現(xiàn)信息共享和協(xié)同管理。

3.3 通過組織整合，實(shí)現(xiàn)裝配式建筑技術(shù)、管理一體化

IPD是一個(gè)工程管理概念，與BIM信息技術(shù)手段相結(jié)合，對(duì)裝配式建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、裝配、交付與運(yùn)營等各階段的關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)施流程進(jìn)行良好地整合、集成和協(xié)調(diào)，通過團(tuán)隊(duì)合作、價(jià)值管理、持續(xù)改進(jìn)等組織整合，實(shí)現(xiàn)技術(shù)和管理一體化，提高裝配式建筑項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等多方面的綜合效益。

4 結(jié)語

裝配式建筑是建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電和裝修各子系統(tǒng)協(xié)同集成再進(jìn)行裝配的過程。BIM技術(shù)與IPD模式的協(xié)同應(yīng)用，將業(yè)主、設(shè)計(jì)方、施工方等主要參與方從項(xiàng)目立項(xiàng)開始就整合到一起，以項(xiàng)目整體目標(biāo)為共同目標(biāo)，各專業(yè)技術(shù)和管理信息前置化，利用技術(shù)、流程和組織整合，進(jìn)行系統(tǒng)性全過程策劃，實(shí)現(xiàn)實(shí)施過程建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、裝修一體化，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、裝配一體化以及技術(shù)和管理一體化的集成裝配建筑。目前，IPD模式在國內(nèi)仍屬起步階段，這種協(xié)同管理方式的成功應(yīng)用還需一個(gè)過渡和成熟的過程。