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基于信息協(xié)同和數(shù)據(jù)集成的大型工程項目智慧建設(shè)
——以深圳國際會展中心為例

2020-04-07 02:33劉振新2鑫3溫育希
土木建筑工程信息技術(shù) 2020年1期
關(guān)鍵詞:會展中心協(xié)同單位

丘 濤 劉振新2 劉 鑫3 溫育希

(1.廣州珠江工程建設(shè)監(jiān)理有限公司,廣州 510060; 2.廣州優(yōu)比建筑咨詢有限公司,廣州 510060; 3.中國建筑股份有限公司,北京 100029)

1 項目概況

1.1 項目簡介

位于珠三角廣深澳核心發(fā)展走廊的深圳國際會展中心,是深圳市布局深圳空港新城“三城一港灣”的核心建筑。項目以三個一流“一流設(shè)計、一流施工、一流運營”為建設(shè)目標,打造出國際一流的會展中心,其中一期總建筑面積160萬m2,包含18個2萬m2標準展廳、1個4萬m2展廳、兩個登錄大廳、一條南北向約1.7km長的中央廊道及11棟附屬建筑,東西向?qū)挒?40m。一二期建成后將是全世界最大的會展中心,如圖1。

項目智慧建設(shè)以業(yè)主主導、監(jiān)理方統(tǒng)籌、咨詢方策劃、總包方實施、設(shè)計方、分包方共同參與。本項目對多家參建單位信息實現(xiàn)有效協(xié)同,多個信息化系統(tǒng)數(shù)據(jù)實現(xiàn)集成,實現(xiàn)智慧化建設(shè)與項目管理有機結(jié)合,過程高效,效果良好。

圖1 深圳國際會展中心效果圖

1.2 項目管理重難點

(1)工期緊、計劃管理難度高。項目體量大、單體多(含展廳、登錄大廳、中廊及附屬用房等)、工期短(30個月),按期完成合同范圍工作內(nèi)容難度大。

(2)建設(shè)參與方多,項目施工階段除業(yè)主、施工總承包、設(shè)計、監(jiān)理和咨詢單位外,還包含幕墻、機電、精裝、園林等約35家分包單位; 多專業(yè)穿插施工,包括土建、機電、鋼結(jié)構(gòu)、幕墻、精裝、園林等專業(yè)穿插施工,管理協(xié)調(diào)難度大。

(3)總平面布置及交通組織難??偲矫娌贾秒y度大:工期緊且大面積同步施工,需布置大量加工場、堆場; 交通組織難度大:周邊同期施工工程多(地鐵、市政路、管廊、河道等); 土方外運及材料運輸車輛進出場密集; 施工機械多。

(4)安全生產(chǎn)、文明施工管理難度大。勞動力多(高峰時期建造人數(shù)2.5萬人)、大型機械設(shè)備多(履帶吊、塔吊、汽車吊等共321臺大型機械設(shè)備),鋼結(jié)構(gòu)、幕墻、機電工程等大跨度、高空作業(yè)多,安全管理難度大; 周邊同期開發(fā)建設(shè)工程多,包括地鐵、高速路、下穿隧道及管廊等,安全風險因素多; 場地開闊、空曠且臨海,雷雨、臺風影響大; 項目定位高,文明施工標準高。

(5)質(zhì)量要求高。政府對質(zhì)量目標要求確保深圳市及廣東省優(yōu)質(zhì)工程獎、鋼結(jié)構(gòu)金獎、同時創(chuàng)“魯班獎”。

2 項目智慧化管理框架

2.1 管理架構(gòu)

基于項目特點與重難點分析,本項目建立信息管理中心,以管理中心為核心,基于信息協(xié)同與數(shù)據(jù)集成,整合項目業(yè)主、監(jiān)理、施工、設(shè)計等各參建方的生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)、目標管理數(shù)據(jù)和圖紙、模型、文檔數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)信息,實現(xiàn)項目智慧建設(shè),項目組織架構(gòu)如圖2所示。

圖2 深圳國際會展中心(一期)智慧建設(shè)管理架構(gòu)

由于項目參建方比較多,而且存在進場時間差,為提高信息協(xié)同效率,項目基于擴展性強的矩陣管理結(jié)構(gòu)制定中心組織模式與人員配置,如圖3。該模式優(yōu)勢在于能夠隨時加入新進場單位人員的同時不改變基本形式。各專業(yè)信息管理組員同時服務信息管理中心的自身單位,有自身單位對數(shù)據(jù)信息需求的敏感性,能有效地提高信息協(xié)同效率。

圖3 項目信息管理中心組織模式

2.2 實施流程

深圳國際會展中心(一期)項目智慧建設(shè)分三個階段實施:策劃、組織、實施,如圖4所示。

圖4 項目智慧建設(shè)實施過程

策劃階段先對項目信息化、智慧化需求進行分析,以確定管理目標和管理機制。組織階段要求各參與方組建信息管理中心,確定各參與方與管理中心的管理職責和管理流程。實施階段包括數(shù)據(jù)信息的采集、整合、分析然后輔助決策,如此循環(huán),整個過程以合同、制度、規(guī)范、標準等管理文件和軟硬件、平臺等信息化智慧化工具為管理和技術(shù)支持,全過程需進行必要的培訓。

信息管理中心參考各類規(guī)范與技術(shù)類文件,結(jié)合項目特性編制《深圳國際會展中心數(shù)據(jù)信息協(xié)同管理標準》、《深圳國際會展中心智慧工地建設(shè)方案》、《深圳國際會展中心數(shù)據(jù)信息管理中心建設(shè)方案》、《深圳國際會展中心BIM應用標準》等項目規(guī)范性文件,如圖5所示。

圖5 項目智慧建設(shè)方案與標準

2.3 實施內(nèi)容

(1)建立信息協(xié)同管理與數(shù)據(jù)集成管理機制。項目建設(shè)參建單位不僅多,而且各單位辦公并不在同一區(qū)域,圖紙、模型、文檔等資料種類多、項目每日產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量大,同時項目數(shù)據(jù)安全要求高,為便于統(tǒng)一有序的管理,需要基于一個安全、高效的協(xié)同平臺上建立各方參與的協(xié)同管理機制,如同時,項目各單位應用多種信息化手段、信息系統(tǒng),現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集、集成與分析是智慧建設(shè)重要組成部分,建立數(shù)據(jù)集成管理框架,實現(xiàn)項目數(shù)據(jù)采集的實時性、真實性和完整性,是項目實施科學管理的關(guān)鍵。

圖6 信息協(xié)同管理機制

(2)基于移動應用端的質(zhì)量安全巡檢系統(tǒng)應用。質(zhì)量安全巡檢系統(tǒng)以移動App為現(xiàn)場應用工具,如圖8所示,以現(xiàn)場質(zhì)量、安全問題實時拍照、記錄、同步上傳為數(shù)據(jù)采集,系統(tǒng)內(nèi)實時通知問題整改負責人,相關(guān)人員準確定位整改,系統(tǒng)后臺匯總數(shù)據(jù),問題自動統(tǒng)計分析,整改單、通知單等報告一鍵生成。對施工過程中的生產(chǎn)行為與安全狀態(tài)實施具體、實時、有效的“事前預測”、“事中管控”、“過程留痕”。

圖7 數(shù)據(jù)集成管理框架

圖8 項目質(zhì)量安全巡檢系統(tǒng)流程與界面

(3)基于無人機的兩大應用。項目占地126萬m2,大跨度的全面管控工作是非常困難的。對此,項目應用無人機航拍技術(shù)對以下兩大方面進行管控:

1)進度巡檢:項目用無人機定期定航線拍攝,建立時間線上的縱橫向?qū)Ρ?,結(jié)合進度亮燈管控制度,每周向項目各方發(fā)送進度報告,如圖9所示。

圖9 現(xiàn)場航拍進度對比圖

2)屋面檢漏和混凝土澆筑溫控:項目通過無人機搭載紅外熱像儀,可快速、大范圍地檢測影像內(nèi)的溫度變化實現(xiàn)對項目大面積混凝土澆筑的溫控和金屬屋面、幕墻的密閉性監(jiān)控,發(fā)現(xiàn)查找滲漏點,如圖10所示。

圖10 無人機紅外檢測

(4)基于BIM的綜合管理應用。項目充分利用BIM技術(shù)優(yōu)勢,輔助項目與現(xiàn)場管理,包括:進行場平分析與排布,如圖11所示; 進行可視化溝通與可視化驗收,如圖12所示; 對施工方案和施工進度模擬,如圖13所示; 實現(xiàn)管線綜合排布與裝配式機房,如圖14所示。

圖11 深圳國際會展中心場平面模型

圖12 可視化溝通與可視化驗收

圖13 項目復雜施工節(jié)點、方案模擬

圖14 深圳國際會展中心裝配式機房實施過程

(5)基于多類信息技術(shù)的現(xiàn)場管控。項目現(xiàn)場為實現(xiàn)建設(shè)智慧化,還同時應用了群塔作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)、TSP環(huán)境檢測系統(tǒng)、勞務實名系統(tǒng)、人員與車輛定位系統(tǒng)、鋼結(jié)構(gòu)全生命周期管理平臺。

3 信息協(xié)同與數(shù)據(jù)集成管理

3.1 信息協(xié)同管理

經(jīng)過對建設(shè)前期策劃分析,根據(jù)項目特點,項目依托奔特力公司的Projectwise(簡稱PW)信息協(xié)同平臺,結(jié)合項目管理模式,搭建項目協(xié)同管理體系,實現(xiàn)項目各單位間的信息高效協(xié)同。全建設(shè)過程中,PW信息協(xié)同平臺為工程項目的內(nèi)容管理提供了一個良好的協(xié)同環(huán)境,可以有效地管理各種文件內(nèi)容,并通過良好的安全訪問機制,改變傳統(tǒng)點對點的溝通方式,使項目各個參與方在一個統(tǒng)一的平臺上基于圖紙、文檔、模型協(xié)同工作,如圖15所示。

圖15 Projectwise信息協(xié)同平臺

基于PW實現(xiàn)項目信息協(xié)同,我們主要做了以下工作:

(1)協(xié)同平臺架構(gòu)的部署

深圳國際會展中心(一期)項目專業(yè)多,參建單位多,并且分布在不同的城市甚至不同的國家。項目利用PW信息協(xié)同平臺,將各參與方的工作內(nèi)容進行分布式存儲管理,保證了對項目內(nèi)容的統(tǒng)一控制; 同時利用提供本地緩存技術(shù),保障了異地協(xié)同工作的效率,有效解決了全過程項目管理中各參建單位的因地域問題而產(chǎn)生的能量耗散,如圖16所示。PW使用增量傳輸技術(shù),可實現(xiàn)圖紙與建模工作的跨地域協(xié)同。

圖16 PW協(xié)同平臺架構(gòu)的部署

(2)基于WBS的目錄結(jié)構(gòu)分解和版本編號

我們基于項目的WBS(工作分解結(jié)構(gòu)),根據(jù)不同的業(yè)務范疇和信息類別制定多層級項目目錄,如圖17所示。制定各文件夾歸屬職權(quán),規(guī)范各單位對相應文件模型圖紙信息的上傳規(guī)則。同時根據(jù)參與單位建立單位目錄,各單位有各單位文件夾的管理權(quán)限,供各單位各自使用。

圖17 基于WBS的項目目錄結(jié)構(gòu)

(3)建立基于安全性的權(quán)限管理機制和使用考評體系

利用操作層與數(shù)據(jù)層是分離的原理,PW信息平臺從技術(shù)上有效提高了文檔、資料管理的可控制性和安全性,在收集分散的項目信息的同時,采用統(tǒng)一集中存儲的方式。同時,平臺有9種文件和文件夾權(quán)限控制,如圖18所示,平臺管理員根據(jù)項目各單位需求設(shè)置賬號和賬號組,根據(jù)文件夾內(nèi)容和工作流程配置相應的權(quán)限管理體系,設(shè)置流程如圖19所示。

圖18 PW信息協(xié)同平臺權(quán)限

圖19 平臺權(quán)限管理體系設(shè)置流程

系統(tǒng)自動記錄所有用戶的操作過程,系統(tǒng)管理員實時監(jiān)控每位用戶的登錄信息,保證項目安全性的同時幫助項目定期對各參加單位做工作考評。

(4)設(shè)置個性化搜索習慣和全文本搜索

PW信息協(xié)同平臺具有強大的檢索功能,使用方可根據(jù)己方需求,自定義屬性一鍵、快速、高效的查詢,檢索方式包括全文檢索以及工程組件索引。檢索條件可以進行個人保存,保證了查詢結(jié)果的實時更新,如圖20所示。

圖20 PW協(xié)同平臺個性化搜索設(shè)置

應用PW信息協(xié)同平臺,作為項目管理單位,我們有效解決了項目遇到的以下問題: 1)參建單位異地分布; 2)有效地實現(xiàn)管理各種動態(tài)的文件內(nèi)容; 3)保障信息的高效傳輸與協(xié)同; 4)保證信息的唯一性與安全性; 5)便捷的信息查詢與資料搜索; 6)高效的信息流程管理。

項目改變了傳統(tǒng)的分散式交流,實現(xiàn)了信息的集中存儲與訪問,打破了地域限制,增強了信息的準確性和及時性,全面提升了各參與方的信息協(xié)同效率,同時為項目與企業(yè)提供了完整、強大的知識庫。

3.2 數(shù)據(jù)集成管理

項目參與方多,各單位均有各自的軟件、系統(tǒng)、信息化工具,為集成各項目部、各參與方、各信息化系統(tǒng)數(shù)據(jù),項目實施數(shù)據(jù)集成管理,聯(lián)合廣聯(lián)達搭建數(shù)據(jù)信息管理平臺。各參建單位日常操作各類信息化系統(tǒng)同時匯總數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)信息集成管理平臺,所有項目管理數(shù)據(jù)由集成管理平臺一致對外,其架構(gòu)如圖21所示。

圖21 項目智慧工地集成管理平臺架構(gòu)

根據(jù)項目需求,設(shè)計數(shù)據(jù)集成平臺各功能模塊,如表1所示。

表1 數(shù)據(jù)集成平臺各模塊功能

序號模塊名稱模塊功能1項目概況模塊顯示項目基本信息、實時進場人數(shù); 安全質(zhì)量統(tǒng)計展示、宣傳視頻展示2生產(chǎn)管理模塊勞務管理、塔吊監(jiān)控、視頻監(jiān)控、環(huán)境檢測3定位服務模塊人員定位; 流動機械設(shè)備定位4質(zhì)量管理模塊質(zhì)量問題分類、統(tǒng)計、排名; 質(zhì)量問題趨勢分析; 質(zhì)量紅黑榜; 報表生成5安全管理模塊安全問題分類、統(tǒng)計、排名; 安全問題趨勢分析; 危大工程展示; 報表生成6進度管理模塊進度計劃; 進度模擬; 航拍進度展示7BIM5D模塊BIM模型瀏覽; BIM進度模擬; BIM工程量算量分析:BIM生成派工單8多方信息協(xié)同模塊基于文檔、資料、模型、圖紙的協(xié)同工資平臺9物料驗收模塊收料情況顯示; 收料情況分析; 供貨偏差分析

數(shù)據(jù)集成平臺界面如圖22、23所示。

圖22 智慧工地數(shù)據(jù)集成管理平臺主界面

圖23 智慧工地數(shù)據(jù)集成管理平臺各功能模塊

4 分析與總結(jié)

4.1 效益分析

(1)進度管理方面

利用BIM+無人機+數(shù)據(jù)集成+亮燈制度,深圳國際會展中心建設(shè)對進度進行有效管控, 30個月完成了160萬m2建筑面積的建設(shè)。

(2)質(zhì)量方面

施工前應用BIM技術(shù)解決碰撞問題、同時各單位共享BIM數(shù)據(jù)信息,進行多專業(yè)、多條件的模擬; 建立復雜的節(jié)點模型模擬,輔助制定施工方案,并進行方案交底。

施工實施時,監(jiān)理、施工方、數(shù)據(jù)信息中心三方基于質(zhì)量巡檢系統(tǒng)對質(zhì)量問題進行巡檢、信息收集、問題處理、數(shù)據(jù)分析,再實現(xiàn)質(zhì)量問題管理閉環(huán)的同時實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效利用,共閉環(huán)質(zhì)量問題1 243條。

(3)安全文明方面

安全巡檢協(xié)同流程如質(zhì)量管理,在實現(xiàn)安全問題管理閉環(huán)的同時實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效利用,共閉環(huán)質(zhì)量問題1 511條。

(4)成本方面

據(jù)不完全統(tǒng)計,機電和精裝基于BIM數(shù)據(jù)信息共享的協(xié)同深化設(shè)計,優(yōu)化方案、檢測碰撞、發(fā)現(xiàn)圖紙表達和矛盾問題,共節(jié)省了約1 970萬元。

總承包管理通過BIM場地模擬和群塔作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)在保障施工需求和塔吊安全運行的同時節(jié)省塔吊21臺,約占計劃30%,費用約840萬。通過對鋼筋進行建模優(yōu)化,同時對物料進行跟蹤驗收消耗管理,鋼筋損耗率低于1.3%。

(5)為各單位和行業(yè)培養(yǎng)了信息化人才,為行業(yè)提供了很好的智慧建設(shè)案例,也為項目帶來了宣傳效應

項目數(shù)據(jù)信息中心基于項目使用的各類系統(tǒng)和信息化管理理念,定期召開培訓會和交流會,為項目、各單位、行業(yè)培養(yǎng)了一大批工程建筑信息化人才,熟練掌握數(shù)據(jù)信息協(xié)同平臺的使用,掌握智慧工地建設(shè)各類信息化工具和系統(tǒng)的使用。

通過對深圳國際會展中心的智慧建設(shè),我們積累了一整套全面標準化實施方案,同時舉辦多次智慧工地參觀交流會,并奪得了“第七屆龍圖杯全國BIM大賽”一等獎,為智慧工地建設(shè)提供寶貴案例的同時,良好地宣傳了深圳國際會展中心。

4.2 經(jīng)驗總結(jié)

(1)工程建設(shè)智慧化需要由業(yè)主牽頭和統(tǒng)籌,或者委托第三方統(tǒng)籌,業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理、施工為實施主體。業(yè)主在招標階段應明確對各方有明確的建設(shè)要求,配備相應的人員、軟硬件。

(2)項目初期應做需求調(diào)研,緊緊圍繞一線現(xiàn)場“人、機、料、法、環(huán)”以實現(xiàn)工作協(xié)同、減輕現(xiàn)場工作量、幫助管理決策為目標規(guī)劃好項目智慧化建設(shè)。

(3)實施過程中應有持續(xù)變更的實施方案,定期的培訓,和統(tǒng)一的考核制度。

(4)建立統(tǒng)一的信息管理中心,信息化的實施初期阻力都會很大,需要有專門的團隊服務項目信息化,及時解決問題。中心人員應從各單位調(diào)入,采用矩陣管理結(jié)構(gòu)有助于信息和數(shù)據(jù)的協(xié)同。

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