何相如 葉文啟 吳長順 范鶴濱 陳 浩

中天建設(shè)集團(tuán)有限公司 浙江 杭州 310008

1 BIM5D運(yùn)用概述

BIM5D技術(shù)是以BIM模型為基礎(chǔ)，集成施工進(jìn)度和成本造價(jià)信息，形成攜帶實(shí)際進(jìn)度、計(jì)劃進(jìn)度、資源數(shù)量、工程量、市場價(jià)格等信息的BIM5D模型。同時(shí)依托智慧工地系統(tǒng)平臺在智能化、信息化、數(shù)據(jù)化的協(xié)同，建立高效的信息整合渠道，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理過程數(shù)據(jù)的采集、實(shí)時(shí)上傳、智能分析、制定決策，并規(guī)范管理內(nèi)容、管理流程及作業(yè)工序，加快項(xiàng)目管理標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，從而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理精細(xì)化。

以BIM5D為核心的BIM技術(shù)是大型公建項(xiàng)目施工過程管理的重要技術(shù)手段。結(jié)合智慧工地系統(tǒng)平臺的運(yùn)用，在解決項(xiàng)目生產(chǎn)管理過程中施工計(jì)劃管理復(fù)雜、跟蹤管理效率低、生產(chǎn)協(xié)調(diào)難度大、分析決策不精準(zhǔn)等方面有著巨大的應(yīng)用價(jià)值，但目前BIM5D在項(xiàng)目管理中的實(shí)踐應(yīng)用較少。對此，本文以BIM5D為核心的BIM技術(shù)在生產(chǎn)管理中的運(yùn)用分析基礎(chǔ)上，通過結(jié)合智慧工地系統(tǒng)平臺的推廣使用，旨在解決施工項(xiàng)目生產(chǎn)管理中復(fù)雜動態(tài)數(shù)據(jù)難以統(tǒng)計(jì)分析的技術(shù)難題。

2 BIM5D在生產(chǎn)管理中的應(yīng)用分析

2.1 項(xiàng)目概況

A醫(yī)院為某省會大型工程，由急診樓、科教綜合樓、能源站和病房樓四部分組成。科教綜合樓為地上5層建筑，總建筑高度25 m，總建筑面積10 000 m2，急診樓為地下2層＋地上5層建筑，總建筑高度25 m，總建筑面積100 000 m2（圖1）。

圖1 A醫(yī)院三維場布圖

本工程體量大，工期緊，質(zhì)量要求高，結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，材料用量大，施工過程難度大，需監(jiān)管問題較多，要求建筑工程全生命周期資料統(tǒng)一管理并支持智能查詢。

2.2 施工重、難點(diǎn)

本工程為某省會城市的公建施工項(xiàng)目，相比傳統(tǒng)的住宅建筑，此項(xiàng)目的施工情況復(fù)雜，施工技術(shù)難度高。經(jīng)策劃論證，相比傳統(tǒng)項(xiàng)目，該建筑工程項(xiàng)目在施工中面臨以下難題[1]：

1）位置特殊。該項(xiàng)目位于省會城市中心城區(qū)，場地受限，周邊建筑密集，交通流量大，施工環(huán)境條件復(fù)雜，對周邊居民影響較大，施工組織過程困難。

2）工期嚴(yán)格。該項(xiàng)目為醫(yī)院重點(diǎn)投入使用的工程，工程節(jié)點(diǎn)把控要求高，工期緊張，機(jī)電裝修進(jìn)場施工有明確的時(shí)間要求，各專業(yè)協(xié)調(diào)難度大。

3）技術(shù)難度大。該項(xiàng)目結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，基坑較深，且周邊管線密集，腳手架搭設(shè)復(fù)雜，對技術(shù)要求較高。

3）信息化程度高。該項(xiàng)目作為省會城市重點(diǎn)項(xiàng)目，要求建筑全生命周期資料統(tǒng)一數(shù)據(jù)化管理并支持智能查詢，對項(xiàng)目的智能化和數(shù)據(jù)化要求高。

2.3 主要應(yīng)用分析

BIM5D的主要應(yīng)用是在施工生產(chǎn)管理中的生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)組織、生產(chǎn)控制3個過程的綜合管理運(yùn)用。通過以BIM5D為核心的BIM技術(shù)在人、材、機(jī)、進(jìn)度、資金的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)和合理配置，以達(dá)到預(yù)期的施工目標(biāo)。

2.3.1 生產(chǎn)計(jì)劃管理

生產(chǎn)計(jì)劃管理階段，主要是對項(xiàng)目進(jìn)行整體的策劃和施工模擬，建立完備的以BIM5D為基礎(chǔ)的施工策劃和生產(chǎn)計(jì)劃及技術(shù)方案（圖2）。在此階段內(nèi)，重點(diǎn)通過對A醫(yī)院各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行BIM技術(shù)的整合工作，為項(xiàng)目合理規(guī)劃施工計(jì)劃安排和技術(shù)方案校核提供重要的數(shù)據(jù)支撐。

圖2 BIM5D施工模擬計(jì)劃圖

1）利用Autodesk revit軟件提前對A醫(yī)院進(jìn)行三維模型創(chuàng)建，根據(jù)圖紙和技術(shù)方案要求建立模型，形成動態(tài)的建筑結(jié)構(gòu)、場布、腳手架、安全算量等模型，通過對模型進(jìn)行模擬校驗(yàn)，優(yōu)化并確定技術(shù)方案，形成可實(shí)施的技術(shù)方案。

2）將A醫(yī)院的模型分單體、分層、分專業(yè)導(dǎo)入基于智慧平臺的BIM5D中，同時(shí)將Project進(jìn)度計(jì)劃和電子圖紙導(dǎo)入BIM5D智慧平臺，并根據(jù)施工方案及相關(guān)要求添加要素?cái)?shù)據(jù)，通過智慧平臺BIM5D的數(shù)據(jù)整合，對整合后的模型進(jìn)行流水段劃分。通過流水段與施工進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行關(guān)聯(lián)，形成并導(dǎo)出施工生產(chǎn)的材料用量、施工進(jìn)度計(jì)劃和工程量、成本預(yù)算，用于指導(dǎo)現(xiàn)場施工[2-3]。

通過對A醫(yī)院BIM5D數(shù)據(jù)的整合，可以精準(zhǔn)策劃解決在項(xiàng)目施工過程中工程量不明確、材料供應(yīng)不足、參與方協(xié)調(diào)難、人員機(jī)械有偏差、施工計(jì)劃經(jīng)不起推敲、三級計(jì)劃不聯(lián)動、技術(shù)方案不合理、成本預(yù)算不足的問題，實(shí)現(xiàn)對施工計(jì)劃的前期合理策劃安排，對整個施工技術(shù)流程、組織和計(jì)劃的全生命周期控制管理，盡可能避免施工延誤風(fēng)險(xiǎn)。

2.3.2 生產(chǎn)組織管理

1）A醫(yī)院為4棟單體，結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，通過生產(chǎn)計(jì)劃管理，將施工計(jì)劃和任務(wù)結(jié)構(gòu)，分部分項(xiàng)工作責(zé)任到人，每周周計(jì)劃直接下發(fā)至責(zé)任人手機(jī)，各樓棟工長跟蹤落實(shí)周計(jì)劃完成情況，每周匯總統(tǒng)計(jì)各分部分項(xiàng)的實(shí)際完成工作量，將要素?cái)?shù)據(jù)整合至BIM5D智慧平臺，形成進(jìn)度計(jì)劃對比圖，BIM5D平臺自動化任務(wù)分析（圖3）。

圖3 BIM5D進(jìn)度計(jì)劃分析表

2）利用A醫(yī)院的BIM5D可視化功能查看實(shí)際進(jìn)度與進(jìn)度計(jì)劃對比，項(xiàng)目部合理規(guī)避工期風(fēng)險(xiǎn)，制定工程趕工措施。根據(jù)項(xiàng)目每月進(jìn)度計(jì)劃與實(shí)際計(jì)劃，統(tǒng)計(jì)每月的物資進(jìn)場數(shù)量和使用情況以進(jìn)行要素?cái)?shù)據(jù)整合，按照合同規(guī)定，在BIM5D智慧平臺中，生成進(jìn)度節(jié)點(diǎn)資金曲線圖，以及實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值、成本數(shù)據(jù)曲線圖，實(shí)時(shí)掌握本工程的動態(tài)成本情況。

3）公司BIM部門為A醫(yī)院智慧平臺搭建BIM5D資料協(xié)同云平臺[4]，針對資料查看、下載、修改來劃分權(quán)限，資料室上傳每月的驗(yàn)收資料、聯(lián)系單、變跟單、材料用量單等至平臺內(nèi)，各參加方通過手機(jī)端、web端，快速查看使用。提高信息傳遞效率，減少10%以上的因信息不對稱而造成的返工，同時(shí)達(dá)到建筑全生命周期資料統(tǒng)一數(shù)據(jù)化管理并支持智能查詢的要求。

2.3.3 生產(chǎn)控制管理

1）BIM5D對A醫(yī)院的各項(xiàng)數(shù)據(jù)要素進(jìn)行整合，協(xié)助管理人員完成進(jìn)度計(jì)劃、成本預(yù)算、工程量計(jì)劃、材料進(jìn)度、人員數(shù)量趨勢等生產(chǎn)數(shù)據(jù)報(bào)表。項(xiàng)目經(jīng)理部根據(jù)項(xiàng)目周例會的相關(guān)制度，可以對周計(jì)劃偏差進(jìn)行整理分析，有針對性、重點(diǎn)地解決施工問題，并結(jié)合工期計(jì)劃，制定有關(guān)的糾偏措施，及時(shí)籌備各項(xiàng)施工安排，協(xié)調(diào)各專業(yè)、各工種的施工生產(chǎn)計(jì)劃和施工周期時(shí)間，確保施工過程交叉作業(yè)的順利進(jìn)行。同時(shí)根據(jù)施工生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行崗位分解，提高各崗位的工作效率，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化考核。

2）通過BIM5D對A醫(yī)院的預(yù)算模型進(jìn)行工程量提取，與Revit模型量、實(shí)際澆筑量進(jìn)行三算對比，分析工程量偏差原因。由于現(xiàn)場施工的工序及圖紙深化情況有別于原圖紙，BIM5D提量偏差值相對較低， 但總量基本一致。

3）成本控制階段，核心在于利用A醫(yī)院以智慧平臺為依托的BIM5D自動化，快速、精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)工程量、成本、進(jìn)度之間的邏輯關(guān)系，建立BIM5D模型，更好地整合計(jì)劃進(jìn)度、實(shí)際進(jìn)度、變更、索賠、材料、人員、決策等之間的邏輯關(guān)系，為施工生產(chǎn)管理提供技術(shù)和數(shù)據(jù)支撐，實(shí)現(xiàn)智慧化、信息化的生產(chǎn)管理方式。通過BIM5D在生產(chǎn)管理中的成本控制，可以提高施工過程中數(shù)據(jù)采集的真實(shí)性、準(zhǔn)確性、時(shí)效性，同時(shí)發(fā)現(xiàn)施工進(jìn)場中除技術(shù)問題之外的管理問題，倒逼進(jìn)度、預(yù)算、成本等工作優(yōu)化，消除崗位職責(zé)不明、責(zé)任不清的問題，真正做到從施工出發(fā)，提高施工生產(chǎn)過程的效率[2]。

3 BIM5D在公建項(xiàng)目中的實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值

在A醫(yī)院項(xiàng)目施工中，BIM5D技術(shù)的“全生命周期”整個實(shí)現(xiàn)過程可分為4個階段，即模型專業(yè)選擇→建模軟件選型→全專業(yè)模型集成→項(xiàng)目功能點(diǎn)應(yīng)用（圖4）。

圖4 BIM5D實(shí)現(xiàn)過程

通過在A醫(yī)院項(xiàng)目中實(shí)踐運(yùn)用BIM5D總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，BIM5D作為一種生產(chǎn)管理的輔助管理工具，旨在對項(xiàng)目進(jìn)行施工生產(chǎn)策劃和數(shù)據(jù)集成，形成用以輔助項(xiàng)目生產(chǎn)施工的指導(dǎo)方案和糾偏手段。而在實(shí)際施工過程中依然需要通過項(xiàng)目各崗位管理人員的高度參與，通過依托BIM5D智能化模擬提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，逐步實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目生產(chǎn)管理過程中各方面向著精細(xì)化、高效化、自動化的管理方式轉(zhuǎn)變。

對于復(fù)雜公建項(xiàng)目而言，在施工設(shè)計(jì)優(yōu)化和策劃過程中，BIM建模的主要功能是將建筑二維圖紙轉(zhuǎn)換為三維立體模型，根據(jù)不同軟件的功能特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)、三維場布、模架設(shè)計(jì)等多方面的動態(tài)化施工過程模擬，并將3D-BIM模型用于項(xiàng)目全生命周期過程中，為施工提供良好的策劃參考和方案指導(dǎo)。

其次，在復(fù)雜公建項(xiàng)目施工生產(chǎn)過程中，施工生產(chǎn)是動態(tài)變化的過程，動態(tài)變化即為不定量因素，過程中根據(jù)實(shí)際施工情況，需要不斷去完善和優(yōu)化。因此，需要更多的數(shù)據(jù)輔助優(yōu)化管理三維建筑模型信息，為施工過程提供參考數(shù)據(jù)。比如進(jìn)度方面涉及工序進(jìn)度、分部分項(xiàng)進(jìn)度、總體進(jìn)度及外界因素影響進(jìn)度的程度等數(shù)據(jù)；造價(jià)方面涉及土建鋼筋的算量、安全算量、分部分項(xiàng)算量等數(shù)據(jù)。鑒于此，以BIM5D為核心的BIM技術(shù)，在智慧工地平臺的整合下，可以在施工進(jìn)程中，實(shí)現(xiàn)整個項(xiàng)目施工過程的動態(tài)化管理。但過程中依然需要人員高度參與，通過各種數(shù)據(jù)的分析支撐，優(yōu)化方案和變更施工措施，有效地協(xié)調(diào)和統(tǒng)籌施工計(jì)劃安排。

4 結(jié)語

根據(jù)A醫(yī)院施工生產(chǎn)管理過程的實(shí)際需求，采用以BIM5D為核心的BIM技術(shù)對項(xiàng)目施工全過程進(jìn)行數(shù)據(jù)支撐服務(wù)，深度融合智慧平臺的自動化和信息化，在進(jìn)度、成本方面實(shí)現(xiàn)可視化管理和有效協(xié)同，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)A醫(yī)院施工生產(chǎn)目標(biāo)，為工程管理人員提供高效率數(shù)據(jù)平臺，形成用以輔助項(xiàng)目生產(chǎn)施工的指導(dǎo)方案和糾偏手段。但BIM5D技術(shù)在行業(yè)內(nèi)尚未真正達(dá)到全面普及和成熟運(yùn)用，運(yùn)用過程中依然需要各崗位管理人員的高度參與。

本文通過實(shí)際案例，力求為BIM5D技術(shù)的應(yīng)用推廣奠定良好基礎(chǔ)，為施工生產(chǎn)管理過程真正的智能化、可視化、數(shù)字化、信息化提供數(shù)據(jù)支撐，促進(jìn)建筑施工行業(yè)的信息化不斷發(fā)展。