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淺談BIM技術應用


——從國家技術轉移鄭州中心工程觀摩BIM技術在公司項目推廣的必要性

 

隨著科技發展和信息技術的提高,信息化技術已經滲透到各個行業和領域。作為現代化的建筑行業,當然也要緊跟是時代步伐,利用信息化技術科學有效地進行施工管理工作切實提高項目管理水平。而BIM技術作為其中之一的高新技術,對建筑的全壽命周期管理、完善建筑設計體系、提升建筑施工效率乃至促進、提高建筑行業的信息化管理和運營都有著十分重要的價值。在這里,我以本次國家技術轉移鄭州中心工程觀摩交流為切入點,淺析當下BIM技術在公司項目逐步推廣的必要性。



21世紀建筑信息化技術在我國如火如荼地發展,它的進步與發展是國際性主流趨勢所在。為此,公司領導層十分重視新型信息化技術對企業的影響,不僅在公司成立了技術研發中心,還結合實際制定了相關政策大力支持該項工作的開展,并打造了以國家技術轉移鄭州中心BIM試點的工程,該工程在集團乃至業界取得了較好的成績




BIM技術對于施工企業來講,其可支撐工業化建造和綠色施工、優化施工方案,促進工程項目實現精細化管理、提高工程質量、降低成本和安全風險,提高工作效率及管理效率,可支持多專業團隊協同的并行業務模式等工作。BIM技術作為推動建設行業技術進步和管理創新的一項新技術,將是進一步提升企業核心競爭力的重要手段。其先進性讓我們認識到BIM技術有必要在公司逐步推廣,但在實際應用、推廣前我們有必要先了解其概念、發展歷史,為什么會在建筑信息化發展中脫穎而出,以及給我們施工企業帶來的價值、變革和推行的必要性。


一、BIM的概念及在建筑領域應用的重要意義


BIM是指創建建筑信息模型并利其對建設工程項目的設計、建造和運行維護全過程進行管理和優化的過程、方法和技術。


建筑信息模型不是簡單的將數字信息進行集成,它還是一種數字信息的應用,以及可以用于建筑設計、造價、施工、管理的數字化方法;BIM是在項目建造之前以數字化方式對其關鍵物理特性和功能特性進行探索的綜合過程,可以幫助我們提高項目交付速度,減少成本,并降低環境影響等。




其概念構成信息可以理解為BIM=3D模型+nd參數(信息)+應用。


 其中模型(數據)是通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息,提供一個完整一致的、邏輯的建筑信息庫,是重要的基礎條件。nd參數(信息)是在3D立體三維模型的基礎上,加上時間、成本、運維管理等維度后的相關信息參數。


    基于BIM技術的應用可以實現建筑工程的虛擬化設計、可視化決策、協同化建造、透明化管理等,將極大地提升工程決策、規劃、勘察、設計、施工和運營管理的水平,減少失誤、縮短工期、提高工程質量和投資效益。推廣BIM技術,將顯著提高建筑產業信息化方式發展水平,提質增項、節能減排,促進綠色建筑發展,推進智慧城市建設,實現建筑業轉型升級,提高人民生活品質等具有重要意義。

    

    二、BIM的發展及驅動力


目前現有CAD技術是由傳統的圖紙手繪技術轉換而來,它為建筑業增添了新的活力,也導致了工程設計的一場革命。而相對的BIM技術似乎是個新興產物,但實際上理論早在上世紀1975 年已由美國的查克.伊士曼教授(俗稱BIM 之父),借鑒制造業的產品信息模型,提出"Building Description System",透過計算機對建筑物使用智能模擬的概念,這是BIM的起源思想。 




20世紀80年代,有芬蘭的學者對計算機模型系統深入研究后,提出"Prouduct Information Model"系統。2002 年,Autodesk 公司提出BIM 并推出了自己的BIM 軟件產品,此后全球另外兩個大軟件開發商Bentley和Graphisoft 也相繼推出了自己的BIM 產品。從此,BIM 從一種理論思想變成了用來解決實際問題的數據化的工具和方法,可以說是第二次工程設計的革命。


隨著新技術的發展應用、全球化的進程,BIM最先從美國發展起來,現已經擴展到了歐洲、日韓、新加披等國家。目前,這些國家的BIM發展和應用都達到了一定水平,并制定了相關可行性及保障政策,創造了可觀的經濟及社會效益。相對來說,我國政府也以如下幾個基本點:(1)希望提高建筑行業生產效率,提升建筑生產質量(2)提升建筑企業在互聯網條件下的生存能力(3)獲得互聯網、大數據等給企業和政府及人民帶來紅利。


為此,我國政府提出了符合自己國情的相關政策方針和目標:20世紀90年代提出2000年“甩掉圖板”目標(發展CAD技術);2001年提出《建設領域信息化工作要點》;2003年發布《2003-2008年全國建筑業信息化發展綱要》;2011年《2011-2015年建筑信息化發展綱要》;2013年《關天征求關于推薦BIM技術在建筑領域應用的指導意見(征求意見稿)意見的函》;2014年《關于推進建筑業發展和改革的若干意見》;2015年《關于推進建筑信息模型應用的指導意見》;2016年發布《2016-2020年建筑信息化發展綱要》等。




通過各階段國家政策方針和發展情況可以看出,在建筑業信息化轉型方面國家非常重視。在政府、行業和企業已有一定共識的基礎上,國家從企業和項目兩方面制定了相應應用目標。其中有兩個關鍵詞,第一目標的“一體化集成應用”和第二目標的“項目全生命期應用”。第一個目標是各企業在各階段的一體化集成應用;第二個目標“新立項項目勘察設計、施工、運營維護中,集成應用BlM的項目”意味著在此類項目中,各參與方必須做到“一體化集成應用”,從而實現全生命期的“項目全生命期應用”,使項目勘察設計、施工、運營維護全生命期的集成應用BIM管理。舉個例子,如重慶的來福士廣場。它由業主主導,設計方、施工和運維全流程各階段使用BIM技術,這其中中標施工方為中建企業,BIM技術早已在該企業經過多年發展并相對成熟。可想而知科學技術代表了該企業的生產力及競爭力,沒有相關技術支撐就無法參與競爭,更談不上發展。


鑒于大趨勢的發展,國家政策的出臺,行業競爭力加大重慶市也發布了大量相關政策,以其中市城鄉建委發布的《關于加快推進建筑信息模型(BIM)技術應用的意見》(渝建發[2016]28號)為例:


    2017年起,本市建筑面積3萬㎡以上的單體公共建筑(或包含以上規模公共建筑面積的綜合體)在設計階段必須采用BIM技術。2017年起,對納入示范或規定必須采用BIM技術的工程,建設單位在申請初步設計審批時應提交BIM技術文件,施工圖審查機構應采用BIM技術對施工圖設計文件進行審查。


  2018年起,大型道路、橋梁、隧道工程,三層及以上的立交工程,在勘察、設計階段必須采用BIM技術;于當年完成勘察設計工作(以施工圖審查備案時間為準),擬申請金級、鉑金級綠色建筑標識的建筑項目和綠色生態住宅小區以及擬申報市級優秀勘察設計獎項的工程,在勘察、設計階段應采用BIM技術。



  

    2019年起,軌道交通站點工程在勘察、設計階段應采用BIM技術。

 

   2020年起,以國有投資為主的大型房屋建筑工程,軌道交通工程,大型道路、橋梁、隧道工程,三層及以上的立交工程,全市所有公共建筑,申報金級、鉑金級綠色建筑標識的居住建筑和綠色生態住宅小區,申報市級優秀勘察設計、工程質量獎項的工程,在勘察、設計、施工階段應采用BIM技術。



由上以上事例可以看出,我們本土企業市政一公司作為祖國行業改革洪流中的重要一員,發展新的生產技術非常符合行業及政策需求。


三、BIM對于項目管理的作用及價值


此次鄭州項目觀摩以黨建宣傳、過程管理(質量、安全、進度、成本、BIM技術)智慧建造、綠色施工、科技創新等領域組成。作為新型BIM技術的應用,其串聯在各領域內發揮了重要作用,并取得了了可喜的經濟、管理、社會等效益。結合鄭州項目BIM技術發揮的作用來看,其價值有如下幾方面的體現。


一是模型數據創建,使得各方傳統二維和圖表信息升級為多維數據,提升后續項目溝通能力和數據分析的便利性;——基礎數據創建。本工程設計復雜、體量大、質量標準高、場地狹小、工期緊、施工組織難度大等,為此在項目開工前完善了BIM計劃、各標準的制定等,組織了土建、安裝等多名專業BIM技術人員完成了項目基礎模型數據的建設并達到了4級的模型級別(BIM模型精度分為5級,4級可以真正指導施工),為后續的BIM信息化管理鋪設了道路。


二是利用BIM技術,幫助解決設計階段的各類設計協調和優化問題,使得交付施工時有更少錯誤,有更好的設計指導文件——設計管理(審查性、優化性)。本工程結合已有完成的信息模型對土建和安裝等專業做了碰撞檢查工作,發現原有設計圖紙中2000多處錯誤,在施工前予以糾正。避免了返工及工期的延誤,為項目節省了大量時間和成本。


三是利用BIM技術,幫助解決復雜位置工程量計算乃至全專業工程量計算,作為第三方數據,為成本計算提供復核依據——成本管理(輔助性)。本工程設計中有多種新型技術應用,本文僅以BRB屈曲約束支撐技術為例。BRB構件安裝屬于經驗較少的施工工序,項目部BIM中心決定采用BIM技術對BRB的施工做深化設計,所有復雜節點都做了參數化建模,可以快速核準工程量并對施工過程進行三維技術交底,減少了工期、施工錯誤返工等。


四是基于BIM模型與數據的整合及分析,為各方提供更高維度的項目分析和決策力,減少錯漏碰缺,提前預判,減少不可知信息風險——多方協調管理(輔助性、優化性、支持性)。本工程結構主體隊伍,鋼結構施工班組,預應力施工班組、砌體施工隊伍在場同時施工,作業面多,施工安全不確定性因素多,資源配置協調管理工作量大。結合實際情況、施工計劃等關聯模型對工程各個階段做了臨建場地布置、施工進度動畫模擬、大量實體模型效果圖、三維技術質量安全交底動畫等,作為決策者提前預知、提前預判,與各方有效協調溝通的重要手段。


五是利用BIM管理平臺,為各方提供BIM協同管理環境,讓各類各階段BIM模型數據、流程、文檔沉淀于平臺。提升BIM管理協同效率,為決策分析提供數據支撐,并讓BIM觸手可及——數據集成管理與應用(支持性、輔助性)。本工程采用廣聯達BIM5D平臺,關聯模型上傳互聯網云平臺,通過PC端、施工人員手機端等對工程的質量、安全、進度、物料等做了信息化管理,打通了決策層和現場的溝通協調不便、不準等壁壘,可實時實效地把工程不同階段實際信息傳達給決策者和工程各環節各參與方及時溝通協調,并對平臺集成的大數據進行分析,以達到降低成本、動態管控、提質增效的目的。




以上為本項目在實際施工過程產生的部分作用及價值,限于篇幅不做細數。其在經濟效益、環境效益、社會效益方面取得了很多成果。如動態管理、降本增效、節約減排、綠色施工、科技創新等,為項目節約了大量資金并受到了各級領導及媒體的廣泛關注和好評。這些無疑增強了企業的有形資產及無形價值,增強了企業的活力和競爭力。


四、促進企業信息化發展之展望


從發展趨勢潮流看,隨著信息化浪潮的推動,社會管理逐漸往數字化、智慧化、智能化、大數據、互聯網+等方向進行發展,建設行業的信息化勢不可擋,BIM技術則是建設信息化最好的推手。


從政策導向看,國家、省市和地區,相關實施、保障政策相應出臺,相關規范條文逐漸完善。智慧城市建設逐步推進,基于BIM技術的信息化建設管控已經成為發展的必經之路。


從建設工程看,現如今項目設計越加復雜、工程管理挑戰大、工程監管難度進一步加大。工業化PC、全過程咨詢、PPP、綠色建筑等一批新的發展趨勢注定必須采用新的技術手段及管理模式才能實現。


從公司角度看,國家技術轉移鄭州中心項目作為新型管理模式,BIM技術應用等的試點工程正是在社會對信息化的需求、信息技術化的更新、時代大背景下的影響應運而生,其取得的成績有目共睹。但同時作為傳統施工管理企業,我們面臨著巨大的挑戰與機遇。如何應對挑戰與機遇是我們未來要考慮的重要議題。



一是提高科學技術對建筑企業影響的認知。重視新型技術對企業的影響,“科學技術是第一生產力”,用心開發新技術,節約勞動成本,提高企業的科技含量和自主知識產權的研發實力,提高企業的競爭力。在現階段應積極普及和宣傳各種建筑信息化知識,如BIM技術,基于BIM的信息化管理模式,網絡辦公信息化技術等,并轉變自身的思想觀念,以正確的態度和方向將本企業信息化、智能化的發展引向正途,與時代接軌是一件很有必要的事。


二是根據實際統籌部署工作。根據項目不同運作模式,要對國內外類似系統的建設經驗進行認真細致的琢磨,認真做好工程調研,然后有針對性地構思技術上的可行性、精細化施工管理、完善相應制度等方面的問題,從而達到降本增效提高企業效益增強競爭力的目的。


三是培養BIM等技術人才提高信息化建設管理水平。BIM技術及相延展的信息化管理,對于管理人員和施工人員有較高的綜合素質要求。但是目前,我國各高校也剛開展相關BIM技術課程不久,對口專業人才無法立即有效和實際所需施工企業對接。這造成了有傳統施工經驗的人員對于BIM技術理解、接受、掌握困難,有BIM技術能力的人員奇缺及其相對的欠缺施工經驗這種尷尬局面。BIM技術對軟硬件要求投入很高,BIM人員培養需大量時間,短期難以獲得成效。所以,加強企業宣貫提高認知,積極研討新型技術的開發和拓展,培養新型技術人員的渠道等,很有必要。


推廣使用BIM技術,已經不僅僅停留在一個新技術、新軟件的使用層面上,而是站在我國信息技術變革,推動整個建筑業轉型的戰略層面上。隨著BIM技術在整個建筑業的迅速發展和不斷擴大,愈來愈多的業主將會在招投標中約定BIM技術的使用,BIM技術將成為擴展新的市場業務的重要手段。而相延展的設計、施工和運維都將圍繞BIM技術而進行。可以說,誰先使用BIM技術,誰就能夠在建筑業變革轉型中占有先機、占穩市場。因此,BIM技術在公司項目推廣勢在必行。



 




技術研發中心:單廣昆(文)

 亞(圖)

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