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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。作爲現代化的建築行業,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技術作爲其中之一的高新技術,對建築的全壽命周期管理、完善建築設計體系、提升建築施工效率乃至促進、提高建築行業的信息化管理和運營都有著十分重要的價值。在這裏,我以本次國家技術轉移鄭州中心工程觀摩交流爲切入點,淺析當下BIM技术在公司項目逐步推廣的必要性。



    21世紀建築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。爲此,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,並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技术对于施工企业来讲,其可支撑工业化建造和绿色施工、优化施工方案,促进工程項目实现精细化管理、提高工程质量、降低成本和安全风险,提高工作效率及管理效率,可支持多专业团队协同的并行业务模式等工作。BIM技术作爲推动建设行业技术进步和管理创新的一项新技术,将是进一步提升企业核心竞争力的重要手段。其先进性让我们认识到BIM技术有必要在公司逐步推广,但在实际应用、推广前我们有必要先了解其概念、发展历史,爲什么会在建筑信息化发展中脱颖而出,以及给我们施工企业带来的价值、变革和推行的必要性。


    一、BIM的概念及在建築領域應用的重要意義


    BIM是指创建建筑信息模型并利其对建设工程項目的设计、建造和运行维护全过程进行管理和优化的过程、方法和技术。


    建築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,以及可以用于建築設計、造價、施工、管理的數字化方法;BIM是在項目建造之前以数字化方式对其关键物理特性和功能特性进行探索的综合过程,可以帮助我们提高項目交付速度,减少成本,并降低环境影响等。




    其概念构成信息可以理解爲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築物所具有的真實信息,提供一個完整一致的、邏輯的建築信息庫,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、運維管理等維度後的相關信息參數。


        基于BIM技術的應用可以實現建築工程的虛擬化設計、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,將顯著提高建築産業信息化方式發展水平,提質增項、節能減排,促進綠色建築發展,推進智慧城市建設,實現建築業轉型升級,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技术是由传统的图纸手绘技术转换而来,它爲建筑业增添了新的活力,也导致了工程设计的一场革命。而相对的BIM技术似乎是个新兴产物,但实际上理论早在上世纪1975 年已由美国的查克.伊士曼教授(俗称BIM 之父),借鉴制造业的产品信息模型,提出"Building Description System",透过计算机对建筑物使用智能模拟的概念,这是BIM的起源思想。 




    20世纪80年代,有芬兰的学者对计算机模型系统深入研究后,提出"Prouduct Information Model"系统。2002 年,Autodesk 公司提出BIM 并推出了自己的BIM 软件产品,此后全球另外两个大软件开发商Bentley和Graphisoft 也相继推出了自己的BIM 产品。从此,BIM 从一种理论思想变成了用来解决实际问题的数据化的工具和方法,可以说是第二次工程设计的革命。


    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,並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)希望提高建築行業生産效率,提升建築生産質量(2)提升建築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。


    爲此,我国政府提出了符合自己国情的相关政策方针和目标: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年全國建築業信息化發展綱要》;2011年《2011-2015年建築信息化發展綱要》;2013年《關天征求關于推薦BIM技術在建築領域應用的指導意見(征求意見稿)意見的函》;2014年《關于推進建築業發展和改革的若幹意見》;2015年《關于推進建築信息模型應用的指導意見》;2016年發布《2016-2020年建築信息化發展綱要》等。




    通过各阶段国家政策方针和发展情况可以看出,在建筑业信息化转型方面国家非常重视。在政府、行业和企业已有一定共识的基础上,国家从企业和項目两方面制定了相应应用目标。其中有两个关键词,第一目标的“一体化集成应用”和第二目标的“項目全生命期应用”。第一个目标是各企业在各阶段的一体化集成应用;第二个目标“新立项項目勘察设计、施工、运营维护中,集成应用BlM的項目”意味着在此类項目中,各参与方必须做到“一体化集成应用”,从而实现全生命期的“項目全生命期应用”,使項目勘察设计、施工、运营维护全生命期的集成应用BIM管理。举个例子,如重庆的来福士广场。它由业主主导,设计方、施工和运维全流程各阶段使用BIM技术,这其中中标施工方爲中建企业,BIM技术早已在该企业经过多年发展并相对成熟。可想而知科学技术代表了该企业的生产力及竞争力,没有相关技术支撑就无法参与竞争,更谈不上发展。


    鑒于大趨勢的發展,國家政策的出台,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《關于加快推進建築信息模型(BIM)技术应用的意见》(渝建发[2016]28号)爲例:


        2017年起,本市建筑面积3万㎡以上的单体公共建筑(或包含以上规模公共建筑面积的综合体)在设计阶段必须采用BIM技术。2017年起,对纳入示范或规定必须采用BIM技术的工程,建设单位在申请初步设计审批时应提交BIM技术文件,施工图审查机构应采用BIM技术对施工图设计文件进行审查。


      2018年起,大型道路、桥梁、隧道工程,三层及以上的立交工程,在勘察、设计阶段必须采用BIM技术;于当年完成勘察设计工作(以施工图审查备案时间爲准),拟申请金级、铂金级绿色建筑标识的建筑項目和绿色生态住宅小区以及拟申报市级优秀勘察设计奖项的工程,在勘察、设计阶段应采用BIM技术。



      

        2019年起,轨道交通站点工程在勘察、设计阶段应采用BIM技术。

     

       2020年起,以国有投资爲主的大型房屋建筑工程,轨道交通工程,大型道路、桥梁、隧道工程,三层及以上的立交工程,全市所有公共建筑,申报金级、铂金级绿色建筑标识的居住建筑和绿色生态住宅小区,申报市级优秀勘察设计、工程质量奖项的工程,在勘察、设计、施工阶段应采用BIM技术。



    由上以上事例可以看出,我们本土企业市政一公司作爲祖国行业改革洪流中的重要一员,发展新的生产技术非常符合行业及政策需求。


    三、BIM对于項目管理的作用及价值


    此次郑州項目观摩以党建宣传、过程管理(质量、安全、进度、成本、BIM技术)智慧建造、绿色施工、科技创新等领域组成。作爲新型BIM技术的应用,其串联在各领域内发挥了重要作用,并取得了了可喜的经济、管理、社会等效益。结合郑州項目BIM技术发挥的作用来看,其价值有如下几方面的体现。


    一是模型数据创建,使得各方传统二维和图表信息升级爲多维数据,提升后续項目沟通能力和数据分析的便利性;——基础数据创建。本工程设计复杂、体量大、质量标准高、场地狭小、工期紧、施工组织难度大等,爲此在項目开工前完善了BIM计划、各标准的制定等,组织了土建、安装等多名专业BIM技术人员完成了項目基础模型数据的建设并达到了4级的模型级别(BIM模型精度分爲5级,4级可以真正指导施工),爲后续的BIM信息化管理铺设了道路。


    二是利用BIM技术,帮助解决设计阶段的各类设计协调和优化问题,使得交付施工时有更少错误,有更好的设计指导文件——设计管理(审查性、优化性)。本工程结合已有完成的信息模型对土建和安装等专业做了碰撞检查工作,发现原有设计图纸中2000多处错误,在施工前予以纠正。避免了返工及工期的延误,爲項目节省了大量时间和成本。


    三是利用BIM技术,帮助解决复杂位置工程量计算乃至全专业工程量计算,作爲第三方数据,爲成本计算提供复核依据——成本管理(辅助性)。本工程设计中有多种新型技术应用,本文仅以BRB屈曲约束支撑技术爲例。BRB构件安装属于经验较少的施工工序,項目部BIM中心决定采用BIM技术对BRB的施工做深化设计,所有复杂节点都做了参数化建模,可以快速核准工程量并对施工过程进行三维技术交底,减少了工期、施工错误返工等。


    四是基于BIM模型与数据的整合及分析,爲各方提供更高维度的項目分析和决策力,减少错漏碰缺,提前预判,减少不可知信息风险——多方协调管理(辅助性、优化性、支持性)。本工程结构主体队伍,钢结构施工班组,预应力施工班组、砌体施工队伍在场同时施工,作业面多,施工安全不确定性因素多,资源配置协调管理工作量大。结合实际情况、施工计划等关联模型对工程各个阶段做了临建场地布置、施工进度动画模拟、大量实体模型效果图、三维技术质量安全交底动画等,作爲决策者提前预知、提前预判,与各方有效协调沟通的重要手段。


    五是利用BIM管理平台,爲各方提供BIM协同管理环境,让各类各阶段BIM模型数据、流程、文档沉淀于平台。提升BIM管理协同效率,爲决策分析提供数据支撑,并让BIM触手可及——数据集成管理与应用(支持性、辅助性)。本工程采用广联达BIM5D平台,关联模型上传互联网云平台,通过PC端、施工人员手机端等对工程的质量、安全、进度、物料等做了信息化管理,打通了决策层和现场的沟通协调不便、不准等壁垒,可实时实效地把工程不同阶段实际信息传达给决策者和工程各环节各参与方及时沟通协调,并对平台集成的大数据进行分析,以达到降低成本、动态管控、提质增效的目的。




    以上爲本項目在实际施工过程产生的部分作用及价值,限于篇幅不做细数。其在经济效益、环境效益、社会效益方面取得了很多成果。如动态管理、降本增效、节约减排、绿色施工、科技创新等,爲項目节约了大量资金并受到了各级领导及媒体的广泛关注和好评。这些无疑增强了企业的有形资产及无形价值,增强了企业的活力和竞争力。


    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、保障政策相應出台,相關規範條文逐漸完善。智慧城市建設逐步推進,基于BIM技术的信息化建设管控已经成爲发展的必经之路。


    从建设工程看,现如今項目设计越加复杂、工程管理挑战大、工程监管难度进一步加大。工业化PC、全過程咨詢、PPP、綠色建築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。


    从公司角度看,國家技術轉移鄭州中心項目作爲新型管理模式,BIM技術應用等的試點工程正是在社会对信息化的需求、信息技术化的更新、时代大背景下的影响应运而生,其取得的成绩有目共睹。但同时作爲传统施工管理企业,我们面临着巨大的挑战与机遇。如何应对挑战与机遇是我们未来要考虑的重要议题。



    一是提高科學技術對建築企業影響的認知。重視新型技術對企業的影響,“科學技術是第一生産力”,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産權的研發實力,提高企業的競爭力。在現階段應積極普及和宣傳各種建築信息化知識,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,並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。


    二是根据实际统筹部署工作。根据項目不同运作模式,要对国内外类似系统的建设经验进行认真细致的琢磨,认真做好工程调研,然后有针对性地构思技术上的可行性、精细化施工管理、完善相应制度等方面的问题,从而达到降本增效提高企业效益增强竞争力的目的。


    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尴尬局面。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技术,已经不仅仅停留在一个新技术、新软件的使用层面上,而是站在我国信息技术变革,推动整个建筑业转型的战略层面上。随着BIM技术在整个建筑业的迅速发展和不断扩大,愈来愈多的业主将会在招投标中约定BIM技术的使用,BIM技术将成爲扩展新的市场业务的重要手段。而相延展的设计、施工和运维都将围绕BIM技术而进行。可以说,谁先使用BIM技术,谁就能够在建筑业变革转型中占有先机、占稳市场。因此,BIM技术在公司項目推广势在必行。



     




    技術研發中心:單廣昆(文)

     亞(圖)

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