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BIM技术如何支撑项目全过程管理?

BIM技术如何支撑项目全过程管理?

打印 0条评论来源:广联达新建造

在施工业务的管理过程中,管理应该是基于各方对拟建建筑建造过程的各种信息交互与业务协作为主线的。而BIM应用也不应该只是点状单领域价值,应形成全流程链覆盖与融合。


全过程管理这个概念一直伴随着BIM,行业也普遍认为,BIM 要发挥最大的价值,是要贯穿项目的设计、施工、运维全过程的。


基于BIM技术的项目全过程应用可以更好的实现产业链各方协同完成建筑的设计、采购、施工、使用和运维,形成网络化与规模化的多方协作。


在此过程中,各参建方之间在不受时间、地点的限制,提升了各方互动频率,促进各方不断升级产品和服务,形成以项目成功为目标的利益共同体,真正实现项目的信息共享和跨角色的高效协作。


01

BIM技术在项目全过程管理的应用现状


现阶段BIM应用主要聚焦在两个方面:


  • 一是把BIM作为单项业务生产工具,正向设计、深化设计、用BIM工具对施工组织进行表达等;


  • 二是把BIM作为单项业务管理工具,多专业的设计管理、多专业的深化设计协调、对多方的施工组织BIM成果进行工作统筹等。


不管是把BIM作为单项业务生产工具还是作为单项业务管理工具,BIM应用都没有真正融入到招投标、施工过程管理及竣工交付全过程中,BIM数据无法在不同阶段流通,无法对各阶段的信息传递和业务管理协同形成有效串联。造成BIM数据的割裂不流通主要受一下两方面因素影响。


一是各阶段对于模型包含的数据要求不同:


  • 设计阶段BIM模型一方面是为了提高图纸质量,一方面为了解决多专业协同设计问题,设计阶段输出的BIM数据主要包含模型几何数据、图纸以及设计相关的非几何数据(构件属性、材质、设计规范要求等);


  • 施工招投标阶段以快速完成报价为目的,输出的BIM数据主要包含算量模型和工程量清单计价数据;


  • 施工阶段由于设计、施工对模型精度、组织方式、目标的不同,有一些模型可以用,但是现场应用仍需要大量工作量进行BIM设计深化,输出的BIM数据与设计阶段类似,但是数据颗粒度更加精细,比如模型几何数据要考虑实施施工安排及工艺做法,模型相关的非几何数据要增加各类施工管理信息;


  • 运维阶段更关注空间而非构件,并且由于引擎的承载能力、BIM模型展示效果、流畅度等受到限制,运维管理平台大多数需要重新做模型。


二是软件间数据不互通:


  • 设计阶段为BIM数据的最初始来源,目前设计单位主要应用的软件类型为服务于BIM建模的工具类软件,其中占比最高的是Autodesk公司的Revit;


  • 施工招投标阶段主要为造价BIM数据的主要来源,目前施工单位及造价咨询方使用最多的为广联达造价系列软件;


  • 施工深化设计阶段需要根据设计图纸或设计模型进行各专业的模型深化,目前施工单位应用最广泛的是Autodesk公司的Revit系列,其次为广联达BIMMAKE、MagiCAD等。


  • 运维阶段主要承接施工阶段的BIM数据或采用SketchUp或3dsMax重新简化建模。从各阶段BIM应用的软件可以看出,由于软件不同、数据格式不同、包含的业务内容不同,软件间的数据互通存在较大难度。


02

项目全过程管理对BIM技术的核心要求


实现基于BIM技术的项目全过程管理需要解决BIM数据的互通问题,包含不同软件的数据格式互通及规范各阶段BIM数据标准,通过搭建多方参与的全过程BIM协同管理平台实现各阶段BIM数据的兼容和轻量化应用,同时配套的项目管理模式也需要进行一定程度创新。


(1)各阶段BIM软件间的数据格式互通:


实现BIM数据在全过程的数据互通,需要建立各阶段可兼容的数据交互格式标准。数据交互格式标准可采用各阶段BIM软件普遍兼容的中间格式,也可采用拟投入的BIM协同平台内部原生格式。


IFC标准是目前行业内兼容性最高的通用BIM数据标准,是一种中立的、开放的数据标准,采用基于对象的描述方式,表达复杂的信息。模型信息的交换需要开放的数据标准IFC,其开放性在数据共享与交换中发挥重要作用。IFC标准是建筑全生命期内各方BIM实施关联方进行信息共享与交换的基础。


除IFC标准外,目前国内主流的BIM协同平台也都有内部原生数据交互格式标准,如广联达的igms标准等。数据格式交互标准需要考虑在不同建模平台(如广联达)的兼容性,确保导出的数据信息完整不丢失,其次要考虑在不同软件之间的互通性。


(2)各阶段BIM成果交付标准、规范的制定


BIM成果交付所包含的业务信息需要结合设计、施工招投标、施工深化设计、竣工交付各阶段的业务管理需求。


  • 设计阶段BIM成果应包含施工图所需表达的全部信息;


  • 施工招投标阶段BIM成果应包含各专业的算量模型,构件的工程量信息应满足不同维度的统计要求;


  • 施工深化设计阶段BIM成果应根据施工设计图纸(含设计说明)、BIM实施约束性文件和具体施工工艺特点对施工图设计模型进行补充、细化、拆分和优化等方式创建的,形成可直接指导施工的工程信息模型;


  • 竣工交付阶段BIM成果应在深化设计模型基础上,根据工程项目竣工验收要求,通过修改、增加或删除相关模型构件或信息创建并能够反映竣工时点实体工程的工程信息模型。


各阶段针对相同BIM信息的表达应尽量保持一致,包括文件命名、单体、楼层、专业、构件命名、部位编码、工序做法等字段,以保证各模型相互关联时具备统一口径。


(3)BIM多方协同平台建设


实现BIM数据在全过程的数据互通,需要搭建多方参与的BIM协同管理平台,通过平台实现各阶段BIM数据的兼容和轻量化应用,并把设计、采购、生产、物流、施工、运维等各个环节集成起来,共享信息和资源,各参与方能够方便的从平台提取自己想要的数据,提高全过程信息集成、信息共享、协同工作效率,并在数据不断积累的基础上实现大数据分析与深度挖掘。


(4)配套项目管理模式创新


在传统的业务模式下设计、施工、运维各阶段是相对割裂的,参建各方都是利益的个体,相互之间是利益博弈的关系。


在大多数应用BIM的项目中,设计单位和施工单位一般会自己做模型,都是为了服务于自己的业务。实现基于BIM数据的全过程管理,可以从以下三方面进行管理模式创新:


第一是改变组织内生产关系,向网络化协作转变,构建数据化、透明化、轻中心化的组织模式。管理机制将向层级缩减的扁平化转变,运行方式向高效灵活的柔性化转变,重构企业与客户、企业与员工、组织与组织之间的关系。基于数据驱动,建筑企业与客户建立起实时互动和反馈的价值连接和动态响应,提高了企业的生产效率。


第二是改变项目全过程协作关系。通过数字技术的集成应用,在数字化平台的赋能下,建设方、施工方与咨询方等各参与方以项目为中心,构建风险共担、价值共创、利益共享的新型生态伙伴关系,形成项目利益共同体。


第三是改变产业链上下游关系。BIM等数字化技术的发展,打破了传统产业边界对于企业发展的束缚,促进了企业之间的数据共享,也推动了产业之间的跨界融合,重构产业信任关系,使产业上下游的关系变得更加透明和紧密,形成数字化新生态。


03

实现设计到建造的BIM信息协同


随着BIM技术全过程的应用推广,国家及地方文件规定或招标文件中已经开始对BIM技术的不同阶段、不同管理领域、不同标准系统、不同应用点等具体内容进行指定规定,这就对企业承接市场项目过程中,对不同总包形式、相应阶段、不同数据集成等方面提出了较高的BIM数据承接能力,通过BIM技术我们可以把设计到建造的数据打通,并实现基于平台的的信息协同。


(1)从设计到施工深化设计的信息协同


设计阶段的BIM数据基于统一的数据格式标准和数据交付规范可以无缝传递到施工深化设计阶段,根据设计阶段BIM数据可以进行各专业的深化设计,在土建模型基础上,可以对二次结构进行深化设计,精确计算各规格砌块数量,指导下料规格;基于总平面图和地理信息,对施工场地中的塔吊群和堆场、加工场进行排布,对群塔进行高度试算并按照设置规则对布置的塔吊进行合理性审查,节约场布方案的推敲时间。


(2)从设计到招投标的信息协同


在招投标阶段,工程量计算是造价人员耗费时间和精力最多的工作。


随着现代建筑造型趋向于复杂化、艺术化,手工计算工程量的难度越来越大,快速、准确地形成工程量清单成为传统造价模式的难点和瓶颈。


利用BIM模型进行工程量自动计算、统计分析,可以帮助招标人迅速形成准确的工程量清单。


招标人将符合建模规范的设计阶段BIM模型导入BIM工程量计算软件,通过算量软件承接设计阶段的BIM数据或图纸,国内已有软件公司在进行设计模型与算量模型数据接口的开发,已经在实际工程进行了验证和使用,可基于算量软件中的工程量计算规则,对BIM数据进行工程量的再计算,以达到投标报价要求。如通过设计图纸进行翻模快速形成算量模型,或基于通用的格式标准,将设计阶段的BIM数据在算量软件中进行二次处理,将BIM数据转化为工程量数据。


(3)从招投标到施工深化设计的信息协同


对于一些缺乏设计阶段BIM数据或BIM数据不全的项目,可利用招投标阶段的算量BIM数据完成施工深化设计。例如,设计阶段提供的BIM模型受限于软件性能和工作量,一般不包含钢筋模型,可以结合算量模型中的既有钢筋模型,快速完成对钢筋排布、节点构造、接头位置等深化设计,达到指导施工、精准下料的目的。


(4)各阶段BIM数据应用于施工过程管理


工程项目建造过程中,通过设计、招投标、深化设计各阶段传递的各类BIM数据,搭建多方参与的BIM协同管理平台,通过平台实现各阶段BIM数据的兼容和轻量化应用,为工程项目的技术、商务和生产等部门提供符合施工建造过程的几何构造、图纸、工程量、工艺要求等信息,辅助建造过程可视化交底、成本核算、物资管理等各项BIM技术深入应用,实现精益建造。


业主方基于平台实现设计管理、工程进度管理、质量安全管理、计量管理;设计单位的模型数据可在BIM协同平台中上传,实现数据共享及多方在线审核;施工单位在平台中获取模型数据,进行模型审核和模型深化,建造过程各项业务数据通过平台实现多方共享,满足业主及监管单位管理要求。


04

实现施工到运维的BIM竣工交付


(1)BIM给运维阶段带来的价值


建立全周期数字资料库:无缝对接设计、施工阶段BIM数据,运维阶段拿到的竣工信息由竣工图、竣工资料转变为竣工模型,通过集成竣工模型的全部数据,对竣工交付的工程进行数字化管理,方便查找与分析建造过程各项数据。


联通信息孤岛与信息碎片:通过搭建运维管理平台管理模型、图纸与信息,集成各智能系统数据,交叉分析、发掘信息的多维度价值,实现数据的增值。同时也提供了高效协同的运维工作环境。


实现运维数据可视化:建立项目的三维场景,将抽象数据以3D可视化进行呈现,使管理者和工作人员能够很快的认识和了解数据的内容和意义,通过光影等手段完美复现项目实际情况的基础上增强展示效果。


(2)BIM在运维阶段的应用现状


目前BIM模型应用在运维阶段的应用仍处于一个初级阶段。由于施工和运维是两个不同的管理阶段,需要的信息也不同,目前很多施工部分的信息在运维阶段是不需要的,目前行业内普遍上只是将BIM模型在运维阶段做为一个辅助管理手段,对运维阶段的信息采集和集成还在不断探索。


运维单位在应用BIM模型做管理的过程中存在一定问题,一是模型过于精细,运维单位只需要知道这里是个什么设备,不需要把它拆成几十个构件,施工阶段的模型划分要求与运维阶段维度不一致;二是数据录入的不够,模型做轻量化之后,再和运维数据结合到一起,成为一个类似BI的数据看板,这种模式还有很多地方没有和真正的运维工作结合到一起。


(3)如何让设计、施工阶段模型在运维阶段发挥作用


为了将BIM数据能够有效传递到运维阶段,需要建立竣工模型交付标准,竣工BIM模型应包括几何模型数据、验收资料、设计变更文件、竣工图纸资料、BIM模型施工应用成果等。


设计阶段需要对BIM模型在不同应用层次的具体要求进行不同程度构建,把建筑物的不同构件、设备的具体信息加入到模型之中,把建筑、结构、MEP分类建模的信息进行集成;


施工阶段可以依据设计阶段的模型在项目的施工过程中进一步的完善和优化,同时把各阶段的BIM模型在施工过程中和业务管理系统包括各分部分项质量验收信息、物资采购信息、分包单位信息、设计变更信息等进行数据集成。在这两个阶段的基础上,才能做到竣工模型在运维阶段的应用。


对于不同业态,需要根据自身运维管理特点和需求梳理所需的信息,在竣工模型中进行信息集成。


例如,商业地产项目在可分为多项系统工作,主要涉及到设施维护管理、物业租赁管理、设备应急管理以及运营评估等;


对于设备运行监控,将设备信息集成到运维BIM模型中,运用计算机对BIM模型中的设备进行操作可以快速查询设备的所有信息,实现对建筑物设备的搜索、定位、信息查询等功能,通过对设备运行周期的预警管理,可以有效地防止事故的发生,利用终端设备和二维码、RFID技术迅速的对发生故障的设备进行检修。


对于已建成的既有建筑,用BIM模型数据重新把运维需要的内容去做电子化整合,再去和建筑物和设备设施的日常巡检、维护等工作结合到一起,形成基于三维的运维管理。


加强BIM运维管理系统的研发交付能力,为运维单位提供可用易用的运维管理平台成为关键要素。由于不同业主的运维管理需求不同,运维模型的格式不同,目前业内的运维管理系统很难做到标准化,大多数需要结合实际管理情况定制开发,但是运维管理系统受限于BIM引擎开发能力,系统开发受到局限。


基于BIM的运维管理系统要做到灵活适配,应选用开放的兼容性强的BIM轻量化引擎,且模型能够拆分为不同颗粒度以满足数据关联要求,使得数据在不同参与主体之间可进行可视化传递与流转。


(责任编辑:何雯丽)



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[责任编辑:Susan]

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