BIM应用与信息化管理方案.docx
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BIM应用与信息化管理方案
10.1 总承包BIM应用与信息化管理
10.1.1 BIM简介
建筑信息模型BIM（BuildingInformationModeling）是从2002年开始引入工程建设领域的,是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具,通过参数模型整合各种项目的相关信息,在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递,由建筑产业链各个环节共同参与来对建筑物数据进行不断的插入、完整、丰富,并为各相关方来提取使用,达到绿色低碳化设计、绿色施工、成本管控、方便运营维护等目的。
图10.1.1-1BIM应用简介
10.1.2 BIM应用需求分析
自建筑信息模型BIM（BuildingInformationModeling）从2002年开始引入工程建设领域至今已十余年的时间,改技术得到了全球业界的普遍认可,被誉为建筑业革命性技术。
目前,美国、英国、新加坡等各国政府都制定了BIM的发展路线图。
2011年,我裹住建部颁布的《2011-2015中国建筑业信息化发展纲要》中将BIM、协同技术列为“十二五”中国建筑业重点推广技术;随之而来的是BIM技术如雨后春笋般在国内推行,国家也正在编制《建筑工程设计信息模型交付标准》、《建筑工程设计信息模型分类和编码》、《建筑工程信息模型统一标准》、《建筑工程信息模型存储标准》等BIM标准。
在地方层面,2014年10月29日《上海BIM技术应用推广指导意见》要求2017年起,本市投资1亿元以上或单体建筑面积2万平方米以上的政府投资工程、大型公共建筑等工程,实现设计、施工阶段BIM技术应用。
结合成都绿地中心蜀峰468超高层项目高品质的定位及项目各个工序之间相互穿插施工、工期紧、梁柱节点复杂、施工难度大的特点,在项目上有必要全面推进BIM使用工作,以促进现场精细化管理。
10.1.3 BIM应用主要特点
表10.1.3-1BIM应用主要特点
序号
特点
简述
1
可视化
BIM模型是三维模型,可以从各个角度进行查看,交互效率极高,不易发生普通二维软件的理解错误,实现“所见即所得”的BIM核心理念
2
协调性
BIM可以在前期阶段把土建、幕墙、屋面、装修、机电等各专业结合起来,同时调解钢结构工程各流程工作,如钢结构设计、材料采购、生产、运输和现场安装工作。
通过沟通、讨论使问题在前期阶段得到解决,进而使各专业的模型得到完善。
3
模拟性
BIM可进行多种模拟,例如:
施工进度模拟、施工方案模拟、紧急疏散模拟等,通过模拟使整个项目更加合理化。
4
优化性
没有准确的信息做不出合理的优化结果,而整个BIM模型就是信息模型,它包含了建筑物实际存在的所有信息:
几何信息、物理信息、规则信息等,为优化提供了根本保障。
5
出图形
各种平面、立面、剖面图纸和统计报表都可以从BIM模型中得到,BIM还可以根据需要生成一些布置图,例如:
综合管线图,综合结构留洞图等。
10.1.4 施工阶段BIM应用目标
本工程BIM实施目标将围绕项目确保“天府杯”,争创“鲁班奖”,同时致力成为西南地区最具价值创造的高端项目这一总体目标展开,使BIM技术在项目管理中发挥更重要的作用,BIM应用在工程进度、质量、安全、成本等方面的应用目标及应用内容如下:
表10.1.4-1施工阶段BIM应用目标
序号
服务目标项
BIM工作内容
1
工期进度目标
利用BIM技术进行进度计划模拟,工程进度安排计划就可以在一个直观透明的环境下不断进行细化和调整,在确保基本进度目标下推演合理、可行、更短工期的可能,同时探索将工期计划与人、材、机等资源计划相结合,从而使项目施工过程中的数据信息能够有效积累,以便为本项目或者类似项目提供借鉴意义。
2
质量控制目标
1、在BIM模型的基础上进行设计安全性、合理性、可建造性审核,发现潜在问题,提高工程质量;
2、实现各专业综合协调及工序进度安排,可在合理性、可建造性、美观性等方面达到有效的平衡,提高一次性安装合格率,提高工程质量;
3、利用完善的BIM模型实现各专业之间的碰撞检查,将有碰撞的问题及时消除在施工之前,提高工程一次成型率;
4、将BIM模型与现场质量管理相结合,从而实现项目质量的高效管理。
3
安全生产目标
1、利用BIM模型,给操作工人进行重要方案的技术交底,以便操作人员一目了然,心中有数,提高安全系数;
2、建立临边洞口的安全防护模型,确保现场进行安全巡视的时候有模型可参照;
3、将BIM模型与现场安全管理相结合,从而实现项目安全的高效管理。
4
成本控制目标
利用BIM模型进行多专业设计审查,在正式施工前消除施工图上“错漏碰缺”,提前进行设计变更,避免怠工、返工等费工废料情况,提高工程质量,避免工期和成本浪费。
5
项目信息化办公目标
利用目前已经建立的BIM模型,将BIM模型录入BIM协同平台,在平台中设置项目参建者的访问权限后现场人员可利用手机,PAD等移动终端实现对模型、资料等相关信息的访问。
6
多专业协同目标
利用BIM协同平台的互联网+的优势,多专业用模,通过多专业BIM模型合并,进行合理规划专业施工顺序,使多专业交叉施工井然有序,为各专业提供技术保障。
10.1.5 BIM实施流程
10.1.5.1 编制BIM方案计划书
在项目正式施工之前,进行BIM模型的建立工作,并做好相关方案的规划实施,并在规范化、流程化管理的基础上引入管理信息系统,以此管理体系为基础、以进度为主线、以安全、质量为首位、以总承包方项目管理为核心,以各参建单位协同管理为立足点,建立满足成都绿地中心468项目施工全过程、全方位管理需要的协同化、集成化的项目管理统一平台;对项目进行全面、有效的信息进行处理,实现业主、监理、总承包方及各分包方之间通畅、高效的信息交流渠道;实现管理工作的协同化、管理过程的精细化、管理信息的共享化、施工过程的可视化、管理决策的科学化,从而提升项目整体管理水平并确保顺利地实现成都绿地468项目目标。
项目BIM总体实施流程及基于BIM模型的应用流程如下图所示:
图10.12.5-1BIM实施总体流程
10.1.5.2 BIM模型的建立
各专业分包BIM模型创建软件应与总承包单位沟通确定,同时确保模型版本、格式、定位、划分、命名等均满足项目BIM实施总体规划要求,BIM模型创建及具体实施流程如下:
图10.12.5-2BIM建模流程
图10.12.5-3土建各专业BIM模型
图10.12.5-4机电各专业BIM模型
10.1.5.3 BIM模型的使用
在完善BIM模型的基础上,需不断挖掘BIM模型应用的潜在价值,从而提高项目总体BIM实施水平,对BIM模型的应用流程如下:
图10.12.5-5基于BIM模型使用详细流程
10.1.5.4 BIM模型的维护
对于需要对原图（模型）进行改动的,当设计变更确认后需在一周之内更新模型,确保模型与设计图的一致性,更新模型的原则遵循由哪个单位建模则由其负责进行更新的原则,由总承包人员组织各相关施工方予以确认,需要设计人和发包人参加时,由专业分包人提出书面要求,模型修改完成后需进行数据库的更新。
在规定的时间内修改完BIM模型后,重新提交到原审核相关方审核。
BIM实施过程中需确保所有BIM模型与设计图纸一致,创建和维护过程产生的所有构件数据的准确性,比如构件名称、构件编号、几何尺寸、材料规格、材质、横截面、节点类型等都能实时准确同步到数据库中,并与项目实际一致。
10.1.5.5 BIM模型的递交
在BIM实施过程中,总承包单位应将所有BIM实施单位纳入总承包管理范畴,同时总承包单位需要对所有分包单位进行管理,统一建模及模型交付标准等,使其交付与施工进度相一致的完善的BIM模型,以供总包商审核和集成。
10.1.5.6 沟通与协调
我司将应用LubanBE作为本项目数据协同管理平台,确保项目信息及时有效传递给工程各参建方,以实现总包、设计、土建、幕墙、机电等其他各分包方进行信息交流和共享,通过交流和共享,来发现各专业之间存在的碰撞等问题,商讨解决办法,并将解决办法及时传递给生产一线。
图10.12.5-6外部协调流程
10.1.6 BIM应用公共平台的建立
10.1.6.1 BIM管理平台的目的
本项目体量较大,建筑分支系统复杂。
同时本项目还具有参建单位众多,工程建设信息海量等特点。
实现各承包单位的BIM模型信息共享和动态唯一性是非常重要的。
运用平台模型查看和快速搜索、集成等功能运用于空间管理、安全管理、应急管理及设施管理。
表10.12.6-1工程项目文件信息交互方式对比
工程项目信息传输、管理对比表
传统信息交换方式
传统文件信息交互方式:
工程参与各方协同管理沟通不畅,模型分支更新不及时,办公效率低,传统文件信息交互方式
示意图:
传统文件收集示意图
BIM平台办公方式
其精益化管理模式让项目各参建方的相关信息存储在公共的BIM数据平台中,各参建方可通过对BIM技术的应用和管理,在虚拟的平台中形成一种精益化的管理模式,实时更新模型,使各分支模型具备唯一性,达到协同管理,信息共享,提高管理效率
示意图:
基于BIM技术的应用管理平台建立框架
10.1.6.2 BIM管理平台的主要要求
本工程施工参与方众多,因此需要一个系统对所有项目信息进行集中控制、对项目文档进行电子化存储、对项目管理流程进行软件化处理,即BIM信息模型工程数据中心的概念。
工程数据中心的建设主要建立能反映工程项目全貌的信息模型,将建设单位、咨询顾问、施工单位、监测检测等连接到一起。
表10.12.6-2本工程拟采用平台主要要求
序号
主要功能
功能要求描述
功能示意图
1
顺畅交流,消除信息孤岛
常规情况文件都在个人电脑中保存,形成一座座孤岛,现需要一个BIM办公平台安全地处理数据的传递、保存、访问、管理等。
示意图:
每个工程相关方可在BIM平台上进行数据处理和沟通
2
减少数据重复输入,更好的环节衔接
通过平台管理的设计过程,用户可以很完整地了解到前一个环节用户的设计思想与设计过程,迅速找到真正需要的数据。
示意图:
平台数据备注信息传输,提高环节衔接通畅率
4
模型、族库、图纸、会议纪要等内容分类存储
使用BIM平台可按工程文件类型创建多级管理目录,用于存储不同类型的文件。
对于分布式参与方不在同一办公室甚至不在同一地域的项目,可以分布存储项目文件,提高数据访问的速度。
5
具有良好的渐入/检出机制,保证文件唯一性
同一时间同一个文件只能一个用户编辑,保证了文档的唯一性;修改完文件后可以附加相应的注释,使其他设计人员及时了解文件的设计状况。
为满足以上功能,现BIM应用主要引入的协同平台为LubanBE平台,该平台集成项目资料管理、模型查看、等功能于一体,优势主要体现在以下几方面:
1、施工模拟:
打破传统的华而不实的“施工模拟,对施工模拟进行了重新定义,可以让项目管理人员在施工之前提前预测项目建造过程中每个关键节点的施工现场布置、大型机械及措施布置方案。
2、进度控制:
基于BIM的虚拟建造技术的进度管理通过反复的施工过程模拟,让那些在施工阶段可能出现的问题在模拟的环境中提前发生,逐一修改,并提前制定应对措施,使进度计划和施工方案最优,再用来指导实际的项目施工,从而保证项目施工的顺利完成。
3、全专业模型集成:
集成结构、机电、钢构、幕墙等模型,实现全专业模型浏览,便于沟通、指导施工。
4、质量安全跟踪与管理:
通过手机移动端,实现质量安全等问题实时记录,跟踪与改进。
10.1.7 基于BIM技术4D进度的管理
传统的进度计划多采用横道图和网络图表示,专业性较强,适用于专业人员组织现场施工,但不利于项目决策者对大框架地把控,采用BIM技术将施工进度与三维模型相结合,能直观清晰的反应项目施工组织情况,大大减少了项目决策时间及决策风险。
基于BIM模型,结合本工程总进度计划和整体施工方案,完成4D施工模拟,用于探讨和优化施工计划,确保工程进度。
应用4D施工模拟将包括并且不少于如下范围:
（1）基于本工程整体施工方案和进度计划,制作中、长期4D施工模拟,用于优化中、长期的施工方案和进度计划。
（2）根据业主及施工管理的需要,制作短期可建性4D施工模拟,用于优化短期施工方案和进度计划。
10.1.8 资源需求计划管理
在施工过程中,要对人、材、机等方面资源进行很好地管理,做好相应资源消耗量的控制,就需要有一个需求计划模型。
IFC规范中只是在比较高的抽象层面上规定了资源描述的基础类型,这对于项目管理的需要还远远不够,所以,本项目将按照以下方案来进行细化和补充。
10.1.8.1 统一资源管理模型
统一资源管理模型如下图:
图10.12.8-1统一资源管理模型
在工程WBS节点上有什么样的资源以及相应资源实际的耗用需要关联起来,在统一资源管理模型里也有一个资源的需求的与耗用的管理,以这种方式把工程和资源归结在一起。
统一资源模型主要按照以下三个层面来构造:
一是资源的类型,给出了资源需要管理的内容对象,比如人作为一种资源需要管理它的什么属性,钢筋作为一种资源要管理什么属性。
此外资源类型可以进行继承。
二是资源对象,对类型可以进行实例化为资源对象,资源对象就为实际的各种规格品种的物资。
三是内容,除了在对象中增加对象属性之外,还有很多针对对象的描述性文档。
资源对象还有两种组织方法:
一种是分类方法,比如材料分类、设备分类等,针对对象有一个分类的组织。
另一种是对构型的分解的关系,比如建筑物如何来划分分解结构等。
这样构成了一个完整的管理的资源模型,在这资源模型中,针对使用的是资源对象,资源对象通过工程需求和耗用与工程WBS结合起来。
10.1.8.2 资源类型设置
资源类型的设置如下图:
图10.12.8-2资源类型的设置
图中所示是现在分析过后预计要考虑的一些资源类型,分为以下几大类:
1）物资,分为材料、构件配件、施工设备、周转物资、设备的备品备件这几类,这些类的管理属性与管理数据是不一样的。
2）人力资源,包括人员和组织。
3）知识资源,包括设计技术、施工工法、质量标准、管理制度、流程、指标体系。
4）建筑物,作为一种产品,包括设施系统、构件、构型。
5）经营资源,服务商、供应商、客户。
除此之外建筑项目还要有时间资源（时间资源）、空间位置资源、基本的数据源等,目前考虑的这些类型都要被定义。
10.1.8.3 资源分类设置
资源分类的设置如下图:
图10.12.8-3资源分类的设置
上图反映了资源的分类情况,针对物资的物资分类,针对服务商的服务商分类、针对供应商的供应商分类等等这些分类都是我们目前在信息化建设的阶段所要做的工作。
前面在规划阶段已经有一个系统地规划,在设计阶段会有一个系统的细化并且设计出整个系统的分类体系框架,然后再去分析现在的分类方法,如果这些方法在实践之中应用合适就把它纳入分类体系当中,缺少的分类情况再进行补充。
这是目前关于资源分类的考虑。
10.1.8.4 资源供应状态管理
资源供应状态管理主要包括物资资源供应状态和服务供应状态,其模型如下图所示:
图10.12.8-4资源供应状态管理模型
通过上述模型可以对物资供应的状态和服务供应的状态（如:
供应商或服务商、供应能力、价格等）进行有效地管理,为资源的选用提供信息支撑。
10.1.9 虚拟建造及方案模拟
在工程重难点施工方案、特殊施工工艺实施前,运用BIM系统三维模型进行真实模拟,从中找出实施方案中的不足,并对实施方案进行修改,同时,可以模拟多套施工方案进行专家比选,最终达到最佳施工方案,在施工过程中,通过施工方案、工艺的三维模拟,给施工操作人员进行可视化交底,使施工难度降到最低,做到施工前的有的放矢,确保施工质量与安全。
其使用BIM模型对专项施工方案和专项施工工艺进行演示。
针对钢结构、机电安装、幕墙等大型构件建立模型,在钢结构吊装、机电关键设备吊装运输、幕墙安装等方面利用Naviswork的碰撞检查、模拟动画功能检查每项操作可能遇到的问题并进行方案优化。
比如在进行顶模及回砖塔基之前,先完善相应主体部分BIM模型、临水临电气系统的BIM模型,然后根据模型、通过碰撞检查,以将将问题消除在实际施工之前;通过应用BIM的虚拟建造功能,判断塔吊布置、物料堆场布置、大型设备吊装及运输等技术方案的可行性与合理性。
之后,通过直观的演示施工方案,让业主、施工队或第三方第一时间理解方案。
图10.12.9-1顶模及回砖塔机安转流程模拟
10.1.10 深化设计管理
结合本工程的施工重难点情况,项目进行深化设计的主要内容包含所有复杂部位梁柱节点钢筋、模板深化设计,机电管线深化,幕墙及装饰装修、顶模及回转塔机等部位的深化,应用BIM技术从施工图到完成深化技术并指导现场施工的流程如下:
图10.12.10-1从施工图到施工深化设计模型管理流程图
图10.12.10-2从施工深化设计模型到施工过程管理流程图
图10.12.10-3从施工模型到竣工模型管理流程图
图10.12.10-4土建专业碰撞检查及深化设计实例
图10.12.10-5梁柱节点深化设计实例
图10.12.10-6机电专业BIM深化设计实例
图10.12.10-7斜撑下部节点
图10.12.10-8斜撑上部节点
图10.12.10-9钢板剪力墙螺栓连接节点
10.1.11 项目质量管理
10.1.11.1 BIM协同平台助力项目质量管理
本工程利用BIM技术辅助进行质量管理的方式主要为施工之前建立与图纸相一致的BIM模型,现场施工人员可通过模型比对现场实际施工情况与模型的偏差,所有人员在施工之前做到对将要施工的内容有清晰直观的认识,同时通过施工之前的深化设计将图纸设计本身存在的问题消除在施工之前,从而减少现场施工时的返工;施工过程中由总承包单位质检部将每个施工工序所需要的质量检查标准、设计图纸及变更清单与模型挂接,现场人员可根据此标准进行检查验收。
10.1.11.2 完善BIM模型,审核各专业图纸
本工程体量大,图纸信息量大,通过BIM技术对于图纸的审核,将极大降低或避免图纸缺陷问题出现;在施工前,BIM团队还会进行针对性地重点分析,做到施工前,BIM先行,提供参考样机及分析建议。
10.1.11.3 建筑、结构、机电净高检查复核
净高是每个项目的重点关注对象,通过BIM技术,合并各专业模型,结合规范对净高进行检查,提前筛查净高可能存在的问题,整理并提交设计院,优化设计。
10.1.11.4 精确定位预留洞口,便捷校对检查
现场施工专业繁多,各专业需要相互协调配合;通过BIM模型模拟,精确定位孔洞大小与位置,减少楼板洞口位置预留偏差率,为各参建方复核提供有力依据。
10.1.11.5 机电管线综合优化,合理排布空间
通过BIM应用将土建模型与机电安装各模型进行整合,针对整合好后的模型,对碰撞点按照规范、经济、可施工等原则来进行调整;主要以原设计图纸各专业管道定位与方案确定后各专业管道的对比,对各过道区域以及复杂节点区域进行方案模拟,确保管道施工时能做到碰撞点最少,美观度最高、净高最优。
通过以上方式力求把图纸问题解决在施工之前,减少现场的返工,同时通过引入BE管理平台中的线性流程管理,将每天发生的质量问题以文字结合照片的形式发送给相应的责任人,相应责任人整改后将整改的情况进行反馈,从而对质量管理形成闭合环状。
10.1.12 项目安全管理
本工程利用BIM技术辅助进行安全管理的方式主要为施工之前根据国家、行业及局标准建立所有临边洞口的BIM模型,现场检查时检查人员根据已经有的BIM模型与现场实际施工情况进行比对检查,如有问题时及时进行整改。
施工过程中将每天发生的安全问题以文字结合照片的形式发送给相应的责任人,相应责任人整改后将整改的情况进行反馈,从而对安全管理形成闭合环状。
图10.12.12-1临边洞口防护模型示意
10.1.13 现场动态样板引路
使用现场动态样板展示间,将展示端与项目项目BIM管理平台连接,通过BIM动画和模型为现场的施工方案交底,现场工长通过电子屏查阅云平台中的工艺做法及三维演示动画。
图10.12.13-1现场动态样板使用示意
10.1.14 项目办公信息化管理
10.1.14.1 BIM与信息化实施流程
在项目建立覆盖整个项目施工管理机构的计算机网络系统,对内构建一个基于计算机局域网的项目管理信息交流平台,覆盖总承包商、认可的分包商、独立分包商、业主现场办公室、施工监理方,达到施工信息的快速传递和共享,对外联通因特网,实现与业主的快速沟通。
图10.12.14-1工程各参建方信息交互模式
10.1.14.2 协同办公平台（OA）
办公自动化系统,为项目的信息沟通和共享提供统一的平台,主要实现工程各参见单位信息发布、文件管理、内部邮件、手机短信提醒、办公事务的流转等功能,提高办公效率。
通过比选分析,项目采用的协同办公平台为LubanBE管理平台,该平台集成资料存储、资料在线浏览、BIM模型在线浏览、资料与模型挂接等、辅助质量、安全管理等功能,同时下一步将研发在该平台中实习资料扭转会签的功能。
现工程各参建单位已根据资料管理相关规范建立了资料管理目录并上传前期项目所有资料,各参建单位可根据权限设置对资料进行在线浏览、下载、修改等管理,从而实现了资
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