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田瑾:大型园区的BIM实践,难才更有火花

2019-05-22 20:59:25

作者:广联达BIM建造资深业务研究员   田瑾

 

在新的时代背景下,以产业聚焦为手段的园区经济发展迅速,大型园区建设并不陌生。无论是过去的北京中关村、上海张江国家自主创新示范区,还是现在的成都天府新区,作为区域经济发展承载主体的大型园区,其建设过程对施工而言,同样扮演着先锋角色。

代表施工技术先锋的BIM技术,遇到代表区域经济先锋的大型园区建设,会碰撞出怎样的火花?大型园区与BIM,能否顺利结合呢?经过我们长期驻扎在园区项目建设中观察,他们同样面临着困惑,BIM转型从来都不是一帆风顺的。

基于BIM的大型园区建设的困与惑

(一)业主面临诸多考验

园区级别的项目,本身具有建设周期长、体量大、参与主体多、影响范围广的特点,以至于实际施工中,具有周期长、资金投入大、项目地点分散、多专业、多干系方、流动性强等特点。

通俗的说,一般表现为“分散的市场、分散的生产、分散的管理”,无论是项目规划设计阶段,还是建设施工阶段,乃至未来运行使用阶段,园区工程项目指挥部(以下统称业主)都面临着诸多管理、协同、信息传递、分析决策等多方面的考验。

(二)BIM与管理结合不紧密

虽然各地园区项目的覆盖区域不断扩大,但是在BIM应用上,始终以岗位级或单项目级应用为主。

岗位级应用,主要集中在模型创建、三维可视化交底、深化设计、施工模拟、场地布置等方面,主要应用软件包括Revit、MagiCAD、Tekla、Navisworks、Fuzor等;单项目级应用,主要集中在单个项目的模型、进度、质量、安全、成本等数据信息的集成上,主要应用软件为BIM5D等软件。

现阶段的BIM应用,对于项目群整体而言,缺乏统一的流程规范,以及数据集成后的多项目管理应用。因此,导致BIM与园区业主管理的结合不够紧密。

(三)来自BIM源头的拷问

既然园区项目复杂多样,对项目施工具有很大的挑战性,BIM应用一时难以推进,为什么园区工程项目指挥部(业主)一定要用BIM呢?他们究竟要用BIM做什么?业主的工作任务和设计企业、施工企业、运维企业一样吗?

在与众多我们可接触的业主沟通中,不难发现,这些关乎BIM源头的问题,也是他们关心且想要探究清楚的,我们的了解如下:

一定要应用BIM,是因为业主们看到了BIM在其他项目应用中的价值,希望通过BIM技术来帮助解决复杂园区项目的困难,帮助自己更快、更好地完成工作任务。

在跟业主的沟通中,经常听到这样的疑惑:我们这个项目设计院在用BIM,施工单位在用BIM,我们业主还需要应用BIM吗?

业主和设计、施工、运维企业的BIM应用当然是不一样的,其实,这样的表述里把业主和设计、施工的职责混淆了。现在用BIM协助设计是设计院的工作,应用BIM辅助施工是施工企业的工作,但是辅助业主工作、决策而应用的BIM,当然是业主的工作。众所周知,BIM本身不是业主的目标,BIM只是帮助业主实现自身目标的工具和手段,业主的BIM应用不是要给业主团队增加额外的工作量(学习阶段除外),而是要把BIM集成到业主的日常工作中去,从而改善业主的日常工作效率和质量。至于业主的每一项工作任务要如何通过BIM应用来提高效率和质量,则是一项需要全体同行共同努力去研究和实践的、长期而艰苦的工作。

组织

BIM工作

目的

设计方

BIM设计,基于BIM日朝分析、能耗分析、疏散分析等

提升设计院能力和品牌价值

施工方

BIM深化设计、基于BIM的施工分析和规划、基于BIM的成本和工期管理、结合BIM的现场施工等

提升施工单位的能力和品牌价值

业主方

基于BIM的设计模型图纸审查管理、基于BIM的成本控制、基于BIM的工程生产监管等

提高图纸质量、降低造价、介绍沟通成本、掌控项目各方进度等

表:基于BIM的大型园区建设实践方案

 

在园区级别的项目建设与运营的全生命期中,我们重点分析以下三个问题:

(一)在设计和施工过程与设计方协同

在我国,设计与施工的分离容易造成设计不合理,设计的可施工性差,施工返工率增加。因此,不论在设计阶段还是施工阶段,都需要与设计进行有效的信息沟通和共享。

由业主新建项目组织,对园区项目,设计院可能时多家,要频繁和各参与方进行协调沟通。基于平台可实现项目参与成员之间实时沟通。基于三维模型的实时互动,使业主方案审核、设计方案优化、设计方图纸下发、设计方在线答疑、施工方变更提请等可以及时沟通处理,节省沟通成本。

例如:我国现有的设计文件传送及沟通的模式(见下图),基本上设计内部的沟通、与业主的信息传递和沟通等都是以电话或邮件为主,在发现问题后进行版本变更。多次变更后经常会出现图纸版本多、数据一致性难保障、图纸审核反馈问题难追踪、无统一存档查找困难等问题。

图:传统文件传送及沟通模式

在BIM应用中,我们采用了“智慧监管平台”的任务流程方式作为参与三方之间的沟通和管理方式,实际使用后的流程和效果如何呢?

“智慧监管平台”是BIM应用实施过程中问题流转的载体,其任务流程内容包含:任务标号、标题及检索、问题描述、模型及图纸截图、问题分类、负责人以及解决状态等。每个任务具有唯一的标号,由专人负责分发。当BIM顾问单位的技术人员每发现一处问题或者疑问时,便会填写一个任务流程,“智慧监管平台”的状态为“待解决”。BIM顾问单位负责人会定期和设计院沟通“智慧监管平台”,沟通过的任务流程的状态会变更为“解决中”。设计单位会将更新后的图纸或解决方案告知BIM顾问,“智慧监管平台”的状态将改为“已解决”,每一个状态都会实时自动变更。所有的“智慧监管平台”及反馈信息都会在实施过程中被及时传递给业主工程师,并在实施最终形成索引清单,作为实施成果的一部分交给业主。通过“智慧监管平台”这个载体,能有效记录下图纸绘制和BIM实施过程中的信息,并形成有价值的成果交付业主作为参考。

图:任务流程传递图

在北京某科学城园区里,整个园区管理甲方为园区管委会,但是单个项目的使用和投资属于各个科研单位,相应每个项目的设计院和施工企业也是单独招标的。园区管委会做为总体对接和协调,要面对11个单体项目的各个参与方,用以往的方式去管理设计阶段的工作时,一些工作协调、设计确认等工作无法按照计划正常进行,因此管委会提出了设计图纸沟通以“园区智慧监管平台”内工作流的形式,确立了扁平化协作的合作模式,明确各院之间的设计界面、图样会签内容与会签流程、统一的建筑技术标准等三大主要原则,为各方合作提供了依据。确保了1个月内,处理完11个单体项目图纸审图修改等工作,提前进行到施工阶段。

(二)施工过程众多参建单位协同

建设工程项目涉及众多参与单位,一方面是组织关系和合同关系纷繁复杂;另一方面,项目全过程文档资料涉及到不同单位,不同阶段、不同专业,完整、准确、及时地收集信息和整理信息,直接影响项目判断和决策的正确性和及时性,施工过程中需要众多参建单位的协同工作。

1、全员应用BIM:质量安全管理闭环形成

参建方众多,业主有多渠道数据的集成管理需求,若项目定位于全员应用BIM,即业主方、设计方、BIM咨询方、施工总承包方等,均在业主的统一管理下展开BIM应用。

由于每一参建方都需要创建、管理各自的信息,若仍采用传统的点对点的信息沟通方式,则在项目建设过程中会发生信息丢失问题。项目参建各方由点对点的沟通方式转变为基于信息系统的集中式沟通方式,是业主项目信息管理的基本需求。

例如:在施工过程中,传统方式的质量安全管理方法是:在施工现场中,施工方自检或者监理方发现问题后,根据相关标准,以书面形式的整改通知书传递到施工从业人员手中,问题整改后,再由问题发起方进行验收。这个过程中,由于动态复杂的施工现场环境,往往无法直观地表达现场问题,并实时追踪问题整改进程,业主方难知情。在BIM应用中,“智慧监管平台”的移动端已经实现质量安全管理的功能,采集现场质量安全问题数据,对质量安全问题拍照,问题会上传到平台同时抄送给业主方,并可将问题与BIM模型挂接,建立质量安全模型。业主方可以在“智慧监管平台”里,以园区整体、单位工程等不同维度查看工程施工全过程的质量安全动态,及时发现工程内出现的重大质量安全问题,并予以警示,跟踪处理过程形成管理闭环,从而保证施工全过程质量安全的有效管控。

图:智慧监管平台问题来源

2、数据库系统:信息整合并为业主所用

项目信息以及BIM模型文件格式多样,园区项目下各专业、各参建方所使用的BIM软件类型也非常多,业主方有整合非结构化数据的需求,因为只有把文件所包含的关键数据存储在数据库系统中,才能实现BIM信息的整合,并为业主所用。

一般工程建模主要采用Revit、Tekla等软件,整合BIM数据采用NW软件,此外还有相关联的CAD图纸文件以及工程内照片、音像等多媒体数据,此类数据大多以文件形式存在,很难保存在一般的数据库系统中,我们称之为非结构化或半结构化信息。当这些文件脱离原有的文件创建环境,一般很难读取。

图:多格式文件资料上传

例如在北京某个园区内,政府项目的监管部门繁多,原本管理层的电脑基本只安装了常规办公软件,并没有专门安装看图和看模型类的软件,在设计院提供了模型后,他们只能采购相应的软件进行安装(如revit、tekla等),但为了看模型花费的安装时间和软件费用,有些高层领导选择了不安不看,在样板间建好后,办公室的格局不理想,又重新返工。用了园区智慧监管平台后,免去了安装繁杂的软件,领导层可以直接在网页上浏览各种格式的模型和文件,发现了问题后,还可以直接与设计沟通,大大节省了他们的成本和时间。

图:在平台上直接预览BIM模型

3、运营运维:顺利交接与科学决策

项目建成进入运营运维阶段,不但需要进行前期大量的从设计到竣工的资料传递,保证建设过程交付的BIM成果能够用于运维管理,还要管理BIM竣工模型,使其能够和业主的运营维护管理系统实现数据集成。此外,还需要对建筑物、附属设施、入驻单位以及公众人员进行全方位、动态的运营运维管理,以保障整个项目稳定可靠的高效运转。

例如:一般园区中设备设施种类繁多,设备设施的维修维护管理已经愈来愈重要。目前园区内除了每年对设备的维修、保养等定期的工作,还有许多突发情况发生,需要管理人员有较高的专业素养和操作经验,而管理人员的不确定性调整又无法使这种经验性信息得以传承,工程师不同专业之间更加难于交叉互通,由此造成管理效率低下,管理复杂程度增加,管理成本高位运行。

园区智慧监管平台的维修维护管理模块,系统实时监控着设备的运行数据,通过大数据技术对设施设备的历史运行参数进行存储分析,当园区某一设备出现故障时,根据设备的设计、运行环境情况和故障类型等,在维修维护管理数据库中进行检索并精准匹配出设备的故障类型。随后,只需要管理人员监督下安排相对应的工程师进行维护或者维修,工程师通过二维码或传感器进行快速高效的查找、识别以及信息读取,确定故障设备所处的具体位置以及参数信息,及时处理问题,提高维修效率。

著名教育理论家徐特立曾说“没有实际的理论是空虚的,同时没有理论的实际是盲目的”。以上分析是我们在过去数月中,抽样走访10余个大型园区、探索其BIM实践的所得,希望此实践方案能够给其他工程项目带来启示。

BIM应用与普及,一定能够推动可视化、数字化和智能化的大数据应用,作用于园区工程项目指挥部(业主)在工程建设全过程的各个阶段,基于BIM的大型园区建设,未来可期。

“园区智慧监管平台”的建设对园区业主方的发展具有深远的意义,主要有如下几方面:

一是运用信息化手段,利用平台对工程项目进行精确设计和施工模拟,围绕施工过程管理,建立智能生产、科学管理的施工项目信息化生态圈,实现施工全过程的可视化管理。

二是借助云平台、大数据和物联网等手段,对采集的工程信息数据进行挖掘和分析,进而为项目管理提供决策数据支持,优化资源投入,创造经济效益。

三是通过平台管理驱动各方企业管理变革与创新,使企业管理的广度、深度、精度和速度不断提升,提高企业决策分析和风险管控能力,实现企业经营集约化和项目管理精细化。

 

 

 

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