基于BIM的建筑施工看板分級(jí)設(shè)置研究

覃愛(ài)民，夏 松，楊 波

(皖西學(xué)院 建筑與土木工程學(xué)院，安徽 六安 237012)

基于BIM的建筑施工看板分級(jí)設(shè)置研究

覃愛(ài)民，夏 松，楊 波*

(皖西學(xué)院 建筑與土木工程學(xué)院，安徽 六安 237012)

以BIM為技術(shù)支撐，將生產(chǎn)領(lǐng)域的看板管理引入到建筑領(lǐng)域中，結(jié)合建筑工程領(lǐng)域的特點(diǎn)，對(duì)看板管理進(jìn)行分級(jí)設(shè)置，確定各級(jí)看板的內(nèi)容和變更頻率。并通過(guò)對(duì)BIM和各級(jí)看板管理的交互性分析，來(lái)確定各級(jí)看板的展現(xiàn)形式和要求，最后對(duì)各級(jí)看板之間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行了圖示分析，形成了具有建筑業(yè)特色的、層次分明、功能完善、形式多樣的建筑施工看板模式。

看板管理；BIM；建筑施工；分級(jí)設(shè)置

0 引言

源于日本豐田生產(chǎn)方式的看板管理，為制造業(yè)進(jìn)行精細(xì)化管理和JIT(Just in Time)生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，是精益生產(chǎn)(LP，lean production)的核心技術(shù)之一。看板管理在制造業(yè)中發(fā)揮的巨大效益，使許多學(xué)者也將目光移向了建筑領(lǐng)域。H. Ping Tserng在2005年就提出要借助手持?jǐn)?shù)字設(shè)備(PDA)，條形碼掃描技術(shù)以及數(shù)據(jù)錄入等信息技術(shù)來(lái)有效地提高建筑供應(yīng)鏈的效率[1]。R.Sacks.在2009年指出“拉動(dòng)生產(chǎn)的關(guān)鍵在于將流程透明地表達(dá)給參與者，新興的可視化工具，即計(jì)算機(jī)完全能滿足這個(gè)需求”，并結(jié)合建筑信息模型(BIM，Building Information Modeling)論證其可行性[2]。但是完全照搬制造業(yè)的看板管理技術(shù)是行不通的。如何結(jié)合建筑工程行業(yè)的特點(diǎn)，創(chuàng)新性地加以應(yīng)用，不但需要改變看板模式，還需要強(qiáng)有力的信息技術(shù)支撐，結(jié)合BIM的施工看板管理就正好順應(yīng)了這一需求。由于建筑施工周期長(zhǎng)，資金投入大，看板也需要分級(jí)設(shè)置，在不同層次利用不同形式，發(fā)揮不同功能。

1 看板管理的涵義

看板，即信息的載體，用來(lái)傳遞信息，發(fā)出指令。生產(chǎn)領(lǐng)域中看板管理完全實(shí)施“超市概念”，必須遵守6個(gè)規(guī)則：(1)沒(méi)有看板不允許生產(chǎn)，也不允許搬運(yùn)；(2)看板必須附在實(shí)物上；(3)看板只能源于后工序；(4)后工序只能領(lǐng)取看板中規(guī)定的數(shù)量；(5)前工序只能生產(chǎn)看板規(guī)定的數(shù)量；(6)不合格品禁止傳到后工序[3]。這種拉式計(jì)劃指示，可以加快對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的反映速度[4]，從最大程度上避免浪費(fèi)，保證各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。

2 施工看板的分級(jí)設(shè)置

根據(jù)建筑施工的周期特點(diǎn)，結(jié)合拉式計(jì)劃模式，將施工看板分為四級(jí)：面向施工全過(guò)程的總看板，面向階段控制的月計(jì)劃看板，面向短周期控制的周看板和面向過(guò)程控制的工序看板。具體內(nèi)容見(jiàn)表1。

表1 各級(jí)看板的內(nèi)容設(shè)置

3 各級(jí)看板與BIM的交互分析

BIM與各級(jí)看板的結(jié)合，產(chǎn)生巨大的協(xié)同效益，如表2所示，并對(duì)其逐項(xiàng)進(jìn)行了詳細(xì)分析。

表2 各級(jí)看板與BIM的交互矩陣

關(guān)系1：BIM提供的可視化三維模型，可以直接由電子顯示屏幕或網(wǎng)頁(yè)在項(xiàng)目中得以展示，為各級(jí)管理人員創(chuàng)造一個(gè)高效、便捷的三維交流環(huán)境。不論是建筑物總模型，還是施工部位的模型，不論是建筑模型、結(jié)構(gòu)模型，還是設(shè)備模型、能量分析、照明分析等都可以通過(guò)BIM可視化展現(xiàn)出來(lái)[5]，是基于電子設(shè)備的最基本的看板。這為各階段制定施工計(jì)劃、進(jìn)行施工控制、進(jìn)行結(jié)果檢驗(yàn)提供了強(qiáng)有力的依據(jù)。

關(guān)系2：BIM提供的全過(guò)程施工模擬以及具體部位的施工模擬，加入了時(shí)間維度和費(fèi)用維度[6]，即5D施工模擬，能協(xié)助確定計(jì)劃工期，也可以進(jìn)行施工方案的可行性研究：包括資源配置、場(chǎng)地布置、時(shí)間空間碰撞檢測(cè)等。為各級(jí)看板制定計(jì)劃工期和資源消耗計(jì)劃提供了更為準(zhǔn)確的依據(jù)，減少變更，提高施工效率。

關(guān)系3：BIM具有強(qiáng)大的信息集成功能，在這樣一個(gè)信息平臺(tái)上，任何一個(gè)信息的變動(dòng)都會(huì)引起相關(guān)信息的及時(shí)變更，并引起相關(guān)圖形和文檔的自動(dòng)生成，以此也會(huì)直接指導(dǎo)相關(guān)信息看板的及時(shí)變更，為施工提供可靠、可行的看板信息。

關(guān)系4：BIM對(duì)施工階段資源的動(dòng)態(tài)管理[7]，將“拉式計(jì)劃”融入到看板信息中。施工現(xiàn)場(chǎng)各種資源動(dòng)態(tài)及時(shí)地反饋到BIM信息中心，使看板的制定，不再是傳統(tǒng)的“推式計(jì)劃”，它將充分結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)資源狀況，以及下道工序的需求做出精細(xì)可行的看板指令，確保各級(jí)看板真正發(fā)揮其應(yīng)有的指令作用。

關(guān)系5：融合空間、時(shí)間、費(fèi)用的5DBIM模型，能根據(jù)反饋的適時(shí)信息，及時(shí)導(dǎo)出成本，工期及各項(xiàng)資源耗費(fèi)，與指令看板對(duì)比，分析偏差原因所在，為項(xiàng)目管理人員及時(shí)制定糾偏措施，發(fā)出下一批看板指令提供依據(jù)。

4 各級(jí)施工看板的展現(xiàn)形式

4.1 總看板

總看板是對(duì)工程總體情況的展示，以傳統(tǒng)的工地靜態(tài)看板為主，動(dòng)態(tài)電子看板為輔，主要用于項(xiàng)目的宣傳，展現(xiàn)整個(gè)項(xiàng)目概況和風(fēng)貌。主要通過(guò)以下形式：(1)靜態(tài)看板展示整個(gè)工程概況，包括項(xiàng)目名稱(chēng)，各方主體，施工項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，計(jì)劃工期，開(kāi)工竣工日期等，信息完全對(duì)外部開(kāi)放。(2)動(dòng)態(tài)電子滾動(dòng)屏幕，包括歡迎導(dǎo)語(yǔ)，工程概況，以及整個(gè)項(xiàng)目的BIM3D模型展示，主要展示整個(gè)工程風(fēng)貌[8]，完全對(duì)外部開(kāi)放。(3)項(xiàng)目?jī)?nèi)部網(wǎng)頁(yè)，項(xiàng)目的BIM模型，各項(xiàng)施工目標(biāo)(進(jìn)度、成本、工期、文明)，工程全過(guò)程施工模擬等，這些動(dòng)態(tài)看板的主要服務(wù)對(duì)象是項(xiàng)目管理人員。

4.2 階段看板

二級(jí)看板側(cè)重于對(duì)施工階段目標(biāo)的控制，主要為項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)人及管理人員服務(wù)。因此二級(jí)看板主要以動(dòng)態(tài)電子看板為主，傳統(tǒng)靜態(tài)看板為輔。具體分工為：(1)傳統(tǒng)靜態(tài)看板依然可以展示階段內(nèi)施工目標(biāo)及施工內(nèi)容；(2)階段內(nèi)3DBIM模型，全過(guò)程施工模擬，施工部位展示、關(guān)鍵工藝展示等都可以采用電子動(dòng)態(tài)看板，為施工人員和管理人員提供技術(shù)支持及管理依據(jù)，并適時(shí)組織相關(guān)技術(shù)管理人員進(jìn)行學(xué)習(xí)；(3)對(duì)于階段內(nèi)施工的事后分析，則可以采用內(nèi)部網(wǎng)頁(yè)公示，主要為施工管理人員服務(wù)，還需在階段總結(jié)會(huì)議上集中學(xué)習(xí)、討論。

4.3 周看板

周看板直接服務(wù)于施工現(xiàn)場(chǎng)管理及技術(shù)人員，以動(dòng)態(tài)電子看板為主，兼顧部分靜態(tài)看板。主要可體現(xiàn)：(1)本周天氣情況、本周施工內(nèi)容、主要施工隊(duì)、重要機(jī)械、主要材料進(jìn)場(chǎng)安排等都可以以傳統(tǒng)看板模式展示；(2)施工部位的3D模型展示，各種風(fēng)險(xiǎn)源分析及對(duì)策制定，可以采用動(dòng)態(tài)電子看板，并在周例會(huì)上集中學(xué)習(xí)；(3)上周施工的結(jié)果分析等可在項(xiàng)目網(wǎng)頁(yè)內(nèi)公示，并在周例會(huì)上進(jìn)行通報(bào)。

4.4 工序看板

面向施工末端的工序看板，與工業(yè)生產(chǎn)中的看板管理更為接近，主要用于施工指令、取料及危險(xiǎn)警示。(1)施工技術(shù)人員以手持終端電子看板為“作業(yè)指令卡片”，根據(jù)下道工序的需求和上道工序的結(jié)果對(duì)本道工序發(fā)出指令；(2)移動(dòng)的領(lǐng)料看板，通過(guò)領(lǐng)料看板獲取施工材料或運(yùn)送施工材料，不見(jiàn)看板不發(fā)料，不運(yùn)料；(3)相對(duì)靜態(tài)的安全警示看板，利用顏色管理和專(zhuān)業(yè)警示標(biāo)識(shí)對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域以及重要機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行提示。

5 各級(jí)看板之間的關(guān)聯(lián)

每一級(jí)看板都發(fā)揮其應(yīng)有的作用，在整個(gè)工程施工中扮演不同的角色，但各級(jí)看板之間又相互關(guān)聯(lián)，構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體。具體關(guān)系如圖1所示。

圖1 各級(jí)施工看板之間的關(guān)聯(lián)圖

6 總結(jié)

BIM為建筑業(yè)引入先進(jìn)的看板管理技術(shù)提供了技術(shù)支持和良好的信息平臺(tái)，也為創(chuàng)建具有建筑業(yè)特色的看板管理創(chuàng)造了條件。隨著B(niǎo)IM技術(shù)在建筑業(yè)中的不斷應(yīng)用與完善，多層次、融合多種形式的建筑施工看板將會(huì)越來(lái)越發(fā)揮其重要的作用。目前，對(duì)建筑施工看板的具體制定方式、資源編碼、數(shù)據(jù)采集、信息發(fā)出等都還存在巨大的研究潛力，也將會(huì)對(duì)建筑施工轉(zhuǎn)變管理提供重要的契機(jī)。

[1] Tserng H P, Dzeng R, Lin Y, et al. Mobile Construction Supply Chain Management Using PDA and Bar Codes[J].Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering, 2005(20): 242～264.

[2] 金春花，周儲(chǔ)偉，徐小麗.縫合復(fù)合材料中縫線阻滯層間裂紋擴(kuò)展研究[J].淮陰工學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，21(3)：35-39.

[3] 李占凱,何玉林. 看板管理在企業(yè)中的應(yīng)用研究[J]. 工業(yè)工程與管理，2009,14(4):132～137.

[4] 黎穎. 建筑鋼筋工程看板系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[D].武漢：華中科技大學(xué)，2012.

[5] 王珺．BIM理念及BIM軟件在建設(shè)項(xiàng)目中的應(yīng)用及研究[D]．成都：西南交通大學(xué)，2011.

[6] 柳娟花．基于BIM的虛擬施工技術(shù)研究[D]．西安：西安建筑科技大學(xué)，2012.

[7] 范喆.基于BIM技術(shù)的施工階段4D資源動(dòng)態(tài)管理[D].北京：清華大學(xué)，2010.

[8] 趙盟.基于BIM的進(jìn)度看板研究[D].武漢：華中科技大學(xué)，2013.

(責(zé)任編輯：蔣 華)

Research on Level Setting for Construction Kanban Based on BIM

QIN Ai-min，XIA Song，YANG Bo*

(College of Architecture and Civil Engineering, West Anhui Institute, Lu'an Anhui 237012, China)

With BIM as a technical support, kanban management was introduced from the field of manufacturing into construction. Kanbans were rated into suitable levels to determined their content and changing frequency. The show form and requirement of each kanban were determined based on the analysis of the interaction between BIM and kanban at all levels. Finally graphical analysis for the correlation among all levels of kanbans were made to form a kanban construction mode including construction characteristics, distinct level, complete functions and various forms.

kanban management; BIM; construction; level setting

2014-08-03

安徽高校省級(jí)自然科學(xué)研究項(xiàng)目(KJ2013B334)

覃愛(ài)民(1979-)，女，土家族，湖北宜昌人，講師，碩士，主要從事建筑經(jīng)濟(jì)及施工項(xiàng)目管理研究；*為通訊作者。

TU

A

1009-7961(2015)01-0031-004