英國(guó)核工業(yè)推進(jìn)BIM應(yīng)用

英國(guó)核工業(yè)推進(jìn)BIM應(yīng)用

【英國(guó)《國(guó)際核工程》網(wǎng)站2016年10月29日?qǐng)?bào)道】 建筑信息模型(BIM)是 21世紀(jì)興起的一項(xiàng)新技術(shù)，被認(rèn)為是全球建筑行業(yè)的變革性理念和里程碑技術(shù)。BIM使建設(shè)項(xiàng)目信息在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營(yíng)維護(hù)全過(guò)程充分共享、無(wú)損傳遞，使建設(shè)項(xiàng)目的所有參與方在項(xiàng)目從概念產(chǎn)生到完全拆除的全生命周期內(nèi)都能夠協(xié)同工作，從根本上改變過(guò)去依靠文字符號(hào)形式表達(dá)的藍(lán)圖進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理的工作方式。

目前，英國(guó)政府正在積極推動(dòng)將BIM用于核項(xiàng)目和資產(chǎn)管理，并已取得顯著進(jìn)展。2016年9月，最新、最全面的《建筑信息模型與數(shù)據(jù)管理——核戰(zhàn)略》簡(jiǎn)報(bào)介紹了英國(guó)為將BIM普遍用于核工業(yè)部門(mén)而開(kāi)展的工作。這些簡(jiǎn)報(bào)的主要領(lǐng)導(dǎo)者之一是菲利普·伊斯加爾。他在核工業(yè)開(kāi)啟了早期職業(yè)生涯，通過(guò)自己的企業(yè)——日光管理方案公司(Sunbeam Management Solutions)——提供項(xiàng)目管理咨詢(xún)，并且是負(fù)責(zé)實(shí)施政府和普通行業(yè)聯(lián)合倡議的BIM任務(wù)組在核工業(yè)領(lǐng)域的先行者。

伊斯加爾憑借其對(duì)核工業(yè)及BIM潛力的激情專(zhuān)注于這個(gè)“高層戰(zhàn)略”。他表示，BIM任務(wù)組的目標(biāo)是明確能夠使BIM與核工業(yè)對(duì)接的現(xiàn)實(shí)且合理的方式。

建筑信息模型

源于處理和存儲(chǔ)計(jì)算能力的大躍進(jìn)、信息技術(shù)(IT)的普遍使用和無(wú)所不在的互聯(lián)互通，BIM成為把這些能力和大數(shù)據(jù)結(jié)合在一起從而為各行各業(yè)提供服務(wù)的焦點(diǎn)。

BIM的目標(biāo)是同時(shí)獲得短期和長(zhǎng)期利益。就短期而言，它能夠通過(guò)集成的共同數(shù)據(jù)模型實(shí)現(xiàn)更好的協(xié)調(diào)，從而以更高的效率開(kāi)展相關(guān)設(shè)施的設(shè)計(jì)和建造工作，進(jìn)而降低項(xiàng)目的造價(jià)并加快建造速度。就長(zhǎng)期而言，積累的數(shù)據(jù)將能夠以完美的方式幫助改進(jìn)運(yùn)行和維護(hù)，從而提高相關(guān)項(xiàng)目全生命周期的經(jīng)濟(jì)性。

因此，對(duì)各行各業(yè)，例如對(duì)核工業(yè)的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)以及新老資產(chǎn)的管理而言，BIM為推動(dòng)信息管理進(jìn)而推動(dòng)信息戰(zhàn)略領(lǐng)域發(fā)生巨變提供了一個(gè)突破口。

BIM具備對(duì)供應(yīng)鏈上的所有參與者產(chǎn)生影響的潛力?；趨⑴c者在供應(yīng)鏈中的位置及其對(duì)這種新技術(shù)的使用程度，BIM的潛力最終可以通過(guò)不同的方式得以實(shí)現(xiàn)，只是在范圍和目標(biāo)、進(jìn)度和資源等方面有所不同。

BIM的三個(gè)等級(jí)

由于建設(shè)BIM是一個(gè)比較漫長(zhǎng)的歷程，因此為這段歷程設(shè)置了三個(gè)重要里程碑，即BIM的三個(gè)等級(jí)。BIM的建設(shè)是一個(gè)數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)和共享程度不斷加深的過(guò)程，并在此過(guò)程中推動(dòng)建立和使用二維、三維甚至更多維度模型。各個(gè)行業(yè)、客戶(hù)、供應(yīng)鏈和項(xiàng)目將以不同的速率、不同的途徑在建立BIM的歷程上前進(jìn)。

一級(jí)BIM

一級(jí)BIM是BIM歷程的首個(gè)里程碑。一級(jí)水平用戶(hù)一般能夠在概念化工作中使用三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)技術(shù)，并能夠使用二維模型為項(xiàng)目規(guī)劃審批和實(shí)施起草文件。

二級(jí)BIM

二級(jí)水平用戶(hù)幾乎能在所有工作中使用三維模型，工作中的協(xié)調(diào)和協(xié)作比一級(jí)BIM更多。但是，在這個(gè)階段，由于各個(gè)用戶(hù)仍然使用自己的三維模型，因此尚未實(shí)現(xiàn)終極目標(biāo)，即建立和使用統(tǒng)一、共享的模型。

三級(jí)BIM

三級(jí)BIM是終極里程碑。它意味著供應(yīng)鏈上所有參與者進(jìn)行充分協(xié)作，全部在一個(gè)統(tǒng)一、共享的項(xiàng)目信息模型上開(kāi)展工作。所有參與者使用同一個(gè)模型，并且在需要完善設(shè)計(jì)和計(jì)劃時(shí)能夠修訂數(shù)據(jù)。這種工作方式被稱(chēng)為“開(kāi)放式BIM”。

然而，在版權(quán)和責(zé)任方面有一些問(wèn)題尚待解決。參與者們可針對(duì)這些問(wèn)題達(dá)成協(xié)議，并且通過(guò)建立伙伴關(guān)系共擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)。大量的標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)說(shuō)明也已在開(kāi)發(fā)之中。

最大的愿景是，從最早的規(guī)劃到詳細(xì)的設(shè)計(jì)與施工活動(dòng)、再到運(yùn)行和維護(hù)，有一個(gè)模型能夠擔(dān)當(dāng)所有數(shù)據(jù)和信息的集中倉(cāng)庫(kù)。它是一本記錄資產(chǎn)全生命周期信息的“書(shū)”。除了項(xiàng)目施工，集中的數(shù)據(jù)信息庫(kù)還是一個(gè)基礎(chǔ)知識(shí)庫(kù)，可確保知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的連續(xù)性并提供維護(hù)、經(jīng)營(yíng)和投資所需的最佳數(shù)據(jù)。

英國(guó)政府設(shè)定了在2019年實(shí)現(xiàn)重大公共部門(mén)項(xiàng)目都采用三級(jí)BIM的目標(biāo)。

除了三維模型，參與者還在討論更高維度，例如四維和五維模型。這些高維度模型需要在成本或時(shí)間等參數(shù)分析和優(yōu)化方面開(kāi)展工作。

BIM積聚發(fā)展動(dòng)力

BIM的核工業(yè)應(yīng)用前景依然在推進(jìn)和完善。應(yīng)當(dāng)注意的是，對(duì)于更廣闊的基礎(chǔ)設(shè)施和能源部門(mén)而言，它依然是一個(gè)相對(duì)較新的事物。BIM已經(jīng)在建筑行業(yè)取得巨大進(jìn)步。一些大型交通設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目正在推進(jìn)BIM的應(yīng)用，例如倫敦地下城際快鐵項(xiàng)目以及旨在將倫敦、伯明翰、東米德蘭茲、利茲、謝菲爾德和曼徹斯特連接在一起的2號(hào)高鐵(HS2)項(xiàng)目。

運(yùn)用BIM的目標(biāo)是首先在單個(gè)聚焦模型中進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)和建造，吸收所有的輸入信息并集中解決技術(shù)沖突和效率低下問(wèn)題。然后，再真實(shí)地構(gòu)建資產(chǎn)。因此，BIM需要預(yù)先完成，但是其數(shù)據(jù)的使用和管理則在后期運(yùn)用階段實(shí)現(xiàn)。

因此，為了實(shí)現(xiàn)高效率，BIM需要一種更高水平的合作與協(xié)作。IT在資產(chǎn)開(kāi)發(fā)和管理方面將發(fā)揮更大作用，同時(shí)它依然是組織內(nèi)部和組織之間開(kāi)展團(tuán)隊(duì)合作的軟技能，通過(guò)這個(gè)鏈條可以使項(xiàng)目、資產(chǎn)及所有相關(guān)事宜受益。關(guān)聯(lián)是一個(gè)關(guān)鍵因素，需要在人與人之間而不只是計(jì)算機(jī)之間建立更為有效的關(guān)聯(lián)。

隨著B(niǎo)IM概念和系統(tǒng)得到采用，人們和企業(yè)由于經(jīng)驗(yàn)各不相同而處于不同的出發(fā)點(diǎn)。對(duì)很多人來(lái)說(shuō)，BIM經(jīng)常意味著太多的東西。那么，問(wèn)題是如何把它解釋清楚，使其可以理解，并且使其對(duì)一個(gè)行業(yè)例如核行業(yè)而言實(shí)際可用。因此，英國(guó)近三年來(lái)一直在實(shí)施一項(xiàng)倡議，旨在使BIM用于核工業(yè)的愿景變得清晰可見(jiàn)。

英國(guó)啟動(dòng)BIM愿景

英國(guó)政府2012年勾勒出了BIM在普通行業(yè)中的廣闊應(yīng)用前景，包括上文所述的三個(gè)循序漸進(jìn)的數(shù)據(jù)集成和協(xié)作等級(jí)。

2016年的目標(biāo)是政府部門(mén)所有新建工程的采購(gòu)至少要達(dá)到二級(jí)BIM。英國(guó)政府的四年期BIM實(shí)施戰(zhàn)略的目標(biāo)是改變建設(shè)供應(yīng)鏈的動(dòng)態(tài)和行為。

通過(guò)這些努力，其他非核行業(yè)的BIM早期采納者迄今已節(jié)省最高20%的建設(shè)費(fèi)用。費(fèi)用降低源于對(duì)項(xiàng)目前期活動(dòng)兩個(gè)關(guān)鍵方面的聚焦——范圍界定和早期設(shè)計(jì)以及供應(yīng)鏈對(duì)設(shè)計(jì)的參與。

但是，從資產(chǎn)生命周期管理的角度來(lái)看，還有一個(gè)好處是：從開(kāi)發(fā)直到退役，對(duì)資產(chǎn)相關(guān)知識(shí)緊抓不放并確保連續(xù)性。傳統(tǒng)上，隨著時(shí)間的流逝，在每個(gè)階段的若干移交點(diǎn)上都會(huì)丟失一些信息，其結(jié)果是日積月累的，特別影響效率和成本。

BIM任務(wù)組稱(chēng)，從根本上講BIM是運(yùn)用富含信息的技術(shù)、程序以及行為者的合作行為，針對(duì)客戶(hù)、國(guó)家或民間開(kāi)發(fā)經(jīng)營(yíng)的資產(chǎn)，在其整個(gè)生命周期中提升效率。

快速引入并協(xié)調(diào)變革的努力在執(zhí)行上可能是復(fù)雜的，因?yàn)闀?huì)影響到人和實(shí)踐以及技術(shù)和程序。引入BIM會(huì)獲得潛在的收益，但絕不是一件易事。因此，政府介入至關(guān)重要，并且已經(jīng)在發(fā)揮催化作用。

核工業(yè)的BIM倡議

2013年針對(duì)英國(guó)核工業(yè)發(fā)起了挖掘BIM潛力的關(guān)鍵努力，包括研究將BIM用于項(xiàng)目開(kāi)發(fā)和生命周期管理的可行性。相關(guān)工作由BIM任務(wù)組和國(guó)家核實(shí)驗(yàn)室(NNL)聯(lián)合領(lǐng)導(dǎo)。伊斯加爾表示，隨著一般BIM倡議、核BIM倡議以及《建筑2025年：建筑業(yè)戰(zhàn)略——政府與產(chǎn)業(yè)界合作》(英國(guó)政府2013年首次發(fā)布，2015年修訂)的發(fā)布和實(shí)施，政府正在把許多方面的工作鏈接在一起。目標(biāo)是形成一個(gè)“戰(zhàn)略視角”來(lái)實(shí)現(xiàn)BIM對(duì)于核及其他部門(mén)的潛在收益。

國(guó)家核實(shí)驗(yàn)室常務(wù)董事保羅·豪沃思表示，在建設(shè)一個(gè)安全、安保和有成本效益的核工業(yè)方面，英國(guó)政府2013年首次發(fā)布的《核工業(yè)戰(zhàn)略》將BIM設(shè)定為一種重要的協(xié)作方法。

BIM任務(wù)組和國(guó)家核實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)啟動(dòng)這項(xiàng)工作，且過(guò)去三年已在若干領(lǐng)域取得進(jìn)展。

BIM活動(dòng)的亮點(diǎn)

關(guān)于如何在核工業(yè)應(yīng)用BIM，目前的研究結(jié)論是，BIM開(kāi)發(fā)和實(shí)施的關(guān)鍵組織是場(chǎng)址許可公司(SLC)，包括英國(guó)核退役管理局(NDA)場(chǎng)址運(yùn)營(yíng)商，例如放射性廢物管理公司(RWM)、塞拉菲爾德公司(Sellafield Ltd)、鎂諾克斯公司(Magnox Ltd)、敦雷場(chǎng)址恢復(fù)公司(Dounreay Site Restoration )以及研究場(chǎng)址恢復(fù)公司(Research Sites Restoration )。還有一些其他企業(yè)，例如法電能源公司(EDF Energy)、核時(shí)代能源公司(NuGen)、地平線(xiàn)核電公司(Horizon)、歐洲鈾濃縮公司(Urenco)和SFL公司以及核責(zé)任基金(Nuclear Liabilities Fund)。研究還注意到，供應(yīng)鏈參與者在競(jìng)爭(zhēng)壓力的驅(qū)動(dòng)下也在努力開(kāi)發(fā)自己的BIM戰(zhàn)略，這是一個(gè)好兆頭。核工業(yè)參與者的主要BIM活動(dòng)包括：

· 核退役管理局所屬單位將在凱思內(nèi)斯郡核檔案館項(xiàng)目上采用二級(jí)BIM，目前相關(guān)工作已經(jīng)啟動(dòng)。

· 放射性廢物管理公司已針對(duì)地質(zhì)處置設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目制定了一個(gè)包羅萬(wàn)象的通用BIM戰(zhàn)略，以便在知識(shí)管理鏈的最高層級(jí)上建立BIM。

· 塞拉菲爾德公司正在開(kāi)發(fā)自己的數(shù)字工程和BIM方法，并且許多工程項(xiàng)目已經(jīng)采納BIM理念。

· 鎂諾克斯公司正在亨特斯頓A號(hào)反應(yīng)堆廠(chǎng)房設(shè)備拆除項(xiàng)目上采用二級(jí)BIM。收益包括：降低了費(fèi)用，進(jìn)行了更好的范圍界定并由此提高了成本確定性，提高了廢物物流管理效率和干系人參與度，提升了監(jiān)管者信心，并促進(jìn)了工作的安全交付。

· 核責(zé)任基金已對(duì)BIM戰(zhàn)略表示出興趣。

· 對(duì)于在運(yùn)核電廠(chǎng)，法電能源一直在建設(shè)若干個(gè)具備內(nèi)在公用數(shù)據(jù)環(huán)境的平臺(tái)；對(duì)于新建核電項(xiàng)目，該公司已在利用專(zhuān)業(yè)咨詢(xún)公司W(wǎng)aldeck的各種服務(wù)制定自己的BIM策略。

· 新時(shí)代公司在穆?tīng)栙惖?Moorside)項(xiàng)目上已邀請(qǐng)BIM任務(wù)組、國(guó)家核實(shí)驗(yàn)室、日光管理方案公司和Waldeck提供BIM支持。

· 地平線(xiàn)公司正在制定自己的BIM戰(zhàn)略。

· 歐洲鈾濃縮公司卡彭赫斯特(Capenhurst)場(chǎng)址的一處遺留儲(chǔ)罐設(shè)施的設(shè)計(jì)、成本和進(jìn)度計(jì)劃正在研究建立BIM三維、四維和五維模型的原理。

· 國(guó)家核實(shí)驗(yàn)室和利物浦大學(xué)已針對(duì)一種能夠處理全生命周期模型(從原型設(shè)計(jì)到廢物處置)和數(shù)據(jù)管理的數(shù)字環(huán)境，開(kāi)發(fā)出一個(gè)概念框架。

BIM在塞拉菲爾德重要項(xiàng)目中的應(yīng)用

豎井維護(hù)設(shè)施(SMF)是塞拉菲爾德公司在數(shù)字化工程和BIM開(kāi)發(fā)方面的關(guān)鍵項(xiàng)目之一。一個(gè)綜合團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)展SMF施工的規(guī)劃和準(zhǔn)備工作。團(tuán)隊(duì)成員包括卡文迪什核公司(Cavendish Nuclear)和保富集團(tuán)(Balfour Beatty)。它們自2011年以來(lái)一直與客戶(hù)在同一個(gè)地方辦公，從而組成了“一個(gè)交付團(tuán)隊(duì)”。

SMF已經(jīng)同意全程使用BIM，包括施工、測(cè)試和退役階段。目前，SMF正在從詳細(xì)設(shè)計(jì)階段向施工階段前進(jìn)，塞拉菲爾德?lián)?dāng)“智能客戶(hù)”的角色。

伊斯加爾將這項(xiàng)工作視為“游戲規(guī)則改變者”，因?yàn)橥ㄟ^(guò)可視化工作和吊車(chē)管理策略，總共省去了30%的設(shè)計(jì)程序。

簡(jiǎn)報(bào)進(jìn)一步指出，該項(xiàng)目取得成功的兩個(gè)關(guān)鍵因素是在確定且議定的基礎(chǔ)上使用員工信息要求(EIR)以及智能客戶(hù)。此外，BIM初期準(zhǔn)備工作還包括對(duì)客戶(hù)和承包商人員的培訓(xùn)。

綜合團(tuán)隊(duì)已將其工作拓展到單個(gè)場(chǎng)址以外。它們?cè)谙蚬餐暮诵慕裹c(diǎn)提供信息的同時(shí)，還以一種協(xié)作的方式開(kāi)發(fā)特定學(xué)科的模型，以便提供信息輸入并構(gòu)建“協(xié)調(diào)、聯(lián)合”的中心項(xiàng)目模型。

此外，簡(jiǎn)報(bào)指出，使用BIM方法還能從下述方面獲益：安全審查、對(duì)設(shè)計(jì)和認(rèn)識(shí)的信心、材料數(shù)量的監(jiān)控、關(guān)卡式設(shè)計(jì)審查程序、干系人參與、預(yù)運(yùn)行和調(diào)試以及系統(tǒng)工程。

(郭志鋒 譯 伍浩松 校)