技術(shù)革新領(lǐng)馭行業(yè)變革

文｜本刊記者 孫璟璐

在我國，工程建設(shè)行業(yè)經(jīng)歷了持續(xù)多年的高速發(fā)展，技術(shù)水平及管理水平也不斷進步，但工程建設(shè)整體的低效率、高浪費等現(xiàn)象依然嚴(yán)重，整個行業(yè)需要不斷對新技術(shù)進行研究。

眼下，工程建設(shè)行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新已成為促進行業(yè)企業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要課題之一，對于整個行業(yè)發(fā)展來說，新技術(shù)更是有著舉足輕重的地位。

BIM技術(shù)是改變中國工程建設(shè)行業(yè)現(xiàn)狀的趨勢，也是工程建設(shè)行業(yè)的一次革命，無論是對設(shè)計方、業(yè)主還是施工企業(yè)來說，BIM技術(shù)都為他們帶來了前所未有的改變，BIM技術(shù)使整個行業(yè)的工作方式與工作思路發(fā)生了變革性改變。

BIM技術(shù)的快速發(fā)展顛覆了很多人的預(yù)期。BIM也從一個不為大部分建筑企業(yè)所熟知的純粹性概念普及階段，發(fā)展到今天這樣一個全面開花、深化發(fā)展的新階段。與此同時，整個工程建設(shè)行業(yè)也發(fā)生了巨大的變化。BIM成功轉(zhuǎn)變了設(shè)計和施工的整個流程，幫助企業(yè)在項目的全生命周期中節(jié)省了大量的時間和成本；同時，BIM也在提高施工的專業(yè)性，并適應(yīng)行業(yè)更加細(xì)分化的需求，在打造世界級精品工程等方面都展現(xiàn)了可喜的應(yīng)用成果。

協(xié)同.共享

近幾年來，BIM技術(shù)在我國得到了快速的發(fā)展，無論從國家政策支持，還是理論研究方面都得到了高度的重視，特別是在工程項目上得到了廣泛的應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上，BIM技術(shù)不斷地向更深層次應(yīng)用轉(zhuǎn)化。BIM技術(shù)的應(yīng)用也逐漸深入到工程項目的不同階段、不同業(yè)務(wù)、不同崗位，并開始與項目管理以及先進的信息技術(shù)集成應(yīng)用，BIM技術(shù)開始進入深度應(yīng)用階段。越來越多的顛覆性新技術(shù)開始與BIM相結(jié)合，賦予未來建造更多的可能性和更大的想象空間。

在項目施工過程中，施工方案和措施的有效實施是以項目參與人員全面、快速、準(zhǔn)確地理解為基礎(chǔ)，而二維圖紙在這個問題上存在著天然障礙，BIM技術(shù)的應(yīng)用可以降低各參與方之間的溝通難度。在方案策劃、設(shè)計圖紙會審、設(shè)計交底、設(shè)計變更等以信息傳遞和溝通為主的工作過程中，BIM技術(shù)以三維信息模型為依托，形象、直觀、動態(tài)地展現(xiàn)并傳遞設(shè)計理念、施工方案，能夠大大提高溝通效率，同時也便于對工人技術(shù)交底或培訓(xùn)，使其在施工之前，充分地了解施工內(nèi)容及施工順序。同時，BIM技術(shù)基于統(tǒng)一的模型將設(shè)計模型、工程量、預(yù)算、材料設(shè)備、管理信息等數(shù)據(jù)全部有機集成在一起，還能降低建造過程中各種信息多樣性造成數(shù)據(jù)的收集、存儲、整理、分析的難度，提高了信息傳遞的效率。

以即將成為世界最大單體機場建筑的北京新機場項目為例。該項目由北京市建筑設(shè)計研究院有限公司承擔(dān)設(shè)計，航站樓占地面積相當(dāng)于直徑1200米的大圓，航站區(qū)的建筑面積更是達到140萬平方米。在當(dāng)前的技術(shù)條件下，單一的BIM工具尚不能完全實現(xiàn)如此復(fù)雜項目的設(shè)計目標(biāo)，所以項目組在策劃階段就確定了多平臺協(xié)同工作，以適用性為導(dǎo)向的BIM技術(shù)框架。對于諸多獨立的標(biāo)準(zhǔn)組件，項目組使用Revit平臺以及建筑信息化的優(yōu)勢，確保了這些復(fù)雜組件的三維準(zhǔn)確性。

BIM技術(shù)的深入應(yīng)用確保了北京新機場這類超級工程的質(zhì)量要求、工期控制和成本管理，破解了北京地區(qū)航空硬件能力飽和的現(xiàn)狀，對于推進京津冀一體化發(fā)展，引領(lǐng)中國經(jīng)濟發(fā)展的新常態(tài)，打造中國經(jīng)濟升級版的重要基礎(chǔ)設(shè)施提供了極大地支持。

模擬.優(yōu)化

在實際施工過程中，傳統(tǒng)的施工方案大都是基于二維圖紙和施工經(jīng)驗進行編制，其施工可行性往往無法滿足實際施工的要求，從而導(dǎo)致專項施工方案邊施工、邊修改、邊優(yōu)化，并對工程工期、質(zhì)量和成本產(chǎn)生較大影響。而借助BIM技術(shù)三維可視化的特點實現(xiàn)施工模擬，在虛擬現(xiàn)實中對建筑項目的施工方案進行分析、模擬和優(yōu)化，可以直觀地了解整個施工環(huán)節(jié)的時間節(jié)點和相關(guān)工序，清晰地把握施工過程中的難點和要點，從而優(yōu)化方案、提高施工效率、確保施工方案的可行性和安全性。

同時，在施工過程中，利用進度管理系統(tǒng)對施工過程中的進度和資源進行統(tǒng)一管理和控制。將實際進度錄入管理系統(tǒng)，可基于BIM模型以可視化的方式對工程進度實際值和計劃值進行比較，提前預(yù)警后續(xù)任務(wù)中可能出現(xiàn)進度風(fēng)險，并根據(jù)進度計劃相關(guān)算法，給出優(yōu)化調(diào)整方案，達到縮短工期、降低成本和項目風(fēng)險的目的。

以天津新地標(biāo)周大福金融中心項目為例。天津周大福金融中心工程總高度530m，是天津濱海第一高樓，也是國內(nèi)施工難度最大的超高建筑之一，例如結(jié)構(gòu)形式和空間位置多變、多業(yè)態(tài)下的機電管線施工與配合、工期節(jié)點緊張、總包協(xié)調(diào)管理難度大等等。為此，項目團隊采取“全員、全專業(yè)、全過程”BIM應(yīng)用模式，從模型精度和應(yīng)用維度兩方面進行同步發(fā)展，以滿足工程不同階段的BIM應(yīng)用需求。

在周大福的施工現(xiàn)場，工地中心掛著一條巨大的條幅：“質(zhì)量在我心中，標(biāo)準(zhǔn)在我腦中，工藝在我手中”，正是充分理解、吸收了BIM的理念和技術(shù)，并切實將BIM應(yīng)用落地，才得以讓天津周大福金融中心項目的質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)和工藝都達到了世界級的水準(zhǔn)。

創(chuàng)新.發(fā)展

目前，很多項目的BIM應(yīng)用是通過使用單獨的BIM軟件解決單點的業(yè)務(wù)問題，以局部應(yīng)用為主，例如基于BIM的工程量計算軟件、碰撞檢查軟件、施工方案模擬軟件等，這是目前主流的一種BIM應(yīng)用模式。除此之外，還有集成應(yīng)用模式，這種應(yīng)用模式可以充分發(fā)揮BIM技術(shù)本質(zhì)，根據(jù)業(yè)務(wù)需要，通過軟件接口或數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)集成不同模型，綜合使用不同軟件和硬件，發(fā)揮更大的價值。

在施工過程中，BIM技術(shù)應(yīng)用的核心是能夠在統(tǒng)一的模型基礎(chǔ)之上，對人工、材料、機械等不同的資源進行協(xié)調(diào)一致的計劃、管理和控制，最大限度的降低資源沖突和消耗，提高資源的利用率，因此，不同業(yè)務(wù)或不同專業(yè)的模型集成在一起會使BIM應(yīng)用事半功倍。

不同模型涉及到不同的軟件、不同的專業(yè)、不同的建模規(guī)則，這種集成工作會帶來巨大的復(fù)雜性，它不僅需要模型在建模時就遵循一定的規(guī)則和規(guī)范，也要建立BIM協(xié)同建設(shè)平臺與各個專業(yè)的數(shù)據(jù)接口，例如各專業(yè)BIM建模軟件、BIM深化設(shè)計軟件、工程量計算軟件、進度軟件等的數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)各級數(shù)據(jù)交換。

以廣州地鐵設(shè)計研究院承建的廣州地鐵11號線項目為例，項目組在設(shè)計初期面臨著方案變化多、施工難度大、成果要求高等不小的挑戰(zhàn)。為解決這一系列難題，BIM團隊利用Dynamo配合二次開發(fā)建模插件，管片模型直接加入預(yù)制加工流程，將項目規(guī)范嵌入到族文件中以實現(xiàn)自動校核等等，這些極具創(chuàng)新的BIM應(yīng)用不僅極大提高了設(shè)計效率和工程質(zhì)量，得到業(yè)內(nèi)專家的首肯，更是獲得施工和項目業(yè)主的高度贊譽，為城市地鐵項目的BIM應(yīng)用樹立了全新的典范。

在我國，BIM技術(shù)在項目上的應(yīng)用經(jīng)歷了從大到小、從特殊到普通的過程。最初只是應(yīng)用于一些大規(guī)模標(biāo)志性的項目中，例如上海中心大廈項目、廣東東塔項目等。隨著BIM技術(shù)的不斷發(fā)展，BIM概念的不斷普及，最近兩三年的時間里，BIM技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用到一些中小型規(guī)模的項目當(dāng)中，特別是對于設(shè)計行業(yè)，某些大型設(shè)計院項目上BIM技術(shù)使用率可達到70%-80%。隨著設(shè)計行業(yè)BIM應(yīng)用普及，施工行業(yè)的這種趨勢也逐漸明顯。

以廣西城鄉(xiāng)規(guī)劃院承擔(dān)的廣西藤縣中醫(yī)院新院區(qū)住院樓工程、寧夏回族自治區(qū)電力設(shè)計院承擔(dān)的古峰330KV智能化變電站工程這兩個項目為例。雖然這兩個項目在規(guī)模上和大家耳熟能詳?shù)拇笮晚椖?、超級項目有一些差別。但可以在這兩個項目中看到BIM技術(shù)已經(jīng)從國內(nèi)一線城市的大型工程企業(yè)應(yīng)用中逐漸拓展推廣到相對偏遠地區(qū)的一些中小型企業(yè)和項目中。

這不但是BIM在中國深度發(fā)展最真實的反映，也是整個中國工程建設(shè)行業(yè)信息化發(fā)展、智能化發(fā)展的可喜成果，蓬勃發(fā)展的BIM技術(shù)正在為中國的邊遠地區(qū)人民帶來更加先進、可靠的基礎(chǔ)設(shè)施，幫助他們切實提高并改善生活質(zhì)量。而究其原因，則涵蓋多個方面，一方面源于國內(nèi)企業(yè)對于BIM技術(shù)的認(rèn)識在不斷成熟，隨著BIM技術(shù)應(yīng)用的普及，以及對BIM應(yīng)用方法和流程的研究，可以認(rèn)定影響B(tài)IM應(yīng)用的價值往往是因為實施方法和過程出問題了，而不是BIM本身出現(xiàn)問題。同時，隨著BIM應(yīng)用的成功案例越來越多，這也促使企業(yè)認(rèn)識在轉(zhuǎn)變，不僅僅只是在大型項目可以使用BIM，一般項目也可以進行BIM試點，逐步推廣。另一方面，BIM技術(shù)正在不斷發(fā)展并成熟，隨著這幾年施工階段的BIM應(yīng)用軟件逐漸成熟，以及與設(shè)計模型接口的打通，也使得BIM應(yīng)用成本大大降低，例如基于BIM的工程量計算，目前這類軟件在傳統(tǒng)工程量計算軟件的基礎(chǔ)上，采用BIM模型進行算量，并實現(xiàn)了從設(shè)計模型直接導(dǎo)入的功能，這樣的軟件可直接用于一般的工程。而最重要的影響因素則是各級地方政府積極推廣BIM技術(shù)應(yīng)用，政府投資項目要求必須使用BIM技術(shù)，這無疑促進了BIM技術(shù)在基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的應(yīng)用推廣。

基于BIM在中國更加深入、全面的良好發(fā)展態(tài)勢，未來會有越來越多的優(yōu)秀作品誕生在我們身邊，越來越多的世界級精品工程矗立在我們共同生活的城市和社區(qū)。更多的中國工程建設(shè)企業(yè)也將繼往開來，為中國、為全世界的綠色可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻。