BIM技術(shù)在項(xiàng)目進(jìn)度管控中的應(yīng)用

(中建八局第三建設(shè)有限公司，南京 200046)

1 項(xiàng)目概況

南京揚(yáng)子江新金融創(chuàng)意街區(qū)位于江北新區(qū)濱江七里河片區(qū)，臨近中央商務(wù)區(qū)展示中心，總占地約7.8hm2，建筑面積約5.2萬(wàn)m2，建筑總投資額約5億元。項(xiàng)目采用1.5級(jí)土地開(kāi)發(fā)模式，利用裝配式建筑快速建造，計(jì)劃建設(shè)周期只有六個(gè)月，為提高現(xiàn)場(chǎng)施工效率，全面掌握生產(chǎn)進(jìn)度，金融街項(xiàng)目積極采用了BIM輔助施工的管控方式。

2 GIS+BIM智能進(jìn)度管理

傳統(tǒng)項(xiàng)目進(jìn)度管控主要以施工進(jìn)度圖為主，無(wú)法直觀詳細(xì)地展現(xiàn)出項(xiàng)目進(jìn)度情況，且難以考核進(jìn)度計(jì)劃的完成情況，而利用無(wú)人機(jī)傾斜攝影GIS+BIM(圖1)技術(shù)可直觀反映出項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度情況。

圖1 金融街GIS+BIM模型

在金融街項(xiàng)目開(kāi)展初期采用了無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行全面掃描，已獲取直觀的GIS數(shù)據(jù)。利用建立的GIS模型，可對(duì)施工前的土方測(cè)算、場(chǎng)平規(guī)劃起到有效的輔助作用[3-4]。建設(shè)過(guò)程中，還創(chuàng)新性地使用BIM+GIS技術(shù)將理論進(jìn)度與實(shí)際進(jìn)度進(jìn)行靈活的整合，直觀反映出項(xiàng)目建設(shè)的進(jìn)度情況。

借助無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)還原數(shù)據(jù)真實(shí)性，打破信息孤島，讓各個(gè)層級(jí)管理者在同一平臺(tái)上親眼所見(jiàn)建設(shè)進(jìn)度的計(jì)劃情況與完成狀態(tài)，打通信息溝通的壁壘，大大提升項(xiàng)目建設(shè)管理效率。同時(shí)，大范圍深度應(yīng)用無(wú)人機(jī)傾斜攝影GIS+BIM技術(shù)，還可以深度挖掘建筑信息模型中的進(jìn)度信息，并將其應(yīng)用于城市建設(shè)進(jìn)程的計(jì)劃模擬與現(xiàn)場(chǎng)管控之中。

3 5D模擬施工進(jìn)度

傳統(tǒng)的進(jìn)度計(jì)劃管理，其作用主要在于對(duì)進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行外部跟蹤，但計(jì)劃管理深度不夠，只能對(duì)計(jì)劃進(jìn)行表象分析，導(dǎo)致計(jì)劃管理沒(méi)有深入項(xiàng)目實(shí)質(zhì)[5]。項(xiàng)目采用基于BIM的5D進(jìn)度管理，使用三級(jí)進(jìn)度管控模式，從周，月，年三級(jí)對(duì)項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度管理，并對(duì)滯后進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行人、材、機(jī)、料分析，分析查找進(jìn)度滯后根源，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度的動(dòng)態(tài)管控。

在金融街項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，利用建立的各專業(yè)BIM模型，將其整合錄入，以此作為5D管理信息的基礎(chǔ)[6]。同時(shí)，在原有的3D建筑信息模型的基礎(chǔ)上加入時(shí)間與費(fèi)用兩個(gè)維度，從而構(gòu)成5D模擬動(dòng)畫。利用5D管理系統(tǒng)，可以控制并調(diào)整進(jìn)度計(jì)劃。如果平臺(tái)中的進(jìn)度計(jì)劃被修改， 5D施工模型(圖2)也會(huì)隨之自動(dòng)調(diào)整，對(duì)未能按工期完成的工序使用不同的顏色來(lái)標(biāo)注，從而實(shí)時(shí)監(jiān)督任意起止時(shí)間的現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度。BIM的虛擬施工演示，在不消耗施工資源的前提下，通過(guò)可視化效果了解施工全過(guò)程和結(jié)果，在一定程度降低返工成本和管理成本，管控風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)管理者對(duì)施工過(guò)程的控制能力[7]。同時(shí)，基于BIM技術(shù)的可視化與集成化特點(diǎn)，在已經(jīng)生成進(jìn)度計(jì)劃前提下利用BIM 5D系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)化施工模擬。從基礎(chǔ)到上部結(jié)構(gòu)，對(duì)所有的工序都可以提前進(jìn)行預(yù)演，可以提前找出施工方案和組織設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，進(jìn)行修改優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)高效率、優(yōu)效益的目的。

圖2 5D BIM管理平臺(tái)

4 生產(chǎn)、質(zhì)量、安全管理

施工中，生產(chǎn)管理者現(xiàn)場(chǎng)可以利用手機(jī)端記錄生產(chǎn)任務(wù)的實(shí)際執(zhí)行情況，查看任務(wù)的工藝管控要求，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳服務(wù)器，通過(guò)網(wǎng)頁(yè)端查看現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)任務(wù)跟蹤結(jié)果，并可與任務(wù)計(jì)劃做對(duì)比分析，做到生產(chǎn)任務(wù)清晰可控[8]。

每周項(xiàng)目管理人員會(huì)統(tǒng)一將本周的施工計(jì)劃通過(guò)手機(jī)APP端派分至現(xiàn)場(chǎng)各專業(yè)生產(chǎn)負(fù)責(zé)人處，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)人員只需要通過(guò)拍照的方式上報(bào)施工情況[9]，數(shù)據(jù)就可以自動(dòng)回傳至5D BIM網(wǎng)頁(yè)端(圖3)。通過(guò)BIM平臺(tái)快速獲取生產(chǎn)數(shù)據(jù)，形成數(shù)字周報(bào)，發(fā)送到項(xiàng)目微信群、朋友圈，或者經(jīng)過(guò)項(xiàng)目生存經(jīng)理認(rèn)可后發(fā)送給甲方，監(jiān)理，體現(xiàn)項(xiàng)目BIM工作成果，協(xié)助項(xiàng)目管理人員管控現(xiàn)場(chǎng)施工狀態(tài)[10]。工程部工長(zhǎng)在整理施工周報(bào)時(shí)，可以借助BIM數(shù)字報(bào)告更快完成報(bào)告內(nèi)容編制，項(xiàng)目部生產(chǎn)例會(huì)上會(huì)進(jìn)行分析討論，輔助領(lǐng)導(dǎo)決策。

圖3 生產(chǎn)任務(wù)派分

同時(shí)，還可以利用手機(jī)端快速記錄施工現(xiàn)場(chǎng)存在的質(zhì)量、安全問(wèn)題，通過(guò)網(wǎng)頁(yè)端隨時(shí)查看項(xiàng)目質(zhì)量、安全問(wèn)題的發(fā)生情況(圖4)，通過(guò)模型直觀地查看問(wèn)題發(fā)生部位[11]。同時(shí)將施工現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)危險(xiǎn)源、常規(guī)檢查點(diǎn)進(jìn)行識(shí)別，形成定點(diǎn)巡視計(jì)劃，現(xiàn)場(chǎng)管理人員通過(guò)掃描二維碼對(duì)現(xiàn)場(chǎng)巡視點(diǎn)進(jìn)行定期檢查，如發(fā)現(xiàn)安全隱患可發(fā)起安全問(wèn)題整改流程。通過(guò)網(wǎng)頁(yè)端可核查現(xiàn)場(chǎng)各巡視點(diǎn)的巡檢執(zhí)行效果，全面覆蓋現(xiàn)場(chǎng)安全管理。

圖4 質(zhì)量、安全問(wèn)題列表

5 BIM技術(shù)綜合運(yùn)用

在二次結(jié)構(gòu)施工前利用BIM模型對(duì)每棟樓層進(jìn)行排磚檢查(圖5)，查看整體效果，并統(tǒng)計(jì)砌體采購(gòu)量和實(shí)際砌筑量，使現(xiàn)場(chǎng)備料準(zhǔn)確，減少二次搬運(yùn)[12]，同時(shí)對(duì)單體墻面進(jìn)行個(gè)別精細(xì)排布，并生成CAD圖紙交由現(xiàn)場(chǎng)交底，有效提高施工效率。

而在室內(nèi)施工過(guò)程中，也往往會(huì)出現(xiàn)預(yù)留孔洞未預(yù)留，機(jī)電、設(shè)備管線安裝時(shí)發(fā)生交叉碰撞的情況。在BIM模型中，將結(jié)構(gòu)、建筑、機(jī)電、設(shè)備模型進(jìn)行合模后，可以利用軟件的分析功能，計(jì)算交叉管線的碰撞點(diǎn)，再與相關(guān)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行溝通，調(diào)整并深化圖紙結(jié)構(gòu)[13]。前期有效避免了后期施工過(guò)程將會(huì)發(fā)生的問(wèn)題，大大提高了施工效率。

同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)還通過(guò)三維掃描技術(shù)(圖6)，每天獲取現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，把點(diǎn)云數(shù)據(jù)與BIM模型連接起來(lái)，對(duì)場(chǎng)地管理、施工組織規(guī)劃、物流進(jìn)場(chǎng)計(jì)劃[14]、施工進(jìn)度計(jì)劃具有充分的指導(dǎo)意義。

圖5 二次結(jié)構(gòu)整體排磚

圖6 三維掃描技術(shù)

6 科研創(chuàng)新

除上述應(yīng)用功能以外，金融街項(xiàng)目還積極開(kāi)展BIM應(yīng)用的拓展與科研創(chuàng)新。提出了利用BIM模型與AI人工智能技術(shù)輔助管控施工進(jìn)度的方法。在施工現(xiàn)場(chǎng)BIM工程師借助室內(nèi)定位技術(shù)設(shè)置若干個(gè)高性能相機(jī)，并設(shè)置好一定的角度和焦距，實(shí)時(shí)獲取施工現(xiàn)場(chǎng)的影像照片(圖7)。

圖7 現(xiàn)場(chǎng)影像采集

同時(shí)，在已建成的BIM模型中篩選出當(dāng)前節(jié)點(diǎn)應(yīng)完成的工程量構(gòu)件，并創(chuàng)建虛擬相機(jī)，在與現(xiàn)場(chǎng)所設(shè)置相機(jī)相同的位置拍攝虛擬影像，在同時(shí)獲取到虛擬相片與現(xiàn)場(chǎng)影像后，后端平臺(tái)會(huì)通過(guò)像素比對(duì)技術(shù)將兩者所識(shí)別的建筑工程量自動(dòng)比對(duì)(圖8)。

圖8 系統(tǒng)進(jìn)度比對(duì)

當(dāng)兩者的重合度基本持平時(shí)說(shuō)明現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度符合計(jì)劃進(jìn)度，而當(dāng)重合度低于一定數(shù)值時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生預(yù)警，提示某一樓層區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度滯后。此項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)可以有效避免人工巡檢過(guò)程中產(chǎn)生的疏漏與復(fù)雜程序，真正實(shí)現(xiàn)高效，準(zhǔn)確，實(shí)時(shí)地掌握現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)進(jìn)度的可能[15]。

7 總結(jié)

利用BIM技術(shù)在施工進(jìn)度管理中進(jìn)行運(yùn)用，可以指導(dǎo)工程的實(shí)際施工，更加有效地避免影響進(jìn)度的問(wèn)題，通過(guò)運(yùn)用科學(xué)的管理和手段，實(shí)現(xiàn)進(jìn)度管理的合理化，在本項(xiàng)目中，通過(guò)上述方法對(duì)工程實(shí)施進(jìn)度控制，實(shí)現(xiàn)了工程的按時(shí)完工和成本節(jié)約[16-17]。

BIM技術(shù)的崛起是建筑行業(yè)的一次革命，就如當(dāng)初CAD引起的拋圖板一樣，BIM技術(shù)勢(shì)必會(huì)成為未來(lái)建筑全生命周期管理的引領(lǐng)者。