基于BIM的精益建造關(guān)鍵技術(shù)集成實現(xiàn)與優(yōu)勢分析

趙俊

（浙江省建工集團有限責任公司，杭州310012）

1 引言

近年來，我國建筑工程項目取得了質(zhì)的蛻變，逐漸向標準化、規(guī)?；较虬l(fā)展，建筑規(guī)模也在不斷增大，以往傳統(tǒng)的建造生產(chǎn)方式和建造理念已無法滿足建設(shè)領(lǐng)域的需求。建筑信息模型、精益建造等技術(shù)的出現(xiàn)，為我國建筑領(lǐng)域的各方面帶來一定的改變，并在我國一些工程中均取得了較好的應(yīng)用效果。國外也有學者對精益建造和BIM 之間的關(guān)系進行了深入探究，認為這兩者之間并無密切的聯(lián)系，相當于兩個相互獨立的個體，即其中一個體系的實施可不用依靠另一體系進行。如何實現(xiàn)兩個體系的融合，還需要進一步研究。將BIM 結(jié)合精益建造，可以表現(xiàn)出更加良好的效應(yīng)[1]。同時，美國LCI（精益建造協(xié)會）在研究精益建造項目的過程中發(fā)現(xiàn)，當計劃完成度接近100%時，項目經(jīng)濟效益和生產(chǎn)利潤會獲得明顯提高。通過對其進行進一步的研究發(fā)現(xiàn)，未使用精益建造前，計劃完成度通常只會停留在30%左右，而歸根究底是信息混亂導致，并且沒有明確的根本原因。

同時，外國研究人員Khanzode 嘗試以可視化設(shè)計為基礎(chǔ)，建設(shè)精益項目交付流程（Lean Project Delivery System，LPDS），確定了概念設(shè)計的框架，發(fā)現(xiàn)精益項目的交付流程得到了有效提升[2]。

2 基于BIM的精益建造關(guān)鍵技術(shù)集成模式

精益建造的最終目的是優(yōu)化生產(chǎn)流程，通過減少項目全周期過程，來減少資源浪費。想要確保項目順利實施，需要確保項目工作人員對工程項目信息有全面的了解。隨著工程項目規(guī)模不斷擴大，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)表達方式已無法滿足現(xiàn)代項目管理要求，BIM 的出現(xiàn)正好滿足了項目各方面對海量信息處理的要求。BIM 作為特殊的數(shù)字表達，在項目全生命周期內(nèi)，從項目概念開始階段提出信息資源共享，讓不同利益方進行通力合作，再將各種設(shè)施信息收集到BIM 軟件中，以支持各自角色的崗位職責所需。

精益建造是一種先進的建造體系，與傳統(tǒng)建造方式具有較大差異。在組織結(jié)構(gòu)方面，精益建造是利用團隊工作為基礎(chǔ)，構(gòu)建合理的組織結(jié)構(gòu)；在生產(chǎn)建造體系方面，其采用拉動式生產(chǎn)方式；在質(zhì)量管理方面，用全面質(zhì)量管理措施保持不間斷的優(yōu)化和創(chuàng)新；在項目安排和組織中，采用并行工程的思想[4]。

3 基于BIM的精益建造關(guān)鍵技術(shù)集成分析

3.1 并行工程

并行工程是一種特殊的工程方法，它面向建筑產(chǎn)品的全生命周期實施設(shè)計，注重協(xié)同工作效應(yīng)。并行工程的核心在于縮短開發(fā)時間，控制開發(fā)成本。并行工程是通過構(gòu)建信息平臺，及時掌控各項工作信息，讓項目各參與方能進一步了解工程進度，將可以并行的工作同時展開，節(jié)約時間。并行工程能將不同工作項目進行調(diào)整，同時要求“并行團隊”成員展開深入溝通。而交流與以往的“成果總結(jié)”不同，其是用信息流促進各管理層次、不同的并行工作小組進行溝通，使物質(zhì)流和信息流保持同步，確保信息的及時性和準確性。而根據(jù)國際相關(guān)部門對BIM 的定義，可將BIM 作為給決策提供可靠性信息的交互中心，即BIM 是知識資源共享平臺。BIM 所具有的特點在于能給并行工程提供健全的信息平臺，給建筑工程提供最便利的溝通和交流空間。人們將所有與項目有關(guān)的信息集中在BIM 內(nèi)，并貫穿整個項目管理的整個周期[5]。

3.2 拉動式、準時化生產(chǎn)方式和BIM

拉動式、準時化是精益建造的特色，主要是利用LPDS體系構(gòu)成，由下道工序向上道工序、下個活動向上個活動、顧客向建造商提出要求來完成基本工作。在整個建造體系內(nèi)，供應(yīng)商要將材料在規(guī)定時間內(nèi)送到現(xiàn)場，財務(wù)同樣要及時調(diào)配資金，銷售要準時將建筑產(chǎn)品按市場要求銷售出去。由此可見，各種信息流、物流、人流之間是相互合作、不可分割的，并且具有較強的即時性。這種模式對信息準確性、復雜性、及時性的要求，決定了BIM 在實現(xiàn)拉動式生產(chǎn)方式上所發(fā)揮的作用。

精益建造需要項目各參與方之間進行合作，尤其是分包商和承包商間進行合作，要將有限的資源使用在最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，從而確保建設(shè)工作的順利進行。由于BIM 可支持模型，其所衍生出來的任務(wù)能自動關(guān)聯(lián)到BIM 構(gòu)件上，一旦進度表出現(xiàn)變化，施工安排同樣會出現(xiàn)變化，使得在進度需要時，提示管理人員進行材料的購置與分配，避免因材料進場滯后而影響施工進度。因此，基于BIM 的即時性信息發(fā)布、計劃改進、進度保證，可以實現(xiàn)有據(jù)可依、有源可溯，實現(xiàn)人、料、機的即時性。

3.3 價值管理

精益建造追求價值最大化。采用價值管理，以顧客為中心，以最大限度地滿足市場多元化的需要為宗旨，在最短的時間內(nèi)提高建筑物的質(zhì)量。精益建造要求與最終用戶之間保持密切的聯(lián)系，在設(shè)計階段要考慮到顧客的要求，BIM 就是滿足這一要求的最佳工具。因為BIM 是一個共享環(huán)境下具備功能特性的數(shù)字表達技術(shù)，可以根據(jù)價值工程的思想，實現(xiàn)項目功能與成本的即時比對，使其價值達到最大化。

在設(shè)計過程中，應(yīng)用BIM 技術(shù)可以快速生成多個方案并進行評價。通過更改一個模型的參數(shù)，可以自動生成詳細組件的布局，并進行效果預測與分析，如能源分析、結(jié)構(gòu)分析等，并且可以導出相關(guān)的預處理數(shù)據(jù)作為第三方分析工具的基礎(chǔ)進行規(guī)則檢測，評價設(shè)計意圖和計劃是否符合顧客的需求。通過在線的數(shù)據(jù)來源自動估算成本，生成構(gòu)件組合，充分評估成本影響，對不同方案的成本進行利弊權(quán)衡，保證客戶價值最大化。同時，因為BIM 可提供知識共享平臺，可以實現(xiàn)決策圈的擴展，獲得更加廣泛的知識基礎(chǔ)，從而做出更正確的決定。通過全面考慮，能夠提高選對最佳方案的概率。

4 基于BIM的精益建造關(guān)鍵技術(shù)集成優(yōu)勢分析

4.1 項目級優(yōu)勢分析

項目在BIM 應(yīng)用基礎(chǔ)上，通過并行工程和團隊工作理念，實現(xiàn)以BIM 為平臺的項目各方面經(jīng)驗和專業(yè)知識的整合，從而解決二維圖紙中的不合理問題，通過三維模型將信息以圖文、表格、數(shù)據(jù)等方式顯示在工作人員面前，并且隨著模型的不斷升級，模型擁有自動更新功能，這極大地提升了項目的可建造性和實施性。根據(jù)拉動式準時化的精益建造技術(shù)將及時性和無縫流程融入設(shè)計生命周期管理內(nèi)，從而將施工內(nèi)存在的問題在BIM 模型設(shè)計階段進行有效協(xié)調(diào)，雖然不一定可以縮短單項工作活動的工期、分部分項工程的周期，但是可以減少后期工作的對抗性，縮短項目總周期[6]。

4.2 企業(yè)級優(yōu)勢分析

建筑業(yè)作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，在信息化管理過程當中，要確定自身升級目的，不能盲目地提高投資金額，一味地升級硬件，這與信息化發(fā)展目的背道而馳。想要確保建筑企業(yè)實現(xiàn)信息化發(fā)展，要優(yōu)化企業(yè)管理流程，利用BIM 精益建造技術(shù)的集成優(yōu)勢，根據(jù)企業(yè)實際情況優(yōu)化流程。通過精益建造的一系列流程管理和優(yōu)化，讓BIM 在實際應(yīng)用過程中能將自身作用完全發(fā)揮出來，幫助企業(yè)內(nèi)部改變管理模式和組織結(jié)構(gòu)，利用BIM 平臺讓信息獲取逐漸趨向于異地化和即時化，提升企業(yè)運行效率、核心競爭力和經(jīng)濟效益。對于企業(yè)外部而言，能加強企業(yè)之間的技術(shù)交流，讓上下游企業(yè)的合作更加容易，實現(xiàn)多方資源利益共享，形成戰(zhàn)略結(jié)盟，實現(xiàn)建筑企業(yè)可持續(xù)發(fā)展[7]。

4.3 行業(yè)級優(yōu)勢分析

精益建造作為一種獨特的管理模式，以理念知識和關(guān)鍵技術(shù)為基礎(chǔ)，為工程施工提供決策支持與依據(jù)。并且精益建造是一個精益求精的過程，尤其在信息化時代背景下，BIM 的發(fā)展已逐漸成為構(gòu)建精益建造體系的重要環(huán)節(jié)。而科學使用BIM 精益建造技術(shù)集成，不僅能較好地促成設(shè)計業(yè)與建筑施工之間的集成，還能幫助工作人員建筑高質(zhì)量建筑物，縮短項目建造時間。從這個方面而言，BIM 所提供的基礎(chǔ)性結(jié)果就是精益建造與其想要傳遞的。

在信息化時代背景下，我國現(xiàn)代建筑業(yè)的發(fā)展規(guī)模不斷拓展，其中出現(xiàn)了大量的信息數(shù)據(jù)，導致出現(xiàn)很多方面的問題，如信息流整體化嚴重不足，資源浪費等問題，使精益建造一直無法突破粗放型發(fā)展的道路。因此，基于BIM 技術(shù)不僅能加強團隊意識和合作意識，還能形成統(tǒng)一利益共同體。

5 結(jié)語

綜上所述，基于BIM 的精益建造關(guān)鍵技術(shù)集成解決了精益建造實施過程中的信息流難掌控、價值流難控制的問題。在實際應(yīng)用過程中，要以精益建造的理念體系作為基礎(chǔ)，對BIM 應(yīng)用流程進行優(yōu)化，利用BIM 內(nèi)在的技術(shù)功能和數(shù)據(jù)集中儲存特點，為項目決策提供豐富的數(shù)據(jù)支持，實現(xiàn)精細建造關(guān)鍵技術(shù)，才能讓兩者表現(xiàn)出良好的應(yīng)用，并實現(xiàn)客戶價值最大化。