以“減負、降本、提質(zhì)、增效”為理念 探索“BIM技術(shù)+智慧工地”在線性工程中的應(yīng)用

在2018年于西安舉辦的中國建設(shè)行業(yè)峰會上，施工分論壇格外引人注目。建筑施工行業(yè)專業(yè)和各企業(yè)代表齊集一堂，熱烈討論建筑施工業(yè)的信息化轉(zhuǎn)型升級。中鐵十二局集團第四工程有限公司葛璐先生帶領(lǐng)大家深入了解線性工程中BIM技術(shù)和智慧工地的落地應(yīng)用，用實例驗證信息技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用將為建筑施工行業(yè)的發(fā)展帶來革命性的變化。

中鐵十二局集團在信息化工作中做了很多努力，中鐵十二局四公司延續(xù)集團對于信息化高度重視的工作方向，引入BIM技術(shù)、智慧工地等用于項目管理。在BIM技術(shù)、智慧工地深入探索和落地應(yīng)用的過程中，減負、降本、提質(zhì)、增效成為中鐵十二局四公司對于BIM技術(shù)、智慧工地的主要應(yīng)用理念。BIM技術(shù)+智慧工地一定要落地項目應(yīng)用，深入到實際業(yè)務(wù)、深入到現(xiàn)場施工，起到實際作用才是有意義，有生命力的。

一、BIM技術(shù)+智慧工地的應(yīng)用背景及分析

1、建筑施工信息化，應(yīng)對行業(yè)新形勢下的挑戰(zhàn)

在國際上新一輪科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)變革中，全球經(jīng)濟化和全球信息化給我國建筑施工行業(yè)帶來了巨大的挑戰(zhàn)?！耙粠б宦贰钡暮陚ニ{圖也需要我們更好的融入世界。在我國建筑施工行業(yè)飛速發(fā)展的過程中，面對愈加復(fù)雜的設(shè)計概念、愈加龐大的工程體量和愈加增多的參建單位，現(xiàn)有的管理機制與技術(shù)手段已經(jīng)逐漸不能滿足需求。建筑施工行業(yè)急需引入全新的方式方法推動轉(zhuǎn)型升級。此時，充分利用信息技術(shù)，在建筑施工過程中實施信息化，成為應(yīng)對新形勢下挑戰(zhàn)的重要手段。

BIM技術(shù)是信息技術(shù)應(yīng)用于建筑施工行業(yè)最為重要的技術(shù)之一，它的出現(xiàn)和應(yīng)用將為建筑施工行業(yè)的發(fā)展帶來革命性的變化。2004年BIM理念進入中國后，BIM技術(shù)應(yīng)用從試點研究發(fā)展到標準制定，開始在裝配、工業(yè)及民用建筑、機電等行業(yè)逐步推廣應(yīng)用。BIM技術(shù)應(yīng)用在高校、協(xié)會推行和政府部門全面推動下，于土建行業(yè)中掀起了學(xué)BIM技術(shù)，應(yīng)用BIM技術(shù)的高潮。在公路、鐵路甚至地鐵等線性工程中，政府部門和業(yè)主層面都對BIM技術(shù)的應(yīng)用高度重視、大力推行并寄以厚望。

基于這個大環(huán)境，中鐵十二局四公司領(lǐng)導(dǎo)審時度勢，適應(yīng)施工行業(yè)BIM技術(shù)應(yīng)用的浪潮，于2017年成立了公司BIM中心，努力創(chuàng)建自己的BIM技術(shù)團隊。BIM中心與行業(yè)知名、成熟的軟件方深度合作，以更強的技術(shù)支撐，夯實自身技術(shù)團隊發(fā)展基石。公司在鐵路、公路、市政項目全面開展BIM技術(shù)應(yīng)用探索與試點工作，并在項目管理的“減負、降本、提質(zhì)、增效”方面初顯成效。試點項目的BIM應(yīng)用成果也均得到了業(yè)主單位和相關(guān)政府機構(gòu)的高度評價和認可，為企業(yè)帶來的商業(yè)價值也更為深遠。

2、BIM要干什么、能干什么

BIM技術(shù)到底能干什么，一萬個施工行業(yè)的人有著一萬個理解。有人認為BIM技術(shù)來自制造業(yè)，到建筑施工產(chǎn)業(yè)完全沒有用。也有人認為它很好，理想化、萬能化，可以帶動整個施工行業(yè)大跨步的發(fā)展?，F(xiàn)階段BIM技術(shù)發(fā)展需要的是冷靜思考，是小投入、大創(chuàng)造，是實實在在的應(yīng)用。

從我們的經(jīng)驗來看，以“工程項目是施工企業(yè)的生存之基和效益之源”為本源，充分將BIM技術(shù)與“智慧工地”融合，才能將BIM技術(shù)實惠落地。BIM技術(shù)不是萬能的，但它是我們手中的一把工具，是項目管理的好幫手。用好它，更能有效的服務(wù)于管理。綜合運用BIM技術(shù)、智慧工地，以及云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動技術(shù)和智能設(shè)備等信息化技術(shù)手段，聚焦工程施工現(xiàn)場管理，建立信息智能采集、管理高效協(xié)同、數(shù)據(jù)科學(xué)分析、過程智慧預(yù)測的施工現(xiàn)場立體化信息網(wǎng)絡(luò)，最終實現(xiàn)施工現(xiàn)場的智能管理。

3、重視BIM的工具屬性

施工企業(yè)搞BIM應(yīng)用，一定要重視BIM的工具屬性。BIM是一個先進的技術(shù)工具，而不是管理工具。BIM可以用來解決技術(shù)難題，不能直接用來解決管理難題。它把信息化的，碎片化的應(yīng)用功能點融合起來，才能解決一線項目施工的管理問題。

通過BIM技術(shù)和智慧工地，建立對施工現(xiàn)場關(guān)鍵部位、關(guān)鍵工序、關(guān)鍵崗位有效管理的信息系統(tǒng)。各級各崗位人員通過手機、平板電腦等各類終端設(shè)備快捷、安全、高效完成施工管理工作，使得施工管理形象化、具體化、實時化、透明化、數(shù)據(jù)化、規(guī)范化，最終在提高效率、降低成本、保障安全、提升質(zhì)量、加強環(huán)保等方面，取得顯著成效。

BIM技術(shù)+智慧工地的試點應(yīng)用，就是要實現(xiàn)項目的減負、降本、提質(zhì)、增效，讓項目管理人員雙手歡迎，讓項目管理人員為之稱快，而不是思想抵觸。

二、BIM技術(shù)+智慧工地在線性工程的應(yīng)用

我司于2017年9月14日下發(fā)文件《關(guān)于成立BIM技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)導(dǎo)小組的通知》，要求全面推行BIM技術(shù)在鐵路、公路、市政等項目施工中深入應(yīng)用，大力提升公司信息化管理水平。成立中鐵十二局集團第四工程有限公司BIM技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)導(dǎo)小組，建立BIM中心團隊。關(guān)于BIM技術(shù)+智慧工地在高鐵、公路、地鐵等線性工程的應(yīng)用，可以總結(jié)為組織機構(gòu)建設(shè)、標準族庫建設(shè)、BIM模型場景模擬、三維建模、方案推演、三維交底、進度跟蹤動態(tài)糾偏、物資提量、物資超市、菜單管理、電子臺賬、智能檢測、管理駕駛艙和人才儲備等十四點。

1、組織機構(gòu)，有利保障

（公司、項目部BIM技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)導(dǎo)小組機構(gòu)）

組織機構(gòu)是BIM技術(shù)和智慧工地在線性工程中應(yīng)用的有利保障。一個新技術(shù)的推廣，需要一個運行順暢的保障機構(gòu)。從管理層面完善制度、規(guī)范流程，是提升BIM技術(shù)的必備條件。從管理層面來講，管理辦法的出臺、管理流程的規(guī)范、技術(shù)資源的配備、管理效能的評價是管理機制的組成要素。公司層面組建BIM技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)導(dǎo)小組，從組織機構(gòu)上完善人員配備的科學(xué)性、合理性，實現(xiàn)公司BIM技術(shù)推行的快速入軌和良性運轉(zhuǎn)。各項目部也參照公司BIM技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)導(dǎo)小組的模式，完善了管理機制，達到主管領(lǐng)導(dǎo)親自牽頭，業(yè)務(wù)部門通力合作，分管領(lǐng)導(dǎo)監(jiān)督指導(dǎo)，試點項目無縫對接的良好狀態(tài)。確保管理辦法可行、保障措施到位、資源配備科學(xué)合理，全面提升公司的BIM技術(shù)應(yīng)用水平。

需要注意的是BIM技術(shù)是一把手工程，主管領(lǐng)導(dǎo)必須親自帶頭，組建一支既懂現(xiàn)場又懂信息化規(guī)律的人才團隊。如果項目主管領(lǐng)導(dǎo)對BIM有抵觸或者認為BIM不是那么的重要，BIM將很難進行。

2、統(tǒng)一標準，族庫建設(shè)

（臨建模型族庫）

公司根據(jù)建模規(guī)則和試點項目的實際情況制定符合項目的建模標準文件，由二維的標準圖集要求，直接給出項目部三維的標準族庫。在具備大量的族庫庫存下，一個臨建場地模型可能十幾分鐘就能完成場地布置，大大節(jié)約了效率。線性工程中，有可能一個待建項目有很多加工廠，但所有零件的加工成本在有BIM族庫的情況下很快就能計算出來。

建立族庫的優(yōu)勢：

①擁有大量的族文件，在建模過程中直接導(dǎo)入相應(yīng)的族，大大提升了建模效率。

②族類導(dǎo)出的建筑部件更加的直觀和形象，可視化以及協(xié)同化的效果能夠準確的滿足施工需求，避免返工，縮短工期，提高施工效率。

③提升業(yè)主，企業(yè)品牌形象，提高品牌使用效率，提升品牌影響力，使項目布置與族設(shè)計完美結(jié)合。

④族設(shè)計中充分考慮了實用，美觀等，節(jié)省在變更過程中投入的時間資金，避免不必要的浪費，降低成本。

3、場景模擬，合理布局

BIM模型場景模擬相比較傳統(tǒng)的平面布置圖，能更加形象直觀的感受到布局的美觀與實用性。例如針對地鐵施工項目大多在城市交通線路與交通樞紐處施工，在場景模擬中，可以將周圍管線改遷，以及交通疏導(dǎo)等都模擬出來?，F(xiàn)場的平面布置圖，二維圖難以表現(xiàn)出來的東西，BIM模型可以通過三維的手段很直觀的表現(xiàn)出來。

4、建模分析，查漏補缺

（將二維圖紙轉(zhuǎn)換成三維模型）

建模是將二維圖紙轉(zhuǎn)換成三維模型的過程，其中能夠發(fā)現(xiàn)平面圖紙存在的問題，并在建模期間對圖紙遺漏的問題做出整理，及時通知設(shè)計院補充完善圖紙內(nèi)容，避免因圖紙問題導(dǎo)致的誤工，返工等。

5、方案推演，清晰明了

（鉆孔灌注樁施工方案交底）

方案推演為面向甲方的方案比選和面對工人的方案交底時提供了便利，更減輕了傳統(tǒng)方案編制中的一系列工作負擔。

通過制作鋼筋等復(fù)雜節(jié)點模型和關(guān)鍵工序的模擬視頻等，用于給基層工人交底，使工人熟知節(jié)點構(gòu)造和工序流程，相比較傳統(tǒng)交底模式，既保證了交底效果，又提高了交底效率，為現(xiàn)場施工一次成優(yōu)做好技術(shù)準備。尤其鐵路、公路、地鐵等施工現(xiàn)場的工人的素質(zhì)參差不齊，無法達到每一個技術(shù)工人都能完全看懂圖紙。如果換成視頻，換成三維的技術(shù)交底，即使不懂工程的人也能看懂所有的工序工法。

（高支模專項方案軟件截圖）

在南寧鐵路項目中，公司通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，做出了方案比選視頻，讓業(yè)主單位明晰兩種作業(yè)方式的優(yōu)劣，從而更好的進行方案決策。在地鐵項目中，把一些施工工序中容易發(fā)生的問題進行推演和提示，直接交底給工人，讓工人在實際操作過程中得到注意，大大減少窩工返工。

6、三維交底，形象直觀

（基于BIM技術(shù)的三維測量放樣）

三維建模是將結(jié)構(gòu)，建筑，預(yù)留預(yù)埋孔洞等不同專業(yè)的圖紙結(jié)合生成模型，將模型結(jié)構(gòu)邊界，預(yù)埋件位置坐標，高程，預(yù)留孔洞坐標等都標識出來，減少了技術(shù)人員測量交底時核查多份圖紙不仔細，遺漏等失誤所造成的不必要的經(jīng)濟損失。其次，三維交底按照施工水平、環(huán)向施工縫將模型分段，并進行分段提量，將每段的混凝土量、鋼筋量都顯示在相應(yīng)分段位置，讓技術(shù)員人手一冊三維交底，做到既能測量放樣施工，又能物資提量，還能驗工計價。

比如南寧地鐵項目的BIM模型三維交底，在三維交底中衍生了很多應(yīng)用點，包括在鐵路中嘗試三維作業(yè)指導(dǎo)工作，用視頻的形式做到三維作業(yè)指導(dǎo)書，并交付使用。這些三維指導(dǎo)書不僅得到業(yè)主單位的充分肯定，也是施工企業(yè)單位的寶貴資源庫。

7、進度跟蹤，動態(tài)糾偏

進度是必須要管，且一定要管好的一項工作。尤其線性工程進度工期都很緊張，要求進度信息要實時，要真實。線性工程現(xiàn)場很多問題是從現(xiàn)場記錄到公司、到企業(yè)、一直到指揮部，是實時的過程。

基于BIM技術(shù)進行施工進度模擬，可以直觀查看進度計劃的時間安排以及工作面的合理性?，F(xiàn)場施工員通過每天上傳實際進度照片，把真實數(shù)據(jù)向上提交，保證企業(yè)大數(shù)據(jù)庫真實有用。此時進行進度跟蹤，才能實時比較計劃與實際的進度，預(yù)測進度延遲風險，做到事前管控，有效避免工期延誤。

8、物資提量，減輕提效

（混凝土分段提量）

傳統(tǒng)土方算量方式計算方法復(fù)雜、工作量繁重、誤差較大，結(jié)算時土方隊又容易虛報工程量。南寧地鐵項目采用了基于BIM技術(shù)的土方算量，效率高、精度高，有效避免了土方隊對結(jié)算數(shù)據(jù)造假的現(xiàn)象。項目建設(shè)初期，通過revit軟件搭建三維場地模型，使場地規(guī)劃合理化、規(guī)范化，提取各類臨建構(gòu)件數(shù)量，根據(jù)對應(yīng)構(gòu)件模型進行統(tǒng)一加工，實現(xiàn)臨建設(shè)施精細化管理。

9、物資超市，降本增效

（物資超市登記流程）

物資超市的概念就是結(jié)合實際超市的管理模式和運營模式，將我們項目現(xiàn)場的物資管理難題用物資超市的方法進行解決。物資超市具有及時性、成本低、浪費少、信息化四大特點。

及時性：傳統(tǒng)物資的物資管理模式審批流程多，加之材料計劃的不及時導(dǎo)致現(xiàn)場停工待料。物資超市應(yīng)運而生，項目部與供應(yīng)商簽訂框架協(xié)議，將物資超市設(shè)于工地現(xiàn)場，以代管代銷的方式運行，進而保障了物資供應(yīng)的時效。

成本低：物資超市以大批量方式集中采購，以相對市場較低的價格購進，避免同類的少量物資二次采購，無形中加大了單件物料成本。物資超市根據(jù)現(xiàn)場實際隨取隨用， 避免了傳統(tǒng)物資采購存在的弊端。

浪費少：傳統(tǒng)的物資采購要考慮損耗系數(shù)，即以多余設(shè)計數(shù)量進行采購，避免同類的少量物資二次采購，無形中加大了單件物料成本；物資超市根據(jù)現(xiàn)場實際隨取隨用，避免了傳統(tǒng)物資采購存在的弊端。

信息化：可以將預(yù)算管理，計劃管理，生產(chǎn)管理，物資管理等緊密結(jié)合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步。實施物資超市管理系統(tǒng)能夠進一步提升企業(yè)信息化管理水平。

10、菜單管理，簡潔規(guī)范

（菜單管理樣式）

采用菜單式管理，將施工中所有遇到的質(zhì)量，安全，文明施工中所出現(xiàn)常見問題，都以菜單的形式羅列出來?，F(xiàn)場技術(shù)員與安全員每日如同點菜一般抽檢菜單中的檢查內(nèi)容，或者隔段時間全部檢查一次，發(fā)現(xiàn)問題進行統(tǒng)計且在手機端錄入信息可以在網(wǎng)頁端查看。相關(guān)負責人督促整改并進行現(xiàn)金獎懲，督促勞務(wù)隊下次不再犯同樣錯誤。最終這些問題生成記錄，每月分析發(fā)生次數(shù)較多的問題，在下個月的施工中重點把控這部分內(nèi)容。與BIM模型結(jié)合起來，明確問題發(fā)生具體位置。

需要說明的是，處罰針對勞務(wù)隊，而獎勵針對勞動工人，從源頭上調(diào)動勞務(wù)工人的施工積極性，更好的在第一遍做的時候就將事情做好，做完善。

11、電子臺帳，高效運轉(zhuǎn)

（混凝土電子澆筑臺賬）

電子臺帳是一個小問題，但解決好則是一個大創(chuàng)造。在實際應(yīng)用中，一定要注意信息化手段的工具屬性，注意信息化手段的服務(wù)效率，注重一線施工人員的用戶體驗以及個性化的管理方式方法。注意不是用系統(tǒng)去管理項目，而是為項目管理提供優(yōu)秀的工具和手段。

（電子臺賬邏輯關(guān)系圖）

利用信息化數(shù)據(jù)收集手段，將施工原始第一手資料，上傳至云端，通過云端數(shù)據(jù)處理，導(dǎo)出所需的數(shù)據(jù)列表。其次利用信息化手段，可以將多個科室的數(shù)據(jù)在云端數(shù)據(jù)處理加工后，結(jié)合BIM工程量，自動導(dǎo)出所需的資料檢驗批，施工日志，每月驗工計價等繁復(fù)的資料任務(wù)，為項目管理減輕負擔。在BIM工程量的精細化管理之下，既節(jié)約了成本，又提高了效率。

12、智能檢測，強力支撐

建立施工管理管控和應(yīng)急調(diào)度指揮中心，將施工管控關(guān)鍵要素的語音、圖像、數(shù)據(jù)等類型的信息，集成為一個可以實現(xiàn)遠程監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析、調(diào)度指揮的管理平臺。通過這個平臺，實現(xiàn)全方位監(jiān)控，全天候預(yù)警，全設(shè)備應(yīng)用，上下聯(lián)動，管控一體，實現(xiàn)安全質(zhì)量管理的智能化。

13、管理駕駛艙，運籌帷幄

將上述所有的信息化的手段、碎片化的應(yīng)用點信息都收集在一個管理駕駛艙內(nèi)，真正做到，在管理駕駛艙內(nèi)，對項目施工的進度，質(zhì)量，安全，文明綠色施工，成本，減輕工作負擔等內(nèi)容進行直觀的展示，敦促做出相應(yīng)的改善。更好的通過BIM建筑信息模型手段，為項目管理者提供更有效、更準確、更科學(xué)的數(shù)據(jù)決策依據(jù)，將BIM應(yīng)用更好的落到實處。

14、人才儲蓄，蓄勢待發(fā)

企業(yè)的長遠發(fā)展，尤其是新技術(shù)應(yīng)用及信息化水平的提升迫切需要一批具備專業(yè)素質(zhì)及能力的人才支撐。核心人才的培養(yǎng)為企業(yè)提供長久發(fā)展源源不斷的動力，使公司整體BIM的應(yīng)用落地生根、形成效力。

我司前后兩次下發(fā)網(wǎng)絡(luò)通知《關(guān)于組織相關(guān)人員參加年BIM技能考試的通知》，要求推進BIM技術(shù)在公司項目上的試點和應(yīng)用，做好BIM技術(shù)人才培養(yǎng)和儲備，建設(shè)一支擁有BIM技術(shù)專業(yè)人才隊伍。公司要求各基層單位積極引導(dǎo)技術(shù)人員學(xué)習并參加全國BIM技能考試。對于取得證書人員給予一次性獎勵5000元/人，每月發(fā)放500元津貼，作行政職務(wù)晉升的重要依據(jù)。組織參加全國BIM等級考試680余人，拿到考試輔導(dǎo)用書并參與學(xué)習人員840余人。在2017年和2018年全國BIM技能等級考試中，取得了189人通過的可喜成績。隨著BIM相關(guān)從業(yè)資格取證人數(shù)不斷攀升，公司逐步形成了一支掌握BIM技術(shù)的專業(yè)人才隊伍。

三、改變多方合作模式，創(chuàng)新BIM+概念與施工生產(chǎn)的緊密結(jié)合

BIM技術(shù)應(yīng)用改變多方合作模式。我們在開展BIM 應(yīng)用的過程中與軟件公司深度合作，創(chuàng)新合作模式，全程參與，互惠共利，共享研發(fā)成果，落地實惠應(yīng)用，共同探索BIM技術(shù)與施工現(xiàn)場管理深度結(jié)合的落地應(yīng)用，不求大而全，只求實而精。

從2017年9月開始，中鐵十四局四公司已在銀西鐵路、福廈鐵路、牡佳鐵路、興泉鐵路、佛山一環(huán)公路、南寧地鐵、廣州地鐵等項目試點應(yīng)用BIM技術(shù)，通過近9個月的探索應(yīng)用，分別在項目進度管理、施工組織、安全管理、質(zhì)量管理、物資管理、成本管理等多方面找到了很多落地、實際、有價值的應(yīng)用點，并在項目管理“減負、降本、提質(zhì)、增效”方面初顯成效。試點項目的BIM應(yīng)用成果都得到了業(yè)主單位的高度評價和認可。

“惟創(chuàng)新者進，惟創(chuàng)新者強，惟創(chuàng)新者勝?！蔽覀儗⒈帧敖承蔫T品牌實干爭一流”企業(yè)發(fā)展理念，不斷總結(jié)、提煉、提高，加快人才培養(yǎng)，促進BIM技術(shù)在全公司項目施工組織和管理過程中的運用，力爭取得更好的應(yīng)用成果，為項目保駕護航。

我們的BIM之路才剛剛開始，BIM技術(shù)能給企業(yè)帶來的價值以及管理提升還需要持續(xù)努力探索，尋求未來BIM發(fā)展的無限可能！