智慧建造技術在北京城市副中心工程的持續應用

王繼行 劉春峰 許有越 賽菡 張清航 孫慧穎

摘 ? ?要：近些年來，BIM技術迅猛發展，而我們對于這項技術的應用早已不再是碰撞分析和動畫展示那樣簡單，以BIM技術為核心的信息協調，增強現實，智能辦公等技術的應用也逐漸普及，北京城市副中心的一些工程從2016年開始探索并應用智慧建造領域的相關技術解決工作中的問題，到現在已經積累了大量經驗，并形成了持續應用的能力，本文將總結和分享在這方面的經驗。

關鍵詞 ?智慧建造;智慧平臺;BIM技術;持續應用

1 ?應用背景

北京城市副中心（以下簡稱“副中心”）區域是智慧城市的試點區域，北京市政府規劃了大量模型利用計劃，準備建設6km2三維數字化管理平臺，要從不同平臺中直接抓取數據。對于施工過程，要求有效控制設計及施工過程的進度和質量，實現項目精細化管理。而且本文涉及到的兩個工程是副中心建設工程辦公室重點跟蹤的智慧平臺應用的相關工程。

2 ?目前已取得的成果

經過2016和2017兩個年頭，副中心的A工程已經取得了一些成果，獲得了包括龍圖杯二等獎，卓越一等獎等國內大賽的大獎，而B工程也獲得了副中心區域的智慧建造比武第三名。

2.1 ?遇到的問題和策劃

在這樣的背景下，要實現規劃的目標就需要首先分析工程難度和制定針對性的策劃。我們將分析的重點放在B工程，因為其應用是在A工程基礎上實施的，呈現一種持續性。

分析B工程難度主要集中在以下幾個方面：（1）規格高：要求在原有智慧工地平臺上更深入的應用信息協同平臺的相關技術。（2）工期緊：在專家論證基礎上，工期壓縮超過30%，進度壓力非常大。（3）協調大：B工程有5個業主方，技術、生產、商務工作協調難度大。（4）圖紙散：由于項目的特性，圖紙是由2個設計院分別對著兩個不同的政府部門，溝通效率的提升是關鍵。（5）平臺多：在應用背景的要求下，管理各方都在探索平臺應用，所以施工數據的傳輸由原來1個增加平臺到5個平臺，平臺數據采集和交互難。（6）效率低：原平臺自動化收集信息的能力低，需要我們深入研究提高效率的方法。

2.2 ?總體思路

（1）針對性的策劃。

在總體思路的指導下，我們還進行了包括建立組織、流程調整、軟硬件購置等大方向的策劃。另外還有像以下這些針對性很強的內容：[①]采用施工組織設計族提高建模效率;[②]利用軟件統計施工記錄，生成周報，提高編制效率;[③]自動計算并生成進度計劃橫道圖;[④]自動收集質量安全數據;[⑤]模型與施工資料自動掛接。

（2）組織的建立。為了保證措施的落地，建立了由項目經理牽頭的領導小組，從各部門抽調人員，形成組成BIM中心，處理相關工作。

（3）流程的調整。在流程調整方面，項目非常注重信息的雙向傳遞和集中管理，因為BIM中心要完成工作必須有足夠的信息，需要讓各部門與BIM中心直接交換信息，形成以BIM人員為中心的信息傳遞模式。再通過領導間協調避免多崗位的工作沖突和延遲，使BIM中心人員能順利實現雙崗位的工作。

（4）人員的培訓。規劃了組織和流程后，還要進行培訓。項目制定分層、分階段的培訓計劃，針對大部分的人員進行基礎理論和簡單操作培訓，使其能夠實施日常檢查和信息反饋的活動。針對各部門BIM人員進行建模培訓，廣聯達BIM5D培訓，保證項目建模和5D施工模擬。而對于有能力的BIM人員則進行高級培訓，培訓進階的族建造和程序設計等能力。形成階梯狀的人力資源體系，保證人力資源的儲備。

（5）軟硬件選擇。要實現規劃的目標，需要應用大部分的BIM技術相關的主流軟件。還需要統一軟件版本，規劃使用階段，保證數據的有效交換。結合項目BIM+智慧工地的應用，項目購入了高性能電腦服務器、電子地磅、VR設備、三維掃描儀、智能放樣機器人等硬件設施。

3 ?智慧平臺的應用

3.1 ?平臺的基本工作原理

平臺的基本工作原理是通過將BIM技術、物聯網、云計算等技術整合到一起，形成了從信息收集到信息反饋的整條信息流程，從而提高信息協調效率。B工程的平臺界面，在A工程平臺之上做了改進，能直接查進度、安全、質量情況。

3.1 ? 應用平臺進行進度管理

利用平臺高度的信息協調性進行進度管理，提高進度管理的效率。例如：鋼結構的施工，從基本的多專業協調開始，就應用BIM技術處理碰撞、預埋預留等工作、利用平臺跟蹤物料。用這些手段使B工程的鋼結構施工在北側和西側沒有場地的情況下，通過進度管理功能合理規劃場地和安裝順序，實現大部分構件按計劃加工，隨到隨吊，并最終確保鋼結構提前16天封頂。

3.2 ? 勞務管理和現場監控的應用

在勞務管理方面，用閘機收集勞務信息，用平臺監控工種和數量，利用視頻監控提高安全和質量管理效率，用黑匣子監控塔吊和外用電梯的運行，并搜集數據，可在平臺檢查。

3.3 ? 安全質量的管理

用一局的手機APP進行安全質量管理，落實整改在，而且利用平臺自動收集和分類相關的信息。再用平臺數據指導現場工作，每周根據平臺匯總的數據，調整安全質量重點工作方向，調整材料供應商排名，截止到2018年5月初累計收集物資數據251次，發現安全問題282個，質量問題416個，均在整改期限內完成，未出現重大質量安全問題。

4 ?BIM技術的應用

4.1 ?制定標準

在智慧建造相關技術的應用過程中的A工程已經形成了副中心智慧建造標準。B工程根據這個標準編制自己的建模標準，以指導建?；顒?。明確了包括施工段信息，臨建信息和大型設備信息等內容模型創建方案，使這部分信息符合被軟件系統提取的原則，以便于運維階段直接進行數據層面的轉換，從建模階段就在為運維上線做準備。而且明確規定，模型要經過對應技術人員書面認可，否則不能使用

4.2 ?深化設計模型的創建

在深化設計模型方面，應用BIM技術與設計單位協同完成機電深化設計和出圖工作。B工程有298根抗震支座，由于上下支墩內部鋼筋密集，造成施工難度高，通過建立鋼筋三維模型，并制作施工模擬視頻，提高三級交底效率。同時分析靜態碰撞和安裝碰撞，節省常規現場樣板安裝時間3天。

4.3 ?施工組織模型族的創建

用于創建施工組織的模型族是關鍵問題。項目人員創建了一些帶有邏輯信息的族，輔助計算和分析。像外用電梯和塔吊族，除了實現自身的靈活變換之外，還增加了各種設備參數。幫助分析功率，群塔作業等等，還能進行簡單基礎承載力判斷。同時還創建了綠色施工族系，包含了各種設備和物資族。使我們有能力用模型進行綠色施工設計，幫助B工程順利通過綠色施工中期驗收。

4.4 ?三維掃描技術的應用

在三維掃描設備的應用方面，吸取了A工程在機電工程上的應用經驗，B工程掃描了衛生間、樓梯間、電梯間、屋面等精裝部位的點云數據，與模型疊合，進行排磚設計，提高精度準度，降低材料損耗，這樣就解決了大部分的排磚圖不準的問題。而且因為確定要交付BIM模型，所以用三維掃描儀掃描實體結構，將點云數據與模型對比，調整模型使其接近結構真實情況，為交付竣工驗收模型做準備。

5 ?結論

智慧建造相關技術的應用很好的解決了我們對于信息協調的需求。在日常管理活動中應用協同平臺、BIM技術和專項管理軟件，我們能很好的構建起一套高效率的工作方法，實現過去很難實現的管理目標。相信隨著技術的發展，我們應用這些技術解決的問題會越來越廣泛，并最終實現智慧系統接管工程管理，實現智能的工程建造！

參考文獻：

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