關于美國DPR總承包公司BIM技術調研與思考

1 背景概述

BIM是目前建筑業的研究熱點，也是引領未來建筑業轉型的核心技術之一，工程總承包模式在國內也正在如火如荼的發展，向美國同類的建筑企業進行交流學習，結合 BIM新技術探索可行的路徑和未來發展策略是研究的重點。在此次調研考察中，將重點了解美國BIM領域的前沿研究和工程應用情況，對BIM應用過程的技術細節和管理流程進行詳細的咨詢討論，以及對美國的BIM技術、3D打印技術、項目管理可視化技術有了直觀深入的了解。

2 調研考察

2.1 訪問DPR 公司總部

DPR Construction 是美國著名的建筑總承包公司，是由Doug Woods、Peter Nosler和Ron Davidowski 于1990年7月共同創建的，總部設在加利福尼亞。該建筑公司的名稱就是由這幾個創始人將各自的姓氏首字母組合而成的。

DPR 公司是美國建筑業BIM 領域做的最好的一家公司，DPR 公司成立僅25年，目前年營業收入已經達到30 億美元，在北美地區排名第六。公司最擅長BIM 和綠色建筑，在西部建筑市場，特別是硅谷區域享有很高的知名度，為一大批硅谷明星企業承建了新的智能化辦公樓宇。公司的核心價值“正直”“享受”“唯一”“不斷前進”在辦公室里隨處可見。把分布在全美的2000 多名優秀的DPR 工程師凝聚在一起。（圖 1）。

圖1 DPR公司核心價值

DPR 公司的BIM技術總監Atul Khanzode和總監助理Tony Tang接待考察團一行，Atul是全球BIM行業內的領軍人物，主持了多個復雜項目BIM可視化管理，具有豐富的管理經驗，同時也是斯坦福大學CIFE研究中心的重要的合作伙伴之一。

在Atul的介紹下，我們了解到DPR公司在VDC（虛擬設計與施工）方面做了大量的深入研究，針對在建項目的需求開展碰撞分析、質量管控、協同管理，并在幾個項目中成功實現進度、成本的雙節約。2006年，在工程造價1億美元的Camino醫藥辦公大樓（Camino Medical Office Building）項目中，DPR公司全程采用BIM輔助項目管理，工程造價節約了900萬美元，工期節約6個月，基于BIM/VDC技術的精細化管理取得了明顯的效益。

在項目介紹之后，Atul為考察團詳細介紹了BIM/VDC技術在DPR公司的發展歷史。自1998年開始，DPR公司就率先嘗試研發和應用BIM技術，以三維可視化技術實現圖紙的深化設計和施工方案的深化與交底。在不斷的探索中，DPR整合了一套行之有效的管理流程和軟件平臺，2006年Camino醫院項目上的成功促使DPR公司把BIM/VDC技術提升到企業發展戰略的重要位置，2006年公司宣布要讓BIM/VDC技術的應用“制度化”，要在一切工作中盡可能地使用它。之后的10年時間里，BIM技術在DPR公司得到了飛速的發展，BIM的應用迅速拓展到項目建設的各個環節領域。

Atul承認BIM能為工程帶來諸多好處，但不是所有的業主都能接受BIM，目前DPR公司承建的工程中，大約30%的工程應用了BIM技術。難能可貴的在于，DPR公司對于一些“具有戰略意義的項目”會主動應用BIM技術并自行承擔一定的費用。這個做法自2006年開始實施，目前起到了顯著的效果，DPR已經成為全美BIM業內最具有影響力的總承包企業之一。

針對考察團提出“DPR負責建模嗎？怎樣管理模型？”這個問題，Atul打開了一個新的PPT做了詳細的解釋：DPR公司目前共有員工約2600人，其中BIM的專業工程師月80人，占比3.1%，這樣的人員規模無法承擔所有項目的建模工作。目前在美國，大部分建模工作由分包商完成，DPR主導模型的碰撞檢查、信息協同和模型管理工作，保證在工程后期各工種、各工序之間的有條不紊，當個別項目的分包能力不足時，DPR則會承擔起局部建模和修改模型的工作。而在10年前，當行業整體水平不高時，DPR承擔了很多建模工作，當年短期的投入為企業帶來了長期的發展。

圖2 DPR 公司的BIM 發展歷程

圖3 核心技術助力DPR公司快速成長

回顧DPR 的成長之路，Atul 認為正是得益于核心領域的技術優勢，DPR 在成立25年里得到了飛速的發展。（圖3）

借助在BIM領域的核心競爭力，DPR在美國建筑業占據了重要的一席之地，特別是在高新技術數據中心、高級智能商務辦公、高等教學設施、醫院、生命科學研發中心等五個領域是最優秀的承包商之一。

DPR的總工程師、副總經理、總監等等很多人都在斯坦福學習過，都是斯坦福博士。公司追求兩點：一是追求信息技術在整個生產過程中的應用；二是追求提供綠色可視化建筑。經歷了前期的摸索，DPR公司已經在BIM領域找到了需求點和價值所在，其實踐經驗已經為世界矚目。許多美國著名公司，如APPLE，FACEBOOK，GOOGLE等都愿意將自己的新建辦公大樓交給DPR來承建，看重的就是DPR公司在項目管理可視化領域的卓越成就。

2.2 訪問DPR 公司在建項目-兒童醫院

圖4 兒童醫院的BIM模型

位于斯坦福的Lucile Packard兒童醫院項 目（Lucile Packard Children’s Hospital Stanford）是由DPR公司擔任施工總承包，采用BIM指導施工的著名工程案例之一。該兒童醫院是“斯坦福兒童健康中心”（Stanford Children’s Health）的核心建筑，建成后將是美國西海岸醫療條件最好、技術最先進的兒童醫院。整個工程包括一個2.78萬平方米的既有醫院建筑改造，和一個4.8萬平方米的新建醫院，整個合同造價6.2億美元，整個項目于2012年破土動工，計劃將在2017年正式對外開放。

醫院的改造部分和新建部分渾然一體，不僅增加了新的空間和功能，同時增加了全世界最先進的管線設備、智能控制系統、手術臺裝備，走廊上空一共有近40個系統通過，管線密布，整齊有序。（圖4）

借助BIM技術的深化設計，DPR技術人員對建筑內的管線進行了細致合理的排布，不同系統的管線錯落有致，走向清晰，同時多個工序齊頭并進。上海建工近年來完成了不少醫院項目，我們共同的經驗是“醫療建筑管線多、變更多、管理難、現場亂”，看到如此有條不紊的施工現場，讓我們頗為驚訝，如果不是親眼看到，難以想到美國總承包企業會把醫院工程做的如此精致和有序。（圖5、6）

從現場可以看出，管線——主體結構——內隔墻等多系統之間做過完整的碰撞分析，結構為管道安裝預留了合適的空間。根據質量負責人的介紹，這個建筑中超過1cm的部件均在模型中有所反映，杜絕了99%的系統沖突。總包會在封板上標注墻內管線，一方面便于質量檢查，另一方面便于后續工作人員了解墻內管線位置，避免破壞（圖7）。

圖5 走廊上空管線

圖6 隔墻內管線非常整齊

只有完善的BIM模型還遠遠不夠，強大的工業化能力使得幾乎所有的管道實現了“預制裝配”。即根據模型進行成品加工，現場拼裝成型。這些概念我們在國內一直在倡導，但是難以做到Stanford Lucile Packard兒童醫院這樣全面和徹底。這既和供應商的技術能力有關，也和總承包商的總集成能力有關，也和業主的價值觀和契約精神有關。總之，BIM在應用過程中更需要各參與方的的務實和規范，方可體現出強大的管理效能。

質量總監為我們展示了基于BIM模型的“無紙化”辦公操作,利用手中的IPAD快速查找我們所在位置的圖紙情況和所有的圖紙變更情況。通過這樣的工作方法，讓現場工作人員能夠在施工現場實現對圖紙資料的快速查詢，這對于復雜的醫療建筑施工是非常重要的，這同樣值得我們國內總包企業盡快學習和借鑒。

總承包商DPR在前期投入6位BIM工程師參與Stanford Lucile Packard兒童醫院整體BIM模型的繪制和整合，目前留下2位工程師在現場承擔模型管理工作。對于考察團提出的“模型輕量化”的問題，BIM工程師解釋說，兒童醫院項目的模型非常細致（超過1cm的部件均反映在模型中），在實際應用中采用了“分塊建模，化整為零”的技術路線，即根據施工分區，BIM模型相應分塊，用這樣的方式既實現了局部的精細，又避免了整體模型的龐大臃腫。

3 收獲與小結

這次美國之行給調研考察組留下了非常深刻的印象，歸納起來有兩點收獲，或許可以給國內廣大企業有所啟發：

第一，深度交流，認識到 BIM對于一個優秀企業發展的重要作用。

在DPR公司總部，考察團與多位總監、主管、員工進行了討論，既了解了DPR“正直”“享受”“唯一”“不斷前進”的企業核心價值，也處處體會到DPR “We Exist To Build Great Things”的企業文化。DPR把BIM技術放在企業創新的首位，發展了VDC技術，并在很早就嘗試以BIM技術指導施工。時至今日，DPR公司已經在BIM技術上積累了豐富的經驗和研究成果，并且成為世界范圍內BIM和VDC技術的領跑者，確立了自己在美國醫院、高校等高端建筑承包領域的優勢地位，吸引了一大批畢業于斯坦福等著名高校的優秀人才，同時實現年30億美元的不俗業績。應該說，BIM技術對于DPR公司發展起到了至關重要的作用，DPR公司也借助BIM技術更好地為業主提供了專業的服務，實現了甲乙雙方利益的共贏。企業的發展進步受到多種因素影響，但是科技進步無疑是一個重要因素，DPR公司的快速發展對我們有著很好的啟示和借鑒作用。

第二，深入一線，直觀了解到美國施工現場BIM技術與工業化的深入結合。

調研考察團此次詳細考察了“斯坦福Lucile Packard兒童醫院”這個項目。按照我們國內總包的項目經驗，醫療建筑的難點突出表現在機電系統極為復雜、總包協調量大、質量控制難度大。當我們深入一線，走進美國這個項目施工現場的時候，還是驚訝于他們的有條不紊，在這里，總承包商解決BIM模型的碰撞問題，分包商根據BIM模型提供成型部品，信息化和工業化實現了很好結合，再復雜的建筑也能做到“精益施工”。當然和美國工程相比，國內工程不合理的造價和合同工期極大制約了BIM技術的有效利用。但這次考察讓我們考察團成員都切身體會到BIM技術的確擁有強大而實用的前景，BIM技術大有可為。我們只要發揮在上海中心、迪士尼以及其他工程中的寶貴經驗，扎扎實實推進BIM在管線碰撞和協同管理方面的應用，就能夠獲得實實在在的效益，就能夠在BIM技術應用和研發方面走在同行的前列。

圖7 管線標注