BIM協同平臺在水運工程施工管理中的應用

劉崇期，柴國威，詹坤豫，王 博，董洪靜

（1.中交四航局港灣工程設計院有限公司，廣東 廣州 510290；2.中交四航局第二工程有限公司，廣東 廣州 510230）

引 言

針對目前施工管理階段 BIM 技術應用中的問題，本文以水運工程廣州南沙國際郵輪碼頭項目為依托，結合工程的特點和項目部的日常管理工作，基于已有的BIM協同管理平臺，對平臺進行二次開發，建立項目層級數據庫，對工程質量、安全、進度等方面進行管理。

1 BIM技術在施工階段應用現狀

目前，BIM技術在施工階段的應用主要基于項目的目標，從項目的管理目標出發，對質量、成本、進度、安全和文檔合同進行管理。何清華等[1]對現有的進度管理系統進行了改進，構建基于BIM的進度管理系統框架。蘇永奕[2]分析了BIM模型在全過程造價控制中的作用，總結在不同階段應用的問題和難點。柳娟花等[3]分析虛擬建造在國內外研究現狀，對虛擬技術在施工中的應用進行了研究。呂玉惠等[4]基于項目的特點，利用BIM技術對施工項目的多要素進行集成管理，提出了相應的框架；張建平等[5]提出面向全生命周期的 BIM 框架，開發了BIM數據集成和服務平臺，并通過實際過程驗證了平臺的適用性和可行性。

本文以廣州南沙國際郵輪碼頭作為依托項目，該項目位于廣州南沙虎門大橋下游，占用岸線770 m，包括1個10萬t級和1個22.5萬t級郵輪泊位。碼頭主體結構采用高樁梁板和高樁墩臺結構。本次應用基于現有BIM協同管理平臺，根據平臺的特點建立項目層級的 BIM 數據庫，對項目進度、質量、安全、資料等方面進行管理，為施工項目管理提供借鑒。

2 BIM協同管理平臺應用

BIM協同管理平臺主要由三部分組成，PC（電腦）端、手機端和Web（網頁）端。其中，其中PC端主要進行模型瀏覽、任務派分、資料上傳、進度模擬等工作；手機端負責現場數據的錄入；網頁端是數據的歸集，查看和瀏覽。

本次借助 BIM 協同平臺作為項目管理的基礎平臺，獲取進度、質量、安全等基礎性數據資料，基于平臺的數據格式和內容，開發項目 BIM 數據庫。項目數據庫主要功能是提取平臺中的數據，自動轉換為項目部所需的報表格式。轉換的數據主要用于輸出報表，導入公司OA系統和用于進度模擬展示等。此外，項目BIM數據庫提供的數據反過來可以為項目的計劃制定、施工提供參考，指導現場施工。數據處理流程如圖1。

圖1 BIM數據處理流程

2.1 虛擬建造

在施工之前，根據專項施工方案，利用 Revit軟件建立施工模型，導入Navisworks中，對施工工序進行模擬，優化施工方案，制作工藝動畫。并通過協同管理平臺將動畫視頻關聯到施工構件上，技術人員在現場通過手機端查看動畫視頻，作為現場技術交底資料，便于工人理解，形象直觀，提高了現場的施工效率。圖2和圖3是樁帽施工過程環節。

圖2 樁帽鋼筋綁扎

圖3 樁帽側模板安裝

2.2 進度管理

先將總進度計劃導入BIM協同管理平臺，并將計劃時間手動關聯到構件上，通過三維動畫模擬進度計劃，檢查進度計劃的可行性，并對進度計劃進行優化。導入平臺后，對總進度計劃進行分解，并根據現場進度情況制定周進度計劃，將周進度計劃通過BIM協同管理平臺PC端派分給責任人，責任人收到周計劃任務后根據現場實際進度在手機端錄入進度數據，進度數據會自動匯總于Web端，見圖4。項目管理人在Web端實時查看任務完成情況，并將Web端數據導出，導入開發的項目BIM數據庫，經項目BIM數據庫自動轉換，生成項目部所需的日報、周報和月報，減少了項目管理人員統計工作量，降低了人為統計的差錯率。此外，錄入的實際進度數據經人工處理，與模型構件關聯，形成實際進度，并與計劃進度進行對比，通過不同顏色顯示構件的進度狀態，項目管理人員通過查看平臺模型即可了解項目的進度情況，掌握進度偏差，及時調整進度計劃。目前該項功能需人工操作較多，需要手動將計劃時間和實際進度與構件進行匹配，尚不能自動關聯。

圖4 Web端進度數據界面

2.3 質量管理

1）質量管控

質量管理主要通過構件跟蹤功能對施工過程質量進行管控。首先根據構件的施工過程設置管控節點，并根據檢驗批報表設置管控參數；將設置好的管控流程關聯到相應的構件上，通過PC端將構件跟蹤任務派分給相應的責任人；責任人收到任務后，根據現場檢測結果填報數據。當所填數據超出管控節點所設置的允許值時，相關責任人會收到預警信息，及時發現施工過程中質量問題，進行改正。數據現場錄入后，自動匯總于網頁端，方便項目管理人員查看，掌握構件所處的階段和狀態。管理人員將網頁端構件跟蹤數據導入項目BIM數據庫，自動生成檢驗批報表，作為質量驗收資料。

2）質量問題閉環處理

對于已發生的質量問題，主要通過BIM平臺手機端完成。由質檢員對問題進行拍照，通過手機端APP將問題的位置、描述、整改期限等信息發送給責任人；責任人收到信息后對質量問題進行整改，整改完成后通過手機端上傳整改后照片，并發送給質檢員；質檢員對問題進行審核，滿足規范后關閉問題，如不符合要求繼續將問題發送給責任人。所有問題會自動上傳到Web端，項目管理員可以實時查看、瀏覽并導出問題臺賬，同時網頁端會對問題和資料進行分類整理，方便對問題進行分析。

圖5 Web質量問題統計界面

2.4 安全管理

基于BIM協同平臺的安全管理包括兩部分：一是建立安全問題閉環處理機制；二是建立安全巡檢制度。安全問題閉環處理與質量問題類似，而安全巡檢制度是對安全隱患（如臨邊、用電等）進行定期排查。具體做法是將隱患問題派分給安全員，由安全員定期進行檢查，并通過手機端APP將每次檢查結果和照片上傳到Web端，項目管理人員足不出戶就能了解現場安全情況。

2.5 BIM平臺與公司OA系統連接

目前，大部分公司的項目管理系統和公司管理系統是相互獨立的。項目部管理人員既要將進度、成本等數據錄入項目管理系統，又要將數據上傳到公司的管理系統，重復勞動，效率較低。基于此，本次對BIM協同管理平臺進行開發，將BIM平臺模型和數據連接到公司的OA系統中，項目部人員無需對數據進行重復錄入。公司管理人員通過 OA系統就能查看 BIM 模型和進度信息，了解項目狀況。

圖6 BIM協同平臺與公司OA系統的連接

3 BIM協同平臺管理特點

相比于傳統的項目管理模式，基于BIM協同管理平臺，建立項目BIM數據庫對項目進行管理，主要有以下特點：

1）報表的自動生成。項目數據庫將從協同平臺提取的進度數據自動轉化為日報、周報和月報，無需人工進行統計，減少了人為統計差錯，提高了效率。

2）資料的自動歸類整理。質量安全問題通過手機端處理，自動匯總于網頁端，并根據問題的類別、性質、責任人自動進行分類統計，方便管理人員查看，有利于對問題進行分析總結。

3）進度的可視化展示。構件跟蹤任務與模型構件一一關聯，在手機端錄入的數據會實時反應在模型的構件上，在三維模型中以不同顏色顯示構件所處的狀態和階段，形象直觀，點擊構件可進一步查看構件詳細進度信息。

4）BIM平臺與公司OA系統的互通。將BIM平臺模型和數據接入公司的OA系統，實現了BIM平臺與公司OA系統進度數據的互通，避免數據的二次錄入。

4 結 語

本文介紹了 BIM 協同管理平臺在水運工程項目管理中的應用，分析平臺在進度、質量、安全和資料等方面的應用特點和優勢，應用該平臺在一定程度上減少了項目部的工作量，提高了管理效率。同時，將BIM平臺連接到公司OA系統，在國內尚屬首次，通過OA系統查看BIM模型和進度數據，減少了項目部重復錄入數據的工作。此外，本文基于現有的管理平臺進行二次開發模式，在較低投入的情況下能滿足項目管理的特殊需求，符合當前眾多企業對BIM技術應用的定位。