基于BIM的派工單管理技術在廣州地鐵二十一號線機電工程中的應用

孫 強

中鐵建工集團建筑安裝有限公司

1 引言

廣州市軌道交通21 號線是廣州地鐵建設中的路線之一，正線全線長約61.6km，共設車站21座，其中換乘站6座。本標段包括二站二區間，分別是鎮龍站、鎮龍南站以及鎮龍與中新、鎮龍與鎮龍南區間。鎮龍站位于九龍大道以東，G324國道（廣汕公路）北側。該站是一座地面-地下車站，共有兩層，地面層為站廳，地下一層為14號線知識城支線、21號線的站臺。

車站建筑面積為2.7萬平方米，基坑長約367m，寬約45m，為島式和側試車站，主體為地下一層箱型結構、地上三層框架結構相結合。

圖1 線路走向示意圖

2 主要思路

通過采用BIM技術進行二次深化與建模、虛擬漫游、VR、數字化加工、裝配式機房等技術的應用，并通過廣州地鐵項目研發的軌道交通模型信息管理系統開展基于派工單的施工過程管控。加強應用過程中應對施工現場的突變性問題的措施，借鑒傳統的管控方式，在新模式下增加靈活性，補充配套管控措施。

3 應用點

3.1 二次深化與建模

二次深化與建模主要包括站房及區間通風空調、給排水、動力照明及通信、信號等專業的建模和深化設計工作，并基于BIM深化模型進行BIM出圖，指導施工。

圖2 鎮龍站BIM模型

圖3 鎮龍站機電BIM模型

圖4 鎮龍站站廳層BIM模型

3.2 虛擬漫游及三維交底

通過三維虛擬漫游，可以直觀地看出管線排布及設備安裝的具體情況，便于各單位各專業進行沉浸式體驗，提前發現問題，模擬多種方案進行比對，高效解決問題。

圖5 三維虛擬漫游

對勞務班組進行三維交底，更加直觀的了解現場情況，主要包括以下三種模式。

三維交底：通過3D 可視化的模型，并配以漫游動畫直觀的展示，使施工人員快速、準確地了解管線走向，尤其是復雜節點部分，有效地提高溝通效率。

手持終端現場交底：通過BIM 模型與手機、PAD 終端的連接，可以使用手持終端設備進行模型查看，便于現場交底、復核。

手持終端現場交底：通過BIM 模型與手機、PAD 終端的連接，可以使用手持終端設備進行模型查看，便于現場交底、復核。

圖6 三維技術交底

3.3 VR技術

建立BIM 模型，導入VR 設備，應用VR 設備，能夠讓施工員和工人身臨其境，切身感受感受到綜合管線的排布，更加直觀地排除碰撞問題，從實體感官中準確定位設備的安裝位置以及運輸通道，提高施工效率，減少施工過程中不必要的麻煩。

圖7 VR技術

3.4 裝配式機房技術

為保證施工工期，提高施工質量，本項目制冷機房將采用裝配式施工模式，創建機房BIM 模型，進行二次深化，評選出最優方案。在工廠進行預制加工，運輸到現場進行快速組裝。

圖8 鎮龍站裝配式機房BIM模型

3.5 基于BIM的派工單管理系統

派工單系統架構：基于BIM 的派工單管理系統的架構是網絡結構CS+BS+MS 模式。結合項目的需求，系統的部分需求功能點要三部分架構共享，因此在服務器端單獨設計公共功能Web服務模塊。一個平臺，三個系統，各司其職，各負其責。

該平臺主要包括項目管理人員信息、施工人員信息和電子簽名表。

首先根據業主要求進行模型創建及深化。然后，根據工程模型審核指引檢查模型：當模型建立完畢后，可按照工程模型審核指引對模型進行審核，發現模型有錯漏的地方及時修改。

在建模和檢查模型的過程中，需要注意：提交專業模型文件的命名是否符合標準；模型是否經過各專業的碰撞檢測并修改；各專業模型是否按實際長度進行打斷；模型是否全部錄入構件編碼，構件編碼有沒有按標準錄入。

WBS施工計劃和設備材料到貨計劃編制：根據總計劃、月計劃模板編制WBS施工計劃，使用Project 計劃檢測工具檢測所編計劃是否存在錯誤，排查是否存在軸網沖突、是否存在旁站監理工序等，編制設備材料到貨計劃。

門禁與網絡搭建：門禁服務器與項目部VPN網絡連接：項目部內的BIM-VPN網絡由BIM平臺服務商負責搭建；把工地現場門禁服務器與項目部中的VPN網連接的網線敷設由施工單位負責。將項目管理人員、施工人員全部錄入并與門禁系統綁定；通過視頻監控網絡進行與門禁服務器的連接：在視頻監控中心的VPN 網絡中架設一臺新的服務器，把現有BIM 中心機房服務器上的門禁數據交互的數據庫放到這臺服務器上；廣州地鐵BIM平臺正常使用或門禁授權、解權等相關操作后，BIM中心機房服務器把相應的數據下發到新架設的服務器里的門禁數據庫。

創建及實施：根據審批過的周計劃由施工單位的施工員創建派工單，以工單的形式將施工任務創建出來，并包含進入車站作業的人員、機械設備、物資材料、工序指引及安全防范措施等信息。對于施工過程中的日常管理，以運行為派工單系統的核心，為建設方、監理方和施工方提供施工過程信息跟蹤控制功能。

首先，通過派工單可將施工任務、人員、機械設備、物資材料等信息提交監理審核，通過后方可開始施工；其次，完成派工單后需要在系統內提交相應的交付物，并在模型中顯示現場施工完成的情況，對未及時完成的施工任務進行預警；最后，從派工單中提取實際的施工進度數據，并與進度計劃相比較，對工期延誤的情況進行總結和分析，同時定量分析任務完成的質量和數量。此外，系統將根據派工單的每日內容自動生成施工日志等資料，并形成后期運維知識庫。

圖9 手持端派工單流程

由施工員創建派工單：派工單中已選用的設備材料會從系統材料庫中扣除，并可查詢剩余庫存；派工單與門禁系統對接，在工單中選擇的施工人員門禁卡會自動授權，可在門禁閘機通行，未選擇人員，無權限進入現場。

監理工程師確認派工單：專業監理根據現場的時間情況，審核此派工單是否與現場進度一致，可實施則審核通過，不可實施則退回。

施工員填報完成情況：在派工單要求的施工內容完成后，由施工員據實填報完成情況，對工程進度實時把控，及時糾偏。

監理工程師審核完成情況：監理工程師在檢查現場后，派工單的填寫完成情況及審核意見，審核通過后，此派工單完成閉合。

在派工單創建完成后，派工單的相關信息可推送到M/S 智能手持終端，施工管理人員及施工人員可在手機上查看施工計劃。

4 結束語

本項目模型創建包含的專業全、模型精度高，切實指導現場施工。應用基礎模型，進行深化，出預制加工圖，全程指導施工，采用場外加工，場內裝配式施工，實現降本增效。制冷機房通過裝配式施工將達到節能環保、高效、且保證了施工質量、縮短了工期的目的。風管數字化加工將大大提高了效率，節省人工。將實際的施工現場與虛擬BIM 系統進行無縫連接，由于進度計劃的自動生成，避免了人為的干擾。通過該系統的自動檢查功能，判定派工的前置條件，并保證派工的準確性。通過完成實際進度填報，在實現計劃的閉環反饋的同時，關聯門禁系統，實現對施工人員的準確管理。

基于BIM 技術的派工單管理有利于計劃的嚴肅性，避免現場打亂戰，在計劃申請審批過程中，能對同時同地有沖突的作業進行判斷和提示，再根據提示進行審核和調整即可，保證現場作業時間點有條不紊。

本項目作為地鐵機電設備安裝項目，實現了基于BIM 的全壽命周期管理。明確平臺詳細功能及各單位職責，從規劃、設計、招投標階段，施工階段的安全、質量、進度、物資、成本等方面，到運維階段設備管理、資產管理、運營管理、人員管理等方面進行管理，并結合派工單移動管理平臺，形成BIM 模型-施工人員-施工計劃-機械設備-物資材料-安全質量-工程資料各項數據的交互管理，將BIM 技術由BIM 建模與深化推向BIM 施工過程管理，提高模型利用率，促進現場管理效率，對推動BIM 技術在施工管理方面的應用具有重要意義。