基于BIM應用的智慧工地管理實踐

文／宋卓亞、溫磊 四川錦發建筑安裝工程有限責任公司 四川成都 610094

劉迎杰 泛華建設集團有限公司 北京 100070

陳雅楠 上海交通大學 上海 200030

引言：

BIM 是建筑（Building）信息（Information）模型（Modeling）的英文縮寫，從上述名稱可以看出，BIM技術是通過建模集成各種建筑信息進而進行整理分析以提高效率的管理技術。在設計、施工、運維階段，BIM 技術的應用重點也各有側重，在施工階段，BIM 技術是提高管理效率的有效手段，但是當前階段，它還不能覆蓋項目施工管理的全部，為了搭配BIM 技術應用，總包企業也越來越多地以BIM技術為基礎，再搭配其他信息化管理手段，以實現智慧工地管理的目的，本文將以西安某酒店項目為例進行探討。

1、項目概況

本文所選項目為商業綜合體，位于西安市浐灞生態區世博大道與歐亞大道交叉口，建筑面積約3 萬m2，地下3 層，地上27 層，其中，1-9 層業態為綜合商業廣場，10-27 層業態為高檔商務酒店。

2、實施路線

2．1 BIM 應用實施路線

（1）前期準備：制定實施方案、應用標準，人員培訓。（2）模型建立：創建模型、模型核對及檢查、碰撞檢測、模型修改。（3）模型應用：總圖調整、場地布置優化、方案模擬、機電深化、漫游巡查。（4）成果輸出：圖紙會審記錄、BIM 出圖、可視化交底、圖紙優化建議清單。

2．2 BIM 智慧管理實施路線

（1）前期準備：制定智慧平臺管理標準、智能硬件設備安裝、智慧軟件平臺搭設。（2）信息收集：管理信息錄入、智能監控、BIM 信息集成。（3）信息分析：工程量價信息分析、質量安全信息分析、進度信息分析、物料信息分析、勞務信息分析。（4）管理反饋：成本管理、簽證管理、質量管理、安全管理、進度管理、物料管理、勞務管理。

3、BIM 技術及智慧管理應用點

3．1 碰撞檢查與調整

本項目為商業綜合體，建筑結構構件尺寸較大，形狀不規則，機電管線及設備眾多，因此建筑、結構、機電的碰撞檢查非常有必要，通過模型碰撞，共查出原圖紙土建與機電專業碰撞問題70087 個、給排水與暖通專業碰撞問題10563 個、給排水與電氣專業碰撞問題1713 個、暖通與電氣專業碰撞問題3068 個，如圖1。BIM 工程師通過對以上問題進行分析，相同或類似問題進行分類歸納整理，部分問題可在施工過程中微調尺寸或位置即可解決；部分問題無法在施工過程解決，需要建設單位及設計單位根據碰撞問題進行深入分析后進行調整，根據設計單位反饋的碰撞調整方案，在BIM 模型中，據實調整直至無問題后，導出圖紙指導施工。在傳統施工過程中，工程師根據二維平面圖紙想象三維模型來發現圖紙中的問題，雖能發現部分問題，但效率較低，而且較為隱蔽復雜的問題也很難事先發現，BIM 模型技術的應用極大提高了模型精度及糾錯效率，為確保少返工、不返工、提高工程質量、節約成本打下堅實基礎[1]。

圖1 本項目機電管線模型圖

3．2 機電工程模擬施工

利用BIM 技術對復雜管線施工，進行模擬演練，并通過模擬效果可以直觀看到管線類型及排布，分層錯落，相互無交叉、碰撞，同時可以避免施工中材料浪費，局部通風管道可以精準實現工廠定制加工，現場安裝。

3．3 安全管理

按照工程項目安全風險評級，結合項目特點，預先在BIM 智慧管理系統中植入安全風險管理清單，隨工程進度專項關注安全隱患并采取相應措施；施工工長在現場對工人進行安全交底，現場交底可以進行錄音和影像記錄，保留了交底過程的全面記錄，通過手機APP 進行交底記錄圖文資料，同步到BIM 智慧平臺；依據國家安全規范，對本項目危險性較大及超過一定規模的危大工程進行相應設置，確定檢查人、執行人、監督人，對整個過程進行安全、進度的線上跟蹤記錄；對塔吊、配電箱、“四口五臨邊”、外架等危險部分添加巡視點，并與BIM模型相應部位關聯，在BIM 智慧平臺上設置巡視頻次、巡視人、未完成巡視通知人、檢查內容，進行定期安全巡視，安全員將每次巡視的結果及意見通過照片、文字等做好記錄，并將不合格項發送給工長進行整改，整改完成后復查，復查合格后問題銷項，形成閉環。

通過安全管理系統，項目管理人員及公司領導可以隨時掌控項目安全情況，形成正式有效的施工過程影像資料，同時為項目安全方面決策留下寶貴的依據，使得安全管理更加高效。（1）安全風險識別、危大工程、定點巡視等日常安全檢查工作線上管理，分類清晰，內容明確，各層級相關管理者均可以實時查看管理過程和結果，管理更加透明清晰。（2）安全隱患線上記錄，督促各部門及時配合處理。出現問題責任劃分清晰，過程可追溯，提高了相關管理人員的責任意識，形成整個工程的安全問題分析數據。（3）改變了以往手工填寫施工日志的工作方式，根據當日安全檢查內容，自動生成安全日志，高效準確，提高了管理人員的工作效率。如圖2所示。

圖2 安全檢查情況記錄

3．4 質量管理

嚴格執行“質檢員檢查→工長落實→質檢員復查→合格銷項”的質量檢查流程，如圖3所示，質量合格及優良的檢查數據記錄到BIM 智慧管理平臺中，不合格檢查項目形成整改通知單，如圖4所示，根據質量問題大小確定落實整改負責人、整改時間等，發送至相應人員，工長可以在平臺中一鍵打印再發送給勞務單位或者分包單位進行整改；在BIM 平臺中預先導入常用的質量檢查規范數據，實測實量后將檢查數據記錄到平臺，平臺自動計算合格率，并填寫到質量檢查資料表格中，質檢員可以直接下載打印；傳統現場實測采用書面記錄數據，手動標記測量位置，計算合格率，工作效率低，無法形成電子數據留存，本項目采用基于BIM 技術的自動化實測實量功能，智能選擇測量分項，快速標記部位，還應用了藍牙卷尺、智能測距儀、智能靠尺等工具進行了實測實量，測量數據即可同步到平臺中，減小了質檢員在現場的工作量。

圖3 手機端質量檢查情況記錄

圖4 質量檢查影像留存

3．5 進度管理

將總進度計劃導入到平臺，并將年進度計劃、月進度計劃、周進度計劃與BIM 模型對應部位進行關聯，對總進度計劃中里程碑節點或其他重要節點的相關招采計劃、安全培訓計劃、技術方案編制計劃等進行關聯設置，并設定責任人，系統自動提醒，如圖5所示；將月進度計劃與三維模型各流水段進行關聯設置；以周計劃作為進度管控的最小單位，每日記錄現場實際完成進度，配套的勞動力、材料、機械等生產情況，如未按原計劃執行需記錄下延期原因；工長每日通過手機APP 記錄當天工程進度，系統后臺根據記錄的時間與計劃設定的時間自動分析對比，形成進度記錄，項目和公司隨時掌控進度情況；每日施工過程進度及相關安全質量自動生成施工日志，精確高效，信息全面無遺漏，減少了工長工作量；進度計劃中的重要里程碑節點與招采計劃、方案編制、技術交底、安全培訓、勞務教育等工作進行關聯，當工程進度即將到達里程碑節點時，平臺自動提醒相關工作人員開展工作。

圖5 與進度配套工作任務自動預警和提醒

3．6 技術管理

開工前將施工圖紙、圖紙會審記錄傳至BIM 平臺，并與BIM 模型關聯，施工過程中將設計變更、技術核定單等及時上傳，并在平臺中推送至相關部門人員，線上簽收，形成閉合，防止了圖紙、變更漏發漏傳現象；方案交底線下進行，線上記錄，電子簽到，交底人及被交底人線上確認，文件在平臺中隨時可查看，方便技術員、工長、質檢員使用電子簽到，并可以進行交底執行情況跟蹤記錄，彌補了以往交底過程中資料容易缺失，無法信息共享的管理缺陷；項目層級和公司層級的方案審批線上進行，可以在系統中設置企業的方案模板；提高審批效率，方案可以實時共享，增強信息化管理；將BIM模型與變更表單、技術方案相鏈接，工作人員查看BIM模型時即可查看相關信息，工長通過物資提量功能可以一鍵查詢混凝土、砌體、抹灰、保溫、門窗等工程量，工作效率明顯提升。

3．7 勞務實名制管理

項目所有進場人員通過BIM 智慧平臺中勞務模塊進行實名制登記，每日通過人臉識別閘機出入施工現場，考勤的基礎數據自動記錄至智慧工地管理平臺。通過手機和網頁端可以查看每日出勤情況、人員進退場變化、在崗工種統計等各種考勤數據分析，如圖6所示。勞務管理部門自動調取考勤數據，查看出勤數據、工人數量變化、工種數量統計等，制作工資表單，進行工資支付；安全部門可以線上管控工人進退場，所有人員必須經過入場三級教育后，平臺方可允許進入現場，人臉識別系統自動限制未受安全教育或者黑名單人員進場；生產部門可以進行勞動力統計，掌握當天各工種數量，并與勞動力需求進行對比，預判是勞動力數量否影響施工進度。

圖6 工人實名制數據記錄和分析

3．8 物料管理

安裝智能地磅，對鋼筋、商混、預拌砂漿等進行智能稱重，稱重數據同步到平臺中并進行自動統計分析，平臺中預先設置允許偏差，如果偏差偏離較大，平臺將會報警并通知材料員進行處理，稱重過程中，地磅周圍8 個攝像頭全方位監控，防止弄虛作假，項目及公司管理人員也可隨時在平臺中進行查看單車、單次、批次、總共等數據，及時掌握項目大宗材料使用情況。

3．9 數字例會

BIM 系統中可以一鍵生成生產周會，將任意一周的進度、安全、質量、人材機等記錄情況自動統計匯總，如圖7所示。將未銷項的質量安全問題、滯后的進度情況進行統計，各管理人員及分包單位針對問題逐一進行說明，項目管理者及時準確協調處理，確保問題快速解決。會后自動生成會議紀要，將問題處理辦法和協調追蹤的事項記錄，下次例會自動檢查上周問題是否已解決完成，確保各協調措施真正落地。以上所有信息，集團、公司、項目可同時在線查看，不用再像以前一樣項目編制周報報給公司，公司再查看周報。

圖7 數字例會勞動力數據自動提取和對比分析

結語：

當前階段，軟件技術及硬件設備已經取得較大進展，相對于前幾年，BIM 技術及智慧管理平臺在工程項目管理中發揮的作用越來越大，很多模塊的使用越來越“接地氣”，受到一線使用人員的普遍歡迎，這些技術的應用切實提高了項目的工作和管理效率，也促進了總承包企業的信息化和智能化管理。但是，目前的BIM 技術及智慧管理平臺也存在一定問題，比如信息收集多而分析不足，管理信息多而模型信息不足，分專業信息多而各專業聯通不足，這些問題需要軟件開發人員、公司管理人員、項目應用人員攜手一起來解決，共同推進建筑行業中BIM 技術及智慧工地管理的深化應用。