項目級智慧建造平臺在工程項目中的應用方向及價值探索
——天津周大福金融中心項目

(譯筑信息科技(上海)有限公司，上海 200082)

1 引言

根據中國建筑第八工程局有限公司的BIM發展規劃，以及進一步落實企業響應“關于推進‘十三五’BIM應用的指導意見”中的“全面普及，應用升級、融合發展，品質效益，爭創第一原則”的要求，提高BIM在項目管理中的作用，促進BIM在工程項目管理中的應用而開發本系統平臺。

本系統平臺的搭建是為了實現項目各參與方基于BIM進行協同工作，充分發揮BIM技術在本項目管理中的優勢。同時，通過軟硬件集成可以實現BIM中所含的信息與其他信息系統進行數據交互，保證BIM數據無縫對接，并兼容其他信息系統的信息在本系統展示。

2 項目概況

天津周大福金融中心是天津濱海新區核心商務區內體量龐大的商業綜合體，主樓高達530m，2018年竣工，為世界第九高樓，也是天津濱海新區主體建筑群中的核心標志。該項目是一個集商場、辦公、住宅、酒店餐飲為一體的綜合性大樓，可為區域旅游產業和國際影響力起到拉動作用。

天津周大福金融中心是國內施工難度最大的超高建筑之一，BIM技術是本項目施工精細化管理的一個重要技術手段，應用BIM進行深化設計，并在計劃管理、設計管理、技術管理、現場管理等方面發揮作用。

圖1 項目完成效果圖

2.1 平臺應用需求分析

2.1.1 企業BIM技術應用的現狀及問題

本系統平臺開發以中國建筑第八工程局集團公司為調研對象，對大型綜合工程建設企業信息化現狀、BIM應用現狀、項目實際應用需求及方向進行了從企業集團至項目部各部門、各崗位的深入調研與分析。調研結果表明企業當前在BIM應用方面存在如下問題：

(1)信息化平臺繁多且獨立運行：企業目前在用的信息化平臺眾多，如OA系統、ERP系統，且各系統平臺之間相互獨立運行，無法直接進行數據交換，與BIM模型之間也沒有業務強關聯，難以將BIM技術應用到現階段的信息化管理中去[1]。

(2)數據格式兼容性、整合性程度低：現場管理數據和BIM模型數據來源廣泛多樣，包括成本、進度、工程資料、質量安全、物資管理、各階段模型等各專業信息化系統、建模工具以及前端數據采集感知系統，大多數數據由于格式種類繁多仍以文件夾的形式存儲在云端不能加以分析利用，因此對大量數據的整合和管理是目前急需解決的問題[2-4]。

(3)數據處理及分析難度高：正是由于數據兼容及交換的問題，項目人員在進行業務處理時，就不得不進行大量重復采集、錄入數據的工作，這不僅增加了工作負擔，造成數據冗余存儲，也容易因為人為操作上的失誤導致數據沖突[3]。

圖2 系統平臺關系運行圖

圖3 系統平臺架構功能設計圖

(4)信息化管理及決策水平低：盡管企業已經擁有眾多信息化系統，但其應用范圍仍以單個專業的應用為主，嚴重依賴現場人員的管理經驗，項目和項目之間的共性需求難以發現，各項目之間的共性知識和規律無法積累，難以有效積累工程知識、提高信息化管理和智能決策的水平[1,5]。

2.1.2 企業BIM平臺業務需求方向[6-7]

依據企業目前BIM技術應用的現狀及存在的問題，為適應企業子和分公司不同組織結構的管理需求，以及企業不同工程項目的協作模式、流程差異，同時，考慮到企業未來發展及業務拓展，分別列出以下業務需求方向，如圖2所示：

(1)計劃管理：包括工作計劃(設計、施工、進度、技術)編制與管理、4D進度模擬、物資管理等方面；

(2)設計管理：包括設計成果管理(出圖)、設計過程(包括深化設計)管控、設計質量管理、變更管理等方面；

(3)技術管理：包括施工組織、平面布置、專項方案、技術交底、安全管理等方面；

(4)現場管理：包括檢驗業務流程、資料掛接、監控點位置與信息顯示[8]。

2.1.3 企業BIM平臺架構功能需求方向

依據企業BIM平臺業務需求方向的特征，對平臺架構及功能層面做如下設計，平臺架構分為數據層、業務層、操作層，各層主要功能如圖3所示：

(1)數據層：數據層采用基于云的分布式數據庫進行企業BIM數據存儲，可整合各過程項目的數據，統一存儲與管理既有系統及集團數據庫信息，包括項目建設過程中產生的BIM模型數據、工程文檔、多媒體資料及與外部既有業務系統提供數據支撐；

(2)業務層：主要面向企業不同共性業務需求，提供各類標準化服務，制定一套符合企業自身管理的系統平臺，主要包括模型應用、文檔應用、流程管理、任務計劃、視頻應用、監控傳感、自定義報表等方面；

(3)操作層：操作層實際上體現的是企業BIM平臺的各類實際功能需求，主要是針對工程項目成本、質量、安全、進度等管理需求及軟硬件集成、大體量模型輕量化操作的支持。

2.2 平臺在工程項目中的應用

BIM信息管理不同于項目信息管理(非模型承載信息)，在設計階段是指將施工圖信息盡可能全部帶入BIM系統中，達到“圖模一致”的要求。在施工階段是指將BIM構件屬性信息與其他信息結合轉化為生產信息、管理信息，如質量安全隱患跟蹤。做到圖、模、現場均一致的要求，實現BIM應用效益最大化[9-12]。

具體有如下應用點：

(1)BIM模型輕量化

由于本項目模型體量龐大且復雜，難以將BIM模型帶至施工現場，所以急需一個平臺來解決這一難題。通過Revit、Navisworks插件一鍵輕量化上傳Rvt、IFC等主流格式的BIM模型，其中模型平均壓縮比可以達到15:1，并支持在PC端、移動端多模型自動重組打開且流暢瀏覽，支持模型覆蓋上傳并保留原有沉淀在平臺中數據與上一版本模型之間的關聯性，為項目全員應用BIM技術提供前提條件，解決了BIM模型到達施工現場的痛點問題。

圖4 移動端查看模型指導施工

(2)4D進度模擬

本項目建成后將是世界第九高樓，于超高層項目而言，現場施工進度管理相對復雜，需要根據施工進度計劃(甘特圖)來協調所需要的資源及場地位置。通過將施工進度計劃導入平臺中，使用PC端分配發布任務，現場施工員使用移動端接受任務并采集現場每天完成情況，在平臺中可以將實際完成時間與計劃完成時間進行可視化比對，并調整工期計劃；同時，也可以完成需要跟蹤材料(設備)的管理工作。

圖5 施工計劃管理

(3)設計管理

主要是針對EPC、D&C項目中的設計管理工作的需求，管控設計工作進度，重點是設計成果的管控，使得設計工作滿足工程管理的要求。

通過平臺可以直接隨時查看本項目設計進度，并進行批復，對延后完成的任務可預警提醒，優化傳統設計管理的工作模式。

圖6 圖紙設計管理

(4)技術管理

利用BIM可視化特性，實現施工組織(按階段的平面管理、施工措施)、危險源識別、安全防護、安全隱患跟蹤、專項方案、技術交底、變更管理等，由管理層向作業層推送的信息達到清晰、有效的目的。

在平臺中，可以通過協同模塊以不同顏色在模型中顯示出現的安全，變更管理等過程管理記錄，提供一個三維可視化的交流窗口，如圖7所示。

圖7 安全質量管理

(5)現場管理

根據現場實際情況制作出每月現場總體部署平面圖，與現場施工平面實時對應，并作為調整平面圖和計劃圖表的依據；在平臺中可以實現現場信息及時采集、傳輸、管理，并將現場影像與計劃進行對比；建筑物監控檢測信號；材料(設備)狀態跟蹤。如圖8-9所示。

圖8 現場監控管理

圖9 材料狀態數據采集

3 應用價值

本項目建設具有施工周期短、施工難度大、現場條件惡劣等特點，使得數據集成、共享困難，通過搭建項目級平臺系統，可以基于BIM技術實現企業項目級系統平臺的數據交換、共享，可為企業大數據積累、工程經驗積累提供有力支撐，實現基于數據的科學管理和決策。