BIM5D在項目生產管理中的應用

何相如 葉文啟 吳長順 范鶴濱 陳 浩

中天建設集團有限公司 浙江 杭州 310008

1 BIM5D運用概述

BIM5D技術是以BIM模型為基礎，集成施工進度和成本造價信息，形成攜帶實際進度、計劃進度、資源數量、工程量、市場價格等信息的BIM5D模型。同時依托智慧工地系統平臺在智能化、信息化、數據化的協同，建立高效的信息整合渠道，實現項目管理過程數據的采集、實時上傳、智能分析、制定決策，并規范管理內容、管理流程及作業工序，加快項目管理標準化進程，從而實現項目管理精細化。

以BIM5D為核心的BIM技術是大型公建項目施工過程管理的重要技術手段。結合智慧工地系統平臺的運用，在解決項目生產管理過程中施工計劃管理復雜、跟蹤管理效率低、生產協調難度大、分析決策不精準等方面有著巨大的應用價值，但目前BIM5D在項目管理中的實踐應用較少。對此，本文以BIM5D為核心的BIM技術在生產管理中的運用分析基礎上，通過結合智慧工地系統平臺的推廣使用，旨在解決施工項目生產管理中復雜動態數據難以統計分析的技術難題。

2 BIM5D在生產管理中的應用分析

2.1 項目概況

A醫院為某省會大型工程，由急診樓、科教綜合樓、能源站和病房樓四部分組成。科教綜合樓為地上5層建筑，總建筑高度25 m，總建筑面積10 000 m2，急診樓為地下2層＋地上5層建筑，總建筑高度25 m，總建筑面積100 000 m2（圖1）。

圖1 A醫院三維場布圖

本工程體量大，工期緊，質量要求高，結構形式復雜，材料用量大，施工過程難度大，需監管問題較多，要求建筑工程全生命周期資料統一管理并支持智能查詢。

2.2 施工重、難點

本工程為某省會城市的公建施工項目，相比傳統的住宅建筑，此項目的施工情況復雜，施工技術難度高。經策劃論證，相比傳統項目，該建筑工程項目在施工中面臨以下難題[1]：

1）位置特殊。該項目位于省會城市中心城區，場地受限，周邊建筑密集，交通流量大，施工環境條件復雜，對周邊居民影響較大，施工組織過程困難。

2）工期嚴格。該項目為醫院重點投入使用的工程，工程節點把控要求高，工期緊張，機電裝修進場施工有明確的時間要求，各專業協調難度大。

3）技術難度大。該項目結構形式復雜，基坑較深，且周邊管線密集，腳手架搭設復雜，對技術要求較高。

3）信息化程度高。該項目作為省會城市重點項目，要求建筑全生命周期資料統一數據化管理并支持智能查詢，對項目的智能化和數據化要求高。

2.3 主要應用分析

BIM5D的主要應用是在施工生產管理中的生產計劃、生產組織、生產控制3個過程的綜合管理運用。通過以BIM5D為核心的BIM技術在人、材、機、進度、資金的統籌協調和合理配置，以達到預期的施工目標。

2.3.1 生產計劃管理

生產計劃管理階段，主要是對項目進行整體的策劃和施工模擬，建立完備的以BIM5D為基礎的施工策劃和生產計劃及技術方案（圖2）。在此階段內，重點通過對A醫院各項數據進行BIM技術的整合工作，為項目合理規劃施工計劃安排和技術方案校核提供重要的數據支撐。

圖2 BIM5D施工模擬計劃圖

1）利用Autodesk revit軟件提前對A醫院進行三維模型創建，根據圖紙和技術方案要求建立模型，形成動態的建筑結構、場布、腳手架、安全算量等模型，通過對模型進行模擬校驗，優化并確定技術方案，形成可實施的技術方案。

2）將A醫院的模型分單體、分層、分專業導入基于智慧平臺的BIM5D中，同時將Project進度計劃和電子圖紙導入BIM5D智慧平臺，并根據施工方案及相關要求添加要素數據，通過智慧平臺BIM5D的數據整合，對整合后的模型進行流水段劃分。通過流水段與施工進度計劃進行關聯，形成并導出施工生產的材料用量、施工進度計劃和工程量、成本預算，用于指導現場施工[2-3]。

通過對A醫院BIM5D數據的整合，可以精準策劃解決在項目施工過程中工程量不明確、材料供應不足、參與方協調難、人員機械有偏差、施工計劃經不起推敲、三級計劃不聯動、技術方案不合理、成本預算不足的問題，實現對施工計劃的前期合理策劃安排，對整個施工技術流程、組織和計劃的全生命周期控制管理，盡可能避免施工延誤風險。

2.3.2 生產組織管理

1）A醫院為4棟單體，結構形式復雜，通過生產計劃管理，將施工計劃和任務結構，分部分項工作責任到人，每周周計劃直接下發至責任人手機，各樓棟工長跟蹤落實周計劃完成情況，每周匯總統計各分部分項的實際完成工作量，將要素數據整合至BIM5D智慧平臺，形成進度計劃對比圖，BIM5D平臺自動化任務分析（圖3）。

圖3 BIM5D進度計劃分析表

2）利用A醫院的BIM5D可視化功能查看實際進度與進度計劃對比，項目部合理規避工期風險，制定工程趕工措施。根據項目每月進度計劃與實際計劃，統計每月的物資進場數量和使用情況以進行要素數據整合，按照合同規定，在BIM5D智慧平臺中，生成進度節點資金曲線圖，以及實現產值、成本數據曲線圖，實時掌握本工程的動態成本情況。

3）公司BIM部門為A醫院智慧平臺搭建BIM5D資料協同云平臺[4]，針對資料查看、下載、修改來劃分權限，資料室上傳每月的驗收資料、聯系單、變跟單、材料用量單等至平臺內，各參加方通過手機端、web端，快速查看使用。提高信息傳遞效率，減少10%以上的因信息不對稱而造成的返工，同時達到建筑全生命周期資料統一數據化管理并支持智能查詢的要求。

2.3.3 生產控制管理

1）BIM5D對A醫院的各項數據要素進行整合，協助管理人員完成進度計劃、成本預算、工程量計劃、材料進度、人員數量趨勢等生產數據報表。項目經理部根據項目周例會的相關制度，可以對周計劃偏差進行整理分析，有針對性、重點地解決施工問題，并結合工期計劃，制定有關的糾偏措施，及時籌備各項施工安排，協調各專業、各工種的施工生產計劃和施工周期時間，確保施工過程交叉作業的順利進行。同時根據施工生產任務進行崗位分解，提高各崗位的工作效率，實現數據化考核。

2）通過BIM5D對A醫院的預算模型進行工程量提取，與Revit模型量、實際澆筑量進行三算對比，分析工程量偏差原因。由于現場施工的工序及圖紙深化情況有別于原圖紙，BIM5D提量偏差值相對較低， 但總量基本一致。

3）成本控制階段，核心在于利用A醫院以智慧平臺為依托的BIM5D自動化，快速、精準地實現工程量、成本、進度之間的邏輯關系，建立BIM5D模型，更好地整合計劃進度、實際進度、變更、索賠、材料、人員、決策等之間的邏輯關系，為施工生產管理提供技術和數據支撐，實現智慧化、信息化的生產管理方式。通過BIM5D在生產管理中的成本控制，可以提高施工過程中數據采集的真實性、準確性、時效性，同時發現施工進場中除技術問題之外的管理問題，倒逼進度、預算、成本等工作優化，消除崗位職責不明、責任不清的問題，真正做到從施工出發，提高施工生產過程的效率[2]。

3 BIM5D在公建項目中的實踐應用價值

在A醫院項目施工中，BIM5D技術的“全生命周期”整個實現過程可分為4個階段，即模型專業選擇→建模軟件選型→全專業模型集成→項目功能點應用（圖4）。

圖4 BIM5D實現過程

通過在A醫院項目中實踐運用BIM5D總結經驗，BIM5D作為一種生產管理的輔助管理工具，旨在對項目進行施工生產策劃和數據集成，形成用以輔助項目生產施工的指導方案和糾偏手段。而在實際施工過程中依然需要通過項目各崗位管理人員的高度參與，通過依托BIM5D智能化模擬提供的數據進行分析，逐步實現項目生產管理過程中各方面向著精細化、高效化、自動化的管理方式轉變。

對于復雜公建項目而言，在施工設計優化和策劃過程中，BIM建模的主要功能是將建筑二維圖紙轉換為三維立體模型，根據不同軟件的功能特點，可以實現建筑結構、三維場布、模架設計等多方面的動態化施工過程模擬，并將3D-BIM模型用于項目全生命周期過程中，為施工提供良好的策劃參考和方案指導。

其次，在復雜公建項目施工生產過程中，施工生產是動態變化的過程，動態變化即為不定量因素，過程中根據實際施工情況，需要不斷去完善和優化。因此，需要更多的數據輔助優化管理三維建筑模型信息，為施工過程提供參考數據。比如進度方面涉及工序進度、分部分項進度、總體進度及外界因素影響進度的程度等數據；造價方面涉及土建鋼筋的算量、安全算量、分部分項算量等數據。鑒于此，以BIM5D為核心的BIM技術，在智慧工地平臺的整合下，可以在施工進程中，實現整個項目施工過程的動態化管理。但過程中依然需要人員高度參與，通過各種數據的分析支撐，優化方案和變更施工措施，有效地協調和統籌施工計劃安排。

4 結語

根據A醫院施工生產管理過程的實際需求，采用以BIM5D為核心的BIM技術對項目施工全過程進行數據支撐服務，深度融合智慧平臺的自動化和信息化，在進度、成本方面實現可視化管理和有效協同，進一步實現A醫院施工生產目標，為工程管理人員提供高效率數據平臺，形成用以輔助項目生產施工的指導方案和糾偏手段。但BIM5D技術在行業內尚未真正達到全面普及和成熟運用，運用過程中依然需要各崗位管理人員的高度參與。

本文通過實際案例，力求為BIM5D技術的應用推廣奠定良好基礎，為施工生產管理過程真正的智能化、可視化、數字化、信息化提供數據支撐，促進建筑施工行業的信息化不斷發展。