工程項(xiàng)目管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

夏勇

摘要：隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑行業(yè)的項(xiàng)目規(guī)模亦發(fā)生了翻天覆地的變化，人力、物力、財(cái)力的投入呈幾何級(jí)增長(zhǎng)。隨之，也產(chǎn)生了一系列的問(wèn)題：各個(gè)部門(mén)有自己的一套管理辦法，信息不統(tǒng)一;審批流程太長(zhǎng)太復(fù)雜，影響項(xiàng)目效率;項(xiàng)目進(jìn)度難以監(jiān)控、成本不能控制。企業(yè)亟需開(kāi)發(fā)一套適應(yīng)科技發(fā)展需求的項(xiàng)目管理平臺(tái)，總體上實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理關(guān)鍵流程的全覆蓋，實(shí)現(xiàn)大量管理數(shù)據(jù)的及時(shí)、統(tǒng)一采集，解決原有分散管理帶來(lái)的信息孤島問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理的信息化、規(guī)范化。最大化地協(xié)調(diào)各方面資源，協(xié)同管理、提升管理效率。本文結(jié)合實(shí)際工作中的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，研究了基于BIM技術(shù)的工程項(xiàng)目管理平臺(tái)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，分析了基于BIM技術(shù)的管理平臺(tái)在實(shí)際項(xiàng)目中各階段的管理作用和價(jià)值，以期為企業(yè)推動(dòng)BIM技術(shù)在項(xiàng)目管理中發(fā)揮更大的作用提供參考。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);工程項(xiàng)目管理平臺(tái)

1 研發(fā)BIM項(xiàng)目建設(shè)工程管理平臺(tái)的意義

當(dāng)今越來(lái)越多的施工項(xiàng)目采用聯(lián)合體施工，怎樣做到多家施工單位信息同步、溝通及時(shí)、責(zé)任明確一直是一項(xiàng)難題。但是只要引用BIM施工管理平臺(tái)，在云端平臺(tái)可以很輕松的做好數(shù)據(jù)處理和信息溝通，并且可以運(yùn)用管理員權(quán)限制度網(wǎng)簽合同，做到信息同步、溝通及時(shí)、責(zé)任明確不是難題。另外BIM施工管理平臺(tái)可以利用數(shù)據(jù)庫(kù)里的大數(shù)據(jù)，對(duì)聯(lián)合體各家進(jìn)行分析，能夠合理分配工作工序和工作搭接的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，保證各個(gè)聯(lián)合體之間能夠相對(duì)和諧順暢的完成施工任務(wù)。

2 BIM項(xiàng)目建設(shè)工程管理平臺(tái)的系統(tǒng)架構(gòu)特點(diǎn)

2.1 用戶(hù)管理

基于網(wǎng)絡(luò)的多用戶(hù)管理，系統(tǒng)的管理者為工程項(xiàng)目不同管理部門(mén)和參與方配置了不同的權(quán)限，允許多用戶(hù)在網(wǎng)絡(luò)上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作。根據(jù)項(xiàng)目的管理工作流程配置賬戶(hù)權(quán)限和平臺(tái)編輯權(quán)限確保信息的安全性和傳遞的可靠性。

2.2 數(shù)據(jù)接口

系統(tǒng)平臺(tái)擁有基于國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)的BIM模型IFC格式數(shù)據(jù)接口，支持設(shè)計(jì)和施工的信息交換共享，通過(guò)研究IFC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)BIM模型進(jìn)行真實(shí)表達(dá)。應(yīng)用IFC屬性擴(kuò)展機(jī)制對(duì)實(shí)時(shí)動(dòng)畫(huà)進(jìn)行描述，建立基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的建筑物真實(shí)感模型及動(dòng)畫(huà)模型。在模型研究的基礎(chǔ)上，運(yùn)用OpenGL技術(shù)進(jìn)行建筑物真實(shí)感渲染和場(chǎng)地實(shí)時(shí)動(dòng)畫(huà)功能進(jìn)行開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)逼真的BIM模型及實(shí)時(shí)動(dòng)畫(huà)，支持建筑施工過(guò)程虛擬仿真。

2.3 圖形平臺(tái)

平臺(tái)的圖形展示采用自主開(kāi)發(fā)的基于OpenGL的圖形平臺(tái)，增強(qiáng)了4D可視化模擬效果。考慮到資源平衡和用戶(hù)需求，各用戶(hù)可以根據(jù)不同的工作內(nèi)容在平臺(tái)內(nèi)呈現(xiàn)不同的工作界面，結(jié)合圖形、圖標(biāo)及工作向?qū)У榷喾N表現(xiàn)形式，便于用戶(hù)操作和使用。

2.4 算法分析

擁有對(duì)場(chǎng)地設(shè)施、工程構(gòu)件碰撞檢測(cè)以及施工進(jìn)度和資源的沖突分析等安全分析功能。系統(tǒng)在BIM4D施工模型基礎(chǔ)上，采用了邊界描述法對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行整體描述，針對(duì)場(chǎng)地設(shè)施實(shí)體的幾何特征、外觀表現(xiàn)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律及時(shí)變化特征，建立施工場(chǎng)地設(shè)施的時(shí)空模型。通過(guò)改進(jìn)并應(yīng)用簡(jiǎn)化層次包圍盒判斷算法、集成空間分解與占用的精確碰撞檢測(cè)算法，實(shí)現(xiàn)了施工設(shè)施之間、設(shè)施與結(jié)構(gòu)之間的物理碰撞檢測(cè)。同時(shí)將BIM4D模型與資源信息有效掛接，建立了包含資源信息的施工信息集成模型，在此基礎(chǔ)上采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度的里程碑分析、機(jī)電優(yōu)先級(jí)計(jì)算、資源沖突管理等功能。

3 基于BIM技術(shù)的項(xiàng)目管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)案例探討

3.1 可視化平臺(tái)

某項(xiàng)目基于BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工項(xiàng)目管理的一個(gè)例證。該項(xiàng)目位于某規(guī)劃景觀帶的核心位置，采用摩天輪與橋梁結(jié)合的方案，其中摩天輪采用了創(chuàng)新的無(wú)軸式固定圓環(huán)結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)上突破了傳統(tǒng)摩天輪的輻條形造型。

與其他摩天輪不同的是，該項(xiàng)目采用了固定輪盤(pán)式摩天輪，并在摩天輪輪盤(pán)結(jié)構(gòu)中采用了編織網(wǎng)格形式的空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。這種空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)很難通過(guò)二維圖紙表達(dá)出準(zhǔn)確的空間尺寸和位置關(guān)系。通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)γ扛臻g網(wǎng)殼構(gòu)件進(jìn)行數(shù)字化模擬，不僅可以快速修改編織網(wǎng)格的空間位置，還可以對(duì)修改后的構(gòu)件之間是否沖突給出碰撞結(jié)果。

該項(xiàng)目從方案設(shè)計(jì)階段開(kāi)始，應(yīng)用BIM技術(shù)為無(wú)軸式摩天輪結(jié)構(gòu)提供了一個(gè)可視化管理平臺(tái)，為摩天輪整體尺寸的確定、各編織構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)控制，提供了直觀、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。通過(guò)BIM模型導(dǎo)出數(shù)據(jù)的二次應(yīng)用，直接為摩天輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了空間計(jì)算模型，計(jì)算模型和設(shè)計(jì)施工方案可以統(tǒng)一修改，在提高計(jì)算建模效率的基礎(chǔ)上保證了計(jì)算所有模型數(shù)據(jù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。同時(shí)，橋梁—摩天輪一體化的設(shè)計(jì)，不僅僅是結(jié)構(gòu)的一體化，更是橋梁結(jié)構(gòu)與娛樂(lè)功能和周邊環(huán)境的一體化。通過(guò)基于BIM技術(shù)的管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了該項(xiàng)目空間的、可視化的、真實(shí)準(zhǔn)確、整體環(huán)境多角度全方位的數(shù)據(jù)化模擬，為該工程各階段的項(xiàng)目管理決策的正確性和高效性提供了強(qiáng)有力的保障。在施工過(guò)程中，利用BIM技術(shù)計(jì)量準(zhǔn)確、模擬施工和直觀可視等特點(diǎn)，對(duì)施工單位的材料采購(gòu)、施工組織、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)工序的技術(shù)安全交底等工作起到了重要的指導(dǎo)和輔助作用，有利于增加施工單位的項(xiàng)目?jī)r(jià)值。

3.2 信息共享和協(xié)同管理平臺(tái)

某污水處理廠是一座花園式的半地下污水處理廠，總占地面積4.4公頃，日處理污水9.5萬(wàn)噸。該項(xiàng)目為設(shè)計(jì)牽頭的EPC工程，在設(shè)計(jì)和施工階段就已經(jīng)引入BIM技術(shù)進(jìn)行工程管理，并為項(xiàng)目實(shí)施創(chuàng)造了價(jià)值。在污水處理廠項(xiàng)目的全生命周期中，運(yùn)維階段所占的時(shí)間最長(zhǎng)，花費(fèi)也較高;同時(shí)設(shè)計(jì)施工階段的信息數(shù)據(jù)完全可以共享至運(yùn)維階段，因此，繼續(xù)采用基于BIM技術(shù)的項(xiàng)目協(xié)同管理平臺(tái)，對(duì)污水處理廠的運(yùn)維進(jìn)行管理，打造全過(guò)程項(xiàng)目管理示范項(xiàng)目。

該運(yùn)維系統(tǒng)通過(guò)在泵組、管道和處理池、沉淀池、過(guò)濾池等構(gòu)筑物中設(shè)置傳感器，把污水水質(zhì)水量、液位、管道壓力、出水壓力、出水管余氯、出水質(zhì)量等數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)回傳至運(yùn)維平臺(tái)，通過(guò)回傳數(shù)據(jù)與BIM模型的結(jié)合、計(jì)算，自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)、所需開(kāi)啟的水泵數(shù)量、加藥量、回流比等運(yùn)維數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集到管理平臺(tái)，再基于BIM模型的信息庫(kù)和項(xiàng)目管理平臺(tái)進(jìn)行后臺(tái)運(yùn)算處理，并自動(dòng)調(diào)整數(shù)據(jù)應(yīng)用的全過(guò)程自動(dòng)化管控。

該協(xié)同運(yùn)維管理平臺(tái)，智能地完成了污水處理廠運(yùn)行時(shí)每一環(huán)節(jié)的工藝流程管理、溫濕度控制、有毒有害氣體管理、廠區(qū)周?chē)h(huán)保控制和重要危險(xiǎn)點(diǎn)源的安全管理等工作。同時(shí)，該項(xiàng)目的運(yùn)維管理平臺(tái)還實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)端的數(shù)據(jù)共享，使政府、業(yè)主等各參建方可以隨時(shí)通過(guò)手機(jī)對(duì)污水處理廠運(yùn)行的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、信息查詢(xún)、安全監(jiān)督、能耗控制、協(xié)同管理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)污水處理廠的全面實(shí)時(shí)可控，這樣既節(jié)省了水廠日常運(yùn)維所需的人力物力投入，又實(shí)現(xiàn)了對(duì)項(xiàng)目安全的日常管控，達(dá)到了為項(xiàng)目管理增值的目的。

總而言之，工程項(xiàng)目復(fù)雜而繁瑣，管理難度很大，BIM技術(shù)作為國(guó)家建筑和市政行業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃的重點(diǎn)，在工程設(shè)計(jì)和招投標(biāo)階段的應(yīng)用已經(jīng)成為常態(tài)。但是，如何更好地利用BIM技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目的施工和運(yùn)維管理，有待于從業(yè)者開(kāi)展更多的項(xiàng)目實(shí)踐和研究。隨著國(guó)家科技的進(jìn)步，GIS、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和智慧城市的不斷發(fā)展，基于BIM技術(shù)的工程項(xiàng)目管理平臺(tái)也將得到更廣泛地應(yīng)用，在項(xiàng)目管理過(guò)程中發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

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