BIM技術助力建筑工程智能建造管理升級

李熊飛

(成都建工第四建筑工程有限公司，四川成都 610000)

“智能建造”是近年來比較熱的一個詞，中國工程院院士丁烈云定義智能建造即智能技術與工程建造系統深度融合形成的工程建造創新發展模式，并提出：我國建設行業要把握新一輪科技革命的歷史機遇，將現代信息技術與工程建設深度融合，以綠色化為建造目標、工業化為產業路徑、智能化為技術支撐，提升建設行業的建造和管理水平，從粗放式、碎片化的建造方式向精細化、集成化的建造方式轉型升級，實現工程建造高質量發展[1]。成都市住房和城鄉建設局于2021年建立了智能建造與建筑工業化協同發展政策體系和技術體系，全面啟動全過程BIM技術應用試點工作，各層面的政策引領驅動著企業進行數字化應用提高智能建造水平。

1 BIM為智能建造賦能

成都建工第四建筑工程有限公司在智能發展之路上，BIM起到了關鍵的作用。BIM技術已廣泛應用于各建設領域，包括房建、市政、機電、裝飾等，輔助項目在設計階段、施工階段、管理階段以及運維階段工作的開展。在以上開展的基礎工作中，深切體會到BIM技術是貫穿建筑全生命周期的關鍵技術之一，也是構建智能建造能力不可或缺的重要技術支撐。通過BIM應用，實現三維正向設計、數字化生產、可視化施工、精準運維和各參與方高效協同，將工程建造提升到現代工業級精細化水平，是走向智能建造的必由之路。BIM技術以其強大的數據載體功能，成為智能建造的重要引擎(圖1)。

2 BIM助力智能建造創新應用

依托工程項目研發了基于BIM的高大模板扣件式鋼管支撐架變形監測技術，實現對高大模板支撐架模型變形監測點自動布置和點位變形監測。 該技術集超限梁板自動識別、模板支架監測點自動布設、模板支架監測動態報警功能與一體。基于BIM和定位監測實現對高大模板支撐架模型變形監測點自動布置，并結合現場實時反饋的監測值在電腦上直觀地反映出支撐架在施工各階段的變形情況，給出超限值預警，并能根據監測數據預測下一步工程施工時高大模板支撐架及其周邊環境的安全，擴展了BIM模型的應用功能。通過試點工程應用，能較迅速與準確地判定和反饋高大模板支撐架的安全狀態，指導施工，目前已在集團多個工程推廣應用。

3 工程項目智能建造應用

成都空港產業服務區建設項目以智能建造、綠色建造為目標，圍繞項目施工管理的各環節，集智能設備、BIM、管理系統、數據平臺為一體的集成協同應用，提升項目可視化、精細化管理。項目建設了集“智慧工地、智能建造、科技創新”于一體的展示指揮中心——智慧建造·科技中心。通過三端一云(PC端、網頁端、手機端和關聯云)和物聯網技術將BIM、智能設備和數字項目平臺相互關聯集成進行項目信息化管理；實時采集現場數據，自動進行風險識別，為項目提供生產提效、成本節約、風險可控的智慧化解決方案，通過管理信息化、生產智能化讓項目效率、效益雙提升(圖2)。

3.1 數字化技術管理

通過應用圖紙管理、方案清單、三維交底、文檔交底、二維碼管理等技術措施，在模型、業務、文檔和任務等方面實現協同管理，降低了技術管理難度，使工程技術管理得到有效保障，同時提高了技術指導施工的便捷性和準確性。

3.2 數字化質量管理

通過應用數字化質量管理系統，對整個項目質量創優和問題信息進行把控。質量巡檢將質量問題信息傳遞更到位，對問題在線跟蹤、實時提醒，避免問題遺漏。質量驗收更加規范、便捷，管理人員可以隨時了解整體質量情況，在線管控，上下聯動。同時質量問題可以與BIM模型關聯，精準定位，快速處理，避免發生質量事故。

采用虛擬質量樣板可視化交互系統，通過其樣板介紹和結構搭建功能展示工程所采用的材料及其質量、施工工藝、施工流程、技術水平等，針對施工過程中容易發生的質量問題制作專業質量樣板，組織管理人員、施工班組進行學習，提高項目質量管理水平，降低施工現場質量問題出現率。目前已開展質量樣板交底100多次。采用智能實測實量儀器，智能測量儀器輔助現場測量工作，提升測量效率；測量人員通過藍牙連接智能設備，對點位進行現場測量，測量數據會自動傳輸到質量管理平臺上，減少工作的繁雜性與原始數據的流失。

圖1 工程項目BIM應用功能

圖2 工程項目智能建造應用

3.3 數字化安全管理

項目應用數字化安全管理系統，對整個項目安全巡檢和問題信息進行管控，通過塔機監測、吊鉤可視化、施工升降機監控、卸料平臺檢測、AI智能視頻監控、VR安全教育等智能設備進行項目現場全面的安全管理，提高安全管理水平，預防安全風險，減少安全事故，保障工地施工安全。

安全問題全流程實時流轉至責任人，記錄留存、管理有痕，自動生成各種單據、臺賬；對安全巡檢不合格的地方及時反饋并且實時通知相關人員進行整改，使安全問題得到快速解決，檢查與整改不分離。

AI遠程智能視頻監控自動抓拍作業人員不安全行為，提高人員的安全作業，預防安全事故發生。卸料平臺智能監測系統，在數字管理平臺上遠程監測記錄卸料平臺工作狀態，避免監管難、超載現象嚴重且不知情等安全隱患，提升施工及監管效率。

本項目共有11臺塔機，施工過程中塔吊會出現交叉作業區，通過對塔機監測和吊鉤可視化對塔機實現遠程監控、異常預警推送、群塔防碰撞等應用，實時看到吊裝全過程影像，極大的降低了作業風險。

3.4 數字化生產管理

應用數字化生產管理系統，將進度計劃與BIM模型構件關聯，通過網絡圖+模型的形式更清晰表示項目施工的進度計劃，監控工程項目的實際進度，比較計劃進度與實際進度；輔助項目通過關鍵線路+前鋒線進行動態管理，打通PDCA循環，讓項目進度可控。

3.5 項目多方協同生產管理

采用全息投影+實體沙盤演示系統與BIM各專業模型關聯，以裸眼3D形式展現項目從基坑開挖到最后幕墻完工的施工全流程，包含了工程施工順序、施工計劃、交叉工序解決方案、重難點解決措施等，保證模型與進度的一致性，提高生產管理的可視性。

4 結論

4.1 BIM與數字化管理深入融合，提升協同管理

項目不僅基于BIM+進行技術創新應用，而且將BIM與智能設備、數字平臺、設計施工等方面進行集成應用，數據上、下聯動，信息共享，橫向實現BIM設計、生產、施工各環節的數字化協同；縱向實現項目級和公司級的協同化管理。

4.2 管理效率提升，風險可控

通過智能化的技術支撐，項目的建設管理水平和管理效率都得到了提升。應用BIM、智能設備、數字管理平臺等輔助項目管控，項目的整體情況實時掌握，質量安全自動預警，不僅提升了管理效率，也降低管理風險。

4.3 精細化管控，降本增效

在BIM的深化應用方面、數字平臺的管理方面、智能設備輔助管控方面以及技術創新、成果轉化方面都讓項目在的直接成本和管理成本得到降低，并且也取得了經濟效益和社會效益。

4.4 面臨問題和下一步規劃

項目在智能建造領域上進行了一些技術的創新應用，也在不斷進行新技術的探索應用，目前在BIM+成本管理方面的結合性不好，還需要進一步從技術層面和管理模式層面進行思考。項目目前還是在建階段，圍繞智能建造制定了二期建設，不斷優化拓展智能建造的深度和寬度，提高智能建造水平。

現在的建筑不再是簡單的施工，而是需要將建筑與自然和人和諧統一。未來的建筑需要更高的質量要求，運用智能化工具獲得建筑上的節能減排，打造舒適的建筑環境。智能建造推動著建筑企業的轉型升級，是未來建筑的必然要求。在國家政策的支撐下，行業主管部門的領導下，積極作為提高智能建造的水平。