基于BIM应用的智慧工地管理实践

文／宋卓亚、温磊 四川锦发建筑安装工程有限责任公司 四川成都 610094

刘迎杰 泛华建设集团有限公司 北京 100070

陈雅楠 上海交通大学 上海 200030

引言：

BIM 是建筑（Building）信息（Information）模型（Modeling）的英文缩写，从上述名称可以看出，BIM技术是通过建模集成各种建筑信息进而进行整理分析以提高效率的管理技术。在设计、施工、运维阶段，BIM 技术的应用重点也各有侧重，在施工阶段，BIM 技术是提高管理效率的有效手段，但是当前阶段，它还不能覆盖项目施工管理的全部，为了搭配BIM 技术应用，总包企业也越来越多地以BIM技术为基础，再搭配其他信息化管理手段，以实现智慧工地管理的目的，本文将以西安某酒店项目为例进行探讨。

1、项目概况

本文所选项目为商业综合体，位于西安市浐灞生态区世博大道与欧亚大道交叉口，建筑面积约3 万m2，地下3 层，地上27 层，其中，1-9 层业态为综合商业广场，10-27 层业态为高档商务酒店。

2、实施路线

2．1 BIM 应用实施路线

（1）前期准备：制定实施方案、应用标准，人员培训。（2）模型建立：创建模型、模型核对及检查、碰撞检测、模型修改。（3）模型应用：总图调整、场地布置优化、方案模拟、机电深化、漫游巡查。（4）成果输出：图纸会审记录、BIM 出图、可视化交底、图纸优化建议清单。

2．2 BIM 智慧管理实施路线

（1）前期准备：制定智慧平台管理标准、智能硬件设备安装、智慧软件平台搭设。（2）信息收集：管理信息录入、智能监控、BIM 信息集成。（3）信息分析：工程量价信息分析、质量安全信息分析、进度信息分析、物料信息分析、劳务信息分析。（4）管理反馈：成本管理、签证管理、质量管理、安全管理、进度管理、物料管理、劳务管理。

3、BIM 技术及智慧管理应用点

3．1 碰撞检查与调整

本项目为商业综合体，建筑结构构件尺寸较大，形状不规则，机电管线及设备众多，因此建筑、结构、机电的碰撞检查非常有必要，通过模型碰撞，共查出原图纸土建与机电专业碰撞问题70087 个、给排水与暖通专业碰撞问题10563 个、给排水与电气专业碰撞问题1713 个、暖通与电气专业碰撞问题3068 个，如图1。BIM 工程师通过对以上问题进行分析，相同或类似问题进行分类归纳整理，部分问题可在施工过程中微调尺寸或位置即可解决；部分问题无法在施工过程解决，需要建设单位及设计单位根据碰撞问题进行深入分析后进行调整，根据设计单位反馈的碰撞调整方案，在BIM 模型中，据实调整直至无问题后，导出图纸指导施工。在传统施工过程中，工程师根据二维平面图纸想象三维模型来发现图纸中的问题，虽能发现部分问题，但效率较低，而且较为隐蔽复杂的问题也很难事先发现，BIM 模型技术的应用极大提高了模型精度及纠错效率，为确保少返工、不返工、提高工程质量、节约成本打下坚实基础[1]。

图1 本项目机电管线模型图

3．2 机电工程模拟施工

利用BIM 技术对复杂管线施工，进行模拟演练，并通过模拟效果可以直观看到管线类型及排布，分层错落，相互无交叉、碰撞，同时可以避免施工中材料浪费，局部通风管道可以精准实现工厂定制加工，现场安装。

3．3 安全管理

按照工程项目安全风险评级，结合项目特点，预先在BIM 智慧管理系统中植入安全风险管理清单，随工程进度专项关注安全隐患并采取相应措施；施工工长在现场对工人进行安全交底，现场交底可以进行录音和影像记录，保留了交底过程的全面记录，通过手机APP 进行交底记录图文资料，同步到BIM 智慧平台；依据国家安全规范，对本项目危险性较大及超过一定规模的危大工程进行相应设置，确定检查人、执行人、监督人，对整个过程进行安全、进度的线上跟踪记录；对塔吊、配电箱、“四口五临边”、外架等危险部分添加巡视点，并与BIM模型相应部位关联，在BIM 智慧平台上设置巡视频次、巡视人、未完成巡视通知人、检查内容，进行定期安全巡视，安全员将每次巡视的结果及意见通过照片、文字等做好记录，并将不合格项发送给工长进行整改，整改完成后复查，复查合格后问题销项，形成闭环。

通过安全管理系统，项目管理人员及公司领导可以随时掌控项目安全情况，形成正式有效的施工过程影像资料，同时为项目安全方面决策留下宝贵的依据，使得安全管理更加高效。（1）安全风险识别、危大工程、定点巡视等日常安全检查工作线上管理，分类清晰，内容明确，各层级相关管理者均可以实时查看管理过程和结果，管理更加透明清晰。（2）安全隐患线上记录，督促各部门及时配合处理。出现问题责任划分清晰，过程可追溯，提高了相关管理人员的责任意识，形成整个工程的安全问题分析数据。（3）改变了以往手工填写施工日志的工作方式，根据当日安全检查内容，自动生成安全日志，高效准确，提高了管理人员的工作效率。如图2所示。

图2 安全检查情况记录

3．4 质量管理

严格执行“质检员检查→工长落实→质检员复查→合格销项”的质量检查流程，如图3所示，质量合格及优良的检查数据记录到BIM 智慧管理平台中，不合格检查项目形成整改通知单，如图4所示，根据质量问题大小确定落实整改负责人、整改时间等，发送至相应人员，工长可以在平台中一键打印再发送给劳务单位或者分包单位进行整改；在BIM 平台中预先导入常用的质量检查规范数据，实测实量后将检查数据记录到平台，平台自动计算合格率，并填写到质量检查资料表格中，质检员可以直接下载打印；传统现场实测采用书面记录数据，手动标记测量位置，计算合格率，工作效率低，无法形成电子数据留存，本项目采用基于BIM 技术的自动化实测实量功能，智能选择测量分项，快速标记部位，还应用了蓝牙卷尺、智能测距仪、智能靠尺等工具进行了实测实量，测量数据即可同步到平台中，减小了质检员在现场的工作量。

图3 手机端质量检查情况记录

图4 质量检查影像留存

3．5 进度管理

将总进度计划导入到平台，并将年进度计划、月进度计划、周进度计划与BIM 模型对应部位进行关联，对总进度计划中里程碑节点或其他重要节点的相关招采计划、安全培训计划、技术方案编制计划等进行关联设置，并设定责任人，系统自动提醒，如图5所示；将月进度计划与三维模型各流水段进行关联设置；以周计划作为进度管控的最小单位，每日记录现场实际完成进度，配套的劳动力、材料、机械等生产情况，如未按原计划执行需记录下延期原因；工长每日通过手机APP 记录当天工程进度，系统后台根据记录的时间与计划设定的时间自动分析对比，形成进度记录，项目和公司随时掌控进度情况；每日施工过程进度及相关安全质量自动生成施工日志，精确高效，信息全面无遗漏，减少了工长工作量；进度计划中的重要里程碑节点与招采计划、方案编制、技术交底、安全培训、劳务教育等工作进行关联，当工程进度即将到达里程碑节点时，平台自动提醒相关工作人员开展工作。

图5 与进度配套工作任务自动预警和提醒

3．6 技术管理

开工前将施工图纸、图纸会审记录传至BIM 平台，并与BIM 模型关联，施工过程中将设计变更、技术核定单等及时上传，并在平台中推送至相关部门人员，线上签收，形成闭合，防止了图纸、变更漏发漏传现象；方案交底线下进行，线上记录，电子签到，交底人及被交底人线上确认，文件在平台中随时可查看，方便技术员、工长、质检员使用电子签到，并可以进行交底执行情况跟踪记录，弥补了以往交底过程中资料容易缺失，无法信息共享的管理缺陷；项目层级和公司层级的方案审批线上进行，可以在系统中设置企业的方案模板；提高审批效率，方案可以实时共享，增强信息化管理；将BIM模型与变更表单、技术方案相链接，工作人员查看BIM模型时即可查看相关信息，工长通过物资提量功能可以一键查询混凝土、砌体、抹灰、保温、门窗等工程量，工作效率明显提升。

3．7 劳务实名制管理

项目所有进场人员通过BIM 智慧平台中劳务模块进行实名制登记，每日通过人脸识别闸机出入施工现场，考勤的基础数据自动记录至智慧工地管理平台。通过手机和网页端可以查看每日出勤情况、人员进退场变化、在岗工种统计等各种考勤数据分析，如图6所示。劳务管理部门自动调取考勤数据，查看出勤数据、工人数量变化、工种数量统计等，制作工资表单，进行工资支付；安全部门可以线上管控工人进退场，所有人员必须经过入场三级教育后，平台方可允许进入现场，人脸识别系统自动限制未受安全教育或者黑名单人员进场；生产部门可以进行劳动力统计，掌握当天各工种数量，并与劳动力需求进行对比，预判是劳动力数量否影响施工进度。

图6 工人实名制数据记录和分析

3．8 物料管理

安装智能地磅，对钢筋、商混、预拌砂浆等进行智能称重，称重数据同步到平台中并进行自动统计分析，平台中预先设置允许偏差，如果偏差偏离较大，平台将会报警并通知材料员进行处理，称重过程中，地磅周围8 个摄像头全方位监控，防止弄虚作假，项目及公司管理人员也可随时在平台中进行查看单车、单次、批次、总共等数据，及时掌握项目大宗材料使用情况。

3．9 数字例会

BIM 系统中可以一键生成生产周会，将任意一周的进度、安全、质量、人材机等记录情况自动统计汇总，如图7所示。将未销项的质量安全问题、滞后的进度情况进行统计，各管理人员及分包单位针对问题逐一进行说明，项目管理者及时准确协调处理，确保问题快速解决。会后自动生成会议纪要，将问题处理办法和协调追踪的事项记录，下次例会自动检查上周问题是否已解决完成，确保各协调措施真正落地。以上所有信息，集团、公司、项目可同时在线查看，不用再像以前一样项目编制周报报给公司，公司再查看周报。

图7 数字例会劳动力数据自动提取和对比分析

结语：

当前阶段，软件技术及硬件设备已经取得较大进展，相对于前几年，BIM 技术及智慧管理平台在工程项目管理中发挥的作用越来越大，很多模块的使用越来越“接地气”，受到一线使用人员的普遍欢迎，这些技术的应用切实提高了项目的工作和管理效率，也促进了总承包企业的信息化和智能化管理。但是，目前的BIM 技术及智慧管理平台也存在一定问题，比如信息收集多而分析不足，管理信息多而模型信息不足，分专业信息多而各专业联通不足，这些问题需要软件开发人员、公司管理人员、项目应用人员携手一起来解决，共同推进建筑行业中BIM 技术及智慧工地管理的深化应用。