BIM在高校基建管理实践中的应用与思考
周继广 莫涛. BIM在高校基建管理实践中的应用与思考[J]. 建筑经济,2019,49(12).
ZHOU Jiguang MO Tao. Application and Thinking of BIM in University's Construction Management Practice[J]. build,2019,49(12).
1 引言
BIM(Building Information Modeling)作为应用于工程设计、建造、管理、运维的数字化工具和建筑全生命周期的信息化技术管理手段,自推广应用的十余年来,赢得了工程业内越来越多的认可。这主要得益于政府部门的倡导与扶持、建筑行业协会的大力推动、科研院校机构日趋完善的理论研究,以及BIM在可视化、协同化、数字化、可模拟性等方面的诸多优势,采用BIM技术可使工程项目实现建立资源计划、控制资金风险、节约成本、节省能源、降低污染和提高效率,产生较好的社会经济效益。
随着大数据、云计算、人工智能、虚拟现实、物联网、移动通信等新型信息技术的飞速发展,智慧城市(智慧园区)的建设已悄然成为这个时代的迫切需求。基本建设管理已经不再局限于传统项目管理模式,正逐渐聚焦于整体建设运营管理的集约化、精细化、信息化、智能化。
根据上海市《关于在本市推进建筑信息模型技术应用的指导意见》(沪府办发[2014]58号),学校是BIM技术应用的优先试点对象,率先开展BIM技术推广应用。当时国内BIM技术多应用于大型复杂单体项目,在园区整体建设管理实践中尚不多见。自2015年开始,复旦大学先行响应,从校区单体工程项目应用BIM技术开始,通过BIM实现流程再造,逐步推动BIM技术应用到学校全校区建筑建设的管理中,应用到建筑全过程全生命周期中。结合实践,本文对校区基建管理中BIM技术的应用效果和未来展望进行探讨,以期为BIM技术的实践发展提供借鉴意义。
2 BIM在基建管理实践中的应用
为有效提高校区建设工程的规范化、精细化管理水平,促进校区建设管理和运营管理紧密结合,推进系统性智慧化校园园区建设,自2015年开始,复旦大学逐步在基建管理中开展应用BIM技术,并取得了一定效果,复旦工程BIM编入《2018年上海市建筑信息模型技术应用与发展报告——附录试点项目案例》。
2.1 高校基建管理应用BIM的必要性
(1)高校基建项目繁多
高校同期建设项目较多、体量较大,且项目进度各异,使用功能多样。由于复旦大学建校时间较长、老校舍较多,修缮改建等项目众多,2015年同期在建项目包括科研、教学、生活配套等各类项目21个,因此同时进行多项目修建的高效管理成为学校的工作挑战。
(2)管理与协调困难较多
高校基建项目类型多样,包括新建项目、改扩建项目、修缮项目。各项目开工时间各异,目前所处的工程阶段也不同,因此相对应的管理内容、管理任务和管理模式也存在差异。不仅如此,全校区工程参建单位达几十家之多,管理和协调也存在较大困难。
(3)管理精细化程度需求高
随着信息技术的不断发展,高校对项目管理的需求也更加规范化、精细化。复旦大学不仅要求建设过程流程规范化、信息共享完整精细化、协调过程高效实时化,更对最终交付的数据和档案数据的信息化提出了更高要求。
(4)智慧化建设步伐较快
高校作为高新科技和高水平人员集中的场所,是校园数字化和智慧化水平的集中体现。设计施工建设运维全过程形成可视化数据、数字资料和信息模型,已成为智慧化校园建设和信息管理的基本需求。
2.2 BIM在基建管理中的实践
2.2.1 建立BIM基建管理模式
BIM技术应用于基建管理,不仅可以解决技术问题和提高信息化程度,也是校区整体项目全生命周期的管理。因此,优化原有的组织管理结构、探索新的组织管理方式就非常必要。由于BIM技术和管理的专业性,基建管理部门联合专业BIM咨询单位成立BIM管理团队,从BIM组织管理架构模式、BIM标准编制以及BIM实施的工作流程进行详细规划,针对不同阶段设置不同的工作目标,将工作内容、职责划分、平台开发等事项进行详细具体的安排,并协调反馈相关管理部门和使用单位的BIM应用意见和需求,帮助项目管理公司、设计方、施工方等各参建单位共同构建BIM组织实施体系,解决跨组织、跨专业、跨单体的多方协作问题(见图1)。
2.2.2 编制BIM管理实施规范
鉴于BIM管理在行业内的标准不够完善,各建模软件数据存在交互性方面不够等现实问题,着眼于高校基建管理全过程整体应用的目标,BIM管理团队结合行业标准、地方标准以及校区基建管理BIM技术应用的特点,编制出适用于高校的BIM模型标准和应用管理方案(表1),对模型的规范化和标准化提出更加明确的要求,并同步制定建筑全生命周期BIM实施应用管理方案,控制最终交付的BIM模型质量,保障后期BIM技术的顺利实施。
2.2.3 BIM实施的基本内容
BIM实施应用管理包括建筑全生命周期。建设工程BIM实施主要依托设计管理、施工管理、竣工交付管理来实现项目建设的全过程。
(1)项目设计管理
在设计阶段和建设过程的必要环节,采用无人机进行实地信息采集;在施工图设计阶段,组织各专业设计单位进行场地、建筑、结构、暖通、给排水、电气等专业BIM设计,包括模型创建、碰撞净高核查、管综优化、仿真漫游等BIM工作,通过“问题集”反馈记录图纸信息问题、设计表达问题、专业遗漏问题和各专业协调等综合问题,并定期沟通解决,辅助设计交底和优化,有效指导施工(见图2)。
(2)施工实施管理
对现场实际施工阶段的模型进行动态管理和优化,包括设计图纸修改调整、技术核定、现场签证、VR虚拟现实、实地拍照等方式及时更新反馈现场问题,及时进行设计优化和变更。其中机电专业比较复杂,通过协调机电分包针对反馈意见对施工模型进行管线深化、过道管线排布设计和二次结构洞口预留设计,形成了“BIM管线综合布线图”和“BIM墙体留洞图”等二维图纸与三维模型相辅集成的施工交底资料,并通过施工模拟与进度分析等方式辅助优化施工方案(见图3)。
(3)竣工交付管理
项目竣工后需要高精度信息表达的完整交付模型,包含项目全生命周期信息数据,可作为运营维护管理的数据基础。因此,整合各专业竣工模型,通过3D激光扫描等精确勘察技术辅助现场的复核工作,并补充照片视频等资料形成更加准确的竣工建设资料;及时补充更新现场情况并复核分包单位提供的设备清单,记录变动详细数据并存档,形成可在运维阶段使用的设备信息和资产数据,方便运维、改建、拆除等后续工作的进行(见图4)。
2.2.4 尝试使用BIM综合管理平台
在校区整体基建管理中,存在管理复杂、资源分散和信息共享滞后等一系列问题。BIM管理不仅体现在建筑项目上,更体现在全过程、全专业的协同上,既要能解决基建管理部门对各校区各项目建设过程中众多参建单位的集中统一管理,也要能解决运营管理过程中资产、后勤、信息、安全、总务、院系等相关部门的全面协同管理。建设整体基建项目模型数据,搭接建设管理系统、资产管理系统、运行维护系统、应急管理系统等信息集成的CIM(Campus Information Modeling)校园综合数字化平台也是复旦大学信息化管理的迫切需求。在BIM技术同期应用于21个建设项目的基础上,通过积极探索建设和尝试适合高校的CIM综合数字化平台,将模型和数据整合进平台与GIS、物联网、移动互联等技术相融合,以提升管理效率和使用感受。
3 BIM应用的效果
结合校区整体建设项目的实践,BIM技术的融入具有以下几方面积极作用:
3.1 给项目带来直接效益
(1)节约建设成本
在建设过程中,通过不断深化BIM模型,结合无人机、虚拟现实VR等新技术,及时发现、解决和优化项目结构、管线排布、净空、施工进度等问题。BIM技术的融入也帮助降低技术交底和资源调配等沟通协调成本,能够切实提高项目管理水平和工程质量,减少返工现象,同时降低材料和人工成本,直接产生时间效益和经济效益。
(2)提高施工安全性
在施工过程中,针对复杂的施工环境和高难度的施工环节,可以通过BIM技术4D模拟施工场景,有效提高施工过程的安全性。针对改扩建和保护性修缮项目,通过无人机航拍测量信息和现场三维激光扫描整合原始图纸信息和现状图纸信息,可以对既有建筑、历史建筑进行4D虚拟施工。不仅能有效提升工作效率,同时也可以保护修缮、改扩建项目的历史性原貌。
(3)提升运维管理效率
高校运维管理对空间资产管理、设备运行与维护管理、公共安全管理以及能源管理有着更高要求。面对功能综合的建筑单体、繁多复杂的设备维护,以及整个校园的运维信息集成,可以充分发挥校园智慧化数字管理平台CIM的优势,进行更加高效流畅的管理,为运维管理提供更多便利。
3.2 给管理带来革新
(1)提供协同管理思想
传统的基建管理模式,很大程度上割裂了建设管理、运维管理和使用体验,而建设管理又被分割成设计、施工等不同阶段,不同阶段管理人员的工作相对独立,对管理信息的传递日趋衰减甚至出现断层,大大降低了管理效率。
BIM技术帮助整合所有专业的建筑全生命周期信息,给基建管理人员参与管理带来便利。割裂的单军作战式管理,逐渐被全过程、全专业的综合性管理模式所代替,这种意识也越来越被认可和接受。
(2)构建协同管理模式
BIM应用给统一协同管理提出了要求,也为统一全过程管理提供了可能。BIM技术的应用,不仅将同一单体项目的参建单位纳入同一协同管理平台,而且将不同单体项目的参加单位一并纳入,甚至还将业务性质、统属关系、岗位职能等各不相同的管理部门(使用单位、资产、安全、后勤、信息、档案、物业部门等)通过协同管理平台有机整合在一起。从设计、施工、竣工交付到运维管理全过程,连接建设单位、咨询单位、设计单位、施工单位、监理单位,解决跨组织、跨专业、跨项目多方协作问题,构建基于BIM的基建协同管理新模式和校区运营协同管理新模式,是BIM应用带来的革新。
4 BIM应用的发展思考
在应用BIM的过程中,我们也发现一些亟待解决的问题:1)BIM建模软件国产化程度远远不够,使用不便捷、数据不兼容等问题突出,甚至存在建筑信息安全隐患;2)BIM技术规范体系不完善、不统一,在各专业协同实施上存在问题;3)从业人员专业不对口,往往懂BIM的并非建筑专业,懂建筑的不懂BIM,导致存在建筑信息与BIM信息之间翻译、传递的问题;4)行业标准不衔接,施工模型向运维模型的转换存在较大问题,集成协同平台不够全面,这导致BIM应用产出率较低,也成为制约BIM普及的主要问题之一。
但是我们也十分深刻地认识到,BIM技术的普及须基于积极的实践和探索,这是信息技术革命的必经之路。结合目前项目实际应用情况,总结BIM技术的发展离不开以下几个方面:
(1)加速BIM软件国产化进程
人是制约技术发展的关键因素,培养计算机专业和建筑专业相结合的综合性人才,加大对BIM相关专业人员的团队建设至关重要。加快BIM技术国产化的进程,改善BIM技术的便捷性和协同性,有助于BIM的快速普及。
(2)加速推行强制性BIM统一规范
尽管有政府部门倡导和行业协会大力推动,建筑行业强有力的BIM统一规范标准目前仍显不足,与之衔接的协同和运维应用规范也较为欠缺。建立健全完善统一的建筑全生命周期BIM技术应用规范,是BIM普及推广应用的重要保障,也是BIM综合价值得以体现的基础条件。
(3)加强BIM与专业的融合性
国内BIM技术的应用,已逐渐从理论普及阶段走向成长阶段。尽管不排除一些项目还停留在传统建模和演示汇报层面,但是只有在各个专业的工程实践中应用BIM解决实际问题,才能不断完善项目管理。推进BIM普及应用,是一个递进的过程,也需要建筑业各行同仁的共同支持,才能让BIM的应用从单体项目的建设过程到运维管理过程,进而逐渐发展到全生命周期,给建筑业带来利益效益最大化。
(4)加速综合管理系统/平台的研发
BIM技术应用发展到现在,很大程度上已不再局限于某种工具的使用,BIM更是一种管理理念,不仅顾及全生命周期,更应有协同的意识。因此,兼顾“拆改建”和协同概念的综合性管理系统/平台的研发,以及系统平台的落地应用,成为如今BIM发展非常艰巨的任务。
5 结语
BI M技术作为涵盖建筑全生命周期的多维度可视化信息技术,可为基建项目建设管理和运维管理提供强有力的支撑。但新技术的发展完善是一个循序渐进的过程,应用和普及需要时间和多方面的支撑。针对项目特点,建立定制化综合性管理和运维平台可以成为BIM推进和智能化运维管理的出发点,为实现先进、系统、科学的数字化建设和智慧化管理提供新的助力。
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