BIM是在计算机辅助设计(CAD)等技术基础上发展起来的多维模型信息集成技术,可对建筑工程物理特征和功能特性信息进行数字化承载和可视化表达,在工程项目中全面深化地应用BIM技术可整体提高工程项目的管理水平。2015年,住房和城乡建设部印发《关于推进BIM技术在建筑领域应用的指导意见》(建质函〔2015〕159号),大力推动了BIM技术在全国城市轨道交通行业的应用。然而,国内城市轨道交通行业对如何应用和管理BIM技术的认识和做法并不统一,各企业在BIM技术应用的管理模式上呈现百家争鸣的态势。本文通过梳理BIM技术的特点、轨道交通工程中BIM技术应用管理模式的现状,结合青岛地铁集团在BIM技术应用管理的实践经验,提出一套由建设单位主导的BIM技术应用的管理模式,为BIM技术在城市轨道交通行业内的推广应用和健康发展提供有益参考。

目前,BIM技术,作为一类重要的信息化工具,已广泛应用于工程建设中。BIM技术可以贯穿于建设项目全生命周期和覆盖建设项目管理的各个方面,做到全方位服务、全体参与者信息共享,并确保信息传递的及时、准确。BIM技术主要具有以下特点:

可视性:BIM可以直观三维呈现建筑实体真实情况,即一些在二维环境下表达不清的内容在三维中可以清晰明了地表达,由此可使决策者更加方便地进行方案比选和优化调整。

可模拟:在一些复杂工艺和危险的施工节点上,可以利用BIM进行施工方案模拟,对工人进行三维技术交底,指导工人施工。这样可有效规避风险,提高施工安全,降低安全事故的发生。

协同性:BIM可以在统一环境下,让所有的参与方共同参与,集中针对模型中存在的问题和不足进行研究分析并优化,协调各参与方的工作分配和工作流程,提高管理效率。

连续性:BIM可从设计到施工再到运维全程连续参与,一个模型可以贯穿项目建设的始终,且模型的精细度可随工程推进不断细化。

集成性:利用BIM项目综合管理平台,可以不断集成设计阶段、施工阶段和运维阶段的信息,并集成设计、施工方面的管理数据,为造价管理、投资管理提供数据支持。

随着我国城市轨道交通行业的发展,BIM技术被越来越多的企业采用,但仍处于初期摸索阶段,对BIM工作的管理模式因企业而异,总体上大致可分为以下四类:

第一类是将BIM工作内容委托给设计单位管理。这种模式在方案比选、管线综合和优化方面应用较多,但由于二维图纸与模型创建工作分离,在设计单位向施工单位传递图纸和模型时,图纸和模型会存在不一致的现象,模型对施工可能起不到指导作用;或是图纸交付给施工单位后,模型却迟迟不能交付,待模型交付至施工单位,已完成大部分施工工作,失去指导意义。

第二类是将BIM应用管理委托给施工单位管理。施工单位管理BIM工作时,前期设计阶段模型无法介入以提出统一要求,导致施工单位深化模型没有标准依据,尽管施工单位在施工图基础上深化模型,但项目管理已经错失先机,只能以项目结果反馈给决策层,与设计脱节,不能及时对项目本身存在的问题做出调整。

第三类是BIM应用由运营单位牵头主导。BIM工作的管理以运营期要求作为初始要求,但运营期的管理需求还不够成熟,与项目本身建设管理需求可存在矛盾或冲突,协调难度较大。运营期间的管理重点一般是设备设施维保及资产清点移交,以此为要求构建的模型的颗粒度在设计阶段和施工阶段可能会阻碍BIM技术应用的开展,使BIM技术的优势无法实现。

第四类是建设单位强势推广应用,BIM咨询单位协助管理BIM技术应用落地。建设单位明确应用目标及实施方案,制定管理标准和技术标准,明确各方职责,发挥各方优势;设计、施工、监理、供应商积极参与,形成一体化管理,分阶段开展BIM技术应用。在业主的强力领导下,由咨询单位组织各参建单位协同工作,保障BIM数据自始至终、及时有效地为决策层提供决策依据,项目建设全过程的数据通过连续传递最终可形成竣工数据库,并为项目的运营维护提供数字化基础和支撑,这样可以充分发挥BIM的本质功能,实现BIM技术应用的系统性管理。

由上总结:1)由设计单位管理,会偏重于设计,导致与施工脱节,难以保证模型落地;2)由施工单位管理,容易忽视设计,无法及时调整所发现的问题;3)由运营单位管理,其管理重点易阻碍设计及施工应用落地;4)由建设单位管理,可充分结合BIM技术特点,从而保证BIM技术从设计到施工直至运维移交的数据链连续传递。

建设单位主导的BIM技术方案具有更好的系统性、连续性和经济性,能够实现BIM技术在城市贵交通工程项目建设中各个阶段的无缝衔接,并且为以后的运营、维护奠定一个非常好的基础,实现真正意义上的三维数字化管理,大幅减少维护阶段的盲目性,提高运维速度,保障车辆运行的高效率。建设单位通过优选采购高水平的BIM技术专业团队,采用统一的BIM技术标准体系,协调好建设主体各方BIM技术实践过程中关系,共同形成更为符合实际的BIM技术应用模型,服务于项目的全过程寿命周期。

BIM技术应用的管理模式的设计目标是实现BIM技术在轨道交通工程全生命周期内实现系统性应用,避免重复投资、重复建模,实现信息共享、数据传承,从而降低成本,提高效益,体现价值。

BIM技术在轨道交通工程全生命周期内的系统性应用主要体现在:

1)统一性:统一标准、统一管理、统一模型;

2)延续性:模型沿用更新、数据流转传承;

3)全程性:自建设项目规划、设计、建造、运维等全生命周期内连续应用BIM技术;

4)全面性:实现协同管理、投资管理、进度管理、质量管理、安全管理、信息管理等全方位项目管理;

5)广泛性:建设、设计、施工、建立、咨询、设备供应商等各参建方均参与其中。

由建设单位主导的BIM技术应用的管理主要由建设单位主导,专业团队提供“BIM技术咨询和应用管理服务”,各参建单位全面参与。结合青岛地铁集团的实践经验,设计的由建设单位主导的BIM技术应用的管理组织架构如图1。

其中,建设单位负责:

1)指定BIM技术应用实施目标;

2)统筹管理,牵头制定BIM管理责任制、例会制度等管理制度;

3)负责本线路各参建单位的BIM应用管理和考核;

4)督促、要求相关方利用BIM切实提升工程质量和效率。

BIM专业咨询团队负责:

1)根据本项目工筹节点,编制BIM工作进度节点,编制BIM实施细则,并组织落实相关工作;

2)负责指导工程建设各阶段BIM应用管理;

3)负责制定模型创建要求、模型创建内容、模型细度、信息创建要求、交付要求及模型和文件管理、阶段成果验收等工作内容;

4)搭建BIM综合管平台对工程建设过程中数据、信息进行管理,依据各参建单位职责进行平台使用权限设置,实施过程中确保平台的正常运行,收集各单位需求,与开发人员沟通改进等;

5)指导示范站建模、管线综合优化、二维出图等BIM技术应用;

6)对相关单位提交的模型进行模型与二维图纸一致性核查,对不一致的向设计单位提出;

7)进行BIM施工深化工作指导,检查施工深化成果,检查相关单位编制的BIM进度计划、进度演示,管理预制加工安装流程等;

8)对建设过程中的数据信息集成并管理,检查各阶段信息输入内容和技术文件是否完整;

9)扩充更新BIM数据库,将建设单位自行采购,供应商自行安装的设备设施进行模型替换、维护,收集技术文件等信息,集成到BIM系统中;

10)对建设单位进行的关于BIM技术实施的招标工作进行内容和技术指导;

11)组织BIM相关工作汇报、例会、专题会等;

12)配合监理进行三维模型信息与施工现场的一致性检验;

13)对工程建设过程中各参建单位的BIM工作文档进行收集、管理;

14)指导并组织工程模型与数字化移交;

15)完成招标人交办的其他BIM相关事宜。

设计单位负责:

1)依据相关BIM标准进行设计施工图模型创建;

2)落实管线综合优化、预留洞出图、二维管路出图等工作;

3)负责三维信息模型上传工作;

4)负责设计变更后模型修改和版本上传;

5)参与三维竣工模型与工程实体、竣工图纸的一致性检查。

施工单位负责:

1)进行三维信息模型和二维图纸的一致性核查,不一致的地方向设计单位提出;

2)对设计阶段提交的施工图模型,进行施工深化,内容包括但不限于:模型拆分,风管、管道附件规格调整或替换等;

3)BIM综合管理平台的进度计划编制,对施工现场实际进度进行采集并录入综合管理平台;

4)对BIM综合管理平台发起的质量、安全管理流程进行整改工作,并提交验收;

5)收集施工阶段数据信息录入到BIM系统中,并提交验收;

6)负责本单位职责范围内提出的模型修改和版本上传;

7)负责模型与施工动态的关联性,负责模型与工程实体的一致性;

8)依据相关BIM标准创建竣工模型。

监理单位负责:

1)对模型于二维图纸的一致性进行核查,对不一致的向设计单位提出;

2)基于BIM平台辅助各项施工管理工作;

3)项目建设过程中组织各相关方对模型与现场的一致性进行校验;

4)参与竣工模型与工程实体、竣工图纸的一致性审核工作。

设备集成供应商负责:

1)设备进场前提供设备设施构件模型,设备模型精细度应符合青岛地铁相关标准;

2)从BIM系统中导出二维码,粘贴于设备上;

3)设备设施进场时提供相关文件包含:产品质量证明文件、使用说明书、产品检验报告等。

青岛地铁集团结合实际工程情况构建了由建设单位主导的BIM技术应用的管理模式,实现了四个统一:即统一管理、统一平台、统一标准、统一模型。通过实践探索,这一模式取得了很好的效果。

设计阶段设计单位二维图纸和模型由设计师同时完成,在此过程中BIM咨询单位和施工单位跟踪审核模型,针对图纸和模型中的差、漏、碰、错提出整改要求,进而提升设计单位的成果质量,保证了传递到施工单位的图纸和模型的一致性和及时性。

施工阶段施工单位在设计模型的基础上深化模型,完善设备构件属性信息,在施工实施前由BIM咨询单位组织设计、监理、施工单位集中会签确认施工深化成果,利用多方会签确认的BIM成果指导施工,利用平台不断集成数据信息,最终形成竣工模型数据库。

“BIM平台化应用”是指将BIM技术应用与项目管理信息化结合起来,让BIM技术在投资、进度、质量、安全、信息等方面真正发挥项目管理的作用,发挥BIM应用的管理价值,全面实现BIM2.0阶段的各项要求,为实现BIM3.0阶段的应用奠定数字化基础。

初步建立了由15项BIM标准构成的BIM技术应用系列标准。标准内容主要分为管理类和技术类,管理类标准的内容主要涵盖BIM应用规划,指导思想与基本原则,建筑信息模型的交付,BIM应用文件档案的归档,平台应用规定,构件库的应用原则及BIM应用的考核。技术类标准的内容涵盖建筑信息模型的创建和交付,构件的创建及交付,平台操作手册,BIM设备设施的分类和编码以及BIM技术在城市轨道交通工程应用指南及机电工程设计施工一体化应用指南。系列标准的出台,为BIM技术应用于全生命周期项目管理奠定了基础,提高了协同工作效率,实现了数据链的打通。

相较于由设计单位管理、由施工单位管理和由运营单位管理这三种BIM技术应用的管理模式,将BIM工作交由建设单位管理的管理模式可充分结合BIM技术特点,实现四个统一:即统一管理、统一平台、统一标准、统一模型,从而使BIM技术在前期设计、施工过程、后期运营各阶段都能发挥优势,保证数据链在各阶段连续传递,极大提高了工程项目的管理效率和质量,还可以提高生产效率、节约成本、缩短工期、降低投资,具有相当可观的经济效益和工程推广价值。