1 引言 装配式建筑在工厂预制构件生产、现场安装拼接, 具有施工生产效率高、项目工期短、节约劳动力、减少湿作业等优势, 一改传统建筑业存在生产效率低、资源消耗大等缺点, 成为建筑业发展的必然趋势。我国装配式建筑的发展尚属于初级阶段, 在实施过程中遇到管理组织混乱、经济效益低等障碍, 装配式建筑的发展亟需引入新的管理模式。装配式建筑中大量建筑部品须有车间生产完成, 并通过现场装配作业代替传统现浇作业来完成整个生产过程, 是一种新的生产模式, 更强调各方间的配合与调度;设计的标准化、管理的信息化以及供应链的稳定性都严重影响到生产效率以及绿色节能的实现。在大数据背景下, BIM技术以信息管理的优势已在建筑领域得到应用, 集成管理的系统性和高效性为装配式建筑的发展提供了有效动力, 为应对装配式建筑项目中信息割裂、管理效率低下以及目标不一致等问题, 本文将以BIM技术为基础结合集成管理理论, 在集成化管理的框架中协调装配式建筑的管理内容, 并通过BIM技术构建装配式建筑项目的集成管理模型。

2 理论基础

2.1 BIM及集成管理

建筑信息模型 (Building Information Modeling, BIM) 技术是以3D模型为基础的项目实体和功能的数字化表达工具, 通过建立数字化模型对信息进行集成以达到对建设项目设计、建造和运营全过程管理和优化的目的。 现代集成管理是以新的角度和层面, 泛边界地将各种资源要素以一定的集成规则进行组合和构造, 促进各项要素、功能和优势之间的互补、匹配, 以提高管理的效率和效果, 实现范围经济、速度经济、聚集经济和知识经济效应。 BIM是互联网发展以及大数据时代的产物, 对建筑工程项目的发展起到推动作用, 构建信息共享平台为建筑工程全生命周期的管理决策提供了有利支撑。借助集成管理理念, 对装配式建筑全生命周期的信息进行整合、优化、存储, 以便开放性、综合性、动态化、标准化地进行管理。

2.2 基于BIM的装配式建筑集成管理概念

装配式建筑项目管理中仍然存在要素管理混乱、信息处理不及时等问题, 缺乏高效地系统管理。而BIM技术与集成管理的融合对于装配式建筑项目中存在的问题提供了解决路径。针对装配式建筑的特点, 本文将基于BIM的装配式建筑集成管理定义为:以集成管理为指导思想, 以BIM等信息技术为实现基础, 在装配式建筑的全生命周期中实现目标集成、组织集成、过程集成的管理过程。这种方式改变原有的管理理念、管理方式, 推动了建筑企业资源整合及优化, 提高了企业的整体效益及综合竞争力, 促进了整个行业的发展。

3 基于BIM的装配式建筑项目集成管理模型构建

3.1 构建原理

利用BIM技术的装配式建筑项目集成管理是为了适应建设项目各参与方的需求, 实现项目的整体化、规范化管理, 从而提高整个装配式建筑的性价比。运用集成管理的思想, 保证了装配式建筑项目的系统完整性, 提高了各组成部分的内在联系与协调程度。 首先, 建设项目是一个多目标系统, 装配式建筑项目中的每个目标既互相联系又相互冲突, 因此寻求项目各要素目标的平衡点十分重要。建设项目的各阶段要进行多目标的协同管理, 既包括装配式建筑的三大目标要素即费用、质量、进度间多个目标的平衡协调, 也包含了项目中每个参与单位间的目标协调。利用BIM技术在装配式建筑项目的施工前期对项目的各目标进行合理化分解, 利用可视化3D模型进行施工模拟、碰撞检测, 协调多目标以达到新型装配式建筑的要求。 其次, 装配式建筑集成管理是从过程层面切入, 关注过程是否增值, 形成一套“认识过程、建立过程、运作过程、优化过程”的体系, 并在此基础上开始一个“再认识过程”的新循环。利用BIM提供过程描述和改进的方法、技术和工具, 达到消除过程中各种冗余和非增值的子过程 (活动) , 以及由人为因素和资源问题造成的影响过程效率的一切障碍, 使过程总体最优。 最后, 组织集成就是把具有不同功能的组织基本元素, 如系统、过程、子过程 (活动) 集合成一个开放复杂的有机组织统一整体, 其目的是使组织有机整体的功能发生质变, 取得较大的建设效益和建设成果, 达到项目资源的最优配置。BIM技术应用于装配式建筑集成管理中, 使信息的传递更加流畅高效, 储存更加集中, 解决信息流失问题, 消除传统建筑中的“信息孤岛”现象, 从而装配式项目中的各阶段信息共享和交换组织集成管理实现提供基础。

3.2 模型构建

装配式建筑项目集成管理通常包括了目标集成、组织集成和过程集成, 基于BIM的装配式建筑项目集成管理模型是一个动态的项目信息集成系统, 建筑信息的集成和高效性传递是保证装配式建筑集成管理实现的基础, 数据收集与信息的交互、处理、整合构成了模型的循环路径, 如图1所示。

3.3 运行流程

(1) 装配式建筑项目的信息交互 由于装配式建筑项目的管理要素多, 信息较为分散并且信息关联, 因而有必要进行信息交流和共享, 以此来保证装配式建筑项目不同工序之间的高效衔接, 直至项目完成。依据管理内容分层次构建装配式建筑项目的子系统, 信息沟通可以两两沟通, 也可以多个参与方之间进行信息沟通;可以进行单方面的管理和申请, 也可以进行双向的信息交流与合作, 还可以进行多方向的信息共享等。基于BIM技术的信息管理系统平台可以高质量和动态地处理大量工程项目设计、预制构配件生产及质量控制等方面的相关信息, 解决以往的信息孤岛问题, 使得项目各个阶段顺利进行, 直至整个项目完成。并且保证信息高效流通, 实现工程项目管理信息化, 为全生命周期各阶段做出最优决策。 图1 基于BIM技术的装配式建筑项目集成管理模型 下载原图 (2) 装配式建筑项目的信息处理 装配式建筑实施特点介于传统建筑业和制造业实施过程, 逐步实现建筑设计规范化、预制构件标准化、建筑材料周转率提高、更加节能环保、信息化管理加强等内容。基于BIM的装配式项目信息处理在信息交互的基础上, 在全生命周期过程管理中运用动态控制原理进行反馈、控制和调整。在BIM数据库中确定装配式建筑集成管理目标的任务, 如质量管理、成本管理、进度管理、安全管理以及采购管理等;通过对目标任务的分析, 进行组织设计和工作流程设计, 完成组织结构中各部门人员的管理职能分工;从施工全过程角度分析和评估各参与方提交的各种问题, 在此基础上做出决策并指挥相关参与方执行决策方案。这种集成管理结构中, 横向和纵向工作部门的工作内容都围绕着BIM信息模型展开, 通过对模型信息的收集与共享利用, 改变了传统组织结构中信息传递完整性和沟通性差的特点, 还将各参与方的利益捆绑在一起, 共担风险, 迫使各参与方之间增加沟通和交流, 消除组织间的障碍沟通, 实现组织的集成管理。 (3) 装配式建筑项目的信息整合 信息整合是装配式项目中各要素集成管理的基础和支撑。在建筑工程项目全生命周期过程中, 会不断产生各种各样的信息, 这些信息不会消失而是会传递到后面的阶段, 并且继续被应用。例如, 设计阶段产生的建筑规模、性能等信息, 将会继续在项目的运营维护阶段被用于建筑的维护和改造中。站在全生命周期的视角构建BIM中央数据库, 从时间纵向维度收集整理存储决策阶段、设计阶段、施工阶段以及运营阶段的各类信息, 从各参与方横向维度对数据进行汇总分析, 在数据库的信息流动中实现信息的整合, 如图2所示。该管理结构按照不同项目阶段的需求而加入新的参与方, 信息管理员通过对不同参与方设置访问权限, 通过数据安全协议及角色登陆协议, 实现对各参与方信息获取的权限管理。通过数据的集成分析使各方参与者相互联系, 实现更高效的沟通交流, 提高了装配式建筑的施工效率, 也起到缩短工期以及节省成本的作用。 图2 装配式建筑项目信息整合 下载原图

4 基于BIM的装配式建筑集成管理实施建议

4.1 完善BIM技术应用标准

BIM标准的制定需要政府和整个行业的共同参与, 制定出规范的适用性强的应用标准。其中, 包括出台国家强制性应用标准。技术标准的普适性决定了其应用范围, 考虑建筑行业中包括勘察、设计、施工、监理、咨询等多种类的不同需求, 有助于协同推广。

4.2 加大政策引导及推广力度

新技术推广前期, 由于成本偏高, 市场的导向作用有限, 需要政府的政策引导, 才能加快装配式建筑和BIM技术发展速度。尽管近几年以来政府对装配式建筑以及BIM技术的应用进行了试点推广, 但多数政策位阶低, 推广范围有限, 传统建筑行业将设计、生产以及施工等分开管理, 缺乏一体化的管理体制。应引导建筑企业进行创新技术管理, 倡导集成管理理念, 定期举办建筑行业的交流会议。

4.3 加强人才培养及持证上岗监督

在我国装配式建筑管理的发展处于初级阶段, BIM技术在装配式建筑中的应用尚未普遍推广, 需要一大批既懂软件管理又精于装配式建筑的专业型人才, 加强对现代建筑产业化知识、技能、操作、规范的培训, 进行统一考核, 实行持证上岗, 保证装配式建筑质量的安全。

4.4 引进国外先进的项目管理技术

我国装配式建筑项目发展起步晚, 在项目实施和管理中缺少相关经验, 出现组织混乱、施工效率低等问题。国外装配式建设项目实施多年, 拥有丰富的实施经验和管理技术, 引入国外先进的管理经验及技术, 有助于项目管理过程组织运行协调, 成本控制更加合理, 推动装配式建筑行业发展。

5 结语

装配式建筑作为建筑工业化的起点, 亟需注入先进的技术以及管理理念。本文以装配式建筑发展过程中的问题为切入点, 分析了融入集成管理理论的BIM技术在装配式建筑中应用的必要性;通过集成管理的理论框架结合装配式建筑信息传递的特点, 构建了基于BIM的装配式建筑项目集成管理模型;最后对应用BIM的装配式集成管理过程提出了对策及建议。融入更多先进理论的BIM技术的深度集成是未来装配式建筑施工过程管理的主要研究方向, 有助于推动建筑企业资源整合及优化, 提高企业的整体效益及综合竞争力, 促进整个行业的发展。