【BIM学院】第五十六期 BIM技术+智慧工地”在线性工程中的应用

葛璐 | 中铁十二局集团第四工程有限公司 信息管理部部长

在今年举办的中国建设行业年度峰会上，施工分论坛格外引人注目。建筑施工行业专业和各企业代表齐集一堂，热烈讨论建筑施工业的信息化转型升级。中铁十二局集团第四工程有限公司葛璐先生带领大家深入了解线性工程中BIM技术和智慧工地的落地应用，用实例验证信息技术的出现和应用将为建筑施工行业的发展带来革命性的变化。

中铁十二局集团在信息化工作中做了很多努力，中铁十二局四公司延续集团对于信息化高度重视的工作方向，引入BIM技术、智慧工地等用于项目管理。在BIM技术、智慧工地深入探索和落地应用的过程中，减负、降本、提质、增效成为中铁十二局四公司对于BIM技术、智慧工地的主要应用理念。BIM技术+智慧工地一定要落地项目应用，深入到实际业务、深入到现场施工，起到实际作用才是有意义，有生命力的。

—     BIM技术+智慧工地的应用背景及分析     —

（一）建筑施工信息化，应对行业新形势下的挑战

在国际上新一轮科技创新和产业变革中，全球经济化和全球信息化给我国建筑施工行业带来了巨大的挑战。“一带一路”的宏伟蓝图也需要我们更好地融入世界。在我国建筑施工行业飞速发展的过程中，面对愈加复杂的设计概念、愈加庞大的工程体量和愈加增多的参建单位，现有的管理机制与技术手段已经逐渐不能满足需求。建筑施工行业急需引入全新的方式方法推动转型升级。此时，充分利用信息技术，在建筑施工过程中实施信息化，成为应对新形势下挑战的重要手段。

BIM技术是信息技术应用于建筑施工行业最为重要的技术之一，它的出现和应用将为建筑施工行业的发展带来革命性的变化。2004年BIM理念进入中国后，BIM技术应用从试点研究发展到标准制定，开始在装配、工业及民用建筑、机电等行业逐步推广应用。BIM技术应用在高校、协会推行和政府部门全面推动下，于土建行业中掀起了学BIM技术，应用BIM技术的高潮。在公路、铁路甚至地铁等线性工程中，政府部门和业主层面都对BIM技术的应用高度重视、大力推行并寄以厚望。

基于这个大环境，中铁十二局四公司领导审时度势，适应施工行业BIM技术应用的浪潮，于2017年成立了公司BIM中心，努力创建自己的BIM技术团队。BIM中心与行业知名、成熟的软件方深度合作，以更强的技术支撑，夯实自身技术团队发展基石。公司在铁路、公路、市政项目全面开展BIM技术应用探索与试点工作，并在项目管理的“减负、降本、提质、增效”方面初显成效。试点项目的BIM应用成果也均得到了业主单位和相关政府机构的高度评价和认可，为企业带来的商业价值也更为深远。

（二）BIM要干什么、能干什么

BIM技术到底能干什么，一万个施工行业的人有着一万个理解。有人认为BIM技术来自制造业，到建筑施工产业完全没有用。也有人认为它很好，理想化、万能化，可以带动整个施工行业大跨步的发展。现阶段BIM技术发展需要的是冷静思考，是小投入、大创造，是实实在在的应用。

从我们的经验来看，以“工程项目是施工企业的生存之基和效益之源”为本源，充分将BIM技术与“智慧工地”融合，才能将BIM技术实惠落地。BIM技术不是万能的，但它是我们手中的一把工具，是项目管理的好帮手。用好它，更能有效地服务于管理。综合运用BIM技术、智慧工地，以及云计算、大数据、物联网、移动技术和智能设备等信息化技术手段，聚焦工程施工现场管理，建立信息智能采集、管理高效协同、数据科学分析、过程智慧预测的施工现场立体化信息网络，最终实现施工现场的智能管理。

（三）重视BIM的工具属性

施工企业推广BIM应用，一定要重视BIM的工具属性。BIM是一个先进的技术工具，而不是管理工具。BIM可以用来解决技术难题，不能直接用来解决管理难题。它把信息化的，碎片化的应用功能点融合起来，才能解决一线项目施工的管理问题。

通过BIM技术和智慧工地，建立对施工现场关键部位、关键工序、关键岗位有效管理的信息系统。各级各岗位人员通过手机、平板电脑等各类终端设备快捷、安全、高效完成施工管理工作，使得施工管理形象化、具体化、实时化、透明化、数据化、规范化，最终在提高效率、降低成本、保障安全、提升质量、加强环保等方面，取得显著成效。

BIM技术+智慧工地的试点应用，就是要实现项目的减负、降本、提质、增效，让项目管理人员双手欢迎，让项目管理人员为之称快，而不是思想抵触。

—     BIM技术+智慧工地在线性工程的应用     —

中铁十二局四公司于2017年9月14日下发文件《关于成立BIM技术应用领导小组的通知》，要求全面推行BIM技术在铁路、公路、市政等项目施工中深入应用，大力提升公司信息化管理水平。成立中铁十二局集团第四工程有限公司BIM技术应用领导小组，建立BIM中心团队。关于BIM技术+智慧工地在高铁、公路、地铁等线性工程的应用，可以总结为组织机构建设、标准族库建设、BIM模型场景模拟、建模分析、方案推演、三维交底、进度跟踪、物资提量、物资超市、菜单管理、电子台账、智能检测、管理驾驶舱和人才储备等十四点。

（一）组织机构，有利保障

组织机构是BIM技术和智慧工地在线性工程中应用的有利保障。一个新技术的推广，需要一个运行顺畅的保障机构。从管理层面完善制度、规范流程，是提升BIM技术的必备条件。从管理层面来讲，管理办法的出台、管理流程的规范、技术资源的配备、管理效能的评价是管理机制的组成要素。公司层面组建BIM技术应用领导小组，从组织机构上完善人员配备的科学性、合理性，实现公司BIM技术推行的快速入轨和良性运转。各项目部也参照公司BIM技术应用领导小组的模式，完善了管理机制，达到主管领导亲自牵头，业务部门通力合作，分管领导监督指导，试点项目无缝对接的良好状态。确保管理办法可行、保障措施到位、资源配备科学合理，全面提升公司的BIM技术应用水平。

需要注意的是BIM技术是一把手工程，主管领导必须亲自带头，组建一支既懂现场又懂信息化规律的人才团队。如果项目主管领导对BIM有抵触或者认为BIM不是那么的重要，BIM将很难进行。

（二）统一标准，族库建设

临建模型族库

公司根据建模规则和试点项目的实际情况制定符合项目的建模标准文件，由二维的标准图集要求，直接给出项目部三维的标准族库。在具备大量的族库库存下，一个临建场地模型可能十几分钟就能完成场地布置，大大提升了效率。线性工程中，有可能一个待建项目有很多加工厂，但所有零件的加工成本在有BIM族库的情况下很快就能计算出来。

建立族库的优势：

拥有大量的族文件，在建模过程中直接导入相应的族，大大提升了建模效率。

族类导出的建筑部件更加的直观和形象，可视化以及协同化的效果能够准确的满足施工需求，避免返工，缩短工期，提高施工效率。

提升业主，企业品牌形象，提高品牌使用效率，提升品牌影响力，使项目布置与族设计完美结合。

族设计中充分考虑了实用，美观等，节省在变更过程中投入的时间资金，避免不必要的浪费，降低成本。

（三）场景模拟，合理布局

BIM模型场景模拟相比较传统的平面布置图，能让人更加形象直观地感受到布局的美观与实用性。例如针对地铁施工项目大多在城市交通线路与交通枢纽处施工，在场景模拟中，可以将周围管线改迁，以及交通疏导等都模拟出来。现场的平面布置图、二维图难以表现出来的东西，BIM模型可以通过三维的手段很直观地表现出来。

（四）建模分析，查漏补缺

将二维图纸转换成三维模型

建模是将二维图纸转换成三维模型的过程，其中能够发现平面图纸存在的问题，并在建模期间对图纸遗漏的问题做出整理，及时通知设计院补充完善图纸内容，避免因图纸问题导致的误工、返工等。

（五）方案推演，清晰明了

钻孔灌注桩施工方案交底

方案推演为面向甲方的方案比选和面对工人的方案交底时提供了便利，更减轻了传统方案编制中的一系列工作负担。

通过制作钢筋等复杂节点模型和关键工序的模拟视频等，用于给基层工人交底，使工人熟知节点构造和工序流程，相比较传统交底模式，既保证了交底效果，又提高了交底效率，为现场施工一次成优做好技术准备。尤其铁路、公路、地铁等施工现场的工人的素质参差不齐，无法达到每一个技术工人都能完全看懂图纸。如果换成视频，换成三维的技术交底，即使不懂工程的人也能看懂所有的工序工法。

在南宁铁路项目中，公司通过BIM技术的应用，做出了方案比选视频，让业主单位明晰两种作业方式的优劣，从而更好地进行方案决策。在地铁项目中，把一些施工工序中容易发生的问题进行推演和提示，直接交底给工人，让工人在实际操作过程中提前注意，大大减少窝工返工。

（六）三维交底，形象直观

基于BIM技术的三维测量放样

三维建模是将结构、建筑、预留预埋孔洞等不同专业的图纸结合生成模型，将模型结构边界，预埋件位置坐标，高程，预留孔洞坐标等都标识出来，减少了技术人员测量交底时核查多份图纸不仔细，遗漏等失误所造成的不必要的经济损失。其次，三维交底按照施工水平、环向施工缝将模型分段，并进行分段提量，将每段的混凝土量、钢筋量都显示在相应分段位置，让技术员人手一册三维交底，做到既能测量放样施工，又能物资提量，还能验工计价。

比如南宁地铁项目的BIM模型三维交底，在三维交底中衍生了很多应用点，包括在铁路中尝试三维作业指导工作，用视频的形式做到三维作业指导书，并交付使用。这些三维指导书不仅得到业主单位的充分肯定，也是施工企业单位的宝贵资源库。

（七）进度跟踪，动态纠偏

进度是必须要管，且一定要管好的一项工作。尤其线性工程进度工期都很紧张，要求进度信息要实时，要真实。线性工程现场很多问题是从现场记录到公司、到企业、一直到指挥部，是实时的过程。

基于BIM技术进行施工进度模拟，可以直观查看进度计划的时间安排以及工作面的合理性。现场施工员通过每天上传实际进度照片，把真实数据向上提交，保证企业大数据库真实有用。此时进行进度跟踪，才能实时比较计划与实际的进度，预测进度延迟风险，做到事前管控，有效避免工期延误。

（八）物资提量，减轻提效

混凝土分段提量

传统土方算量方式计算方法复杂、工作量繁重、误差较大，结算时土方队又容易虚报工程量。南宁地铁项目采用了基于BIM技术的土方算量，效率高、精度高，有效避免了土方队对结算数据造假的现象。项目建设初期，通过Revit软件搭建三维场地模型，使场地规划合理化、规范化，提取各类临建构件数量，根据对应构件模型进行统一加工，实现临建设施精细化管理。

（九）物资超市，降本增效

物资超市的概念就是结合实际超市的管理模式和运营模式，将我们项目现场的物资管理难题用物资超市的方法进行解决。物资超市具有及时性、成本低、浪费少、信息化四大特点。

及时性：传统物资的物资管理模式审批流程多，加之材料计划的不及时导致现场停工待料。物资超市应运而生，项目部与供应商签订框架协议，将物资超市设于工地现场，以代管代销的方式运行，进而保障了物资供应的时效。

成本低：物资超市以大批量方式集中采购，以相对市场较低的价格购进，避免同类的少量物资二次采购，无形中加大了单件物料成本。物资超市根据现场实际随取随用，避免了传统物资采购存在的弊端。

浪费少：传统的物资采购要考虑损耗系数，即以多余设计数量进行采购，避免同类的少量物资二次采购，无形中加大了单件物料成本；物资超市根据现场实际随取随用，避免了传统物资采购存在的弊端。

信息化：可以将预算管理，计划管理，生产管理，物资管理等紧密结合，实现数据同步。实施物资超市管理系统能够进一步提升企业信息化管理水平。

（十）菜单管理，简洁规范

采用菜单式管理，将施工中所有遇到的质量，安全，文明施工中所出现常见问题，都以菜单的形式罗列出来。现场技术员与安全员每日如同点菜一般抽检菜单中的检查内容，或者隔段时间全部检查一次，发现问题进行统计且在手机端录入信息可以在网页端查看。相关负责人督促整改并进行现金奖惩，督促劳务队下次不再犯同样错误。最终这些问题生成记录，每月分析发生次数较多的问题，在下个月的施工中重点把控这部分内容。与BIM模型结合起来，明确问题发生具体位置。

需要说明的是，处罚针对劳务队，而奖励针对劳动工人，可从源头上调动劳务工人的施工积极性，更好地在第一遍做的时候就将事情做好，做完善。

（十一）电子台帐，高效运转

电子台帐是一个小问题，但解决好则是一个大创造。在实际应用中，一定要注意信息化手段的工具属性，注意信息化手段的服务效率，注重一线施工人员的用户体验以及个性化的管理方式方法。注意不是用系统去管理项目，而是为项目管理提供优秀的工具和手段。

电子台账关系图

利用信息化数据收集手段，将施工原始第一手资料，上传至云端，通过云端数据处理，导出所需的数据列表。其次利用信息化手段，可以将多个科室的数据在云端数据处理加工后，结合BIM工程量，自动导出所需的资料检验批准、施工日志、每月验工计价等繁复的资料任务，为项目管理减轻负担。在BIM工程量的精细化管理之下，既节约了成本，又提高了效率。

（十二）智能检测，强力支撑

建立施工管理管控和应急调度指挥中心，将施工管控关键要素的语音、图像、数据等类型的信息，集成为一个可以实现远程监测、数据分析、调度指挥的管理平台。通过这个平台，实现全方位监控，全天候预警，全设备应用，上下联动，管控一体，实现安全质量管理的智能化。

（十三）管理驾驶舱，运筹帷幄

将上述所有的信息化的手段、碎片化的应用点信息都收集在一个管理驾驶舱内，真正做到在管理驾驶舱内，对项目施工的进度、质量、安全、文明绿色施工、成本、减轻工作负担等内容进行直观的展示，敦促做出相应的改善。更好的通过BIM建筑信息模型手段，为项目管理者提供更有效、更准确、更科学的数据决策依据，将BIM应用更好地落到实处。

（十四）人才储备，蓄势待发

企业的长远发展，尤其是新技术应用及信息化水平的提升迫切需要一批具备专业素质及能力的人才支撑。核心人才的培养为企业提供长久发展源源不断的动力，使公司整体BIM的应用落地生根、形成效力。

中铁十二局四公司前后两次下发网络通知《关于组织相关人员参加年BIM技能考试的通知》，要求推进BIM技术在公司项目上的试点和应用，做好BIM技术人才培养和储备，建设一支拥有BIM技术专业人才队伍。公司要求各基层单位积极引导技术人员学习并参加全国BIM技能考试；对于取得证书人员给予一次性奖励5000元/人，每月发放500元津贴，作行政职务晋升的重要依据；组织参加全国BIM等级考试680余人，拿到考试辅导用书并参与学习人员840余人；在2017年和2018年全国BIM技能等级考试中，取得了189人通过的可喜成绩。随着BIM相关从业资格取证人数不断攀升，公司逐步形成了一支掌握BIM技术的专业人才队伍。

改变多方合作模式

—     创新BIM+概念与施工生产的紧密结合     —

BIM技术应用改变多方合作模式。我们在开展BIM应用的过程中与软件公司深度合作，创新合作模式，全程参与，互惠共利，共享研发成果，落地实惠应用，共同探索BIM技术与施工现场管理深度结合的落地应用，不求大而全，只求实而精。

从2017年9月开始，中铁十四局四公司已在银西铁路、福厦铁路、牡佳铁路、兴泉铁路、佛山一环公路、南宁地铁、广州地铁等项目试点应用BIM技术，通过近9个月的探索应用，分别在项目进度管理、施工组织、安全管理、质量管理、物资管理、成本管理等多方面找到了很多落地、实际、有价值的应用点，并在项目管理“减负、降本、提质、增效”方面初显成效。试点项目的BIM应用成果都得到了业主单位的高度评价和认可。

“惟创新者进，惟创新者强，惟创新者胜。”我们将秉持“匠心铸品牌实干争一流”企业发展理念，不断总结、提炼、提高，加快人才培养，促进BIM技术在全公司项目施工组织和管理过程中的运用，力争取得更好的应用成果，为项目保驾护航。

我们的BIM之路才刚刚开始，BIM技术能给企业带来的价值以及管理提升还需要持续努力探索，寻求未来BIM发展的无限可能！

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