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王晓鸿:BIM技术在机场工程精细化管理的应用

来源:民航基建

结合大型复杂机场工程的BIM技术攻关,探讨BIM的可视性、模拟性、协调性、信息传递准确性、全生命期共享性诸多优势在精细化管理中进行应用。

1、精细化管理原则

科学管理经历了规范化、精细化、个性化三个阶段。精细化管理源于发达国家(日本20世纪50年代)的一种企业管理理念,是通过管理流程和管理系统的数据化、程序化及标准化手段,使组织各单元精确、高效、协同和持续运行,减少管理占用资源和降低管理成本为目标的管理方式。精细化管理有如下特点:

(1)数据化

数据化是精确性的前提,有了数据才能精确判断,决策才能更符合实际情况、更有可操作性;数据化也是做事准则,管理活动和管理成果都应通过数据指标体现。数据化是用数据明确目标、计划、标准、考核,通过准确数据实现项目的静态控制、动态管理以及资源配置,最终完成项目管理的预期目标。

(2)精化与细化

精化就是工作目标清晰明确,图纸精细准确、符合现场情况、满足使用者的需求,总造价低、工期节省、施工安全等等。细化是细化责任、分工、流程、工作界面、工期节点。具体地细化图纸、执行标准、考核制度。精细化管理要求重视前期准备阶段,设计方案一定要考虑实施的可行性及运行风险。

(3)流程化与标准化

流程化与标准化是精细管理的基础与归宿。流程化管理就是将工作分解为逻辑相关的工序,然后分析、简化、优化、改进这些工序,做到细化准确、界面最优、资源配置最优。标准化是在流程化的基础上细化工作分解与工作要求。

2、BIM技术应用的必然性

(1)目标一致

BIM模型包含几何尺寸、空间关系、地理位置等详细信息,通过可视化、信息化等手段划分项目阶段,精确控制过程和细节,节省资源、工期和成本,最终获得最大的经济效益。精细化管理则是从管理的角度出发,明确具体责任,采取管理方式和手段,目标也是减少资源浪费、降低成本、增加利润。

(2)组织方式相同

BIM提供了不同阶段、不同参与方的协同平台,要求建设单位、设计单位、施工单位、监理单位和材料供应商等协同工作。项目精细化管理是以整个系统优化为目标要求各单位交流和合作,为了保质保量的完成项目建设而共同努力。精细化管理应用BIM技术能够打破信息孤岛,势必达到事半功倍的管理效果。

(3)BIM技术需要精细化管理

BIM技术应用不单单是图纸深化设计、施工模拟、碰撞检査、场地动态布置等技术方面,更主要的是管理模式的创新,需要整体控制项目目标,使得资源浪费最低。精细化管理可弥补当前BIM技术管理的不足,从管理的模式上清除发展障碍,从根源上改变传统的项目管理模式,推动BIM技术发展。

(4)精细化管理需要BIM技术

基于BIM的项目全寿命协同平台,为项目的实施提供精确的数据信息、合理的实施方案以及材料和人员等,为实现精细化管理创造了条件。BIM技术和精细化管理有着较高的契合度,可以有效提高项目管理水平和成效。

(5)政策支持和市场环境逐渐成熟

建设部、民航局大力提倡BIM技术应用于工程项目管理并明确了取费标准,部分机场已陆续开展基于BIM的全过程咨询,这些都为BIM技术的应用提供了充足的血液。而且,机场工程项目规模越来越大、技术难度高,更需要BIM技术精细化管理。

3、前期准备阶段精细化管理

(1)制定行为规范,实现流程化、标准化

首先规定BIM技术在设计、施工、运维阶段的技术路线,明确应用的具体形式。其次细化分解各阶段的工作步骤,明确建设单位、设计单位、施工承包商、施工监理、运营单位的责任、界面、内容等。最后制定相应的行为规范及管理流程,规定各阶段交付的模型深度,明确设计审查、族库管理流程。

(2)搭建协同平台

大型机场建设项目往往由多专业、多单位、多层级共同完成,需要协同平台统筹多个平行专业的协调配合,组织多单位前后工序衔接,协调多单位间的目标与矛盾,保证上下层级间协同工作目标的有序性、规范化。如航站楼设计往往要协同航站楼、轨道交通、行李系统、捷运系统等多家设计院,建筑、结构、机电等多个专业,传统的CAD是无法胜任的!

4、设计阶段精细化管理

(1)精确决策,优化工期和成本

BIM技术可以把传统项目发生在施工中的问题在设计阶段解决掉,起到主动优化、控制的目的。作为机场项目建设投资动辄数十亿,可以利用BIM技术可视化、模拟性的优势对机场建筑及周边运行环境进行分析,大大提高对运行影响、实施风险、施工可行性的清晰、全面认识,做出最佳决策;进而达到降低成本、缩短工期、提高质量的目的。同时BIM技术的全生命期信息的共享性的特点能把前期决策的基础条件及过程研究成果有效传递,方便后续设计、施工及的运营。

(2)多专业设计协同,精确设计成果

多专业协同工作与实时沟通是保证设计成果精确性、完整性的重要前提。基于BIM技术的协同设计平台能让航站楼众多专业在一个平台上共同进行设计,建筑结构专业设计人员对模型的修改能及时、准确的反馈给机电设计,管线、设备布置图也能给建筑调整作为参考。方便建设单位、运行单位宏观、总体的审査项目,在协同平台上与设计单位共同对模型进行校核,优化施工方案,空间布置。

(3)专业模拟精确

各个机场的航站楼消防问题都需要专题研究,BIM模型可以真实模拟客流高峰期、最不利区域发生火灾、甚至不同年龄段乘客的疏散情况,模拟事故工况排烟系统启动时的烟气扩散蔓延。以往的光照模拟、疏散模拟、火灾工况烟气模拟、设备风险分析等多基于二维图纸,不能体现设备管道、吊顶装饰及地面座椅等零散设备以及及模拟场景时刻的人流、外部温度等具体信息,导致模拟不够精确。BIM模拟结果更贴近于建成后的实际效果。

(4)阶段信息数据化,衔接无缝化

机场工程项目包括土木工程的所有专业及40多个系统,涉及施工承包商、运营管理人员,外部有甲供、乙供设备厂家和咨询评审等单位。传统二维设计各阶段、各专业、不同设计人员的信息相对孤立,难以共享,只能按照出图计划在特定时间互提资料达到信息交换的目的。另外由于设计人员的更迭、变换也造成很多信息没有办法全部传递。BIM技术则将阶段方案、文件以数据化的形式集成,实现不同阶段BIM模型的调整、完善、记录以及不同单位、专业、人员之间,阶段与阶段之间信息的无损传递。

5、施工阶段精细化管理

(1)可视化交底实现施工精确性

BIM三维交底浅显易懂、印象深刻,让设计理念、关键性工艺呈现给一线人员,保证施工的标准化、精确性,提高其工作的精细程度,加快施工效率,减少返工,让精细化设计落地。对于危险性较大的施工方案研究,利用BIM可视化模型,更利于从专业角度做出决策。

(2)多专业统筹,进度可视

基于BIM技术的4D进度模型,可制定不同区域内不同单位的具体的施工先后顺序、工作面交接时间和场地移交条件,做到施工工期精细化。还清晰的认识到施工交又重点区域和制约工期节点,有利于直观了解项目进度,及时动态调整。

(3)标准化施工

利用BIM模型布置临水、临电、临边设施,模拟实体车站样板段与物料区的布置,在设计时就避开或利用实体工程,提高现场标准化施工的精细化水平。

6、运营阶段精细化管理

BIM技术的三维可视化、信息共享性优势可以在运维阶段的设施管理、维护管理、能耗管理等方面提高管理的精细化程度。

(1)设施管理

竣工模型中设备设施的生产厂家信息,备品备件数量、库存情况都有记录。运维人员可以在BIM模型找到故障设备的相关信息,快速排除故障,还可增加设备使用、维修信息,通过预警功能提醒定期维护,降低设备故障发生率。

(2)能耗管理

机场是用电大户,能耗管理是其成本管理的重中之重。运营管理部门可以结合能耗分析软件,制定精细的运营管理机制。另外基于BIM的能耗分析与设备的设施管理是相关的,设备的电耗突然变大往往是设备损坏的前兆。能耗信息的数据分析成果可以作为设施维护的参考,同时是后续精细化设计的依据。

(3)安全管理

BIM模型可以帮助运营管理部门的应急模拟突然事件,增强应急预案可实施性,疏散模拟和火灾工况的烟气模拟成果也是应急预案制定的重要依据。视频监控系统利于各个部位人员的查看、眼踪、目标锁定,为机场运营安全保驾护航。

 
参考文献
1.张梦琪等,BIM技术的发展现状与前景展望,价值工程,2018,37(06)
2.李静等,基于 BIM 的全过程造价管理研究, 建筑经济,2012(9)
3.杜坚,工程项目精细化管理理念在施工管理全过程中的研究,工程建设设计,2017,(4)
4.何关培,BIM第一维度——项目不同阶段的BIM应用,中国建筑工业出版社,2011.09
 

作者简介:

王晓鸿,博士、教授级高工、民航中青年技术带头人、PMP,曾担任卢浦大桥主桥项目部技术质量部常务副经理、上海机场建设指挥部总工办副主任、飞行区副部长、航站部副部长、上海机场集团技术中心综合办主任、上海机场集团技术咨询公司总经理。


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