基于BIM的施工实时动态管理

小小 · 发表于 2012-4-1 15:11:59

BIM是开放的平台，可以扩展和集成，与航空制造业数字化样机生产类似，BIM的核心也是多专业、多阶段、多方位、多要素的整合，包括建筑资源的整合、建筑过程的整合、建筑成果的整合，它是个多元系统。只不过相比航空制造业数字化样机而言整合更为困难。 BIM不是个割裂的孤独的3D模型，它是一个“复杂的多细胞生物”，在此模型上可以融入4D进度控制系统与5D成本控制系统，从而实现施工资源动态管理和成本实时监控。项目核心业务管理所需要的数据是一个5D关系数据库。3D+1D（时间）+1D（造价）合而为一，既是完整的信息模型，也是协同平台和关系数据库，可以数据同步，保证同一数据源提供。此5个D之间存在逻辑关系，完全可以把它们整合起来。手机最初的功能只是通讯，现在整合了许多功能模块，这些功能变得不可或缺，合在一起变得妙不可言令人爱不释手，多功能整合多元化应用将是技术发展的趋势。功能单一性将不再受欢迎，在一个终端集成诸多功能将受到追捧，这与专业性无关，主要是由于它带来了极大的便利，如手机拍照功能虽不如专业数码相机，但它的便利性是其他各种单独设备所不能比拟的。BIM的原理与手机相同，也要集成诸多应用模块。也许，BIM有4D,5D,6D……ND，因为建筑是个复杂的产品，从设计到建筑到运营，周期漫长，参与者众，专业范围广，涉及许多相关产业，业主、承包商、分包商、供应商、运营商关系错综复杂，还有外部交易性商务相关联，且都要涉及招投标、预算、结算、审价等环节，协同难度大。它是个复杂的系统性工程。但BIM并非是无限扩展的，一般做到5至6个维度是可以的，再增加维度可能超出它扩展的极限而导致系统崩溃或开发难度几何级加大。不同维度的数据格式不同，数据的对应关系无法精确描述，这反而限制了数据的应用，也影响分析结果的精确性。现有企业资源管理系统ERP和项目管理软件只能辅助管理者进行初级的计算和统计，无法对施工资源和成本进行实时监控和精细管理，它也没有可视化，原系统没有与BIM 关联，所以ERP和项目管理软件缺少同步基础数据的支撑而不能充分发挥作用，同时，施工现场所产生的信息不能及时反馈到系统内，系统内信息不能及时更新，信息流不畅通，似有许多无形的障碍，这些障碍是BIM与管理系统相互隔离所致。我们不一定要求把ERP整合到BIM平台内，但把施工管理系统和造价系统整合到BIM平台上是完全可行的也是必要的，让它们成为有机的整体，缩短信息流通的距离和时间，减少信息流通中的障碍。建立5个维度的深度建筑信息模型，可实现施工资源动态管理和成本实时监控。 BIM一旦有了时间维度，建筑信息模型就具有穿越时空的完整性和动态性，它不再是静止的没有动感的“死模型”。从3D到4D，也就是说在三维模型基础上将时间线加上去，将时间进度中涉及到的内容与三维模型里构件对应，前提是在相对满足施工基本过程的构建施工要求，满足施工组织设计要求。 BIM一旦有了造价维度，建筑信息模型变得有血有肉，没有比造价更人让更关注的了，在一定程度上，对造价的关注度超过建筑其他事项的关注。由于有了造价的信息，它不再仅仅是个可视的“裸模”。扩展的BIM模型是包含施工进度和成本信息子信息模型集成化模型 4D 信息模型及5D预算模型。施工管理扩展模型3DSMM+ + (3D site management model + + )就是建立 4D 施工进度管理模型和5D造价信息模型。预算信息模型包括建筑构件的综合单价信息、以及人工、材料、机械等消耗量数据。通过此模型，系统能识别并自动提取建筑构件的清单类型和工程量(如体积、质量、面积、长度等)等信息，自动计算建筑构件的资源用量及成本。为便于信息模型的有效集成与扩展，需要对建筑构件的分类、WBS 划分进行统一，对模型实体对象进行标准化定义和描述。同时要引入 IFC( industry foundation class)标准，建立相应的数据交换与共享机制。根据计划进度和实际进度信息，可以动态计算任意 WBS 节点任意时间段内计划工程量和实际工程量，其用途之一是帮助施工管理者实时掌握工程量的计划完工和实际完工情况。其二是在分期结算过程中，系统动态计算实际工程量可以为施工阶段工程款结算提供数据支持。第三，它也是工程成本控制的依据，通过计划用量与实际用量之间进行对比和分析，进行实时动态管理，当现场实际工程量与计划工程量之间发生偏差系统发出预警，可及时寻找原因，进行改进，防患于未然。第四它是施工人员调配、工程材料采购、大型机械的进出场等工作的依据。鲁班造价有框图出量框图出价的功能，这其实是BIM+5D雏形。在图形上出价是完全可以实现的，在图形上根据时间进度和区域出价也是完全可以实现的。成本实时监控可包括WBS 节点预算成本动态计算和成本实时跟踪查询与分析等功能系统，可以自动计算任意WBS 节点的构件综合单价（全费用综合单价包括人工费、材料费、机械费、管理费、利润、规费和税金）以及总造价等造价信息。可以根据 WBS 任务划分，但它不是固定不变的，人材机等价格信息是动态变化的，同时设计也是经常要修改变更的，所以要动态调整预算成本。可以据此准确把握各 WBS节点的造价总成本和分包成本。系统实时跟踪项目的施工情况，自动计算和监控总体工程或者任意 WBS 节点的计划进度预算成本、实际进度预算成本、实际消耗成本、进度偏差和成本偏差。根据跟踪信息可以对已完成分部分项工程进行成本评价，当成本偏差为负值时表示执行效果不佳，实际消耗成本超过预算成本即超支，当成本偏差为正值时表示实际消耗成本低于预算值即节支，若成本偏差等于零时，表示成本按预算进行。系统可运用增值分析方法，根据成本的实时消耗情况，自动对未完工工程进行成本预测，为施工管理者进行成本动态管理提供支持。实际工程中，基于BIM平台的5D 施工资源动态管理子系统应用于施工全过程。在BIM模型基础上通过建立该工程的计价清单，并与WBS 节点关联，建立全面的动态预算及成本信息数据。项目管理者可针对计划进度和实际进度查询任意 WBS 节点在指定时间段内的工程量以及相应的人力、材料、机械预算用量和实际用量，并可进行相关计划进度人力、材料、机械预算用量、实际进度预算用量和实际消耗量 3 项数据的对比分析和超预算预警提示。可以方便地查询分部分项工程费措施项目费其他项目费等具体明细，并可进行成本实时跟踪和分析。显示该流水段在同样时间段内的计划进度预算成本、实际进度预算成本和实际消耗成本，及其进度偏差和成本偏差分析。以及指定日期的材料使用周计划，包括每项材料的名称、单价、计划用量、费用等信息。通过建立甚至BIM的5D 施工资源信息模型，实现建筑工程施工资源的动态管理和成本实时监控，可以以相对施工进度对工程量及资源、成本进行动态查询和统计分析，有助于全面把握工程的实施和进展，及时发现和解决施工资源与成本控制出现的矛盾和冲突，可减少工程超预算，保障资源供给。提高施工项目管理水平和成本控制能力。