以“減負、降本、提質、增效”為理念 探索“BIM技術+智慧工地”在線性工程中的應用

在2018年于西安舉辦的中國建設行業峰會上，施工分論壇格外引人注目。建筑施工行業專業和各企業代表齊集一堂，熱烈討論建筑施工業的信息化轉型升級。中鐵十二局集團第四工程有限公司葛璐先生帶領大家深入了解線性工程中BIM技術和智慧工地的落地應用，用實例驗證信息技術的出現和應用將為建筑施工行業的發展帶來革命性的變化。

中鐵十二局集團在信息化工作中做了很多努力，中鐵十二局四公司延續集團對于信息化高度重視的工作方向，引入BIM技術、智慧工地等用于項目管理。在BIM技術、智慧工地深入探索和落地應用的過程中，減負、降本、提質、增效成為中鐵十二局四公司對于BIM技術、智慧工地的主要應用理念。BIM技術+智慧工地一定要落地項目應用，深入到實際業務、深入到現場施工，起到實際作用才是有意義，有生命力的。

一、BIM技術+智慧工地的應用背景及分析

1、建筑施工信息化，應對行業新形勢下的挑戰

在國際上新一輪科技創新和產業變革中，全球經濟化和全球信息化給我國建筑施工行業帶來了巨大的挑戰。“一帶一路”的宏偉藍圖也需要我們更好的融入世界。在我國建筑施工行業飛速發展的過程中，面對愈加復雜的設計概念、愈加龐大的工程體量和愈加增多的參建單位，現有的管理機制與技術手段已經逐漸不能滿足需求。建筑施工行業急需引入全新的方式方法推動轉型升級。此時，充分利用信息技術，在建筑施工過程中實施信息化，成為應對新形勢下挑戰的重要手段。

BIM技術是信息技術應用于建筑施工行業最為重要的技術之一，它的出現和應用將為建筑施工行業的發展帶來革命性的變化。2004年BIM理念進入中國后，BIM技術應用從試點研究發展到標準制定，開始在裝配、工業及民用建筑、機電等行業逐步推廣應用。BIM技術應用在高校、協會推行和政府部門全面推動下，于土建行業中掀起了學BIM技術，應用BIM技術的高潮。在公路、鐵路甚至地鐵等線性工程中，政府部門和業主層面都對BIM技術的應用高度重視、大力推行并寄以厚望。

基于這個大環境，中鐵十二局四公司領導審時度勢，適應施工行業BIM技術應用的浪潮，于2017年成立了公司BIM中心，努力創建自己的BIM技術團隊。BIM中心與行業知名、成熟的軟件方深度合作，以更強的技術支撐，夯實自身技術團隊發展基石。公司在鐵路、公路、市政項目全面開展BIM技術應用探索與試點工作，并在項目管理的“減負、降本、提質、增效”方面初顯成效。試點項目的BIM應用成果也均得到了業主單位和相關政府機構的高度評價和認可，為企業帶來的商業價值也更為深遠。

2、BIM要干什么、能干什么

BIM技術到底能干什么，一萬個施工行業的人有著一萬個理解。有人認為BIM技術來自制造業，到建筑施工產業完全沒有用。也有人認為它很好，理想化、萬能化，可以帶動整個施工行業大跨步的發展。現階段BIM技術發展需要的是冷靜思考，是小投入、大創造，是實實在在的應用。

從我們的經驗來看，以“工程項目是施工企業的生存之基和效益之源”為本源，充分將BIM技術與“智慧工地”融合，才能將BIM技術實惠落地。BIM技術不是萬能的，但它是我們手中的一把工具，是項目管理的好幫手。用好它，更能有效的服務于管理。綜合運用BIM技術、智慧工地，以及云計算、大數據、物聯網、移動技術和智能設備等信息化技術手段，聚焦工程施工現場管理，建立信息智能采集、管理高效協同、數據科學分析、過程智慧預測的施工現場立體化信息網絡，最終實現施工現場的智能管理。

3、重視BIM的工具屬性

施工企業搞BIM應用，一定要重視BIM的工具屬性。BIM是一個先進的技術工具，而不是管理工具。BIM可以用來解決技術難題，不能直接用來解決管理難題。它把信息化的，碎片化的應用功能點融合起來，才能解決一線項目施工的管理問題。

通過BIM技術和智慧工地，建立對施工現場關鍵部位、關鍵工序、關鍵崗位有效管理的信息系統。各級各崗位人員通過手機、平板電腦等各類終端設備快捷、安全、高效完成施工管理工作，使得施工管理形象化、具體化、實時化、透明化、數據化、規范化，最終在提高效率、降低成本、保障安全、提升質量、加強環保等方面，取得顯著成效。

BIM技術+智慧工地的試點應用，就是要實現項目的減負、降本、提質、增效，讓項目管理人員雙手歡迎，讓項目管理人員為之稱快，而不是思想抵觸。

二、BIM技術+智慧工地在線性工程的應用

我司于2017年9月14日下發文件《關于成立BIM技術應用領導小組的通知》，要求全面推行BIM技術在鐵路、公路、市政等項目施工中深入應用，大力提升公司信息化管理水平。成立中鐵十二局集團第四工程有限公司BIM技術應用領導小組，建立BIM中心團隊。關于BIM技術+智慧工地在高鐵、公路、地鐵等線性工程的應用，可以總結為組織機構建設、標準族庫建設、BIM模型場景模擬、三維建模、方案推演、三維交底、進度跟蹤動態糾偏、物資提量、物資超市、菜單管理、電子臺賬、智能檢測、管理駕駛艙和人才儲備等十四點。

1、組織機構，有利保障

（公司、項目部BIM技術應用領導小組機構）

組織機構是BIM技術和智慧工地在線性工程中應用的有利保障。一個新技術的推廣，需要一個運行順暢的保障機構。從管理層面完善制度、規范流程，是提升BIM技術的必備條件。從管理層面來講，管理辦法的出臺、管理流程的規范、技術資源的配備、管理效能的評價是管理機制的組成要素。公司層面組建BIM技術應用領導小組，從組織機構上完善人員配備的科學性、合理性，實現公司BIM技術推行的快速入軌和良性運轉。各項目部也參照公司BIM技術應用領導小組的模式，完善了管理機制，達到主管領導親自牽頭，業務部門通力合作，分管領導監督指導，試點項目無縫對接的良好狀態。確保管理辦法可行、保障措施到位、資源配備科學合理，全面提升公司的BIM技術應用水平。

需要注意的是BIM技術是一把手工程，主管領導必須親自帶頭，組建一支既懂現場又懂信息化規律的人才團隊。如果項目主管領導對BIM有抵觸或者認為BIM不是那么的重要，BIM將很難進行。

2、統一標準，族庫建設

（臨建模型族庫）

公司根據建模規則和試點項目的實際情況制定符合項目的建模標準文件，由二維的標準圖集要求，直接給出項目部三維的標準族庫。在具備大量的族庫庫存下，一個臨建場地模型可能十幾分鐘就能完成場地布置，大大節約了效率。線性工程中，有可能一個待建項目有很多加工廠，但所有零件的加工成本在有BIM族庫的情況下很快就能計算出來。

建立族庫的優勢：

①擁有大量的族文件，在建模過程中直接導入相應的族，大大提升了建模效率。

②族類導出的建筑部件更加的直觀和形象，可視化以及協同化的效果能夠準確的滿足施工需求，避免返工，縮短工期，提高施工效率。

③提升業主，企業品牌形象，提高品牌使用效率，提升品牌影響力，使項目布置與族設計完美結合。

④族設計中充分考慮了實用，美觀等，節省在變更過程中投入的時間資金，避免不必要的浪費，降低成本。

3、場景模擬，合理布局

BIM模型場景模擬相比較傳統的平面布置圖，能更加形象直觀的感受到布局的美觀與實用性。例如針對地鐵施工項目大多在城市交通線路與交通樞紐處施工，在場景模擬中，可以將周圍管線改遷，以及交通疏導等都模擬出來。現場的平面布置圖，二維圖難以表現出來的東西，BIM模型可以通過三維的手段很直觀的表現出來。

4、建模分析，查漏補缺

（將二維圖紙轉換成三維模型）

建模是將二維圖紙轉換成三維模型的過程，其中能夠發現平面圖紙存在的問題，并在建模期間對圖紙遺漏的問題做出整理，及時通知設計院補充完善圖紙內容，避免因圖紙問題導致的誤工，返工等。

5、方案推演，清晰明了

（鉆孔灌注樁施工方案交底）

方案推演為面向甲方的方案比選和面對工人的方案交底時提供了便利，更減輕了傳統方案編制中的一系列工作負擔。

通過制作鋼筋等復雜節點模型和關鍵工序的模擬視頻等，用于給基層工人交底，使工人熟知節點構造和工序流程，相比較傳統交底模式，既保證了交底效果，又提高了交底效率，為現場施工一次成優做好技術準備。尤其鐵路、公路、地鐵等施工現場的工人的素質參差不齊，無法達到每一個技術工人都能完全看懂圖紙。如果換成視頻，換成三維的技術交底，即使不懂工程的人也能看懂所有的工序工法。

（高支模專項方案軟件截圖）

在南寧鐵路項目中，公司通過BIM技術的應用，做出了方案比選視頻，讓業主單位明晰兩種作業方式的優劣，從而更好的進行方案決策。在地鐵項目中，把一些施工工序中容易發生的問題進行推演和提示，直接交底給工人，讓工人在實際操作過程中得到注意，大大減少窩工返工。

6、三維交底，形象直觀

（基于BIM技術的三維測量放樣）

三維建模是將結構，建筑，預留預埋孔洞等不同專業的圖紙結合生成模型，將模型結構邊界，預埋件位置坐標，高程，預留孔洞坐標等都標識出來，減少了技術人員測量交底時核查多份圖紙不仔細，遺漏等失誤所造成的不必要的經濟損失。其次，三維交底按照施工水平、環向施工縫將模型分段，并進行分段提量，將每段的混凝土量、鋼筋量都顯示在相應分段位置，讓技術員人手一冊三維交底，做到既能測量放樣施工，又能物資提量，還能驗工計價。

比如南寧地鐵項目的BIM模型三維交底，在三維交底中衍生了很多應用點，包括在鐵路中嘗試三維作業指導工作，用視頻的形式做到三維作業指導書，并交付使用。這些三維指導書不僅得到業主單位的充分肯定，也是施工企業單位的寶貴資源庫。

7、進度跟蹤，動態糾偏

進度是必須要管，且一定要管好的一項工作。尤其線性工程進度工期都很緊張，要求進度信息要實時，要真實。線性工程現場很多問題是從現場記錄到公司、到企業、一直到指揮部，是實時的過程。

基于BIM技術進行施工進度模擬，可以直觀查看進度計劃的時間安排以及工作面的合理性。現場施工員通過每天上傳實際進度照片，把真實數據向上提交，保證企業大數據庫真實有用。此時進行進度跟蹤，才能實時比較計劃與實際的進度，預測進度延遲風險，做到事前管控，有效避免工期延誤。

8、物資提量，減輕提效

（混凝土分段提量）

傳統土方算量方式計算方法復雜、工作量繁重、誤差較大，結算時土方隊又容易虛報工程量。南寧地鐵項目采用了基于BIM技術的土方算量，效率高、精度高，有效避免了土方隊對結算數據造假的現象。項目建設初期，通過revit軟件搭建三維場地模型，使場地規劃合理化、規范化，提取各類臨建構件數量，根據對應構件模型進行統一加工，實現臨建設施精細化管理。

9、物資超市，降本增效

（物資超市登記流程）

物資超市的概念就是結合實際超市的管理模式和運營模式，將我們項目現場的物資管理難題用物資超市的方法進行解決。物資超市具有及時性、成本低、浪費少、信息化四大特點。

及時性：傳統物資的物資管理模式審批流程多，加之材料計劃的不及時導致現場停工待料。物資超市應運而生，項目部與供應商簽訂框架協議，將物資超市設于工地現場，以代管代銷的方式運行，進而保障了物資供應的時效。

成本低：物資超市以大批量方式集中采購，以相對市場較低的價格購進，避免同類的少量物資二次采購，無形中加大了單件物料成本。物資超市根據現場實際隨取隨用， 避免了傳統物資采購存在的弊端。

浪費少：傳統的物資采購要考慮損耗系數，即以多余設計數量進行采購，避免同類的少量物資二次采購，無形中加大了單件物料成本；物資超市根據現場實際隨取隨用，避免了傳統物資采購存在的弊端。

信息化：可以將預算管理，計劃管理，生產管理，物資管理等緊密結合，實現數據同步。實施物資超市管理系統能夠進一步提升企業信息化管理水平。

10、菜單管理，簡潔規范

（菜單管理樣式）

采用菜單式管理，將施工中所有遇到的質量，安全，文明施工中所出現常見問題，都以菜單的形式羅列出來。現場技術員與安全員每日如同點菜一般抽檢菜單中的檢查內容，或者隔段時間全部檢查一次，發現問題進行統計且在手機端錄入信息可以在網頁端查看。相關負責人督促整改并進行現金獎懲，督促勞務隊下次不再犯同樣錯誤。最終這些問題生成記錄，每月分析發生次數較多的問題，在下個月的施工中重點把控這部分內容。與BIM模型結合起來，明確問題發生具體位置。

需要說明的是，處罰針對勞務隊，而獎勵針對勞動工人，從源頭上調動勞務工人的施工積極性，更好的在第一遍做的時候就將事情做好，做完善。

11、電子臺帳，高效運轉

（混凝土電子澆筑臺賬）

電子臺帳是一個小問題，但解決好則是一個大創造。在實際應用中，一定要注意信息化手段的工具屬性，注意信息化手段的服務效率，注重一線施工人員的用戶體驗以及個性化的管理方式方法。注意不是用系統去管理項目，而是為項目管理提供優秀的工具和手段。

（電子臺賬邏輯關系圖）

利用信息化數據收集手段，將施工原始第一手資料，上傳至云端，通過云端數據處理，導出所需的數據列表。其次利用信息化手段，可以將多個科室的數據在云端數據處理加工后，結合BIM工程量，自動導出所需的資料檢驗批，施工日志，每月驗工計價等繁復的資料任務，為項目管理減輕負擔。在BIM工程量的精細化管理之下，既節約了成本，又提高了效率。

12、智能檢測，強力支撐

建立施工管理管控和應急調度指揮中心，將施工管控關鍵要素的語音、圖像、數據等類型的信息，集成為一個可以實現遠程監測、數據分析、調度指揮的管理平臺。通過這個平臺，實現全方位監控，全天候預警，全設備應用，上下聯動，管控一體，實現安全質量管理的智能化。

13、管理駕駛艙，運籌帷幄

將上述所有的信息化的手段、碎片化的應用點信息都收集在一個管理駕駛艙內，真正做到，在管理駕駛艙內，對項目施工的進度，質量，安全，文明綠色施工，成本，減輕工作負擔等內容進行直觀的展示，敦促做出相應的改善。更好的通過BIM建筑信息模型手段，為項目管理者提供更有效、更準確、更科學的數據決策依據，將BIM應用更好的落到實處。

14、人才儲蓄，蓄勢待發

企業的長遠發展，尤其是新技術應用及信息化水平的提升迫切需要一批具備專業素質及能力的人才支撐。核心人才的培養為企業提供長久發展源源不斷的動力，使公司整體BIM的應用落地生根、形成效力。

我司前后兩次下發網絡通知《關于組織相關人員參加年BIM技能考試的通知》，要求推進BIM技術在公司項目上的試點和應用，做好BIM技術人才培養和儲備，建設一支擁有BIM技術專業人才隊伍。公司要求各基層單位積極引導技術人員學習并參加全國BIM技能考試。對于取得證書人員給予一次性獎勵5000元/人，每月發放500元津貼，作行政職務晉升的重要依據。組織參加全國BIM等級考試680余人，拿到考試輔導用書并參與學習人員840余人。在2017年和2018年全國BIM技能等級考試中，取得了189人通過的可喜成績。隨著BIM相關從業資格取證人數不斷攀升，公司逐步形成了一支掌握BIM技術的專業人才隊伍。

三、改變多方合作模式，創新BIM+概念與施工生產的緊密結合

BIM技術應用改變多方合作模式。我們在開展BIM 應用的過程中與軟件公司深度合作，創新合作模式，全程參與，互惠共利，共享研發成果，落地實惠應用，共同探索BIM技術與施工現場管理深度結合的落地應用，不求大而全，只求實而精。

從2017年9月開始，中鐵十四局四公司已在銀西鐵路、福廈鐵路、牡佳鐵路、興泉鐵路、佛山一環公路、南寧地鐵、廣州地鐵等項目試點應用BIM技術，通過近9個月的探索應用，分別在項目進度管理、施工組織、安全管理、質量管理、物資管理、成本管理等多方面找到了很多落地、實際、有價值的應用點，并在項目管理“減負、降本、提質、增效”方面初顯成效。試點項目的BIM應用成果都得到了業主單位的高度評價和認可。

“惟創新者進，惟創新者強，惟創新者勝。”我們將秉持“匠心鑄品牌實干爭一流”企業發展理念，不斷總結、提煉、提高，加快人才培養，促進BIM技術在全公司項目施工組織和管理過程中的運用，力爭取得更好的應用成果，為項目保駕護航。

我們的BIM之路才剛剛開始，BIM技術能給企業帶來的價值以及管理提升還需要持續努力探索，尋求未來BIM發展的無限可能！