BIM在生物医学研发中心项目管理中的应用

BIM在生物医学研发中心项目管理中的应用

胡亮

巴斯夫（中国）有限公司上海200137

摘要：传统的项目管理模式存在着诸多的弊端和不足，为项目管理的优化发展带来了瓶颈。BIM的应用从很多方面弥补了传统管理的缺点，极大程度的改善和促进了项目管理的技术创新。本文以上海诺华上海园区一期工程项目为例研究了BIM在该项目中的应用。该项目以MAGICAD-BIM数据信息平台为核心，项目中各个方面的协调管理；包括深化设计阶段，材料设备采购阶段，设计交底阶段，施工临建布置阶段，施工预制阶段，施工安装阶段，竣工阶段；从而达到优化和提高项目成本管理，进度控制，质量管理的既定目标。

关键词：项目管理；技术创新；BIM；应用与探索

引言

BIM技术作为信息化技术的一种，随着建筑工业化的推进逐渐在我国建筑业应用和推广。软件的本土化进程和国家相关执行标准也进一步确定和落实，不同企业在不断的尽早尝试着BIM在项目管理方面最大程度的利用和优化，不断地把传统管理模式和先进的管理模式结合起来，探索出适合本企业发展的新型管理模式。本文以企业在上海诺华研发中心项目管理中对BIM的首次应用为例阐述了其中的优势和所得，并对其发展进行了展望。

1.项目背景

诺华上海园区一期工程项目是全球知名的药业公司---诺华公司在上海张江高科技园区建立的一个首家综合性的生物医学研发中心。项目包括四栋办公大楼，两栋试验楼，地下能源中心和生物实验室。其中两栋实验楼是本次项目的核心和重点。两栋实验楼的地块占地面积为6491平方米，建筑面积为26560平方米，地下两层，地上六层，整个建筑结构形式为钢筋混凝土框架，核心筒组合结构，基础形式为筏板基础。业主将实验楼的合同分为建筑结构工程总包，机电工程专业承包，装饰工程专业承包，消防工程专业承包。公司承接了两栋实验楼内机电工程施工工作。近年来，建筑工程越来越复杂，要求的技术也越来越高，工程的信息量越来越大，如何更好地处理项目信息，以提高设计质量，节约开支，缩短工期，便于运营和维护，成为项目的关键问题[1]。项目建设初期，为满足业主方的要求，顺应全球项目信息化管理潮流，促进企业的可持续发展，提高企业市场竞争力，公司高层迅速作出决策，调整工程项目管理的思路，第一次大胆引进芬兰MAGICAD系列BIM建筑信息模型。尝试从传统项目管理模式向信息化管理模式的转变。通过BIM信息化管理，不断提高项目管理水平，充分实现BIM的可视化，信息化，系统化，智能化，共享化；实现项目管理的技术创新。

2.MAGICAD-BIM数据模型在项目的进一步应用

在充分调研的基础上，项目部决定以MAGICAD-BIM数据信息平台为核心，对外实现与业主方，管理公司，初步设计方及装修公司，消防公司的协调管理；对内实现项目各执行阶段的全生命周期管理，包括深化设计阶段，材料设备采购阶段，设计交底阶段，施工临建布置阶段，施工预制阶段，施工安装阶段，竣工阶段。从而达到优化和提高项目成本管理，进度控制，质量管理的既定目标。

2.1组织机构的调整，管理模式的转变

项目部建立以BIM为核心的矩阵式组织机构。所有项目信息都集中汇集到BIM平台，围绕着BIM进行有序的项目协调管理。所有设计信息都通过BIM设计团队进行信息传输，达到信息共享的高度统一。施工管理团队改变以前项目施工的传统模式，提前参与BIM的建模和深化设计工作，进行施工可行性分析，并提出合理化建议。弥补了设计人员施工经验不足的缺点。供应商参与BIM建模工作，尽早确定和提供设备材料的设计参数，满足建模要求。总包，管理公司，装修公司，消防公司，基于ARCHICAD平台的REVIT设计工程师共同参与MAGICADBIM建模工作，共同高效解决各专业之间的碰撞问题。初步设计单位直接参与BIM建模工作，尽早尽快落实和认可通过BIM对设计的修改和变更。从而减少审批和流通环节，改变通过2D图纸来展示和说明设计变更的传统模式，而是直接通过3D数据模型的方式可视化，直观地展现出来，设计人员直接通过三维模型进行确认，工作更加高效快捷。

2.2深化设计阶段

BIM实施过程中，首先需要解决的就是人员配置问题，在人员配置方面也有许多实际困难。有经验的专业工程师计算机应用能力较弱，年轻人计算机操作能力强，但缺乏专业的施工经验。基于此种情况，项目部通过MAGICAD-BIM软硬件设置和BIM设计人员的培训，组建BIM设计建模团队；BIM团队首先与总包协同建筑结构模型，将基于ARCHICAD平台的DWG文件从REVIT系统中提取出来，输入到基于AUTOCAD平台的MAGICAD系统中，实现双平台BIM操作管理。BIM团体再根据输入的建筑结构信息进行机电专业数字化建模工作，同时解决机电设计本身的错误及各专业之间的冲突、碰撞、缺失问题。采用BIM技术能够快速的完成管线的综合布置，并能够直观的解决碰撞问题，并且能够直观的判断管线布置复杂位置，管线布置空间情况，在综合管线布置存在问题的预判及施工管控方面均有积极的作用[2]。

1）HVAC暖通空调系统，通过直接计算通风系统的噪音等级和压降分析，找出了初步设计中的送回风系统设计问题；

2）管道系统：通过管径合理化选择，压力平衡调整，噪音计算，耗能分析，冷热负荷计算等等，解决了原初步设计的诸多设计不合理问题；

3）通过碰撞检测，各个专业间共解决碰撞2100处，自行规避4300处，报业主设计变更865处，特别是有吊顶的房间，空调机房，泵房。

4）通过优化吊顶内水电风各个专业的空间布置，有效提升吊顶下面的使用空间平均达300毫米，得到了业主方和管理公司的高度评价。

5）通过BIM可视化数字建模和设计协调，使深化设计的速度大大提高，比较传统模式的速度提高近3倍。

2.3材料设备采购阶段

以往的传统计算工程量的办法是通过平面图剖面图施工蓝图进行核实计算，不但速度慢，而且精确度不高，经常会发生漏统计，错误，多项等等问题。利用BIM软件，直接统计生成主要材料/设备工程量，辅助工程管理和工程造价的概预算，有效提高采购工作效率和缩短采购周期。为工程施工进度的提前完成提供重要条件。实践证明较以往类似项目的采购周期缩短近一个月时间。

2.4设计交底阶段

以往的施工技术交底一直是延续过去的常规蓝图方法。图纸变更，返工严重；审图不清，损耗过大；不同班组，多版图纸[3]；传统的设计交底模式是通过平面图剖面图进行交底，施工技术人员要花费大量的时间来熟悉和了解图纸的内容。同时由于对设计没有宏观的掌握，会提出很多不清楚的设计问题。BIM设计团队提供3D三维数据模型及动画讲解和展示，提供可视化效果，使施工团队对于项目整体设计工作可以快速进入角色，充分的认识和掌握设计内容。同时结合平面图和剖面图，使设计交底工作效率较传统类似项目提高了近4倍左右。

2.5现场临建工作阶段

通过BIM模型，将所有现场临建工作进行建模，包括临设办公室位置形式，内部设置；预制场布置；材料堆场布置；加工区布置；临时堆放区设置；现场卫生间布置等等。完成建模后，让业主方和管理公司直接通过三维模型进行确认，使工作方便快捷，同时保证了临设工作的合理性。

2.6施工构件预制阶段

传统的水电风各个专业的构件预制，都是参照平面图和剖面图人工计算具体的尺寸和数量，不但工作量大，而且存在大量的错误和返工率。浪费材料，加大施工成本。通过BIM数据模型，提供精确的构件数量和尺寸，同时提供三维模型，使构件预制更加直观，可视化效果加强，从而大大提高了预制工作的效率，弥补了传统模式的很多不足。

2.7施工安装阶段

1）建筑施工是一个高度动态的过程，随着建筑工程规模不断扩大，复杂程度不断提高，使得

施工项目管理变得极为复杂。当前建筑工程项目管理中经常用于表示进度计划的甘特图，由于专业性强，可视化程度低，无法清晰描述施工进度以及各种复杂关系，难以准确表达工程施工的动态变化过程。通过将BIM与施工进度计划相链接，将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D（3D+Time）模型中，可以直观、精确地反映整个建筑的施工过程。4D施工模拟技术可以在项目建造过程中合理制定施工计划、精确掌握施工进度，优化使用施工资源以及科学地进行场地布置，对整个工程的施工进度、资源和质量进行统一管理和控制，以缩短工期、降低成本、提高质量[4]。

2）为了提高安装工作效率，减少现场的返工工作，降低施工成本，项目部决定在每楼层设置

一间专用办公室放置BIM三维数据模型，专人操作，同时联网满足实时更新。

3）施工技术人员在施工过程中的任何疑问，可以随时通过BIM数据模型进行指导。在各个专

业施工中发现的问题无法施工，直接通知现场BIM设计工程师，设计工程师会第一时间进行核实和模型修改，找到解决方案，同时检测变更的可行性。随后将三维模型切图，平面图，剖面图发给管理公司及初步设计人员最终确认。通过此种方法极大的缩短解决问题的途径，加快施工进度，同时提高施工质量。

4）施工收尾阶段，施工人员改变传统的利用平面图剖面图查线核实已经完成工作的正确性的

工作方法，采用三维图纸进行指导工作。三维图纸上明确了所有的设计信息，包括标高，位置，长度宽度，材质，编号等等。施工人员可以非常容易的通过三维图纸进行现场定位，检查工作。

2.8竣工阶段

BIM设计工程师和施工技术人员协调工作，把施工过程中的所有变更和修改工作进行核实统计，在数据模型中进行数据信息的完善工作，从而保证提交给业主方的所有数据模型信息是准确无误的。为日后生产维修指导提高保障。

3项目应用BIM的初步成果和展望

通过BAGICAD-BIM建筑信息模型的引入，使数字化信息全生命周期的项目管理模式得到了充分的尝试和应用。同时与各个单位和专业之间的协同管理效率得到了提升和认证。项目部的目标管理成果斐然，与传统类似项目相比较：成本下降22%，工期节约8%，质量返工率降低15%，正如BIM专家李云贵所说：BIM是一个技术体系，可以贯穿建筑从设计到施工的全过程，最大限度的避免时间浪费，有效的减少风险，精确的控制建设成本。

目前，BIM在世界各地的建筑领域及其他领域已经得到了广泛的应用。在中国，很多大型项目已经开始尝试应用BIM技术。中国第一个全BIM项目--总高632米的“上海中心”，通过BIM提升了规划管理水平和建设质量，据有关数据显示，其材料损耗从原来的3%降低到万分之一。已经建成的上海迪士尼乐园的标志性建筑奇幻童话城堡便是全程运用BIM技术从设计到施工全程管理控制。上海地铁11号线的施工建设也是应用BIM技术，从而发现和解决了大量的机电各个专业的碰撞问题。政府部门已经要求全国各施工企业参与标准的设定，并于2014年11月12日完成了标准的送审稿制定。上海市政府也于2014年12月4日出台了相关政策，将BIM全面应用于建筑领域，并与2016年广泛推广应用。

结束语

本文通过对BIM建筑信息模型在诺华研发项目管理中的初步应用和实践，基本上实现了项目管理的既定目标。公司以深化设计建立数字化信息模型和解决专业间的“错，漏，碰，缺”设计问题为核心，把BIM的其他功能也进一步核实和验证，包括进度，质量，成本的控制等项目管理各个环节。为公司在建筑机电施工领域大力推广BIM技术创新管理进行了大胆地尝试。BIM的提出和发展，对建筑业的科技进步产生了重大影响。应用BIM技术，可望大幅度提高建筑工程的集成化程度，促进建筑业生产方式的转变，提高投资、设计、施工乃至整个工程生命期的质量和效率，提升科学决策和管理水平。[5]。相信随着BIM的进一步发展和成熟，BIM必将成为建筑业的核心和主导。同时随着移动终端技术的完善，使BIM技术的应用更加高效便捷。最终充分实现项目管理的信息化，可视化，系统化，平台化，共享化，智能化。

参考文献：

[1]陈延敏，李锦华，国内外建筑信息模型BIM理论与实践研究综述，城市，2013.

[2]程永强，施工阶段BIM技术在管线综合中的应用研究，房地产导刊，2014，（1）

[3]贺启明，BIM技术在施工阶段的应用策略研究，中安协高峰论坛论文汇编，2010.

[4]过俊，BIM在国内建筑全生命周期的典型应用，建筑技艺，2011.

[5]毛志兵，发展建筑信息模型（BIM）技术是推进绿色建造的重要手段.施工技术，2015.