机场建设项目中的BIM和精益协同机制

机场建设项目中的BIM和精益协同机制

任海龙

湖北机场集团建设投资有限公司  湖北省武汉市  430010

摘要：随着BIM技术的快速发展，在机场建设过程中，BIM与精益协同机制在提升工程质量、降本增效方面的重要性,研究提出了一种基于BIM与精益协同机制集成的应用框架,为机场数字化建设与项目交付提供理论参考。

关键词：机场建设;建筑信息模型;精益协同;信息化

引言

机场作为一个城市的重要名片，随着经济快速发展，居民生活水平不断提高，更多的人选择飞机作为出行的首要交通方式，为不断提升旅客的幸福感，机场的扩建就变得尤为重要。四型机场作为中国机场未来的发展理念与战略方向，既是促进我国机场从量优式发展转变为质优式发展的实施对策，也是筑牢民航安全底线、夯实智慧民航建设基石的重要载体。机场建设项目不同于其他常规的项目，机场项目具有专项性强、组织难度大、建造要求高等特点。在实际施工过程中，可能还存在多家单位交叉施工，各家单位存在不同的要求和标准，造成信息收集困难，效率低下，信息的实用性也较差，缺乏系统全面的管理。因此建筑信息模型技术（简称“BIM”）借助三维模型在信息工作平台上能够有效实现多专业的交流和信息共享，能够为工程设计、施工及后期的运维提供良好的平台和管理思路。

1 BIM技术的应用价值

基于建筑信息模型协同BIM技术应用，在各阶段情况下，工程所有参建单位都可以在模型平台中编辑和深化各阶段模型，推演分析设计、施工方案，并通过虚拟建造指导实体工程建造，能够实现前置解决设计冲突问题，减少施工中不必要的拆改工作。通过BIM技术应用，在项目设计、施工和运营等各阶段都能够有效地实现资源有效计划、成本有效控制、能源节约利用，提高了项目整体建造效率和运营品质，促进了传统工程建设向数字化方向转型升级。

2机场建设工程BIM应用的障碍

2.1核心软件依赖我国

BIM软件自主化不足的问题依然突出，需要加大投入力度，打造建筑项目全产业链各环节的国产化软件，形成我国软件良性发展的生态圈，以期打破国外软件厂商的垄断。研究表明，目前，核心建模软件还是被国外软件商垄断，大量的工程项目通过国外软件平台创建，极大地影响了我国建筑项目数据的安全性以及后期城市发展过程中的数据应用。

2.2 BIM模型数据多源异构不互通

介于BIM软件厂商和模型数据格式标准的多样性，数据互通仍是目前重要的研究课题与探索方向，例如在机场行李系统与建筑、机电综合模型整合中，由于行李专项设计软件与其他专业不同，虽有以IFC为基础的模型，但在定位、构件族、信息参数上无法与其他模型完全合并，在每次行李系统模型更新后，再通过另一种软件作为媒介去合并。对此，市面上尚无针对机场行李系统便捷的模型插件开发，还需加强这方面的研发力度。目前市场上虽然已有许多BIM应用软件，但是这些应用软件并未形成一个兼容、互补的完整的应用体系，不能有效地实现工程项目全生命周期内的数字全要素融合以及有序管理。因此，需要对当前的BIM软件进行一定的统筹整合应用，使之可支持各参与方协同工作，同时能够满足对项目数据全要素管理的要求。

3机场建设项目中的BIM和精益协同机制

3.1BIM与精益协同机制

随着信息技术的发展,BIM技术和应用流程也在不断发展,以适应当前不断复杂的基础设施建设需求。BIM通过组织项目的各参与方进行高效协作,并通过云计算实现项目全部生命周期的自动控制来推动项目的持续建设。物联网和人工智能的应用也极大丰富了BIM的应用场景,尤其是在机场建设领域。机场的部门和信息系统种类繁多,彼此之间的协同运营和数据共享依赖于BIM平台所提供的准确数据信息。精益协同是一种设计生产施工的方法,其目的在于减少原材料、施工时间、人工成本等资源的浪费,寻找工程建设项目中最优的设计方法,提高施工工作流程中的效率。尽管BIM与精益协同是两个独立的领域,它们之间存在实质性的协同作用,在机场建设项目这种先进的施工实践中,BIM与精益协同平行应用,可进一步提升工程质量,缩减工期,起到降本增效的作用。

3.2 BIM与精益协同机制的集成

BIM在机场建设项目中起到了至关重要的作用,统筹建设的BIM管理部门负责设计单位和施工单位之间的协调,包括建筑结构、电气管道和旅客服务系统等模块。BIM的应用可提高设计和施工的整体效率,是领先施工现场进度的关键驱动力。BIM平台确保所有参与施工的单位都可及时准确地掌握任何需要的信息,基于云端的数据管理可确保发布的消息准确有效。机场建设项目庞大繁杂,需要各参与方密切跟进施工进度,遇到冲突和问题快速解决。因此,基于BIM的协同机制要求各参与单位定期举行研讨会,以便确认建设项目中的每个重要任务、工作流程和执行计划时间表,保证整个施工过程中跨单位、跨学科协调的顺利进行。BIM系统可自动生成冲突报告并发送到各参与单位,以便及时了解问题解决和冲突方案可能给其他部门带来的影响,避免因协调和沟通不畅导致返工。任何对项目计划的修订都直接在BIM模型中进行更新,BIM管理部门密切监控其后果。该模式通过使设计方持续更新设计信息并引导施工团队实现零缺陷的施工管理,从而保证了现场高质量和高效率的施工进展。

3.3基于精益协同的施工管理

施工管理过程中获得的精益效率是通过基于BIM的设计和工程管理来实现的,通过4DBIM模型,项目管理部门可模拟并监控施工进度,任何可能发生的工期延误都会及时被发现,并第一时间给出补救措施或者解决方案。而5D模型提供了精准的工程量估计。通过将BIM模型交付到施工现场,施工单位拥有了所有必要的信息,从而能够更加快速精确地进行现场施工。此外,通过各方信息共享,也最大程度避免了返工的可能性。在现场施工完成后,基于BIM的质量把控程序对其进行检测,将结果记录以数字文档的形式存储在云端,减少了不必要的文件签署流程,实现了高效的数字化施工。在以数字化方式储存质量管理记录的同时,BIM系统可定期将施工的进度、缺陷细节、工程完成情况整理成详细的报告发送到对应负责的部门单位。基于上述机制的施工可做到质量管控前移,通过制订预防措施极大地减少错误的发生,从而确保机场建设项目的测试和调试阶段以零缺陷的方式启动,节省了时间和施工成本,从而实现了精益协同的成效。

结束语

由于BIM中涵盖了海量的建筑设备信息,其与精益协同机制共同为机场的高效运营、可持续发展提供了无限的可能性。在施工阶段积累的各类设施设备数据可用于故障预测、智能维护,可使用每个设备的预测故障率、维护频率、入场时间、供应商信息等创建对应的故障维护计划。借助所有设备的位置信息,可制订最优的设备维护路线,进一步降低运营成本,以此来从BIM模型中不断挖掘潜在的应用价值。

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