細數那些施工BIM應用點
細數那些施工BIM應用點
這個標題討論起來其實很大，而且實際操作起來要從甲方的合同、集團公司對項目BIM應用要求、以及項目自身的特點來進行討論。
以小編之前經歷的某一項目為例，我們對想要實施的應用點進行了系統的梳理與分類，制定了應用項目28項，包含標準管理、深化設計、方案模擬和總包管理四大類，涉及標準編制、圖紙檢查、場布模擬、無人機應用、鋼結構深化設計、三維交底、可視化彙報、平台管理、4D施工模擬、工程量統計等等。
那麼這次，本文就挑一些比較好實施的應用點，希望可以幫到大家。
1、圖紙檢查
根據專為項目定製的BIM建模標準，建立全專業模型，如果公司有追求一點，建模人員使用的不是學生黨畢業生，在讀圖、建模、檢查的過程中便可發現非常多圖紙中存在的問題，我們就能使用這個全專業模型來出具圖紙會審資料。
模型建立完成之後，還可以輕量化提交各部室檢查，以降低各部室的審圖成本。當然，在模型發佈之前，需要經過自檢、互檢、審核等程序，再經過質量、技術、生產、安全等部門的審核，最終發佈，才能形成項目部可用的BIM模型。
任何部室一旦發現問題，在下方這個BIM審圖記錄單上，記錄此問題在二維圖紙上和在三維模型上的出處，便於查找核實，也能直接作為圖紙會審的資料。
圖紙會審中超過半數的圖紙問題是BIM部門提供的，當然，這部分也包括了最基本的 —— 管線綜合，管綜都是老生常談了，這裏就不贅述了。
2、場佈設計
前段時間設計院最常用的“噱頭”就是“正向設計”，大學授課時我們老師管這個叫“三維協同設計”。CAD時代都要經歷一個從三維（設計方案）轉到二維（工程圖紙）再轉到三維（工程建設）這樣一個流程，而“三維協同設計”講究的是三維（設計方案）直接轉到三維（工程建設）。
有人會問，這不是設計院的事情嗎，施工過程怎麼做？很簡單，場地佈置是要施工單位自己繪製的，施工單位自己就可以做“三維協同設計”。
例如圖中的安全體驗區（其實現場還是有臨時變更），“三維協同設計”不僅更好的融合領導出具的規劃意見、技術部計算的空間需要、安全部提出的設施要求，再進行各種細節的深化設計，還能讓全項目部在同一個模型平台上展現自己的能力價值，完美體現BIM的意義。
我們還貫徹了一模多用的原則，各個專業的場地佈置都在同一個模型上建立，還能相互計算空間預留，確保場布的可執行性。
3、施組方案編制
使用BIM手段來製作施工組織方案，可以在編制過程中就更好的發現施組中的問題，並進行驗證，尤其是當施組方案比較抽象，需要調配的資源比較多的時候，其優勢極其明顯。下圖是大體積底板混凝土澆築方案：60個小時的澆築過程，選用了5家不同的攪拌站還有兩家備用，全城90%的罐車在總包100個人有條不紊的指揮下澆築了3.8萬方的大底板，是對項目部管理水平的重大考驗。
方案策劃初期就通過三維模型及其相關模擬協助決策者們研究方案的各種可能性，提前預知施工難點，利用 干涉檢查 計算了交通流線、確定罐車數量並將方案模擬視頻用於方案交底和彙報工作。在方案實施過程中，利用BIM的信息化平台，實時收集、彙總現場數據，幫助管理者及時對交通、物資、人員等現場情況進行調整。
4、可視化三維交底
這是最好實現的一個應用，將1:1的節點模型按工序拆分、做出爆炸圖，這種三維出圖的形式可以形象逼真地展現方案或者節點的動態施工過程，替代了傳統的文字、表格的表達形式，不僅顯著提高了方案交底的交流效率，還能作為材料的採購依據。對於施工質量的提高起到了促進作用，更重要的是可以形成公司自己的節點庫，推廣至其他項目進行應用。
5、BIM物料需求分析
有了標準化的模型之後，出工程實物量會變得非常輕鬆，更何況現在還有兩種思路，一個是將核心建模軟件的模型使用插件導入傳統的算量軟件進行計算，二是直接使用建模軟件裏的算量插件進行計算。這兩種方法的優劣就是另一個複雜的話題了，這裏不進行展開。
安排專人進行現場工程量、模型實物量、預算清單量的的三算對比，既幫助了經營部對比算量，也幫助了工長更有效的控制現場的材料量。且通過月度物資、清單、完工等對比，可以清楚的顯現出當前項目的進度，預計收入情況，輔助動態成本管理。
6、重要節點受力計算
由於設計院的結構計算並沒有充分考慮各個施工階段的結構狀態和施工荷載，所以需要自己來考慮這個問題。從BIM的定義上來説，結構計算領域應該是建築行業裏最先踏入BIM的領域，但是卻鮮少在日常應用中見到身影。
十八腔體結構的錨栓支架是世界之最，錨栓數量非常多，排布密集，深化工作非常耗時。
為了貫徹OpenBIM理念，我們絕不重複建模，所以深化完成的錨栓支架模型，通過midas的接口實現與midas gen的雙向數據交換，再進行分割網格、有限元計算、最終直接出分析結果。
7、鋼結構綜合BIM應用
數字預拼裝技術
將加工好的構件進行掃描，確定每個構件的誤差有多大，然後進行數字化預拼裝，來檢測有誤差的構件能否拼裝成功，避免現場吊裝的時候才發現構件問題、防止耽誤工期。
施工方案輔助
大型構件的吊裝、拆除方案均是項目的重、難點方案。考慮到運輸和吊裝重量限制，將複雜的鋼結構節點，如項目中重達百噸的巨柱柱腳和87噸的巨柱節點，進行拆分細化，從而確定資源配備情況，幫助施工班組協調關鍵點，減少窩工現象。
鋼板牆孔洞預留檢查
對核心筒鋼板牆的預留孔洞與鋼筋、對拉螺栓進行碰撞檢查，傳統方法無法比較細緻的排查，大面只有找不到20個，運用三維深化全面排查，就能檢查出102條問題。
8、施工進度管控
使用BIM技術能直觀便捷的展示項目進度與時間計劃之間的關係，從而對進度計劃進行可視化驗證，我們在收集了各個工種的實際工效之後，進行虛擬施工工序模擬，來驗證各時間節點的合理性，再重新編排施工作業。
每週的監理例會上，都會展示周進度模型，以體現每週完成的工作量和下週的計劃進度，此模型還被用作每週工程量的三算對比。
各位資深的BIMer心裏都明白，一個施工模擬視頻、一個平台，就能反哺出合理的施工計劃嗎？能有多大作用？所以我們更進了一步，針對每個施工計劃我們都要做施工進度計劃的優化報告。
首先是對此版本施工進度計劃的進度分析，哪裏與現場不符、哪裏不利於項目控制、哪裏人力資源沒有得到良好的配置，一條一條羅列。
然後是收集各個班組的實際工效，比如一個模板班組8天完成一個流水段，比如一個架子工班組1天半完成一個流水段，根據他們的工效計算出這個版本的計劃哪裏存在窩工，哪裏不合理。
根據現場的實際工效，優化了流水線路之後，再將施工計劃轉化成人力資源曲線，使曲線儘量平滑，記錄修改後的版本的進度分析和總結，附上修改後的進度計劃，最後報上審核。
經過這一流程，就能切實提高施工計劃的可實施性，告別拍腦袋寫計劃的時代，從而真的減少現場窩工情況。
9、工程信息管理
每個構件在加工排產後開始製作二維碼，建立相關信息，並在構件表面粘貼二維碼標籤，將所有二維碼信息通過平台進行集中，與模型鏈接進行動態管理。高效智能地進行鋼結構加工、運輸及安裝管理工作，同時二維碼還可以進一步與工程驗收報表、構件屬性、視頻和圖片資料、PDF文檔、CAD圖紙相關聯，並將數據整合進平台，成為典型的BIM+物聯網應用。
圖中是我們的二維碼後台界面，與移動終端掃描出的信息讀取界面。構件在加工廠加工完成、構件裝車、出廠的時間信息；構件進場後管理人員進行外觀、資料的自檢，監理單位驗收等信息；以及吊裝就位、各節點連接、焊接等信息都會進行相應的錄入。
10、逆向工程
下沉廣場由於是異型曲面的構造，為了貫徹高標準、嚴要求的方針政策，不僅使用了三維交底，讓工人明確下沉廣場在各個轉角處的形狀、構造、尺寸，以提高施工質量，還使用點雲模型和BIM模型的對比，來敦促現場的質量驗收。
11、無人機航測與現場監控管理
為了更精細的管理工作面，在天氣允許的情況下每天都進行現場照片與視頻攝製，對現場進度、質量、人員、機械設備進行了例行的信息採集和留存，上傳至平台進行每日進度記錄，手機端app能隨時進行調取。
我們使用無人機進行低空飛行的地毯式掃描後，進行內業處理就能得到一個與施工現場100%吻合的實景三維模型。利用此航測技術，可顯著提升項目部對施工進度、工作面周邊環境管理能力。
平台還可以極其便捷的直接通過網頁端直接瀏覽模型。在項目實際應用中，可以用模型實現彙報形象進度，階段進度留存，竣工階段形成項目的實景模型等多種功能，還能進入到Lumion等漫遊軟件，配合Revit模型進行實地漫遊。
在航測模型中可以便捷的輸出GIS數據，如距離、高程、坡度、面積、體積等數據。在項目實際應用中，我們使用航測數據指導土方量結算工作。
而傳統的方法是專門派一個畢業生過去項目門口守着，數數每天有多少輛土方車出去，再乘以每輛土方車能裝多少土，就是我們最終的土方量結果了。
為了驗證我們航測方法精確度是否可行，使用GPS-RTK方法獲取了測區範圍內的地貌特徵點作為檢查點。從航測採集地形的DEM中提取出各個檢查點對應的點座標與實測檢查點作比對，結果為無人機航測數據的平面中誤差±0.68 ，高程中誤差±0.56 。
坦白講，即使驗證了無人機航測的精度問題，意義也不是很大，因為項目管理根本不需要這麼精確的數據，退一萬步説哪怕精度很差，那也不可能比派人數土方車差，人力成本也不會比專人數車更高 。
我們認為，航測技術就是一座溝通虛擬與現實的橋樑。這不只是一個口號，我們還使用了虛擬的三維模型和現場的航測模型相結合，進行方案交底，實現了虛實結合。
仔細觀察上圖，你能分辨哪部分是自建模型，哪部分是實景模型麼？
使用實景模型來做施工模擬的好處真的很多：更逼真的表達，省去了場地建模的時間，更重要的是，模型使用的是與現場100%吻合的數據。
這就意味着，我們能直接使用與現場毫無差別的數據來驗證我們的施工方案是否可行！
舉個最淺顯的例子，假設馬道我們設計的時候是10米寬，經過了半年雨水颱風的洗禮，馬道已經變成了8米寬，這時我們想驗證兩輛罐車是否能在馬道上安全會車，使用設計場地佈置時的BIM模型去驗證，作為依據一定是錯的，如果因此得出錯誤結論，那麼對現場為期60個小時的大體積底板混凝土澆築將是一個致命打擊。
綜上，航測技術的應用可以顯著提高施工組織方案的可實施性。
12、SafetyVR應用
工程安全管理，一直是工程承包企業工作的重中之重。但是傳統的安全管理能夠採用的管理手段和工具還非常有限，絕大多數工程藉助於傳統實體的安全培訓館、安全教育講台和安全培訓考題箱來宣貫安全生產常識，提高安全生產意識。
就拿項目選擇的合作方 -- 達三江來説，一整套安全體驗區和質量體驗區花了幾十上百萬，但集團領導檢查後不滿意，直接讓拆了重做，硬性費用投入很高，但是效果卻並不明顯，很多複雜的工程施工事故無法再現，很難進行教學培訓。
現在我們可以通過BIM和VR技術，為工程安全管理及教育，提供更加便捷的技術實現手段。基於真實項目BIM施工模型，搭建標準化施工工地，在軟件裏集成，工程中常見易發的各類工程事故和安全考核要點，通過VR交互體驗的方式，將工程事故進行再現。簡單來説，讓工人在虛擬場景中死一回，這對他建立永久的安全意識是最有效的方法。
上述這些，一間鋼板房的空間就能辦到，再加上一個身份證閲讀器，進行實名考核上崗，這是對生命負責，也是對項目負責。
施工方案的工藝交底也能通過VR設備來實現，VR的沉浸性、交互性和構想性，通過與虛擬場景進行交互，方式新穎，更能激發學習興趣，一改傳統枯燥的培訓流程，達到實訓的目的。
工程的種類太多太雜，施工環境差異性很大，中國地域也足夠龐大，即便是相同類別的工程，在不同地質環境面臨的施工安全問題也千差萬別。但是VR體驗館，一副眼鏡，一台主機，一套軟件，體感設備快速部署，不受場地限制，這個項目結束還可以郵寄到另一個項目接着用，不管成本還是效果，都是上位替代。