关于美国DPR总承包公司BIM技术调研与思考

1 背景概述

BIM是目前建筑业的研究热点，也是引领未来建筑业转型的核心技术之一，工程总承包模式在国内也正在如火如荼的发展，向美国同类的建筑企业进行交流学习，结合 BIM新技术探索可行的路径和未来发展策略是研究的重点。在此次调研考察中，将重点了解美国BIM领域的前沿研究和工程应用情况，对BIM应用过程的技术细节和管理流程进行详细的咨询讨论，以及对美国的BIM技术、3D打印技术、项目管理可视化技术有了直观深入的了解。

2 调研考察

2.1 访问DPR 公司总部

DPR Construction 是美国著名的建筑总承包公司，是由Doug Woods、Peter Nosler和Ron Davidowski 于1990年7月共同创建的，总部设在加利福尼亚。该建筑公司的名称就是由这几个创始人将各自的姓氏首字母组合而成的。

DPR 公司是美国建筑业BIM 领域做的最好的一家公司，DPR 公司成立仅25年，目前年营业收入已经达到30 亿美元，在北美地区排名第六。公司最擅长BIM 和绿色建筑，在西部建筑市场，特别是硅谷区域享有很高的知名度，为一大批硅谷明星企业承建了新的智能化办公楼宇。公司的核心价值“正直”“享受”“唯一”“不断前进”在办公室里随处可见。把分布在全美的2000 多名优秀的DPR 工程师凝聚在一起。（图 1）。

图1 DPR公司核心价值

DPR 公司的BIM技术总监Atul Khanzode和总监助理Tony Tang接待考察团一行，Atul是全球BIM行业内的领军人物，主持了多个复杂项目BIM可视化管理，具有丰富的管理经验，同时也是斯坦福大学CIFE研究中心的重要的合作伙伴之一。

在Atul的介绍下，我们了解到DPR公司在VDC（虚拟设计与施工）方面做了大量的深入研究，针对在建项目的需求开展碰撞分析、质量管控、协同管理，并在几个项目中成功实现进度、成本的双节约。2006年，在工程造价1亿美元的Camino医药办公大楼（Camino Medical Office Building）项目中，DPR公司全程采用BIM辅助项目管理，工程造价节约了900万美元，工期节约6个月，基于BIM/VDC技术的精细化管理取得了明显的效益。

在项目介绍之后，Atul为考察团详细介绍了BIM/VDC技术在DPR公司的发展历史。自1998年开始，DPR公司就率先尝试研发和应用BIM技术，以三维可视化技术实现图纸的深化设计和施工方案的深化与交底。在不断的探索中，DPR整合了一套行之有效的管理流程和软件平台，2006年Camino医院项目上的成功促使DPR公司把BIM/VDC技术提升到企业发展战略的重要位置，2006年公司宣布要让BIM/VDC技术的应用“制度化”，要在一切工作中尽可能地使用它。之后的10年时间里，BIM技术在DPR公司得到了飞速的发展，BIM的应用迅速拓展到项目建设的各个环节领域。

Atul承认BIM能为工程带来诸多好处，但不是所有的业主都能接受BIM，目前DPR公司承建的工程中，大约30%的工程应用了BIM技术。难能可贵的在于，DPR公司对于一些“具有战略意义的项目”会主动应用BIM技术并自行承担一定的费用。这个做法自2006年开始实施，目前起到了显著的效果，DPR已经成为全美BIM业内最具有影响力的总承包企业之一。

针对考察团提出“DPR负责建模吗？怎样管理模型？”这个问题，Atul打开了一个新的PPT做了详细的解释：DPR公司目前共有员工约2600人，其中BIM的专业工程师月80人，占比3.1%，这样的人员规模无法承担所有项目的建模工作。目前在美国，大部分建模工作由分包商完成，DPR主导模型的碰撞检查、信息协同和模型管理工作，保证在工程后期各工种、各工序之间的有条不紊，当个别项目的分包能力不足时，DPR则会承担起局部建模和修改模型的工作。而在10年前，当行业整体水平不高时，DPR承担了很多建模工作，当年短期的投入为企业带来了长期的发展。

图2 DPR 公司的BIM 发展历程

图3 核心技术助力DPR公司快速成长

回顾DPR 的成长之路，Atul 认为正是得益于核心领域的技术优势，DPR 在成立25年里得到了飞速的发展。（图3）

借助在BIM领域的核心竞争力，DPR在美国建筑业占据了重要的一席之地，特别是在高新技术数据中心、高级智能商务办公、高等教学设施、医院、生命科学研发中心等五个领域是最优秀的承包商之一。

DPR的总工程师、副总经理、总监等等很多人都在斯坦福学习过，都是斯坦福博士。公司追求两点：一是追求信息技术在整个生产过程中的应用；二是追求提供绿色可视化建筑。经历了前期的摸索，DPR公司已经在BIM领域找到了需求点和价值所在，其实践经验已经为世界瞩目。许多美国著名公司，如APPLE，FACEBOOK，GOOGLE等都愿意将自己的新建办公大楼交给DPR来承建，看重的就是DPR公司在项目管理可视化领域的卓越成就。

2.2 访问DPR 公司在建项目-儿童医院

图4 儿童医院的BIM模型

位于斯坦福的Lucile Packard儿童医院项 目（Lucile Packard Children’s Hospital Stanford）是由DPR公司担任施工总承包，采用BIM指导施工的著名工程案例之一。该儿童医院是“斯坦福儿童健康中心”（Stanford Children’s Health）的核心建筑，建成后将是美国西海岸医疗条件最好、技术最先进的儿童医院。整个工程包括一个2.78万平方米的既有医院建筑改造，和一个4.8万平方米的新建医院，整个合同造价6.2亿美元，整个项目于2012年破土动工，计划将在2017年正式对外开放。

医院的改造部分和新建部分浑然一体，不仅增加了新的空间和功能，同时增加了全世界最先进的管线设备、智能控制系统、手术台装备，走廊上空一共有近40个系统通过，管线密布，整齐有序。（图4）

借助BIM技术的深化设计，DPR技术人员对建筑内的管线进行了细致合理的排布，不同系统的管线错落有致，走向清晰，同时多个工序齐头并进。上海建工近年来完成了不少医院项目，我们共同的经验是“医疗建筑管线多、变更多、管理难、现场乱”，看到如此有条不紊的施工现场，让我们颇为惊讶，如果不是亲眼看到，难以想到美国总承包企业会把医院工程做的如此精致和有序。（图5、6）

从现场可以看出，管线——主体结构——内隔墙等多系统之间做过完整的碰撞分析，结构为管道安装预留了合适的空间。根据质量负责人的介绍，这个建筑中超过1cm的部件均在模型中有所反映，杜绝了99%的系统冲突。总包会在封板上标注墙内管线，一方面便于质量检查，另一方面便于后续工作人员了解墙内管线位置，避免破坏（图7）。

图5 走廊上空管线

图6 隔墙内管线非常整齐

只有完善的BIM模型还远远不够，强大的工业化能力使得几乎所有的管道实现了“预制装配”。即根据模型进行成品加工，现场拼装成型。这些概念我们在国内一直在倡导，但是难以做到Stanford Lucile Packard儿童医院这样全面和彻底。这既和供应商的技术能力有关，也和总承包商的总集成能力有关，也和业主的价值观和契约精神有关。总之，BIM在应用过程中更需要各参与方的的务实和规范，方可体现出强大的管理效能。

质量总监为我们展示了基于BIM模型的“无纸化”办公操作,利用手中的IPAD快速查找我们所在位置的图纸情况和所有的图纸变更情况。通过这样的工作方法，让现场工作人员能够在施工现场实现对图纸资料的快速查询，这对于复杂的医疗建筑施工是非常重要的，这同样值得我们国内总包企业尽快学习和借鉴。

总承包商DPR在前期投入6位BIM工程师参与Stanford Lucile Packard儿童医院整体BIM模型的绘制和整合，目前留下2位工程师在现场承担模型管理工作。对于考察团提出的“模型轻量化”的问题，BIM工程师解释说，儿童医院项目的模型非常细致（超过1cm的部件均反映在模型中），在实际应用中采用了“分块建模，化整为零”的技术路线，即根据施工分区，BIM模型相应分块，用这样的方式既实现了局部的精细，又避免了整体模型的庞大臃肿。

3 收获与小结

这次美国之行给调研考察组留下了非常深刻的印象，归纳起来有两点收获，或许可以给国内广大企业有所启发：

第一，深度交流，认识到 BIM对于一个优秀企业发展的重要作用。

在DPR公司总部，考察团与多位总监、主管、员工进行了讨论，既了解了DPR“正直”“享受”“唯一”“不断前进”的企业核心价值，也处处体会到DPR “We Exist To Build Great Things”的企业文化。DPR把BIM技术放在企业创新的首位，发展了VDC技术，并在很早就尝试以BIM技术指导施工。时至今日，DPR公司已经在BIM技术上积累了丰富的经验和研究成果，并且成为世界范围内BIM和VDC技术的领跑者，确立了自己在美国医院、高校等高端建筑承包领域的优势地位，吸引了一大批毕业于斯坦福等著名高校的优秀人才，同时实现年30亿美元的不俗业绩。应该说，BIM技术对于DPR公司发展起到了至关重要的作用，DPR公司也借助BIM技术更好地为业主提供了专业的服务，实现了甲乙双方利益的共赢。企业的发展进步受到多种因素影响，但是科技进步无疑是一个重要因素，DPR公司的快速发展对我们有着很好的启示和借鉴作用。

第二，深入一线，直观了解到美国施工现场BIM技术与工业化的深入结合。

调研考察团此次详细考察了“斯坦福Lucile Packard儿童医院”这个项目。按照我们国内总包的项目经验，医疗建筑的难点突出表现在机电系统极为复杂、总包协调量大、质量控制难度大。当我们深入一线，走进美国这个项目施工现场的时候，还是惊讶于他们的有条不紊，在这里，总承包商解决BIM模型的碰撞问题，分包商根据BIM模型提供成型部品，信息化和工业化实现了很好结合，再复杂的建筑也能做到“精益施工”。当然和美国工程相比，国内工程不合理的造价和合同工期极大制约了BIM技术的有效利用。但这次考察让我们考察团成员都切身体会到BIM技术的确拥有强大而实用的前景，BIM技术大有可为。我们只要发挥在上海中心、迪士尼以及其他工程中的宝贵经验，扎扎实实推进BIM在管线碰撞和协同管理方面的应用，就能够获得实实在在的效益，就能够在BIM技术应用和研发方面走在同行的前列。

图7 管线标注