EPC项目中BIM数字化具体应用实践

时开青　徐斌　王凯旋

摘 要：结合实际案例，系统阐述BIM数字化在EPC项目全过程开展的总体思路，从项目数字化的3个途径：全过程BIM技术应用、智慧工地数据集成、信息化智慧项目管理，分别介绍在该项目的具体应用实践，采用案例分析的方法，为建筑行业数字化转型升级提供一个可落地的参考案例，有效助力建筑企业、建筑行业转型升级，实现高效可持续发展。

关键词：BIM数字化;数字建造;智慧工地;信息化管理

中图分类号：TU712文献标识码：A文章编号：2096-6903（2022）08-0037-03

0 引言

建筑业作为劳动密集型产业，属于我国的重要支柱性产业，关系着国家产业转型升级、稳定发展和就业安置。为了实现建筑行业的转型升级，国家近年来大力推行工程总承包模式和建筑行业信息化升级。

随着信息时代、数据时代的来临和技术发展，BIM、物联网、大数据、云计算和人工智能等已经成为各行业提升生产力、竞争力和优化创新管理结构的必然选择，是建筑产业信息化下的重大战略性机遇。

近年来，在项目管理BIM信息化建设方面，已经取得了一定的成绩，并形成了相对完善的BIM应用实施体系，用以指导项目实施。然而，这种特色业务能力亟待进一步开拓稳固，形成差异化竞争优势。

1 工程概况

年组装2万套数字设备工程总承包项目总建筑面积460 000 m²，总工期780日历天，由中国联合工程有限公司EPC总承包。项目作为浙江省重点项目“中国杭州算力小镇”，依托4.0 产业园功能内核，植根丰收湖天然景观，打造长三角地区算力产业枢纽中心。在项目管理过程中全面引入BIM、大数据、物联网等新型技术，构建“BIM+信息化管理+物联网集成”智慧工地管控系统，建立项目信息互联互通、多方高效协同的管理体系。

2BIM数字化开展总体思路

2.1 BIM数字化技术路径

整个项目的数字化开展主要分为3个方面（如图1所示），一是建筑实体数字化，就是将传统的二维图纸通过BIM等技术转化为可承载更多信息的三维模型，直观地呈现设计意图和建筑效果[1]。二是生产要素数字化，可以简单地理解为智慧工地的数据集成，就是通过物联网等技术将“人机料法环”五大要素的数据进行实时采集，方便管理者实时全方面地了解项目动态。三是管理过程数字化，就是通过信息技术、平台软件等，开展数字化管理协同，提高协同效率。

2.2 BIM数字化基本特征

2.2.12个工地

2个工地意味着2个战场，分别是建筑工人作战的实体工地战场，以及脑力劳动者作战的数字工地战场，2个战场共同推进着项目逐步建成。

2.2.22个关系

分别是“先试和后造”的关系，通过“先试”环节发现潜在问题并及时解决，大大提高施工现场“后造”的效率。还有就是“后台支持与前台操作”的关系，数字建造正是以“后台”的知识和智慧驱动“前台”的运行和操作。

2.2.32个原则

在整个项目数字化推进的过程中要始终坚持2个原则：一个是“一次创建，多次使用”的原則，另一个是“一个平台，贯穿始终”的原则，只有这样才能最大化地实现BIM数字化全生命周期的价值。

2.2.42个产品

在项目竣工交付的时候，为业主方提供2个产品，一个是质量品质优秀的工程实体建筑，另一个是富含建造过程信息的数字孪生建筑。

2.3 BIM数字化开展目标

技术层面目标：通过开展全过程BIM数字化应用（如图2所示），降低各阶段的信息损失，在建造的过程中不断地创建、补充和完善新的信息，不断地为建筑物增加附加值[2]。在交付运营阶段之后，这些信息能够更好地服务于设施的运行维护，建造过程中的附加价值得以在建筑物正式运行阶段重现。

管理层面目标：BIM数字化既是工具，也是一种管理模式，根本目的是更好地管理项目，希望通过将BIM数字化技术融入管理人员的日常工作中（如图3所示），有效地提高各参建方管理协同的效率，为管理者的决策和工作开展提供数据支撑。

2.4 BIM数字化组织架构

该项目BIM数字化应用组织架构如图4所示，是由EPC单位建立BIM总协调方，统筹规划整个项目全过程BIM数字化实施，所有参建单位共同参与，设计部门成立设计BIM工作组，施工单位成立施工BIM工作组，建设单位、监理跟审单位、施工单位还有EPC管理人员共同组成管理应用组，各参建方结合自身分工职责，在项目BIM总协调方的统一协调下，开展BIM数字化工作。

其中BIM总协调方由谁来建立，不管是从涉及的项目多阶段还是从BIM数字化落地实施的效果考虑，BIM总协调方由EPC或全过程咨询单位建立最为合适。BIM总协调方的工作职责，有以下6点：

①主导项目BIM数字化总体策划与实施;

②统一各单位BIM数字化应用标准、规则;

③整体把控BIM数字化进度与计划安排;

④负责各单位各部门的沟通协调;

⑤监督落实BIM数字化应用情况;

⑥技术创新和应用模式探索。

3 BIM数字化具体应用

从项目数字化的3个方面，分别讲述全过程BIM技术应用、智慧工地数据集成、信息化智慧项目管理在该案例项目的具体应用实践。

3.1 全过程BIM技术应用

3.1.1 在方案设计阶段应用

主要是利用BIM技术进行各种模拟分析和计算，比如：基于周边环境模型进行规划条件分析;基于项目空间模型进行场地策略和功能布局分析[3];建立项目方案模型直观呈现项目设计理念;从不同的角度呈现项目景观效果;基于BIM模型渲染效果图，方便业主直观地比选不同的方案效果，最终确定项目方案。通过BIM模型进行日照分析，受力分析等计算。

3.1.2 施工图设计阶段应用

主要是通过BIM技术应用解决2个问题，首先解决设计内部各专业的协同问题，各个专业的模型都可以整合到一起，提前发现各专业间的碰撞冲突，从而提升设计成果质量[4]。其次，解决设计与施工的协同问题，在EPC模式下，施工单位可以更早地介入设计过程中，提出施工合理化建议，优化设计图纸，保障深化设计的成果质量，通过虚拟仿真漫游视频向业主直观呈现设计成果。

3.1.3 施工实施阶段应用

此阶段BIM技术应用主要分为3个类型，专业深化与加工、虚拟建造和交底以及场地部署策划。

首先是专业深化与加工，这个环节是衔接深化设计与现场施工的中间环节，专业深化设计主要涵盖了土建、钢结构、幕墙、机电、精装修专业等，基于专业深化BIM模型開展施工节点深化，并形成综合平面图、剖面图、支吊架加工图等直接指导施工，保障各专业分包的施工质量。其次虚拟建造和交底相关的应用，基于BIM虚拟建造对施工方案进行模拟，发现施工过程中可能出现的问题，进而优化施工方案和计划。最后是场地部署策划应用，通过BIM模型提前对施工场地进行布置优化，合理布置加工区、材料堆放区，提高场地利用率，减少材料的2次搬运。

3.2 智慧工地数据集成

项目智慧工地设备主要采用了劳务实名制、视频监控、扬尘监测、塔机检测、智能水电、Wi-Fi安全教育、VR体验馆、无人机等。整体部署与集成的考虑因素主要为以下3个方面：

项目整体网络环境的搭设，根据使用要求，可能覆盖施工区、办公区和生活区，网络传输速率能够有效支持智慧工地设备数据传输。

外部环境对于智慧工地设备的要求与限制，包括但不限于政府相关部门的对接要求，自然社会环境的限制条件等。

BIM+智慧工地系统平台对于智慧工地设备型号的兼容性，对于数据集成和数据分析影响较大。

3.3 信息化智慧项目管理

各参建方充分利用BIM信息技术融入日常质量、安全、进度、技术、资料等管理中，提高管理协同效率。

设计管理方面：建立项目图纸问题闭合流程，跟踪问题处理状态和责任人，确保现场图纸问题及时有效闭合，归档留存。

技术管理方面：施工图纸、技术方案、交底资料以及设计联系单等依托于平台进行状态跟踪管理，并建立规范资料库，便于项目技术资料共享和便捷获取[5]。

生产管理方面：将BIM模型和生产任务相结合，以模型可视化方式表达现场生产任务的进度完成情况，并将每日现场进度照片上传，做到对项目现场进度的虚拟跟踪和有效把控。

质量、安全管理方面：施工单位基于平台开展问题自查自纠和隐蔽工程验收;安全管理方面，施工单位基于平台开展管理动作记录和重大危险源巡检。EPC总包和监理单位对现场巡查问题发起整改流程并跟踪闭环，通过大数据进行问题类别、整改效率和发展趋势分析，强化质量安全管控的针对性。同时，建立重大危险源二维码信息库，规范化管理项目特种设备、特种作业人员和危大工程。

资料管理方面：各参建方基于协筑平台，负责各自范围的资料上传，确保更新及时准确，实现资料内部互通共享。建立盖章审批、联系单下发等项目部审批流程，规范流程管理。

4 结语

该项目通过BIM数字化建设，提升了整体工作效率，节约了大量成本费用，项目BIM数字化建设赢得了业主单位及所在地方主管部门的一致认可。在团队建设方面形成一支具有BIM数字化策划、部署、实施和管理的专业化团队。在管理制度方面，总结形成一套可推广、可复制的标准化BIM数字化部署解决方案，为后续项目提供了参考范式。

基于该案例项目的BIM数字化具体实践，基本形成了BIM数字化部署实施解决方案，并获得了一系列奖项，为同行业其他项目BIM数字化开展提供了一定的借鉴价值。

参考文献

[1] 唐峻峰，汪洁.BIM技术在成都环球贸易广场超高层建筑施工中的应用[J].施工技术，2017，46（11）：151-153.

[2] 王瑞，何春隽，刘智荣，等.超高层项目机电安装BIM+应用[J].土木建筑工程信息技术，2016（3）：6-13.

[3] 石韵，刘军生，韩大富，等.BIM技术在某超高层项目施工中的应用研究[J].土木建筑工程信息技术，2015（3）：67-70.

[4] 李丰会，张超，杨林忠，等.BIM模拟安装技术在建筑机电图纸深化阶段中的应用[J].建筑施工，2015，37（2）：240-241.

[5] 张小琳，魏立明.BIM技术在机电安装工程中的应用：以某药业固体制剂车间GMP建设净化工程为例[J].吉林建筑大学学报， 2017（6）：63-65.