BIM技术在装配式建筑中的组织实施

2023-02-10杨国伟齐立伟刘媛媛刘喜洋

科技创新与应用 2023年1期

杨国伟，齐立伟*，刘媛媛，刘喜洋，韦标

（1.江苏宜居建设工程有限公司，南京 210000；2.南京贝唐建筑科技有限公司，南京 210000）

传统的建筑施工方法都会使用大量的钢筋、混凝土和沙石等建筑材料，消耗量非常大。即使与一些发展中国家相比，我国的建筑材料的消耗量也是比较大的。这种施工方式在施工过程中产生的扬尘对大气的污染比较严重，虽然现在各地都很重视扬尘的治理，但是仍然有很多不到位的地方。此外，施工过程中机械的噪声、振动棒的声音等，尤其是在夜间施工产生的这些噪声会对附近生活的居民造成很大的负面影响。生产过程中产生的污水及大量的建筑垃圾，都对环境带来很大的影响。

如何既能满足当前城镇化快速发展需求，又能满足节能降耗的要求呢？这就必须升级现有的传统建筑业的生产方式。装配式住宅构件和部品由工厂生产，现场实现组装，施工机械化程度高，因此可以使得劳动生产效率显著提高[1]。构件由工厂严格按图施工生产，经多道检验，可以实现生产条件可控、工艺先进及尺寸精确的目的，最终提高建筑品质。住宅产业化发展到更高阶段可集成应用新技术，进一步推进节能环保。通过可再生能源与建筑一体化、中水雨水处理系统、室内新风系统和智能家居集成系统等综合应用，提高科技进步对住宅产业的贡献率，大幅提高住宅建设、管理的劳动生产率和住宅的整体质量水平，全面改善住宅的使用功能和居住质量，高速度、高质量、高效率地建设符合市场需求的高品质住宅[2]。

BIM 技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，通过对建筑的数据化、信息化模型整合，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队及包括建筑、运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期等方面发挥重要作用。BIM 的出现，提升了建筑业的信息化水平。在装配式建筑中运用BIM 技术，能够有效解决装配式建筑全生命周期管理中的难点，有利于生产效率的提升，从而发挥重大作用[3]。

BIM 工程设计项目的管理是全过程进行协同、进度和质量控制而开展的目标管理[4]，建立一个核心实施团队尤为重要。BIM 设计项目在满足原有二维设计的基础上还需满足一系列BIM 目标要求，由BIM 项目负责人和BIM 专业负责人共同制定。通过配置各专业技术人员，选择合适的管理模式和技术培训来组建项目团队，各司其职，协作完成BIM 实施计划和目标[5]。

1 BIM 团队的组建

应用BIM 技术，建立BIM 模型，能够在项目全过程的各个阶段进行应用，为管理和决策提供参考，提高投资价值，实现预期目标。

1.1 设计院组建BIM 团队

在项目前期，通过建立简单模型，进行设计分析，制定最优的规划方案。在施工图设计完成后，BIM 团队与设计团队充分沟通协作，按照建模流程进行项目建模，及时发现设计的错漏碰缺，提高设计成果质量。同时，BIM 模型的可视性，便于业主、承包商及时发现和提出问题，提前进行方案修改和优化。

1.2 设备供应商组建BIM 团队

设备供应商较少组建BIM 团队，一般主要为BIM模型提供相关设备信息即可，以便BIM 团队进行模型建立和完善。

1.3 施工单位组建BIM 团队

施工单位组建的BIM 团队，主要在机电管线方面应用BIM 技术，提前模拟管线铺排，能够为实际施工提供极大的帮助。在设计单位已经完成的建模基础上，施工单位BIM 团队可自行增加工艺控制、材料控制、工期控制和质量控制等功能，不断丰富BIM 模型并根据项目实际进展不断更新调整，提升施工管理水平和效率。

1.4 咨询公司组建BIM 团队

咨询公司的BIM 团队主要是为业主进行BIM 模型的规划、督促工作实施等，定期组织协调会，调动设计单位、施工单位等，检查、推动BIM 模型搭建过程中的问题，提出要求，检查进度及质量。

1.5 项目级施工BIM 团队

项目级施工BIM 团队主要是施工企业根据项目建设需求、业主的合同要求及国家政策指导等条件组建的施工BIM 团队。应根据项目的整体、全面的需求来确定团队的人员和设备，能够较好地匹配合同要求，并能够指导施工等。项目的规模、专业、难点和合同等各方面的要求，决定了项目的施工BIM 团队的规模和人员配置。只有建立健全合理的团队，才能控制团队成本，提升团队水平，才能使BIM 应用真正精准指导项目建设。

2 BIM 团队的组织结构

组织的目标、任务和环境等因素决定了一个团队的组织模式，组织模式决定了组织内部的指挥、沟通、协调、执行等关系方式，这对于按期、优质地实现组织目标十分关键。按照组织结构的基本原理，项目的组织结构也可分为线性的项目组织结构、职能的项目组织结构和矩阵的项目结构等若干形式，不同的项目组织结构对项目的实施会产生不同的影响。

2.1 线性架构

线性架构按项目进行设置，由项目经理负责整个项目的实施，部门中的成员接受领导和指挥。

2.2 职能架构

职能架构按照职能进行设置，项目管理班子没有明确的界定，各职能部门均承担部分工作，需部门间协调处理的部分事务则由职能部门经理级别进行协调。

2.3 矩阵架构

矩阵架构将以上2 种结构的特点予以融合，可分为弱、中和强3 种，取决于选择特征大小，建立相应明确的项目管理层。

与传统的项目组织架构不同，BIM 团队成员的角色与责任，需与企业文化契合，以符合BIM 技术导入，项目BIM 应用工作的开展应由项目经理统一协调管理，项目总工负责BIM 应用的实施，其他部门配合、服从BIM 团队开展工作，方便BIM 团队为各职能部门提供技术支持，共同推进BIM 技术应用的有效开展。

3 职责分工

众所周知，BIM 的深化必须依靠各参与方的分工与合作。只有通过系统有效的管理，使各单位的目标统一、行动有序、执行有力，才能推动BIM 设计工作正常开展。

3.1 各参建单位职责分工

3.1.1 建设单位

统筹负责BIM 深化设计工作；协调设计单位、预制构件厂和总分包各方之间的关系。

3.1.2 设计单位

负责设计平面图；负责向业主及总分包单位进行交底；负责部分深化设计工作。

3.1.3 预制构件厂

负责将设计院图纸深化，建立构件模型；负责构件模具设计；负责构件预制并制定运输与堆放。

3.1.4 总承包单位

负责总包范围内的BIM 深化设计工作；负责制定实施方案；将项目进展情况及时录入BIM 模型。

3.1.5 分包单位

负责分包内容的BIM 深化设计工作；负责将深化模型及时移交给总包单位。

通过对各参建单位的职责进行明确和限定，来推动深化设计工作的有序开展，并通过多方面的协同，及时发现、提出和解决BIM 深化设计中的问题。

3.2 项目部职责分工

3.2.1 项目经理

项目BIM 应用第一责任人，负责制定目标及实施计划，组建BIM 团队并确定各人员职责及权限，形成考核制度，完善各种规章制度，综合协调各部门。项目BIM 技术主要执行者负责分配各BIM 小组成员具体工作并提供技术指导。

3.2.2 项目总工程师

负责汇总及检查各成员成果；负责编制施工组织设计及各项施工方案，为施工提供准确的施工规范和标准；负责图纸会审、设计变更归集。

3.2.3 BIM 小组

负责协调各专业部门，及时调整、修正BIM 模型，完成BIM 模型归集，保障项目BIM 工作顺利开展。

3.2.4 质量部门

负责将每日现场质量工作信息及时输入BIM 模型；负责各工序样板引路的实施，观摩活动中各工序样板的讲解；落实“三检”制度，做好隐蔽工程质量检查；负责组织分部分项工程的质量检查、评定和监督工作。

3.2.5 安全部门

负责施工现场安全文明布置，观摩活动中安全文明情况的讲解；负责组织安全检查、评定和监督工作。

3.2.6 物资部门

负责现场材料的采购、进场验收和记录等工作；负责将材料信息及时输入BIM 模型；负责将每日现场进度工作信息及时输入BIM 模型；应用BIM 模型对施工计划进行比对。

3.2.7 综合办公室

负责图纸、方案、交底及联系单等技术文件的下发工作；负责各项试验检测工作；负责工程资料收集归档工作。

4 应用方案

建设单位和设计单位对BIM 应用的支持非常重要。施工单位的BIM 小组制定出本项目施工BIM 应用方案，这是工程全生命周期延续和应用BIM 效益的关键工作。编制应用方案是BIM 小组的最基本的工作，作为全周期的指导性文件，需明确应用目标，做好相应工作分工，明晰成员间的责任与义务，并遵照相关工作流程，将BIM 技术运用到工程中，给现场施工带来BIM 效益。根据层级不同，应用方案可分为公司层级与项目层级。

公司层级的应用方案，需结合公司整体规划，制定应用方案。项目层级的应用方案，是从本项目存在的实际问题出发，制定应用方案。因此，项目层的应用方案应包括BIM 应用模式与组织架构、责任分工、工作流程、保障措施和标准制度等。

4.1 BIM 应用范围

公司层可从3 个方面进行考虑，即短期、中期和长期。短期规划一般在单个项目试点。中期规划在项目已应用的基础上，进一步考虑其推广模式及推广范围，在更多的项目上更进一步地应用BIM 技术。长期规划可以与企业的长期战略发展结合在一起，将BIM 应用与公司其他业务相结合，带动BIM 技术腾跃式发展。项目层面的规划应用可以在公司层规划出来以后，结合公司及项目目标，细化成各阶段目标，再根据阶段目标规划应用范围及深度等。在项目层应用范围上综合参考多项因素，设定每个应用点，并清楚描述该应用点需要解决的问题，逾期取得何种效果及应用深度并明确负责人及协助人。可将BIM 技术在整个项目施工过程中从施工准备阶段、预制生产阶段、施工阶段及施工后期阶段等方面具体应用。采用BIM 技术对准备阶段对全专业进行深化设计，在施工阶段有效地进行施工方案优化必选、进度控制、质量安全控制和可视化施工等丰富的运用，在施工验收阶段将资料收集归档、助理各项验收、助理交付移交等应用，从而更好地提高整个项目的管理水平。

4.2 基本设备配置

选择BIM 软件要选择适合自己的BIM 软件并能够与硬件相匹配，使BIM 系统能够稳定运行。选择合理的软件配置需重点考虑统一的软件版本，并确定数据传输格式。当前各家公司推出不同的软件产品，部分产品存在功能重叠，但没有一家产品能够将BIM 的各项运用全部包含，因此公司需根据发展需要选择适合自己的软件产品。作为BIM 应用的重要环节，项目BIM 应用的硬件选型应该承接公司的选型方案。BIM技术应用对企业个人笔记本电脑建模、渲染的数据计算能力、图像表现能力和信息处理数等性能要求比较高，因而BIM 应用硬件系统环境在BIM 应用初期的投入也较为集中，所以硬件的选择既要满足合理性价比方案，又能满足后期的整体执行质量。因此公司需要针对企业整体的信息化发展规模和BIM 技术应用对硬件资源的需求，做出总体考量。