BIM 平台轻钢装配企业数字化转型探讨

□文/孟若琳 刘 宁

（1.山东省水利勘测设计院有限公司；2.山东川和信息科技有限公司 山东·济南）

［提要］ 随着国家政策推动及行业进步，建筑行业也在积极进行数字化转型。本文以轻钢装配式企业经营全过程为依据，以企业自身需求为导向，利用BlM 平台辅助其各阶段数字化应用，进行企业项目全生命周期数字化初步探索。

一、背景

在国家政策大力推动下，各行各业都在积极拥抱“互联网+”，并纷纷探索与工业化和信息化深度融合，以实现高质量发展。其中，建筑行业作为国民经济支柱产业，在设计、实施、运维及监管等方面也进行了改革创新，尤其是随着BIM 技术、装配式建筑、EPC 模式的发展，建筑行业也迎来了大范围的数字化、信息化、工业化升级。

BIM 实现建筑信息的集成，从建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结，各种信息始终整合于一个三维模型信息数据库中，其提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息，具备可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性的特征。

装配式建筑是指把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行，在工厂加工制作好建筑用构件和配件，运输到建筑施工现场，通过可靠的连接方式在现场装配安装而成的建筑。装配式建筑主要包括预制装配式混凝土结构、钢结构、现代木结构建筑等，因为采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工、信息化管理、智能化应用，是现代工业化生产方式的代表。

装配式建筑的构件化、模块化特征使其与BIM 结合具有天然的优势，也利于其基于一对一的实体化单体进行信息的集成和管理。清华大学的马智亮教授最早提出“基于BIM 的装配式建筑智慧建造”这一理念，他强调采用最新信息技术对建筑全生命周期内的技术和管理集成的重要性，实现装配式建筑建造的工业化、智能化。但是，目前在装配式建筑建造过程中应用BIM 技术存在以下常见问题：BIM 建模成本高，使用效率低；BIM 应用主要集中在建造过程中的单一过程，各环节协同不足；BIM 应用未就项目管理内涵做深入研究，忽略整体实施方案。本文以一家轻钢装配式企业经营全过程为依据，以企业自身需求为导向，利用BIM 平台辅助其各阶段数字化应用，实现其数字化初步探索。

二、需求分析

此企业产品为轻钢装配式建筑，主要包括各类别墅、景区配套建筑、生态公厕等，多为建筑单体，层高为1～2 层，建筑面积10～800m2，采用工厂生产+现场拼装的建筑模式。针对单个轻钢装配式建筑项目，企业工作涵盖营销、设计、生产、施工、运维全过程，对应工作人员包括营销人员、设计人员、生产人员、施工人员、运维人员等，每一个项目均有一组员工对其进行全过程服务，每个阶段人员工作分工不同，项目经理则为项目全生命周期服务。表1 给出了各阶段不同用户角色的需求分析。（表1）

表1 用户需求分析一览表

以企业自身的经营目的为导向，结合项目各阶段不同角色用户的实际需求，为提升项目过程各环节、项目组各成员的协同工作效率，本文构建了一套基于BIM 的数字化技术路线。

三、数字化设计

轻钢装配式企业进行数字化改造提升应考虑以下几点：第一，应明确数字化改造提升的目标，企业的任何改造提升都是以营利为目的。相比其他类型建筑企业，标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修的技术路线非常适用轻钢装配式建筑企业，以实现及提升其产品化、工业化，从而达到扩大企业效益的目的；第二，企业在数字化改造提升时应综合考虑各类数字化技术及手段，应选择经济实用、可操作性强、可解决实际问题的技术手段，而不应只是先进技术的堆砌。数字化手段只是辅助，其本质还是为企业经营服务；第三，避免一个误区，即企业的数字化改造升级就是搭建一个平台，平台完成全部工作。平台只是数字化改造的一部分，线上、线下有机融合、良好互动才能真正发挥出数字化的优势。下面，针对轻钢装配式企业的项目流程并结合BIM 平台的建设给出数字化设计。（图1）

图1 平台主要功能图

（一）营销管理。营销管理既是轻钢装配式企业项目的开端，又是项目的结尾，是营销人员的工作台。企业以往项目结束后，其成果都会存于企业的案例库，每位营销人员都可以看到企业以往的所有项目，便于为客户介绍。本版块设计将企业案例以地图POI 形式呈现，可通过使用性质、分公司、面积区间等条件进行项目筛选，当选定项目后，营销人员可以把案例的实景图、全景效果甚至BIM 模型给客户展示，了解客户想法，沟通具体需求。

当与客户敲定意向后，由营销人员创建订单，实现此营销人员对该客户锁单，项目启动，但并不意味着合同签订。营销人员开始与客户进行进一步沟通，此时需要设计人员与预算人员配合，客户的需求开始具体化，设计人员与预算人员按照客户具体需求给出设计方案及报价，设计方案与报价文件可能会经过多轮沟通讨论，均通过营销管理版块进行管理。项目正式签订合同后，由公司分配项目组及项目经理，项目组成员均可看到本项目信息，项目状态变为“已签合同”。若未签订合同，客户信息进入企业信息库，便于后期追踪营销。

（二）设计管理。设计管理版块存储各设计师的项目设计成果，是设计师的主要工作台。设计师首先应用桌面端软件Revit建立BIM 模型，并用橄榄山插件进行专业分类编码，然后上传至平台，平台会对BIM 模型进行轻量化处理，并保留BIM 自带信息，实现BIM 的云端发布，这是平台后续应用的基础，CAD同理。平台以列表形式保存项目编号、项目名称、项目状态、创建时间、最后修改时间等信息，当点击具体项目时，可以在线浏览BIM，支持漫游、测量、分解、剖切等功能，同时基于数模分离的思路，BIM 集成各构配件尺寸、材料等基本及扩展属性等信息，方便项目组成员及客户全面了解建筑细节。经过概念、初设、变更等环节，设计方案定稿，生成施工BIM，项目状态变为“已设计完成”。设计师同时会基于BIM 生成构配件清单，并在项目附件管理中上传，方便生产环节应用。

BIM 模块档案是设计师的构件成果库，对于存在复用价值的构件，设计师可基于BIM 构件编码直接调用平台中的构件成果，省去二次建模的时间。随着构件不断复用，设计师及企业逐渐积累自己的构件成果库，成为企业的知识财富。

（三）生产管理。生产管理应用于工厂构配件的生产环节，是生产人员的工作台。对于生产人员来说，目前的工作模式主要依据设计师出的构配件清单进行订单式生产，数字化平台的优势在于汇总生产订单，允许生产人员根据订单重新排列组合，统筹生产，例如相同型号的构配件可以统一生产，不同型号的构配件按需调整顺序；另外，生产人员还可以在线浏览BIM，或是基于BIM 与设计师讨论，在充分理解设计意图前提下提高双方沟通效率。

构配件生产完毕后，生产人员通过平台打印包含构配件生产信息的二维码，包括项目编号、构配件型号、生产日期、唯一编码等，并附着于构配件上，实现一物一码，在后续的构配件追踪以及基于BIM 的施工、运维管理都需要二维码的使用，实现构配件的全过程追踪。完成二维码的打印粘贴后，项目状态变为“已生产完毕”。

材料库管理允许生产人员对在线BIM 构件勾选材料、设备信息，实现BIM 属性扩展，此信息是在设计BIM 的基础上进行确认，也是后续运维管理的关键应用信息。

（四）施工管理。施工管理主要应用于现场施工环节，是施工人员的工作台。当构配件到达施工现场后，施工人员通过移动端扫描构配件的二维码对其进行验收入场，并与该项目构配件清单交叉比对，确认类型及数量。现场管理人员利用在线BIM 进行施工计划布置，实现构件级或组件级施工计划安排，并将实际施工信息也附加在BIM 模型上。在施工过程中，通过移动端扫描二维码实现二维码与在线BIM 的一一关联，至此，真正实现线上与线下信息实时联动。有一种思路：建立BIM 模型并对构件编码，对构配件打印二维码时即包含此编码，现场施工先扫码，然后完全按照BIM 上此码对应模块组装施工。其实在实际操作中，这种方式反而会给施工人员带来麻烦，比如相同的构配件在实地摞在一起，逐个扫码找出最先安装的构配件再施工，比从上到下依次拿取构配件施工要费事很多，结果将会使施工人员对这种方式质疑、舍弃，最终导致BIM 与线下模块不对应，后续管理也将失去意义。通过比对计划施工和实际施工时间，可在BIM 上用不同颜色标识正常施工、超前施工、滞后施工的分部分项，辅助现场施工调整施工计划。在线施工日志版块主要作用是替代了现场的纸质日志，并可附加照片等影像信息，丰富了原有的施工日志信息，且可追踪、可统计。当项目施工完成后，需在平台上上传“交接验收单”文件，项目的质保期也以此为节点，项目状态变为“已竣工”。

（五）运维管理。运维管理环节始于项目竣工阶段，是维保人员的工作台。运维人员对项目的维保计划制定主要依据构配件清单以及竣工时间，根据不同构配件的质保信息制定在线提醒计划，当质保期临近时，平台上对应的BIM 构配件会高亮显示，同时平台会推送维保信息给维保人员。维保任务来自两个方面，一个是维保计划提醒，一个则是客户直接保修。接到提醒或保修后，维保管理人员通过平台指派维保师傅处理，维保师傅接到指派后现场处理，并通过移动端拍照将处理结果上传，企业客服进行客户回访，完成维保计划及维保任务的闭环管理。

综上，本文以一家轻钢装配式企业经营全过程为依据，以企业自身需求为导向，进行了企业项目全生命周期数字化的初步探索。相比其他建筑类型，本案例具有以下优势：项目全过程由企业全程掌控，各环节衔接紧密，人员工作目标一致，协调较易；建筑项目体量较小，各环节数字化工作附加量较小，操作阻力较小；企业领导对数字化工作比较重视，企业内部对数字化较支持，推广难度小。在本次数字化初探的基础上，也可以在以下方面继续深入探索：BIM 设计软件与生产管理软件深入集成，实现BIM 设计、生产一体化；二维码升级为RFID 设备，提高其使用寿命，增强其读写扩展性；基于营销、设计、生产、施工、运维数据进行大数据分析，辅助企业决策等。