BIM技术助推国有大型施工企业转型升级.doc

摘要： 随着国家对建筑业转型升级的要求越来越高，传统大型施工行业粗放式的生产方式已不能满足企业转型升级的要求，产业化、绿色化已经成为未来建筑行业发展的新方向。bim技术作为国家大力推行的数字化建造手段，可以有效加快施工产业化和绿色化的进程，辅助企业绿色施工、降本增效。本文结合“互联网+智能建造技术”的两个应用实例，浅析3d打印技术在建筑产业化中的应用和万达总包交钥匙模式下bim技术帮助总承包商降低成本增加效益的实例，分析总结出一套大型施工企业如何有效利用bim技术提高自身竞争力的行之有效的方法。关键词： bim技术；产业化；3d打印；总包交钥匙；轻资产中图分类号：f426 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2016）24-0169-050 引言所谓产业化是指采用社会化大生产的方式进行生产和经营的组织方式，是一种在行业链条内寻求资源优化配置的方式。建筑产业现代化是以绿色发展为理念，住宅建设为重点，工业化为核心，运用信息化、现代化管理模式，将房屋建造全过程联结为一体化产业链，改进生产方式，全面提高建筑工程进度，效益和质量。主要表现形式为：建筑设计标准化、构件生产工业化、施工安装装配化、装修一体化、组织管理信息化、应用智能化几大方面。这种产业化发展需要以市场需求作为导向，建材等行业为依托，以工厂化生产配件为基础，以科技人才为手段，将住宅生产全过程的设计、构配件生产、施工建造、销售和售后服务等诸多环节联结为一个完整的产业链条。国务院办公厅于1999年颁布关于推进住宅产业现代化提高住宅量的若干意见；2006年建设部开始培育发展符合要求的龙头企业，并在全国开展国家住宅产业化基地试点工作，并通过成立住宅产业化促进中心，号召成立技术创新联盟，加强企业之间的技术交流与沟通，促使住宅产业化技术及时得到应用。尽管国家政策扶持，大力发展，但与发达国家相比，我国住宅产品产业化程度低，只有发达国家程度的50%到80%，施工现场工人效率低下，能耗高，仍然处于粗放型的发展模式。bim技术作为一种精细化管理的手段，正在被越来越多的企业所重视。bim技术不仅可以进行碰撞检查、图纸深化、进度管理，成本核算，也可以与预制构件的设计生产相结合，提高生产效率。国有大中型企业如何在建筑业转型升级的大潮中屹立不倒，如何利用bim技术手段将传统现浇生产方式向构件工厂化生产方式转变，将直接决定企业的生存和发展。1 大型施工企业在住宅产业化进程中的发展定位传统的大型施工企业，生产方式主要以现场工人的人工操作为主，劳动密集程度远远高于技术密集程度。随着近年来广大农村经济条件的好转，农村人口观念的转变，农民工人口逐年降低，出现供不应求的局面，现场工人的素质参差不齐，操作水平也很难保证。施工企业作为粗放型、高耗能的代表，生存模式本身就与国家的政策方针相背离，加快步伐完成转型升级已经刻不容缓。特别是各种预制构件的工厂化大规模生产，使得传统施工企业赖以生存的钢筋混凝土盈利模式已无法满足企业的盈利需求。 面对目前建筑住宅发展新形势，传统大型施工企业如何尽快找准市场定位，明确自身发展方向，在运营生产模式中完成企业华丽的转身，实现跨越式发展，是关系到未来竞争中谋求生存发展的大事。大型施工企业在未来住宅产业化的发展模式中，应着重从创新技术和升级管理两部分着手，逐步完成企业运营生产模式的调整。具体可以从以下几个方面进行调整升级：1.1 设立专门的构件产业化基地随着建筑工业化趋势的加剧，劳动力资源的紧张，传统主要依靠现场施工的模式正在被逐渐取代。首先，农民工人数在逐年减少，能够胜任劳动岗位的技术工人出现严重缺口。另外，现代化施工对工人的技术要求较高，依照施工经验，现场施工往往会出现和目标设计不一致的情况。在这种背景下，预制结构如pc构件、钢结构等将会逐渐替代传统的现浇结构。大型施工企业可以根据自身特点，加大科技投入，确定企业核心技术，掌握核心专利，以此为基础设立核心住宅品构建生产基地，保持其在同行业中的竞争力。1.2 培养产业化技术人才人才是企业的第一生产力，培养高水平的技术型人才是企业在建筑产业化转型升级中保持核心竞争力的根本动力。传统施工过程中，工人素质较低，且流动性大，不利于进行专业培养，满足现代化施工的需要。住宅产业化使得传统简单的体力劳动被机械设备所取代，企业对工人素质的要求越来越高，企业可以针对性地培训专业人才，满足产业化施工的需要。1.3 优化企业管理模式与传统项目相比，住宅产业化项目在实施过程中，由于牵扯的材料、专业众多，对施工企业提出了更高一层的管理要求。由于参与建设的单位众多，从策划、设计再到建筑和建材生产企业，组织层次复杂，目标各不相同，施工企业在工作过程中的精细化管理水平受到挑战，必须转变传统思想，引进先进的经营管理手段，加强信息化管理技术在工程管理中的应用，以适应住宅产业集团中的管理方式。1.4 提高科技研发水平和国外较为成熟的大型施工企业相比，我国建筑企业技术创新能力存在明显不足。我国劳动力成本在过去一个相当长的时期内处于廉价的水平，导致企业科技研发动力不足，特别是住宅产品成套技术方面，我国大多数企业不具备技术优势和在国际市场上的竞争力。我国建筑企业的增效只有不足30%的比例是依靠科技进步获得，而发达国家这个数字已经超过50%。认识到不足要迎头赶上，就必须建立完善科研制度，奖励创新。同时企业要加大自身科研资金的投入，加强绿色技术的研发，向科技要效益，向绿色要效益，突出绿色住宅、生态住宅的概念，实现住宅产业化与节能减排、可持续发展和谐统一。2 bim技术在建筑产业化中的作用信息化技术在建筑产业化中的应用，目前主要表现在bim技术在建筑工业化中的应用。施工企业运用bim技术的优势主要体现在；bim是一个能够共享资源从而为建筑全生命周期的各种决策提供参考的平台。bim的价值体现在各个阶段：设计阶段bim可以为设计方服务，协调图纸中各专业的冲突，使虚拟施工成为可能；施工阶段bim技术可以进行施工方案模拟，并提供有关建筑质量、进度以及成本的信息，可以方便地计算工程量，管理大型设备和建筑材料。在运营阶段，bim可以提供有关使用性能、入住人员与容量等信息，使得建筑的维修管理更加便捷。bim在建筑工业化中的作用主要体现在如下几个方面：建筑设计标准化方面：工业化建筑设计具有标准化、模块化、重复化的特点，数据量大且重复，由电脑软件完成会避免出现错误，也容易制定标准和规则，有利于标准化设计。构件生产工业化：工业化可以提高生产构件的精度，传统的记录会产生误差和错误，bim模型辅助构件生产，可以将多方意见进行汇总、整理，使各参与方处在信息对等的位置，对构件进行直观的设计和修改，有利于实现构件工业化。施工安装装配化：构件信息、搭接位置、搭接顺序是施工安装装配化需要记录的主要信息数据。bim技术可以保障信息的正确性和完整性，确保施工顺利完成看，有利于bim实现施工安装装配化。组织管理科学化：bim技术可以在建模和其他阶段不断完善构件的物理信息和技术信息，管理构件的生产过程，实现生产经营信息化。同时，bim技术可以将设计、制造、施工等环节由传统的割裂分离的模式向集成化管理模式转变，有利于实现组织管理科学化。2.1 bim技术辅助3d打印绿色建造bim技术在3d打印建造中的应用背景：“3d打印”学名“快速成型技术”或者“增材制造技术”是一种通过材料逐层添加制造三维物体的变革性、数字化增材制造技术。3d打印通过对实物进行扫描，产生复杂环境和几何结构的详细三维图像，然后利用建筑3d打印机打印出一模一样的实物。3d打印建筑物的技术原理是将混凝土等建筑材料通过3d打印机喷头挤出，采用连续打印、层层叠进的方式进行建造的新型建造模式如图1所示。bim技术在3d打印建造中的应用实例：3d打印配筋砌体剪力墙结构：通过在3d打印的墙体空腔中配置横向、竖向钢筋，并在空腔内进行混凝土灌心形成的3d打印配筋砌体剪力墙结构。墙板吊装之前，弹出墙体线及控制线。利用bim技术辅助进行3d打印住宅质量的三维可视化监控。bim技术还可以辅助进行3d打印建筑现场钢筋放样，如图2所示。3d打印混凝土框架结构体系：由3d打印形成梁和柱的外壳，并在壳内插钢筋、混凝土灌心，形成梁和柱构件。以刚接或者铰接形式将梁和柱构件连接，形成承重体系结构，如图3所示。2.2 bim技术三水万达总包交钥匙项目中的应用佛山三水万达项目是中建四局第一个总包交钥匙模式下的新型项目。“总包交钥匙”模式是一项革命性的创新之举，在新的模式下，业主只面对总包单位，不再直接面对分包单位，总包在万达合格供方品牌库内，自行选定分包单位，材料设备供货商，并执行万达采购数据中的价格，建设完成后向万达交钥匙。这种模式的优势在于，总包能充分发挥主观能动性，获利空间大，业主与总包的法律关系也相对简单，责任权利各自清晰。欧美等发达国家的主要工程企业均采用这种模式，但在国内，只有万达集团率先采用。 总包交钥匙模式对于总包来说是一种机遇同时也带来了巨大的挑战。在这种模式下，总包要抛弃以往的观念，重新定位自身，才能顺利完成工作，取得效益。2.2.1 bim技术在万达首开区中的应用首开区地上建筑面积约7.9万m2，地下建筑面积1.33万m2，占地面积约为15800m2。主要结构有塔楼：10#、11#、12#、13#商铺：15#、16#售楼部：14#。平面布置如图4所示。首开区结构形式：一般为商业综合体框架结构，公寓为框筒结构；居住区剪力墙结构。结构抗震烈度：6度；容积率：3.45。外立面材料做法：商业：石材、铝板、玻璃幕墙。公寓：石材、铝板、玻璃幕墙。住宅：石材、涂料、玻璃幕墙。首开区模型图如图5所示。bim在图纸审核方面的应用。万达总包交钥匙合同中明确规定，出图后未在规定天数内，提交审图意见，图纸问题由总包承担责任。修改完成正式移交后仍存在“错、漏、碰、缺”等问题造成的工期、质量、安全及成本等一切责任和损失，也由总包自行承担。由于新模式下，总包对设计图纸的管控职能要求提高，因此如何尽可能在第一时间内较为全面地查出图纸问题，就变得尤为重要。bim技术正是经过实践检验的，可以施行的，解决图纸“错、漏、碰、缺”问题的数字化手段。首开区地下室管线与结构冲突经过bim技术初检达100多处，均已提交给安装公司和设计院协调解决。图纸审核报告和管线碰撞检查报告如图6所示。bim在场地平面布置中的应用。由于万达项目工期紧，任务重，前期合理利用场地，尽快完成场地的三维平面布置非常重要。本工程运用bim手段，对现场进行平面布置，见图7。包含：现场总平面布置、工法样板间平面布置。bim在施工方案模拟中的应用。本工程在工法样板间交底、塔吊布置、基坑出土策划、支护桩桩基施工策划等方案模拟中采取bim技术，可以达到提前模拟，发现问题，提早解决的效果。bim技术模式栈桥出土和分层开挖方案的模拟详见图8。bim技术在工程算量中的应用。现代建设项目预算超支现象十分普遍，因缺乏充分的时间来精确计算工程量所导致的成本计算不明确，是造成成本超支的重要原因。基于bim的建筑信息模型可以为造价编制提供所需的项目构件信息，快速统计工程量，能进一步摆脱人为因素造成的计算错误。图9为采用bim技术进行商务算量的清单表格。2.2.2 bim技术在万达轻资产中的应用佛山三水万达广场大商业地上建筑面积约40.02万m2，地下建筑面积7.76万m2，地上建筑面积32.26万m2。图10为大商业部分平面布置图。结构形式：一般为商业综合体框架结构。结构抗震烈度：6度；容积率：3.45。本工程外立面材料做法：商业：石材、铝板、玻璃幕墙。公寓：石材、铝板、玻璃幕墙。住宅：石材、涂料、玻璃幕墙。为适应万达集团实现轻资产万达广场的标准化设计、工厂化生产和装配式施工，提高生产效率、降低开发部成本、保证项目品质。在大商业“采光顶”部分，准备采用bim技术辅助施工。考虑到成本和建筑效果，并根据标准图和运输能力，将采光顶划分为若干单元进行工艺深化，并在工厂进行焊接，减少现场焊接量，详情见图11。采用bim技术可以实现现场预操作，减少返工，节省工期，提高经济效益。3 bim技术在大型施工企业中推行的要素国有大型施工企业目前正处于转型升级的风口浪尖，bim技术作为施工单位科技创新的重要手段，为整个行业的发展带来勃勃动力。作为国家重点推广的新技术，bim在建筑工业化、精细化管理、绿色施工、降本增效，科技创新等领域均能发挥作用，可以提高工程项目的效率和效益，因此非常值得施工企业学习和推广。为了更好地利用bim技术为企业服务，在推行过程中特别需要注意以下几点：建立完善的bim管理制度：制度是技术推行的保障，为了保障bim技术能够高效地发挥作用，必须建立一套完整的bim管理制度，其中包含软硬件管理制度、建模规范制度、人才培养制度、数据管理制度、奖励惩罚制度。只有建立健全规范制度，才能让bim技术在企业中健康地发展。为bim技术的应用搭建平台：项目是施工企业赖以生存发展的基础，任何科技创新也必须以服务生产一线，创造价值为前提。施工企业需要寻找一些适合bim技术应用的示范项目做为平台，结合工程实际情况，总结bim技术应用要点和实施经验，以点带面，为bim技术在企业的推广起到引领和示范作用，引领企业发展。让企业成为bim技术人才成长的摇篮：人才是企业的核心竞争力，科技以人为本。bim技术能否顺利实施，人才是关键。目前国内大型施工企业的bim人才短缺问题严重，企业应该针对需要，着重培养一批有战斗力的bim技术团队，尽量做到有经验的“老人”与有冲劲的“新人”相结合。聘请一些专家和相关经验丰富的人员，系统地、有组织计划地进行bim基础知识