廣東建筑工業(yè)化展 2017-06-09 1575
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作者:張賢超
作者單位:中民筑友科技集團有限公司
摘要 通過(guò)分析裝配式建筑企業(yè)信息化建設過(guò)程中存在的企業(yè)信息化規范問(wèn)題、信息化管理問(wèn)題、人才問(wèn)題等,闡述了基于BIM的信息化管理系統對提升建筑企業(yè)的技術(shù)、管理、運營(yíng)等核心競爭力要素的關(guān)鍵作用。提出了應用基于BIM的信息化管理系統充分發(fā)揮協(xié)同效應,提升裝配式建筑企業(yè)核心競爭力,打造企業(yè)品牌戰略的基本思路。 關(guān)鍵詞:裝配式建筑;BIM技術(shù);信息管理系統;核心競爭力 1 前言 在國家大力推進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)轉型升級的背景下,裝配式建筑迎來(lái)了新的發(fā)展契機。裝配式建筑以現代工業(yè)化的生產(chǎn)方式替代傳統建筑業(yè)中粗放的、分散的、低水平的、低效率的手工業(yè)生產(chǎn)方式,促進(jìn)了集成和集約。建筑工業(yè)化的企業(yè)理念已經(jīng)顛覆了傳統的企業(yè)模式,推動(dòng)了生產(chǎn)方式的重大變革[1]。 然而,在裝配式建筑技術(shù)推廣應用的過(guò)程中,還存在著(zhù)諸多制約因素,如技術(shù)基礎薄弱,管理不科學(xué),信息不共享,相關(guān)企業(yè)不能耦合共同發(fā)揮協(xié)同效應等。然而,產(chǎn)業(yè)鏈的合理構建既是決定裝配式建筑業(yè)長(cháng)期穩定發(fā)展的重要前提,也是提升產(chǎn)業(yè)鏈上各節點(diǎn)企業(yè)間的整體核心競爭力,推動(dòng)裝配式建筑發(fā)展的重要手段?;诖?,本文結合裝配式建筑相關(guān)企業(yè)的特點(diǎn),以傳統建筑的產(chǎn)業(yè)鏈構成作為參考,探討了利用BIM技術(shù)構建裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈的條件和方法,并為產(chǎn)業(yè)鏈上各相關(guān)企業(yè)如何應用BIM技術(shù),提升核心競爭力提出了相應的對策及方法,旨在為促進(jìn)我國裝配式建筑企業(yè)的核心競爭力提供參考。 2.信息化對提升建筑企業(yè)核心競爭力的關(guān)鍵性分析 核心競爭力(core competence)又被稱(chēng)為核心能力、特有競爭力,是企業(yè)或個(gè)人相較于競爭對手而言所具備的競爭優(yōu)勢與核心能力差異。核心競爭力是在企業(yè)長(cháng)期的發(fā)展過(guò)程中形成的,蘊涵于企業(yè)文化中,具有特異性;是支撐企業(yè)過(guò)去、現在和未來(lái)的競爭優(yōu)勢,并使企業(yè)在競爭環(huán)境中能夠長(cháng)時(shí)間取得主動(dòng)的核心能力。核心競爭力的構成要素包括技術(shù)能力、管理能力和整合能力,可用以下數學(xué)函數式來(lái)描述:核心競爭力=F(技術(shù)能力,管理能力,整合能力)[2]。 BIM (Building Information Modeling)技術(shù)即建筑信息模型技術(shù),是在計算機輔助設計技術(shù)的基礎上發(fā)展起來(lái)的三維模型信息集成,在三維技術(shù)的支持下進(jìn)行建筑數據收錄與展示。應用BIM技術(shù)可以使企業(yè)組織整體高效運行。從核心競爭力的構成要素分析,基于BIM的信息化對提升建筑企業(yè)核心競爭力的關(guān)鍵作用主要體現在以下三個(gè)方面。 2.1 在技術(shù)能力方面,可較大提高企業(yè)的技術(shù)水平和科技含量 勞動(dòng)密集、科技含量低是傳統建筑企業(yè)的典型特點(diǎn)之一,隨著(zhù)信息化社會(huì )的到來(lái),施工難度逐漸提高,建筑產(chǎn)品逐漸步入以裝配式預制構件為代表的精細生產(chǎn)階段。裝配式建筑產(chǎn)品的精細化要求,促使建筑業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平不斷提高。但是對于裝配式建筑企業(yè)而言,因其產(chǎn)業(yè)鏈流程過(guò)長(cháng),各部門(mén)之間信息不對稱(chēng),溝通不及時(shí),建筑設計與工廠(chǎng)生產(chǎn)、現場(chǎng)安裝相分離,設計階段沒(méi)有充分考慮下游專(zhuān)業(yè)的作業(yè)要求,導致工廠(chǎng)生產(chǎn)和現場(chǎng)裝配過(guò)程出現加工困難、構件干涉等各種問(wèn)題;從而造成頻繁的設計變更和建造成本大幅度增加。而基于BIM技術(shù)的信息化管理系統將企業(yè)的設計、生產(chǎn)及施工等各環(huán)節用計算機進(jìn)行及時(shí)信息處理,可充分提高建筑企業(yè)的技術(shù)水平和科技含量。 2.2 在管理能力方面,能較大提高企業(yè)的管理水平和效率,降低企業(yè)成本 BIM技術(shù)將設計、采購、生產(chǎn)、物流、施工、裝修和管理等各過(guò)程串聯(lián)起來(lái),通過(guò)建筑模型的協(xié)同化設計、可視化裝配等整合建筑全產(chǎn)業(yè)鏈,并且將OA辦公系統、ERP系統與設計階段的BIM系統及iTWO系統等相融合,實(shí)現全過(guò)程、全方位的信息集成。信息化可以幫助企業(yè)規范了理流程,實(shí)現標準化工作,減少大量重復勞動(dòng),降低“因人而異”的風(fēng)險。所以BIM技術(shù)做為“集成”的主線(xiàn),在提高企業(yè)的管理水平方面具有重要意義。 2.3 在整合能力方面,能夠形成企業(yè)的超強核心能力 裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈上各企業(yè)部門(mén)相互聯(lián)合形成彼此依存、相互影響的整體,BIM技術(shù)在該產(chǎn)業(yè)鏈中可以突破技術(shù)壁壘,構建一整套適應整體共同發(fā)展的技術(shù)和管理體系,以整個(gè)集團的利益作為共同追求的目標,進(jìn)行整條產(chǎn)業(yè)鏈和各節點(diǎn)企業(yè)內部的業(yè)務(wù)重組,全面提高企業(yè)的核心競爭力,實(shí)現技術(shù)共享、資源互補、信息共通,不斷提高業(yè)務(wù)的承攬率和企業(yè)集團的利潤率。同時(shí)企業(yè)之間的戰略伙伴關(guān)系以及產(chǎn)業(yè)鏈的縱向一體化可以實(shí)現優(yōu)勢互補,依靠信息管理系統,提供互相學(xué)習和交流的平臺,為裝配式建筑相關(guān)企業(yè)的共同發(fā)展奠定基礎,引領(lǐng)建筑業(yè)的轉型升級。 3.BIM技術(shù)作為核心技術(shù)在裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈中的應用 BIM技術(shù)建立了裝配式建筑全產(chǎn)業(yè)鏈共享的平臺,從全產(chǎn)業(yè)鏈的高度上實(shí)現技術(shù)、信息、管理共享,大幅度提高效率,成為提高企業(yè)核心競爭力的關(guān)鍵驅動(dòng)力。BIM技術(shù)不僅支持數據共用、實(shí)現室內外可視化、減少信息損失,還能進(jìn)行碰撞檢查和施工模擬,甚至在一定程度上控制成本、抵御風(fēng)險、保證質(zhì)量。通過(guò)操作和調控生產(chǎn)流水線(xiàn),深化PC構件的自動(dòng)化生產(chǎn),成功地將技術(shù)積累轉化為產(chǎn)值,具體項目流程如圖1所示。 圖1 裝配式建筑信息技術(shù)業(yè)務(wù)流程 (雙擊圖片可放大查看) 3.1 BIM技術(shù)在裝配式建筑設計中的應用 BIM技術(shù)是貫穿于建設生命全過(guò)程的技術(shù)模式,是將建設項目規劃設計變成現實(shí)的關(guān)鍵環(huán)節。建立以BIM應用為載體的信息管理系統,能夠提升施工建設水平,保證施工質(zhì)量,得到更多的經(jīng)濟效益。預制構件模型如圖2所示。 圖2 預制構件模型 基于BIM技術(shù)能夠有效建立參數化的預制構件模型庫,并且將預埋件及設施設備庫與設計軟件無(wú)縫對接,使設計人員可以在不同的項目中,依據不同的結構體系、連接方式等,制定不同的預制構件深化設計方案。同時(shí),構件模型庫、預埋件及設施設備庫作為裝配式建筑設計的基本單元,為設計人員能夠順利的開(kāi)展設計工作奠定了基礎。 裝配式建筑設計的精髓在于預見(jiàn)項目實(shí)現過(guò)程中可能會(huì )出現的各種問(wèn)題,并提前解決。而B(niǎo)IM技術(shù)基于三維模型的特性,不僅是在平面視圖中工作,也可以通過(guò)實(shí)時(shí)查看三維模型,在虛擬建筑空間中檢查體驗各項設計性能參數,把可能發(fā)生在現場(chǎng)的沖突與碰撞在BIM模型中進(jìn)行事先消除。深化設計人員用BIM軟件對建筑模型進(jìn)行碰撞檢測,不僅可以發(fā)現構件之間是否存在干涉和碰撞,還可以檢測構件的預埋鋼筋之間是否會(huì )沖突和碰撞,根據碰撞檢測的結果,可以調整和修改構件的設計并完成深化設計圖紙。使所有的鋼筋水泥、預留預埋都是精準到位的,精度從厘米級上升到毫米級,這是傳統方式生產(chǎn)的模板無(wú)法比擬的。 同時(shí), BIM的設計成果,不僅僅指圖形文件,它還包含了可視化的實(shí)體對象以及大量的原始數據。這些數據可以以一對一模式被自動(dòng)分析并鏈接到物流管理和成本結算上,實(shí)現整個(gè)項目的仿真模擬,對提高各部門(mén)的工作效率,降低項目成本具有重要作用。 3.2 BIM技術(shù)在預制構件生產(chǎn)階段的應用 工藝人員將設計階段完成后的設計成果(圖紙、表格、文件等信息),以數據的形式傳輸到服務(wù)器,轉換成機械能夠識別的讀懂的格式后進(jìn)入生產(chǎn)階段。并通過(guò)MES系統進(jìn)行預制構件生產(chǎn)計劃、建筑材料進(jìn)出庫等工作的科學(xué)管理,減少人工及出錯的可能性。從而使預制構件的質(zhì)量和生產(chǎn)進(jìn)度都是有保證。 由于預制件生產(chǎn)的流水線(xiàn)采用了信息化的控制系統,從源頭就開(kāi)始運用數字化的控制方式。所以在生產(chǎn)時(shí)機械設備讀取的是數據格式文件,在精確程度控制方面可以達到毫米級以?xún)鹊耐瑫r(shí),某種程度上來(lái)說(shuō)生產(chǎn)構件自由變化的程度也能夠以毫米為單位變化。這就突破了個(gè)性化設計與工業(yè)化生產(chǎn)之間的矛盾,最終達到盡管生產(chǎn)的構件形狀不同,但效率不低,讓生產(chǎn)同樣有序。通過(guò)控制系統進(jìn)行有效的監控,及時(shí)反映給管理人員作出判斷,避免人為原因造成失誤等問(wèn)題。 在生產(chǎn)過(guò)程中控制系統會(huì )記錄每一塊構件的信息,包括流水節拍、構件尺寸、預留洞口及預埋件、消耗工時(shí)數等,并且按照不同項目、不同日期、不同構件種類(lèi)進(jìn)行分類(lèi)統計,自動(dòng)總結各種產(chǎn)品的生產(chǎn)效率與人工,便于管理人員后期有針對性的分析改進(jìn)。 3.3 BIM技術(shù)在物流運輸階段的應用 科學(xué)的物流管理系統可以可靠地將正確的數量和類(lèi)型規格的預制構件或部品件運送到項目工地現場(chǎng)。要實(shí)現這一點(diǎn),就需要信息控制系統與ERP進(jìn)行聯(lián)動(dòng),實(shí)現信息共享。ERP把項目現場(chǎng)的待安裝的預制構件需求反應給信息控制系統,以便管理人員能夠及時(shí)做好準備工作,了解自己的庫存能力,并且實(shí)時(shí)反映到系統中,提前完成堆放等作業(yè),然后準時(shí)完成直接送達項目現場(chǎng)的任務(wù)。 項目施工管理人員根據項目總體進(jìn)度要求和現場(chǎng)施工條件安排工廠(chǎng)發(fā)貨時(shí)間,生產(chǎn)管理人員根據布置圖的安裝施工順序以及堆放設計開(kāi)始發(fā)貨。項目現場(chǎng)安裝時(shí)每一塊預制構件都有獨一無(wú)二的標簽代碼,信息控制系統會(huì )記錄現場(chǎng)安裝的每一塊預制件,提供關(guān)于進(jìn)度的信息,能馬上以虛擬化模型或表格的形式將內容可視化 。甚至運輸和安裝計劃也能圖像化運行。項目安裝完畢后信息控制系統與ERP進(jìn)行聯(lián)動(dòng),實(shí)現信息共享財務(wù)開(kāi)票。 3.4 BIM技術(shù)在現場(chǎng)裝配階段的應用 在BIM模型數據庫的基礎上,借助RIB的ITWO系統,可以實(shí)現基于WEB的施工信息化管理?,F場(chǎng)技術(shù)人員將BIM模型與項目施工進(jìn)度計劃連接起來(lái),以動(dòng)態(tài)的三維模式模擬整個(gè)施工裝配過(guò)程,產(chǎn)生具有時(shí)間屬性的4D模型和具有成本屬性的5D模型,對施工工序的可操作性進(jìn)行檢驗。同時(shí)分析、對比不同方案的優(yōu)缺點(diǎn),及時(shí)發(fā)現潛在問(wèn)題,并為優(yōu)化施工方案 (包括場(chǎng)地的平面布置、起重機的位置及作用范圍、構件碰撞、空間沖突等),調整施工進(jìn)度計劃提供了數據支持,見(jiàn)圖3、圖4。 圖3 基于ITOW的5D工程進(jìn)度管理 圖4 項目施工進(jìn)度分析 此外,我們在ITWO系統中將BIM模型與企業(yè)定額相關(guān)聯(lián),將不同構件、不同工作子項所需要的人工、材料、機械設備進(jìn)行分類(lèi)統計,以實(shí)時(shí)反映不同階段的,人工、材料的需要量,及機械設備的進(jìn)場(chǎng)時(shí)間,動(dòng)態(tài)比較多個(gè)可能方案之間的成本差別,通過(guò)分析和優(yōu)化,選擇成本最優(yōu)的方案進(jìn)行實(shí)施。使項目在節約工程成本的同時(shí),為優(yōu)化整體施工進(jìn)度提供了幫助,見(jiàn)圖5。 圖5 項目成本統計分析 隨著(zhù)BIM技術(shù)的不斷發(fā)展,在以后的項目中,還將會(huì )采用BIM先進(jìn)質(zhì)量技術(shù)方法和管理經(jīng)驗,降低信息傳遞過(guò)程中的衰減,提高施工質(zhì)量,加強施工過(guò)程中的安全管理。利用手持終端(如手機、平板電腦等)開(kāi)發(fā)施工管理系統,指導施工人員吊裝定位,實(shí)現構件參數屬性查詢(xún),施工質(zhì)量指標提示等,將竣工信息上傳到數據庫,做到施工質(zhì)量記錄可追溯。 4 基于BIM技術(shù)建立完善的信息化管理系統 通過(guò)基于BIM技術(shù)的信息化管理系統把設計、采購、生產(chǎn)、物流、施工、財務(wù)、運營(yíng)、管理等各個(gè)環(huán)節集成起來(lái),以實(shí)現全流程信息化管理,即,我們所說(shuō)的兩化融合—“工業(yè)化+信息化”。信息化進(jìn)程和工業(yè)化進(jìn)程不再獨立進(jìn)行,不再是單方的帶動(dòng)和促進(jìn)關(guān)系,而是兩者在技術(shù)、產(chǎn)品、管理等各個(gè)層面相互交融,彼此不可分割?;诖?,信息化系統通過(guò)OA辦公系統、ERP系統與設計階段的BIM系統及iTWO系統等集成,建立一套完整的企業(yè)信息化管理平臺,以實(shí)現全方位的企業(yè)管理。 圖6 基于BIM的信息化管理系統網(wǎng)絡(luò )圖 5 提高企業(yè)核心競爭力的相應策略 5.1 提升企業(yè)品牌效應 BIM技術(shù)作為裝配式建筑企業(yè)核心技術(shù),具有與其他企業(yè)相競爭的獨特優(yōu)勢。企業(yè)應該不斷進(jìn)行研發(fā)和技術(shù)創(chuàng )新,大力培養和完善自身核心技術(shù),力求在激烈的市場(chǎng)競爭環(huán)境中爭得一席之地。同時(shí),以BIM技術(shù)為支撐,深度融入現代建筑產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程中。為原料研發(fā)的新型綠色建材以及科技含量高的模塊化建筑技術(shù),在住宅產(chǎn)業(yè)現代化建設進(jìn)程中發(fā)揮著(zhù)重要作用,廣泛應用于建筑領(lǐng)域,具有良好的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會(huì )效益。 5.2 培養綜合性人才隊伍 我國建筑業(yè)是一個(gè)勞動(dòng)密集型行業(yè),工人知識儲備不足,技能水平低下,難以適應行業(yè)的轉型升級。在這樣的背景下,裝配式建筑相關(guān)企業(yè)應大力培養產(chǎn)業(yè)化工人,建立人才高地,發(fā)展人才管理與培養機制,整合知識與技能的共同提升。改變基層工人的發(fā)展模式,培養農民工向產(chǎn)業(yè)化員工發(fā)展,不斷充實(shí)產(chǎn)業(yè)化研發(fā)人員、工廠(chǎng)技術(shù)工人、現場(chǎng)施工人員的人才儲備,建立適應企業(yè)發(fā)展要求的高效集成管理機制,合理調配和集中相關(guān)人員。 5.3 提升企業(yè)品牌效應 企業(yè)品牌效應是產(chǎn)品價(jià)值所帶來(lái)的效益延續,是企業(yè)可持續發(fā)展的重要條件。裝配式建筑相關(guān)企業(yè)應大力發(fā)揮主導能動(dòng)性,打造以BIM技術(shù)的品牌效應為基礎的發(fā)展戰略,真正實(shí)現BIM技術(shù)的實(shí)用價(jià)值,并擴大其輻射能力,塑造企業(yè)文化的良好形象,打造企業(yè)品牌工程,實(shí)現品牌效益、經(jīng)濟效益和其他效益的高度整合。 5.4 建立產(chǎn)學(xué)研用一體化 產(chǎn)、學(xué)、研、用一體化為裝配式建筑相關(guān)企業(yè)提供了相互交流、相互借鑒的合作平臺,促進(jìn)了企業(yè)之間有效技術(shù)對接。產(chǎn)、學(xué)、研、用一體化是以與裝配式建筑相關(guān)的建設單位、設計院、施工單位、高等院校、研究機構為主體,構建協(xié)同合作機制,深化裝配式建筑研究機構、企業(yè)、院校之間的合作互動(dòng),促進(jìn)企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結構調整和技術(shù)升級,是促進(jìn)裝配式建筑發(fā)展的重要載體。裝配式建筑還處于發(fā)展階段,BIM技術(shù)在應用過(guò)程中也會(huì )遇到一些不可遇見(jiàn)的問(wèn)題,通過(guò)建立住宅產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)學(xué)研基地,大力開(kāi)展裝配式建筑體系的技術(shù)研發(fā),以BIM技術(shù)引領(lǐng)技術(shù)革新,注重產(chǎn)學(xué)研用一體化融合,大力提升集團的核心競爭力,促進(jìn)集團的可持續發(fā)展和建筑業(yè)生產(chǎn)方式的轉型升級。 6 結語(yǔ) 整合裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈、提升相關(guān)企業(yè)的核心競爭力是促進(jìn)裝配式建筑發(fā)展的重要手段。裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈上各節點(diǎn)企業(yè)應大力研發(fā)核心技術(shù),打造企業(yè)品牌戰略,發(fā)揮行業(yè)引領(lǐng)能力,建立人才高地,提升自身核心競爭力。更重要的是節點(diǎn)企業(yè)之間應耦合一體化共同發(fā)揮協(xié)同效應,打造企業(yè)集團,進(jìn)行產(chǎn)業(yè)鏈高效整合,實(shí)現資金流、信息流、物流于一體,同時(shí)結合基于BIM技術(shù)信息管理系統,實(shí)現技術(shù)積累轉化為產(chǎn)值,并建立產(chǎn)學(xué)研用合作平臺,大力提升企業(yè)核心競爭力,力爭在產(chǎn)業(yè)轉型升級的發(fā)展潮流中擁有一席之地。
參考文獻 [1]齊寶庫,朱婭,劉帥.基于產(chǎn)業(yè)鏈的裝配式建筑相關(guān)企業(yè)核心競爭力研究[J].建筑經(jīng)濟 2015.08. [2]祝連波;任宏.論信息化與建筑企業(yè)核心競爭力[J].重慶大學(xué)學(xué)報 2006.02.
作者簡(jiǎn)介:張賢超(1985-)中民筑友建筑設計院副所長(cháng),長(cháng)期從事裝配式建筑結構設計及研究。
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