地鐵機(jī)電工程施工物資管理研究論文

　　摘要：BIM技術(shù)適用于工程施工的各階段、各專業(yè)和各業(yè)務(wù)范疇，通過闡述地鐵機(jī)電工程物資特點(diǎn)和控制難點(diǎn)，分析了BIM技術(shù)在地鐵機(jī)電工程施工物資管理中的應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);地鐵;機(jī)電;物資;應(yīng)用

　　1地鐵機(jī)電工程物資特點(diǎn)和控制難點(diǎn)

　　地鐵機(jī)電工程，通常稱為地鐵“風(fēng)水電”工程，主要工作內(nèi)容一般包括車站及區(qū)間通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)、給排水及水消防系統(tǒng)、動(dòng)力照明系統(tǒng)安裝，綜合管線安裝，以及與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）、設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）、市政管線等相關(guān)系統(tǒng)的接口與聯(lián)合調(diào)試等。地鐵機(jī)電工程施工涉及面廣，多專業(yè)，多工種，平行作業(yè)多，交叉作業(yè)多，協(xié)調(diào)配合多，地下施工空間狹窄并隨著工程進(jìn)展進(jìn)一步壓縮，物資管理具有自身特點(diǎn)和控制難點(diǎn)。

　　1.1%地鐵施工空間狹窄，現(xiàn)場(chǎng)物資存儲(chǔ)、半成品預(yù)制加工場(chǎng)地受限地下車站施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹窄，有限的施工空間增加了施工難度。例如通風(fēng)與空調(diào)工程的風(fēng)管與支架等配件的預(yù)制，給排水管道及消防水管道的加工，都屬于非標(biāo)產(chǎn)品制作，加工前按照設(shè)計(jì)圖紙和現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行核對(duì)和放樣制圖，現(xiàn)場(chǎng)加工都需要一定的場(chǎng)地。地鐵施工一般在市區(qū)內(nèi)，土地資源珍貴，繁華地段更是寸土寸金，在地面加工場(chǎng)棚無法選址的情況下，只好選擇到地下。地下加工場(chǎng)地使用面積有限，不得影響其他作業(yè)進(jìn)行，隨著工程進(jìn)展的不斷遷移；地下通風(fēng)條件差、照度不足、施工粉塵多、噪音大，也會(huì)影響構(gòu)件加工質(zhì)量。在地鐵施工活動(dòng)中，需要空間移動(dòng)，隨著施工的進(jìn)展，施工過程中的空間需求也會(huì)發(fā)生不斷的改變，可用空間會(huì)越來越少�，F(xiàn)場(chǎng)存儲(chǔ)場(chǎng)地受限，物資多批次、小批量進(jìn)入作業(yè)場(chǎng)地，隨到隨耗，緊跟施工進(jìn)度。設(shè)備進(jìn)場(chǎng)不宜太早也不宜遲，太早了占用有限場(chǎng)地，影響其他作業(yè)，增加成品保護(hù)成本，若遲了建筑裝修砌墻完成未預(yù)留通道設(shè)備又無法進(jìn)入。

　　1.2多專業(yè)、多工種協(xié)調(diào)配合多，平行作業(yè)、交叉作業(yè)多，半成品、設(shè)備保護(hù)難度大地鐵機(jī)電工程所涉及到的施工包括車站和隧道結(jié)構(gòu)、裝飾裝修、牽引供電、軌道、市政管網(wǎng)（供水、供電、供熱、污水排放等）、消防、通信、信號(hào)、自動(dòng)售檢票、BAS系統(tǒng)、FAS系統(tǒng)等。在機(jī)電系統(tǒng)施工過程中，各機(jī)電系統(tǒng)由于各方面的原因，會(huì)在施工的順序、系統(tǒng)之間管線的進(jìn)度、工序、協(xié)調(diào)等方面發(fā)生一定的矛盾，各專業(yè)之間的協(xié)調(diào)工作量比較大。施工現(xiàn)場(chǎng)專業(yè)眾多，人員構(gòu)成復(fù)雜，平行作業(yè)、交叉作業(yè)多，協(xié)調(diào)管理工作直接關(guān)系到整個(gè)工程的進(jìn)度。部分機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)備多為精密精良設(shè)備，對(duì)環(huán)境衛(wèi)生、氣溫、濕度等要求比較高。機(jī)電工程施工和其他土建及安裝專業(yè)將不可避免地發(fā)生同一作業(yè)面上交替作業(yè)，給物資半成品、設(shè)備成品保護(hù)工作帶來很大困難。

　　1.3施工測(cè)量定位難，管線沖突多，物資需用計(jì)劃失準(zhǔn)，造成物資浪費(fèi)由于地鐵車站的空間有限，而管線眾多，如何對(duì)各類管線系統(tǒng)綜合排布，確保管線相互間的位置、標(biāo)高等滿足設(shè)計(jì)、規(guī)范、施工及日后維修的要求，施工測(cè)量定位是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。

　　1.4地鐵工程物資規(guī)格型號(hào)多，非標(biāo)構(gòu)件多“風(fēng)水電”系統(tǒng)物資規(guī)格型號(hào)紛雜，如某地鐵項(xiàng)目一個(gè)月內(nèi)使用的物資規(guī)格型號(hào)就達(dá)3800種，據(jù)統(tǒng)計(jì)，地鐵工程物資規(guī)格約達(dá)到30000個(gè)。不同地鐵機(jī)電工程“風(fēng)水電”系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理基本一致，物資使用、設(shè)備選型大同小異。非標(biāo)構(gòu)件多，典型表現(xiàn)在通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)管、部件、法蘭的預(yù)制和預(yù)裝，都要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核，然后再現(xiàn)場(chǎng)加工制作。通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)是地鐵機(jī)電工程占據(jù)空間最大的分部工程，尤其是風(fēng)管尺寸較大，有的大型系統(tǒng)風(fēng)管可達(dá)到3m以上的長(zhǎng)度。

　　2BIM技術(shù)的應(yīng)用

　　BIM技術(shù)具有可視化、模擬性、協(xié)調(diào)性、優(yōu)化性和可出圖性的特點(diǎn)。建立以BIM技術(shù)應(yīng)用為載體的項(xiàng)目管理信息化，可以為地鐵物資管理信息技術(shù)化提供基礎(chǔ)。通過三維渲染、模擬施工、碰撞檢查、有效協(xié)同，實(shí)現(xiàn)前瞻性協(xié)調(diào)和優(yōu)化，精準(zhǔn)物資計(jì)劃，讓物資控制依據(jù)更加科學(xué)，提高采購(gòu)效率和準(zhǔn)確度，保障施工，降低庫存，降低物資成本。

　　2.1%虛擬施工，碰撞檢查，前瞻性協(xié)調(diào)，精準(zhǔn)物資需用計(jì)劃傳統(tǒng)設(shè)計(jì)往往由于各專業(yè)設(shè)計(jì)師之間的溝通不到位，而出現(xiàn)各種專業(yè)之間的碰撞問題。例如給排水及水消防專業(yè)中的管道在進(jìn)行布置時(shí)，由于施工圖紙是各自繪制在各自的施工圖紙上的，在實(shí)際施工過程中，可能在布置管線時(shí)正好在此處遇到動(dòng)力照明系統(tǒng)管線的布置，這就是機(jī)電工程施工中常遇到的碰撞問題。如果物資需用計(jì)劃分別根據(jù)動(dòng)照系統(tǒng)和水系統(tǒng)施工圖紙分別編制，按計(jì)劃物資采購(gòu)、供應(yīng)，但在實(shí)際施工中的碰撞點(diǎn)物資無法使用，必然造成物資浪費(fèi)；如果根據(jù)碰撞現(xiàn)場(chǎng)制定出跨越方案，需要重新采購(gòu)物資，又必然會(huì)影響施工進(jìn)度。在地鐵機(jī)電工程施工過程中，因?yàn)槲镔Y供應(yīng)問題，施工隊(duì)、物資部門、技術(shù)部門常常會(huì)發(fā)生矛盾，施工隊(duì)會(huì)把窩工歸咎于物資供應(yīng)不上或物資規(guī)格不符，物資部門又會(huì)抱怨物資需用計(jì)劃不準(zhǔn)確或提報(bào)不及時(shí)，實(shí)質(zhì)上許多原因都出現(xiàn)在碰撞點(diǎn)上。按照傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)型管理，類似碰撞問題的協(xié)調(diào)解決往往是在問題出現(xiàn)之后。BIM的協(xié)調(diào)性服務(wù)就可以幫助處理類似問題。當(dāng)然BIM的協(xié)調(diào)作用也并不是只能解決各專業(yè)間的碰撞問題，它還可以解決諸如電梯井布置與其他設(shè)計(jì)布置及凈空要求之協(xié)調(diào)，防火分區(qū)與其他設(shè)計(jì)布置之協(xié)調(diào)，地下排水布置與其他設(shè)計(jì)布置之協(xié)調(diào)等。傳統(tǒng)的施工圖紙是各個(gè)構(gòu)件的信息在圖紙上采用線條繪制表達(dá)，但是其真正的構(gòu)造形式就需要施工人員去自行想象了。對(duì)于一般簡(jiǎn)單的東西來說，這種想象也未嘗不可，但是地鐵機(jī)電工程管線縱橫交錯(cuò)、構(gòu)件形態(tài)各異、設(shè)備造型復(fù)雜。BIM提供的可視化思路，把以往的線條式的構(gòu)件形成一種三維的立體實(shí)物圖形展示出來�？梢暬�的結(jié)果不僅可以用于效果圖的展示及報(bào)表的生成，更重要的是項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)過程中的溝通、討論、決策都可在可視化的狀態(tài)下進(jìn)行。利用建筑結(jié)構(gòu)、設(shè)備管線BIM模型，進(jìn)行構(gòu)件及管線綜合的碰撞檢測(cè)和深化設(shè)計(jì)，可提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問題，減少“錯(cuò)、缺、漏、碰”和設(shè)計(jì)變更，提高物資需用計(jì)劃編制效率和質(zhì)量。

　　2.2%三維渲染，空間管理，物資儲(chǔ)存及預(yù)制場(chǎng)地動(dòng)態(tài)管控，半成品及成品設(shè)備科學(xué)防護(hù)基于BIM的建筑信息模型，讓地鐵空間管理更加信息化、科學(xué)化。BIM技術(shù)是將施工空間作為一種有限的資源進(jìn)行嚴(yán)格的管理。隨著施工的進(jìn)展，施工過程中的空間需求不斷發(fā)生改變，可用空間就會(huì)越來越少，必須提前預(yù)測(cè)而且要合理安排現(xiàn)場(chǎng)物資儲(chǔ)存、預(yù)制件加工場(chǎng)地所占據(jù)的空間，盡可能地減少對(duì)于施工人員的干擾，不然就可能造成效率低下、質(zhì)量下降、安全事故等。通過網(wǎng)絡(luò)來計(jì)劃進(jìn)行場(chǎng)地安排空間是很常見的施工計(jì)劃，但這些規(guī)劃時(shí)空的方式都不夠直觀，不能夠很好的描繪建設(shè)的空間規(guī)劃。將BIM技術(shù)引入4D的施工管理，可以有效地解決時(shí)變動(dòng)態(tài)過程問題，而且還可以隨進(jìn)度變化給予三維可視化和計(jì)算模型，為時(shí)變理論的應(yīng)用提供適合的途徑與方法。BIM技術(shù)應(yīng)用在增加空間上的視覺檢查以外，還校正了各個(gè)細(xì)節(jié)施工的剖面圖和標(biāo)記說明。地鐵施工空間沖突的檢查。地鐵工程施工空間是有限的，所以在工程施工過程中，空間沖突是導(dǎo)致半成品、成品防護(hù)困難的主要原因之一。每一個(gè)工序的進(jìn)行都必須有足夠的空間。例如電動(dòng)機(jī)械產(chǎn)生的粉塵、振動(dòng)，施工人員的活動(dòng)半徑，如果現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)在空間上與半成品、成品產(chǎn)生了沖突，摩擦，就容易對(duì)半成品、成品損害。所以在開工之前就要用BIM進(jìn)行動(dòng)態(tài)施工模擬，找出可能存在的問題，尋找最優(yōu)設(shè)備進(jìn)場(chǎng)時(shí)間、路徑、部位，大大減少設(shè)備受損的可能性。在進(jìn)行空間沖突檢測(cè)之前，需要對(duì)每一構(gòu)件和每一工序占用的空間進(jìn)行描述，利用邊界法描述BIM的實(shí)體外形。

　　2.3%基于BIM數(shù)據(jù)庫，快速精準(zhǔn)計(jì)算物資預(yù)算和實(shí)際成本，實(shí)行多維度物資成本分析BIM數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建，通過建立5D關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫，可以準(zhǔn)確快速地計(jì)算出工程量和物資需用量，提升施工預(yù)算和物資預(yù)算的精度與效率。由于BIM數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)粒度達(dá)到構(gòu)件級(jí)，可以快速提供支撐項(xiàng)目各條線管理所需的數(shù)據(jù)信息，有效提升了施工管理和物資控制的效率。2.3.1物資成本核算困難的原因分析。一是海量數(shù)據(jù)。每一個(gè)施工階段都牽涉大量物資、施工機(jī)具消耗和各種相關(guān)費(fèi)用，數(shù)據(jù)量非常龐大，實(shí)行短周期（月、季）成本在當(dāng)前管理手段下，就顯得非常困難。施工過程中，項(xiàng)目部關(guān)注焦點(diǎn)在于建設(shè)單位的工程要求，需要應(yīng)付各種各樣的外部?jī)?nèi)部的檢查、會(huì)議、評(píng)比活動(dòng)，保證施工進(jìn)度、安全、質(zhì)量，過程物資成本分析、優(yōu)化管理就往往無暇顧及。二是牽涉部門和崗位眾多。物資成本分析與核算，要求物資成本歸集與工程實(shí)體進(jìn)度要同步，期間一致，空間一致，不漏不透，才能客觀準(zhǔn)確地反映物資節(jié)支狀況。實(shí)際物資成本核算，當(dāng)前情況下需要工程、預(yù)算、物資、倉庫、施工、財(cái)務(wù)多部門多崗位協(xié)同分析匯總提供數(shù)據(jù)，才能匯總出完整的某時(shí)點(diǎn)實(shí)際成本，往往某個(gè)崗位不能實(shí)行，整個(gè)成本就難以做出。三是物資對(duì)應(yīng)分解困難。一種物資、機(jī)具往往用于多個(gè)分項(xiàng)分部工程，拆分分解對(duì)應(yīng)相關(guān)責(zé)任單位要求相當(dāng)高，是一項(xiàng)非常細(xì)致的工作，耗時(shí)耗力，難度非常大。四是物資消耗量和資金支付情況復(fù)雜。物資方面，有的已入庫未付款，有的先預(yù)付款未到貨，有的已消耗未出庫列支，有的已出庫未消耗；施工機(jī)具、周轉(zhuǎn)性物資租賃也有類似情況；勞務(wù)分包常常包括輔材，分包費(fèi)用計(jì)量情況復(fù)雜，有的項(xiàng)目甚至未簽約先施工，事后再談判確定費(fèi)用。情況如此復(fù)雜，物資成本項(xiàng)目和數(shù)據(jù)歸集在沒有一個(gè)強(qiáng)大的平臺(tái)支撐情況下，不漏項(xiàng)做好三個(gè)維度的（時(shí)間、空間、工序）的對(duì)應(yīng)就變得非常困難。

　　2.3.2物資成本核算解決方案。①創(chuàng)建基于BIM的實(shí)際物資成本數(shù)據(jù)庫。建立物資成本的5D（3D實(shí)體、時(shí)間、工序）關(guān)系數(shù)據(jù)庫，讓實(shí)際物資成本數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)入5D關(guān)系數(shù)據(jù)庫，物資成本匯總、統(tǒng)計(jì)、拆分對(duì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易可行。以各WBS單位工程量物資、施工機(jī)具單價(jià)為主要數(shù)據(jù)進(jìn)入實(shí)際物資成本BIM中。未經(jīng)合同確定單價(jià)的物資、機(jī)具項(xiàng)目，按預(yù)算價(jià)先進(jìn)入。有實(shí)際成本數(shù)據(jù)后，及時(shí)按實(shí)際數(shù)據(jù)替換掉。②實(shí)際物資成本數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫。BIM中成本數(shù)據(jù)以采取合同價(jià)和企業(yè)定額消耗量為依據(jù)。隨著進(jìn)度進(jìn)展，實(shí)際消耗量與定額消耗量會(huì)有差異，要及時(shí)調(diào)整。每月對(duì)實(shí)際消耗進(jìn)行盤點(diǎn)，調(diào)整實(shí)際成本數(shù)據(jù)�；�整為零，動(dòng)態(tài)維護(hù)實(shí)際成本BIM，大幅減少一次性工作量，并有利于保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。物資實(shí)際成本。要以實(shí)際消耗為最終調(diào)整數(shù)據(jù)，而不能以財(cái)務(wù)付款為標(biāo)準(zhǔn)，物資費(fèi)的財(cái)務(wù)支付有多種情況：未訂合同進(jìn)場(chǎng)的、進(jìn)場(chǎng)未付款的、付款未進(jìn)場(chǎng)的，按財(cái)務(wù)付款為成本統(tǒng)計(jì)方法將無法反映實(shí)際情況，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重誤差。堅(jiān)持物資月度盤點(diǎn)制度，物資員將入庫物資的消耗情況詳細(xì)列出清單向成本核算部門提交，據(jù)以按時(shí)調(diào)整每個(gè)WBS物資實(shí)際消耗。施工機(jī)具、周轉(zhuǎn)性物資實(shí)際成本，要注意各WBS分?jǐn)偅�有的可按措施費(fèi)單獨(dú)立項(xiàng)，例如臨邊防護(hù)用鋼管可計(jì)入安全文明施工措施費(fèi)。③快速實(shí)行多維（時(shí)間、空間、WBS）物資成本分析。建立實(shí)際物資成本BIM模型，周期性（月、季）按時(shí)調(diào)整維護(hù)好該模型，統(tǒng)計(jì)分析工作就很輕松，軟件強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)分析能力可輕松滿足我們各種成本分析需求。基于BIM的實(shí)際成本核算方法，較傳統(tǒng)方法具有極大優(yōu)勢(shì)：一是快速。由于建立基于BIM的5D實(shí)際成本數(shù)據(jù)庫，匯總分析能力大大加強(qiáng)，速度快，短周期成本分析不再困難，工作量小、效率高。二是準(zhǔn)確。比傳統(tǒng)方法準(zhǔn)確性大為提高。因成本數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)維護(hù)，準(zhǔn)確性大為提高。消耗量方面仍會(huì)在誤差存在，但已能滿足分析需求。通過總量統(tǒng)計(jì)的方法，消除累積誤差，成本數(shù)據(jù)隨進(jìn)度進(jìn)展準(zhǔn)確度越來越高。另外通過實(shí)際成本BIM模型，很容易檢查出哪些項(xiàng)目還沒有實(shí)際成本數(shù)據(jù)，監(jiān)督各成本條線實(shí)時(shí)盤點(diǎn)，提供實(shí)際數(shù)據(jù)。三是分析能力強(qiáng)�？梢远嗑S度（時(shí)間、空間、WBS）匯總分析更多種類、更多統(tǒng)計(jì)分析條件的成本報(bào)表。

　　3結(jié)束語

　　我國(guó)地鐵建設(shè)迎來井噴期。截至2016年9全國(guó)已有43個(gè)城市的建設(shè)規(guī)劃獲得批復(fù)，規(guī)劃總里程約8600km。城市軌道交通建設(shè)正在向二三線城市蔓延，徐州、南通、蕪湖、紹興、洛陽這些傳統(tǒng)意義上的三線城市也已經(jīng)入列，相關(guān)產(chǎn)業(yè)必將受益良多。物資成本核算是項(xiàng)目成本核算的一個(gè)業(yè)務(wù)分支，BIM技術(shù)同樣適用于項(xiàng)目人工成本核算、管理費(fèi)核算，乃至整個(gè)項(xiàng)目成本核算。以BIM技術(shù)作為強(qiáng)有力的工具，將項(xiàng)目實(shí)際成本BIM模型通過互聯(lián)網(wǎng)集中在企業(yè)總部服務(wù)器。公司技術(shù)、成本、財(cái)務(wù)、物資等業(yè)務(wù)部門就可共享每個(gè)工程項(xiàng)目的實(shí)際成本數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)粒度也可掌握到構(gòu)件級(jí)。

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