巧用創新技術,強化品質管控
上海寶冶在數字建造模式下,著重關注在物質産品建造與數字産品建造兩個産品維度的結合應用,構建成具有寶冶特色的品質管控體系。一方面,以模型可視化應用為主,發現潛在的問題並加以解決,在前期品質策劃和計劃階段可以發揮很大作用。通過BIM技術從設計到施工再到維護開展“先試”虛擬建造,將工藝做法、品質控制內容等資訊與模型關聯用於交底、過程跟蹤,甚至可以將實測實量數據整合到模型中,使項目品質管理資訊更透明,工藝更標準、流程更規範、數據更精準、考核更精確。譬如,在有限的施工空間中往往存在著大量的交叉作業過程,通過虛擬建造能夠更好地發現空間的衝突,並優化交叉作業的順序,避免空間碰撞。再如大型設備和重型建築構件的吊裝,需要精確模擬吊裝過程的受力狀況,從而選擇合適的吊機和吊具。另一方面,利用數字化技術對工程品質的各類影響因素人、機械、材料、方法、環境和測量全面跟蹤,在品質管理的各階段為管理方提供決策資訊,提升管理績效,最終達到提升施工品質的目的,工程品質管理數字化極大改善和升級了業行品質管理模式,加速了工程建設向管理標準化方向發展。譬如在工程施工中需要來自管理平臺的監控,規範指導現場工人的施工以及監理工程師的品質監督。管理平臺的品質數據統計分析支援現場發現施工中的品質控制薄弱點,並採取有針對性的措施。再如,在地鐵工程施工中,現場需要不斷採集地表沉降等各類數據並送往平臺,基於數據挖掘結果與專家智慧給出風險點和風險預防措施,並反饋至現場。
聚焦專業協同,提升設計品質
在設計階段,上海寶冶以BIM模型為載體協同工作,並基於可視化的模型和協同平臺進行溝通、協調,淡化了設計階段各專業間清晰的工作界面,克服了各專業無法及時提取其他專業的中間設計成果而不得不採用分段、有序的串聯的工作方式,大大提高設計階段的溝通協調效率,顯著提高設計品質。譬如衢州體育中心項目,基於BIM技術及協同平臺,將各專業資訊高度協調融合,進行可視化分析檢測、管線綜合與凈高檢查控制、市政管線綜合設計、各專業碰撞檢查與專業協調,對建築空間合理優化,使其符合品質要求和標準,進行建築面積統計及變化預警,開展多方案的可視化預演,推敲建築細節,滿足建設方對項目功能的需求,以及各參建方對施工圖紙可施工性的要求,使項目在美觀、功能和規範之間達到平衡,實現設計品質提升及工程造價優化。
數字建造先行,夯實精益管理
在施工階段,上海寶冶積極開展基於BIM的施工準備階段品質管理,將施工過程提前虛擬模擬倣真分析,包括施工現場的環境、總平面佈置、施工工藝、進度計劃、材料週轉等情況得到可視化體現,並從圖紙會審與設計交底、施工方案模擬、優化與交底、品質、進度、成本多目標綜合管理、預製構件生産加工等方面動態消除建設難點,從而找出施工過程中可能存在的品質風險因素,或者某項工作的品質控制重點,提升項目品質管理水準。
生産加工中,上海寶冶在鋼結構加工及裝配式建築構件生産過程中,通過網際網路、RFID等技術還可對工程項目材料、設備、構件生産進行全面管控,真正實現從工程品質的源頭進行管理控制。利用網際網路、RFID等技術可方便地對材料的採購、運輸、存儲、加工、使用等多環節進行跟蹤和管理,以及將施工設備的類型、性能、工作狀態等參數與工程進度和施工工藝相匹配,並可將材料、設備的資訊關聯到BIM模型中,實現材料、設備資訊的全過程追溯。
譬如雪車雪橇中心項目,一方面,通過BIM模型出加工圖,根據加工圖紙進行排版,通過數控編程,採用大型數控切割機對鎖用構件板進行精準下料。採用數控搖臂鑽進行數控開孔,保證開孔定位的精準性。採用大型焊接除塵設備,保證焊接品質。通過BIM參數化手段對賽道支架的形狀及規格等進行優化,確定支架切割形式、切割設備,檢測設備及檢驗方法等,支架製作完成後,採用了固定式3D掃描器及手持攜帶型3D掃描器開展産品品質對比分析及修正,確保支架一次安裝成型品質達標。
施工過程中,基於BIM和大數據的建築工程品質管理協同平臺,結合BIM、物聯網、大數據、人工智慧、移動通訊、雲計算及虛擬現實等技術,對人、材、機、施工工序等生産系統的要素進行日常性控制,進行精準識別、快速分析、優化決策,使工程品質管理具有可感知、自適應、可預測和自動化處理的能力。基於項目管理平臺及移動通訊設備,完成品質日常檢查、問題整改、整改復查、工程驗收等工作,高效完成施工過程品質資訊的收集、存儲,提高各方溝通效率,加強數據資訊管理,實現數據快速搜尋,強化管理人員品質意識,對提高工程的品質大有裨益。
譬如,國家雪車雪橇中心項目,基於BIM、物聯網、虛擬現實等新技術,進行3D動態樣板引路,VR技術交底、BIM智慧放樣及校核、三維鐳射掃描,主要構配件二維碼管理等應用,提高品質精細化管理水準。針對空間雙曲面競速型賽道,建立一整套涵蓋精密工程測量技術、建築資訊模型技術、傾斜攝影技術、三維鐳射掃描技術應用的新型精密工程品質控制體系。對於賽道內曲面噴射混凝土成型面的控制,通過創建三維找平管模型,對找平管進行定位,提取三維控制點,實現賽道噴射後內曲面弧度及高程滿足設計要求。同時在噴射混凝土初凝之前,採用三維掃描器對賽道成型面掃描,通過三維鐳射掃描器採集現場數據,生成點雲模型與BIM模型進行對比分析誤差,及時採取相應的措施,對誤差超出允許範圍的地方進行糾正。
在竣工驗收階段,上海寶冶還通過BIM 技術實現了現場施工過程與虛擬建造過程的同步,工程實體建造與資訊歸集的同步。從設計階段交付的 BIM 模型,按照施工進度更新維護,形成 BIM 竣工模型,為工程實體的檢查驗收提供了參考,並積累了豐富的品質資訊資料供資料驗收使用,同時形成的建築工程完整資訊模型,在項目的運營維護階段發揮重要作用,實現 BIM 全生命週期的價值。
未來,上海寶冶將重點以BIM和大數據、物聯網、機器人等新興數字技術,開展工程項目資訊的收集、管理、交換、更新、儲存過程和項目業務流程線上化,建立寶冶的品質管理數字資産,達到數字流與物質流的高程度整合與高水準組織,實現建築全過程、全要素、全參與方的數字化、線上化、智慧化,推動工程建造品質管理走向精益化,實現數字化轉型升級。(阮江平)