地鐵機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(zhuān)業(yè)和各業(yè)務(wù)范疇，通過(guò)闡述地鐵機電工程物資特點(diǎn)和控制難點(diǎn)，分析了BIM技術(shù)在地鐵機電工程施工物資管理中的應用。

　　關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);地鐵;機電;物資;應用

　　1地鐵機電工程物資特點(diǎn)和控制難點(diǎn)

　　地鐵機電工程，通常稱(chēng)為地鐵“風(fēng)水電”工程，主要工作內容一般包括車(chē)站及區間通風(fēng)與空調系統、給排水及水消防系統、動(dòng)力照明系統安裝，綜合管線(xiàn)安裝，以及與火災自動(dòng)報警系統（FAS）、設備監控系統（BAS）、市政管線(xiàn)等相關(guān)系統的接口與聯(lián)合調試等。地鐵機電工程施工涉及面廣，多專(zhuān)業(yè)，多工種，平行作業(yè)多，交叉作業(yè)多，協(xié)調配合多，地下施工空間狹窄并隨著(zhù)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，現場(chǎng)物資存儲、半成品預制加工場(chǎng)地受限地下車(chē)站施工現場(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)與空調工程的風(fēng)管與支架等配件的預制，給排水管道及消防水管道的加工，都屬于非標產(chǎn)品制作，加工前按照設計圖紙和現場(chǎng)情況進(jìn)行核對和放樣制圖，現場(chǎng)加工都需要一定的場(chǎng)地。地鐵施工一般在市區內，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(wú)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(zhù)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 )影響構件加工質(zhì)量。在地鐵施工活動(dòng)中，需要空間移動(dòng)，隨著(zhù)施工的進(jìn)展，施工過(guò)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(lái)越少�，F場(chǎng)存儲場(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)，增加成品保護成本，若遲了建筑裝修砌墻完成未預留通道設備又無(wú)法進(jìn)入。

　　1.2多專(zhuān)業(yè)、多工種協(xié)調配合多，平行作業(yè)、交叉作業(yè)多，半成品、設備保護難度大地鐵機電工程所涉及到的施工包括車(chē)站和隧道結構、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、自動(dòng)售檢票、BAS系統、FAS系統等。在機電系統施工過(guò)程中，各機電系統由于各方面的原因，會(huì )在施工的順序、系統之間管線(xiàn)的進(jìn)度、工序、協(xié)調等方面發(fā)生一定的矛盾，各專(zhuān)業(yè)之間的協(xié)調工作量比較大。施工現場(chǎng)專(zhuān)業(yè)眾多，人員構成復雜，平行作業(yè)、交叉作業(yè)多，協(xié)調管理工作直接關(guān)系到整個(gè)工程的進(jìn)度。部分機電系統的設備多為精密精良設備，對環(huán)境衛生、氣溫、濕度等要求比較高。機電工程施工和其他土建及安裝專(zhuān)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、設備成品保護工作帶來(lái)很大困難。

　　1.3施工測量定位難，管線(xiàn)沖突多，物資需用計劃失準，造成物資浪費由于地鐵車(chē)站的空間有限，而管線(xiàn)眾多，如何對各類(lèi)管線(xiàn)系統綜合排布，確保管線(xiàn)相互間的位置、標高等滿(mǎn)足設計、規范、施工及日后維修的要求，施工測量定位是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。

　　1.4地鐵工程物資規格型號多，非標構件多“風(fēng)水電”系統物資規格型號紛雜，如某地鐵項目一個(gè)月內使用的物資規格型號就達3800種，據統計，地鐵工程物資規格約達到30000個(gè)。不同地鐵機電工程“風(fēng)水電”系統設計原理基本一致，物資使用、設備選型大同小異。非標構件多，典型表現在通風(fēng)與空調系統的風(fēng)管、部件、法蘭的預制和預裝，都要根據設計圖紙進(jìn)行現場(chǎng)復核，然后再現場(chǎng)加工制作。通風(fēng)與空調系統是地鐵機電工程占據空間最大的分部工程，尤其是風(fēng)管尺寸較大，有的大型系統風(fēng)管可達到3m以上的長(cháng)度。

　　2BIM技術(shù)的應用

　　BIM技術(shù)具有可視化、模擬性、協(xié)調性、優(yōu)化性和可出圖性的特點(diǎn)。建立以BIM技術(shù)應用為載體的項目管理信息化，可以為地鐵物資管理信息技術(shù)化提供基礎。通過(guò)三維渲染、模擬施工、碰撞檢查、有效協(xié)同，實(shí)現前瞻性協(xié)調和優(yōu)化，精準物資計劃，讓物資控制依據更加科學(xué)，提高采購效率和準確度，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，精準物資需用計劃傳統設計往往由于各專(zhuān)業(yè)設計師之間的溝通不到位，而出現各種專(zhuān)業(yè)之間的碰撞問(wèn)題。例如給排水及水消防專(zhuān)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(guò)程中，可能在布置管線(xiàn)時(shí)正好在此處遇到動(dòng)力照明系統管線(xiàn)的布置，這就是機電工程施工中常遇到的碰撞問(wèn)題。如果物資需用計劃分別根據動(dòng)照系統和水系統施工圖紙分別編制，按計劃物資采購、供應，但在實(shí)際施工中的碰撞點(diǎn)物資無(wú)法使用，必然造成物資浪費；如果根據碰撞現場(chǎng)制定出跨越方案，需要重新采購物資，又必然會(huì )影響施工進(jìn)度。在地鐵機電工程施工過(guò)程中，因為物資供應問(wèn)題，施工隊、物資部門(mén)、技術(shù)部門(mén)常常會(huì )發(fā)生矛盾，施工隊會(huì )把窩工歸咎于物資供應不上或物資規格不符，物資部門(mén)又會(huì )抱怨物資需用計劃不準確或提報不及時(shí)，實(shí)質(zhì)上許多原因都出現在碰撞點(diǎn)上。按照傳統經(jīng)驗型管理，類(lèi)似碰撞問(wèn)題的協(xié)調解決往往是在問(wèn)題出現之后。BIM的協(xié)調性服務(wù)就可以幫助處理類(lèi)似問(wèn)題。當然BIM的協(xié)調作用也并不是只能解決各專(zhuān)業(yè)間的碰撞問(wèn)題，它還可以解決諸如電梯井布置與其他設計布置及凈空要求之協(xié)調，防火分區與其他設計布置之協(xié)調，地下排水布置與其他設計布置之協(xié)調等。傳統的施工圖紙是各個(gè)構件的信息在圖紙上采用線(xiàn)條繪制表達，但是其真正的構造形式就需要施工人員去自行想象了。對于一般簡(jiǎn)單的東西來(lái)說(shuō)，這種想象也未嘗不可，但是地鐵機電工程管線(xiàn)縱橫交錯、構件形態(tài)各異、設備造型復雜。BIM提供的可視化思路，把以往的線(xiàn)條式的構件形成一種三維的立體實(shí)物圖形展示出來(lái)�？梢暬�的結果不僅可以用于效果圖的展示及報表的生成，更重要的是項目設計、建造、運營(yíng)過(guò)程中的溝通、討論、決策都可在可視化的狀態(tài)下進(jìn)行。利用建筑結構、設備管線(xiàn)BIM模型，進(jìn)行構件及管線(xiàn)綜合的碰撞檢測和深化設計，可提前發(fā)現設計中存在的問(wèn)題，減少“錯、缺、漏、碰”和設計變更，提高物資需用計劃編制效率和質(zhì)量。

　　2.2%三維渲染，空間管理，物資儲存及預制場(chǎng)地動(dòng)態(tài)管控，半成品及成品設備科學(xué)防護基于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)行嚴格的管理。隨著(zhù)施工的進(jìn)展，施工過(guò)程中的空間需求不斷發(fā)生改變，可用空間就會(huì )越來(lái)越少，必須提前預測而且要合理安排現場(chǎng)物資儲存、預制件加工場(chǎng)地所占據的空間，盡可能地減少對于施工人員的干擾，不然就可能造成效率低下、質(zhì)量下降、安全事故等。通過(guò)網(wǎng)絡(luò )來(lái)計劃進(jìn)行場(chǎng)地安排空間是很常見(jiàn)的施工計劃，但這些規劃時(shí)空的方式都不夠直觀(guān)，不能夠很好的描繪建設的空間規劃。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(guò)程問(wèn)題，而且還可以隨進(jìn)度變化給予三維可視化和計算模型，為時(shí)變理論的應用提供適合的途徑與方法。BIM技術(shù)應用在增加空間上的視覺(jué)檢查以外，還校正了各個(gè)細節施工的剖面圖和標記說(shuō)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(guò)程中，空間沖突是導致半成品、成品防護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)機械產(chǎn)生的粉塵、振動(dòng)，施工人員的活動(dòng)半徑，如果現場(chǎng)作業(yè)在空間上與半成品、成品產(chǎn)生了沖突，摩擦，就容易對半成品、成品損害。所以在開(kāi)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(wèn)題，尋找最優(yōu)設備進(jìn)場(chǎng)時(shí)間、路徑、部位，大大減少設備受損的可能性。在進(jìn)行空間沖突檢測之前，需要對每一構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數據庫，快速精準計算物資預算和實(shí)際成本，實(shí)行多維度物資成本分析BIM數據庫的創(chuàng )建，通過(guò)建立5D關(guān)聯(lián)數據庫，可以準確快速地計算出工程量和物資需用量，提升施工預算和物資預算的精度與效率。由于BIM數據庫的數據粒度達到構件級，可以快速提供支撐項目各條線(xiàn)管理所需的數據信息，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。一是海量數據。每一個(gè)施工階段都牽涉大量物資、施工機具消耗和各種相關(guān)費用，數據量非常龐大，實(shí)行短周期（月、季）成本在當前管理手段下，就顯得非常困難。施工過(guò)程中，項目部關(guān)注焦點(diǎn)在于建設單位的工程要求，需要應付各種各樣的外部?jì)炔康臋z查、會(huì )議、評比活動(dòng)，保證施工進(jìn)度、安全、質(zhì)量，過(guò)程物資成本分析、優(yōu)化管理就往往無(wú)暇顧及。二是牽涉部門(mén)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(guān)準確地反映物資節支狀況。實(shí)際物資成本核算，當前情況下需要工程、預算、物資、倉庫、施工、財務(wù)多部門(mén)多崗位協(xié)同分析匯總提供數據，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。三是物資對應分解困難。一種物資、機具往往用于多個(gè)分項分部工程，拆分分解對應相關(guān)責任單位要求相當高，是一項非常細致的工作，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雜。物資方面，有的已入庫未付款，有的先預付款未到貨，有的已消耗未出庫列支，有的已出庫未消耗；施工機具、周轉性物資租賃也有類(lèi)似情況；勞務(wù)分包常常包括輔材，分包費用計量情況復雜，有的項目甚至未簽約先施工，事后再談判確定費用。情況如此復雜，物資成本項目和數據歸集在沒(méi)有一個(gè)強大的平臺支撐情況下，不漏項做好三個(gè)維度的（時(shí)間、空間、工序）的對應就變得非常困難。

　　2.3.2物資成本核算解決方案。①創(chuàng )建基于BIM的實(shí)際物資成本數據庫。建立物資成本的5D（3D實(shí)體、時(shí)間、工序）關(guān)系數據庫，讓實(shí)際物資成本數據及時(shí)進(jìn)入5D關(guān)系數據庫，物資成本匯總、統計、拆分對應實(shí)現簡(jiǎn)易可行。以各WBS單位工程量物資、施工機具單價(jià)為主要數據進(jìn)入實(shí)際物資成本BIM中。未經(jīng)合同確定單價(jià)的物資、機具項目，按預算價(jià)先進(jìn)入。有實(shí)際成本數據后，及時(shí)按實(shí)際數據替換掉。②實(shí)際物資成本數據及時(shí)進(jìn)入數據庫。BIM中成本數據以采取合同價(jià)和企業(yè)定額消耗量為依據。隨著(zhù)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)調整。每月對實(shí)際消耗進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)，調整實(shí)際成本數據�；�整為零，動(dòng)態(tài)維護實(shí)際成本BIM，大幅減少一次性工作量，并有利于保證數據準確性。物資實(shí)際成本。要以實(shí)際消耗為最終調整數據，而不能以財務(wù)付款為標準，物資費的財務(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，按財務(wù)付款為成本統計方法將無(wú)法反映實(shí)際情況，會(huì )出現嚴重誤差。堅持物資月度盤(pán)點(diǎn)制度，物資員將入庫物資的消耗情況詳細列出清單向成本核算部門(mén)提交，據以按時(shí)調整每個(gè)WBS物資實(shí)際消耗。施工機具、周轉性物資實(shí)際成本，要注意各WBS分攤，有的可按措施費單獨立項，例如臨邊防護用鋼管可計入安全文明施工措施費。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)調整維護好該模型，統計分析工作就很輕松，軟件強大的統計分析能力可輕松滿(mǎn)足我們各種成本分析需求�；�于BIM的實(shí)際成本核算方法，較傳統方法具有極大優(yōu)勢：一是快速。由于建立基于BIM的5D實(shí)際成本數據庫，匯總分析能力大大加強，速度快，短周期成本分析不再困難，工作量小、效率高。二是準確。比傳統方法準確性大為提高。因成本數據動(dòng)態(tài)維護，準確性大為提高。消耗量方面仍會(huì )在誤差存在，但已能滿(mǎn)足分析需求。通過(guò)總量統計的方法，消除累積誤差，成本數據隨進(jìn)度進(jìn)展準確度越來(lái)越高。另外通過(guò)實(shí)際成本BIM模型，很容易檢查出哪些項目還沒(méi)有實(shí)際成本數據，監督各成本條線(xiàn)實(shí)時(shí)盤(pán)點(diǎn)，提供實(shí)際數據。三是分析能力強�？梢远嗑S度（時(shí)間、空間、WBS）匯總分析更多種類(lèi)、更多統計分析條件的成本報表。

　　3結束語(yǔ)

　　我國地鐵建設迎來(lái)井噴期。截至2016年9全國已有43個(gè)城市的建設規劃獲得批復，規劃總里程約8600km。城市軌道交通建設正在向二三線(xiàn)城市蔓延，徐州、南通、蕪湖、紹興、洛陽(yáng)這些傳統意義上的三線(xiàn)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)同樣適用于項目人工成本核算、管理費核算，乃至整個(gè)項目成本核算。以BIM技術(shù)作為強有力的工具，將項目實(shí)際成本BIM模型通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)集中在企業(yè)總部服務(wù)器。公司技術(shù)、成本、財務(wù)、物資等業(yè)務(wù)部門(mén)就可共享每個(gè)工程項目的實(shí)際成本數據，數據粒度也可掌握到構件級。

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