BIM與企業(yè)資源計劃系統(tǒng)ERP

1、BIM與企業(yè)資源計劃系統(tǒng)ERP摘要當前工程項目精細化管理最大難題在于:一是難以實時提供項目管理各條線所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù);二是各條線工作協(xié)同困難。隨著數(shù)字建造核心技術(shù)3D建模和3D計算技術(shù)的成熟和實用化，以建筑信息模型(BIM)為交互對象的數(shù)字建造技術(shù)越來越得到廣泛的應(yīng)用,ERP與BIM結(jié)合應(yīng)用將為提高工程項目管理水平創(chuàng)造巨大價值。關(guān)鍵詞工程項目管理;建筑信息模型;數(shù)字建造系統(tǒng);建筑工程數(shù)據(jù)管理;建筑工程生命周期管理;工程基礎(chǔ)分類;ERP據(jù)美國勞動局、商務(wù)部報告，在過去40年中，美國大多數(shù)行業(yè)已經(jīng)極大地改進了生產(chǎn)效率，生產(chǎn)率幾乎翻了一番，而建筑業(yè)的生產(chǎn)效率反而在下降。而國內(nèi)建筑業(yè)勞動生產(chǎn)率雖然從數(shù)據(jù)

2、上看近20年大幅增長，但主要原因是物價水平上漲，機械設(shè)備化率提高帶來的。從管理的角度看生產(chǎn)力水平依然很低，管理粗放，進度成本控制困難。前些年由于定額計價造價水平較高，項目部成本壓力較小。隨著清單報價規(guī)則(最低價中標)施行，成本壓力越來越大，精細化管理勢在必行。建造階段承包商進行精細化項目管理,最大困難在于：缺乏有效的工具和方法為各條線提供實時工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，如項目經(jīng)理經(jīng)營決策、人機物資源計劃、倉庫限額領(lǐng)料、物料采購各個環(huán)節(jié)往往因預(yù)算部門不能及時提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，很難做到事前控制；缺乏有效的工具和方法為各條線提供最有效率的協(xié)同作業(yè)方法,工程變更和現(xiàn)場技術(shù)文件發(fā)布相當頻繁,數(shù)據(jù)、信息的傳遞不能實時同步,

3、溝通協(xié)調(diào)成本高,因此發(fā)生差錯、延誤工期現(xiàn)象非常嚴重。當前承包商提高項目管理水平試圖從流程管理和借助ERPMIS信息系統(tǒng)加以解決，就近10年的發(fā)展來看，效果還是不太理想。原因在于所有的項目精細化管理都要以工程實物量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，且要實現(xiàn)實時的四算對比，即中標價、設(shè)計預(yù)算、施工預(yù)算(計劃消耗)、實際消耗的實時對比，才能找到問題和漏洞。流程管理和MIS、ERP顯然都無法解決好這個問題。另外，國內(nèi)項目管理流程規(guī)范化程度很低，一個大企業(yè)各項目管理流程差別也較大。因此很難培育出一個成熟的工程項目管理MIS、ERP市場和好的產(chǎn)品。以3D建模、3D計算為核心的數(shù)字建造技術(shù)是通過建筑信息模型(BIM,buildi

4、nginformationmoc的建立，實行從招投標開始至工程建成全過程以工程數(shù)據(jù)管理(BDM,buildingdatamanagement為項目管理各條線提供實時準確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，使項目管理事先控制能力和共享協(xié)同能力得到提高。1數(shù)字建造關(guān)鍵技術(shù)數(shù)字建造技術(shù)的核心理念在于創(chuàng)建一個工程信息模型(BIM)它可以記錄下工程實施過程中幾乎所有的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)一旦與工程信息模型構(gòu)件相關(guān)聯(lián)，創(chuàng)建以后就可以被實時調(diào)用、統(tǒng)計分析、管理與共享。這就需要一種建立建筑信息模型(BIM)的強大工具，方便、快捷地創(chuàng)建BIM。近年來，隨著計算機軟硬件技術(shù)的發(fā)展，BIM建立工具有了突破性進展。Autodesk的Revit、魯班算

5、量軟件都是典型代表。一個成熟的BIM建立工具需要有以下幾方面成熟的技術(shù)：3D建模技術(shù)BIM建模技術(shù)必須針對建筑工程開發(fā)，要達到非常高的易用性，否則無法推廣。3D實體計算技術(shù)工程管理需要的數(shù)據(jù)為實物量，工程構(gòu)件縱橫交錯，必須要計算出實物量才有意義，體積、面積、長度均如此。因此首先BIM的數(shù)據(jù)應(yīng)是可運算的系統(tǒng)，能像人腦一樣知曉各構(gòu)件之間空間關(guān)系。其次要用大規(guī)模布爾算法，因工程規(guī)模越來越大，布爾算法對CPU、內(nèi)存資源需求十分驚人，研發(fā)高效率算法、增量計算技術(shù)十分重要。3D數(shù)據(jù)基于Web傳輸技術(shù)BIM建立在工程現(xiàn)場服務(wù)器(Server)中，為擴展應(yīng)用價值,實行協(xié)同作業(yè)，分享BIM數(shù)據(jù)必須實行遠程(We

6、b)調(diào)用。3D圖形數(shù)據(jù)量巨大，如何達到較好的用戶體驗，成為一個重要課題。3D數(shù)據(jù)壓縮與Web傳輸技術(shù)至關(guān)重要。數(shù)字建造系統(tǒng)(DCS)完整描述見圖1)耐域henict施技術(shù)壊孵外何許理圖數(shù)字建造系統(tǒng)(DCS)數(shù)字建造系統(tǒng)(DCS)以存放BIM的工程數(shù)據(jù)管理(BDM)服務(wù)器為核心，可通過局域網(wǎng)或Interne與項目部各管理崗位相連。工程開始前，由專門授權(quán)的項目技術(shù)人員建立初步的BIM，隨著工程的建造過程,BIM創(chuàng)建的數(shù)據(jù)量逐步增加,管理和共享的數(shù)據(jù)量也越來越大。各項目管理崗位都可以實時調(diào)用最新的BIM數(shù)據(jù)，用于項目管理所需。應(yīng)用方式非常類似于人們常用的搜索引擎Google。舉例說明：鋪地毯班組領(lǐng)1

7、0樓地毯材料時，倉庫發(fā)料員在終端PC上輸“10樓地毯”系統(tǒng)將列出詳細數(shù)據(jù)表匯總數(shù)、各房間用量,并可查詢分布圖形。DCS系統(tǒng)創(chuàng)造數(shù)據(jù)和分享數(shù)據(jù)的權(quán)限通過系統(tǒng)授權(quán)來實現(xiàn)，以免造成數(shù)據(jù)流混亂和泄密。3數(shù)字建造系統(tǒng)(DCS)應(yīng)用價值3.1將2D交互方式進化到3D交互方式傳統(tǒng)通過二維(2D)圖紙和文件的交互方法有交互效率低、容易發(fā)生錯誤、信息不全面、關(guān)聯(lián)信息調(diào)用困難、設(shè)計數(shù)據(jù)無法運算等弊端?；贐IM的DCS系統(tǒng)能很好地解決以上問題，將三維工程問題真正從二維交互方式進化到三維交互方式。對一個工程部位很容易從各個角度查看，三維構(gòu)建關(guān)系目了然，交互效率極高,也不易發(fā)生理解錯誤，不光可以看到圖形數(shù)據(jù)，構(gòu)件的屬

8、性數(shù)據(jù)都可方便調(diào)出。同時對BIM中的數(shù)據(jù)進行各種自動計算，為用戶提供結(jié)果報表。3.2實現(xiàn)了工程信息的集成(見圖2)二維范圍表達的工程含義相當有限，大量設(shè)計思想、工程實施要通過缺少關(guān)聯(lián)關(guān)系的二維圖紙、技術(shù)文件來表達，表達難度大，溝通成本高，生產(chǎn)效率低，往往為解決某個問題調(diào)用大量文件資料，計算過程中發(fā)生差錯較多?；贐IM的工程數(shù)據(jù)管理(BDM)，很好地解決了這個問題,不論個構(gòu)件關(guān)聯(lián)多少屬性數(shù)據(jù)文件，都很容易實現(xiàn)實時調(diào)用。如質(zhì)檢中發(fā)現(xiàn)10樓防火門閉門器有問題，可在查詢界面中輸入“10樓防火門”幾個字,相關(guān)屬性資料即被全部調(diào)出，并有詳細3D圖形。3.3實行實時項目協(xié)同作業(yè)以往的項目管理各條線協(xié)作模式

9、基本處于點對點溝通協(xié)作模式，雜亂無序，信息傳遞效率低、差錯多、成本高，在線協(xié)同模式的建立大大改善了這問題。3.4為ERP實時提供各條線數(shù)據(jù)，實行項目管理的事先控制項目成本管理的關(guān)鍵在于實時掌握基礎(chǔ)數(shù)據(jù),過程中能進行實時四算對比，分析出問題，從而解決成本漏洞隱患，基于BIM的DCS系統(tǒng)提供了這種能力。當材料員進行采購時，能得到最新工程量清單，工程中存在大量變更，數(shù)據(jù)是動態(tài)的，這樣可以避免采購量出錯引起的損失。MX外包;卜圖2工程信息的集成和協(xié)同作業(yè)Wt?dll”占頃II絲列倉M胛a冥打M企庫發(fā)料h實和圻限額領(lǐng)料管理在項目上幾乎無法實現(xiàn),最主要原因是倉庫發(fā)料員不能輕易得到實時的實物量數(shù)據(jù),最后導(dǎo)致

10、用了再說。很多大型施工企業(yè),20年前,已將限額領(lǐng)料流程建立和完善了,但并沒有被真正執(zhí)行,幾乎所有項目整體上都是事后補單,實物量數(shù)據(jù)無法實時計算分享是一個重要原因。項目經(jīng)理的經(jīng)營生產(chǎn)決策同樣基于基礎(chǔ)數(shù)據(jù),工期排定,人、機、物調(diào)度均以工程量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)決策,實時得到,對快速決策和決策準確性起到關(guān)鍵性作用。如圖3所示。曲物劇兀齣Jt爭圖3BIM創(chuàng)建管理共享3.5虛擬建造在BIM基礎(chǔ)上進行擴展，對技術(shù)措施方案大型施工設(shè)備、腳手架布置等）建模，加上BIM的時間維，形成4DIM,可以進行全建設(shè)過程虛擬,對施工技術(shù)方案的評價、現(xiàn)場交底、招投標技術(shù)方案表現(xiàn)帶來價值。4數(shù)字建造技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀2002年開始,Auto

11、desk提出BIM概念,隨后提出工程生命周期管理(BLM)概念。國內(nèi)數(shù)字建造技術(shù)(DCT)近幾年才真正興起，由魯班軟件率先提出和定義概念。4.1建造業(yè)文件傳遞標準IAI國際協(xié)同作業(yè)聯(lián)盟www.iai.or開發(fā)出了一套數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)標準IFC用來描述建造產(chǎn)業(yè)中3D建筑構(gòu)件之間協(xié)同運作的機制與內(nèi)容。IAI是國際標準組織(ISO)的分支單位。IFC系統(tǒng)既是一套數(shù)據(jù)呈現(xiàn)標準，也是一套檔案格式，其原則是將建筑建造3D模型與圖形等數(shù)字構(gòu)件視為真實世界的構(gòu)件來定義，目的是讓建筑上的CAD使用者能在不同軟件間交換設(shè)計數(shù)據(jù)(BIM)。4.2國外廠商與應(yīng)用介紹幾家國際軟件廠商巨頭對IFC的支持有過搖擺的過程，建立

12、自己為主的行業(yè)事實標準是軟件巨頭的努力目標。面對復(fù)雜的工程實際情況，家企業(yè)難以勝任，近階段,部分國際軟件廠商提高了對IFC的支持力度。4.3國內(nèi)廠商與應(yīng)用介紹國內(nèi)廠商在BLM的建造階段做出了出色的業(yè)績，特別是魯班軟件、PKPM等軟件公司在基于BIM的工程量計算領(lǐng)域取得較大進展,已發(fā)展有數(shù)萬用戶，并有大量成功案例。雖然目前國內(nèi)廠商推廣領(lǐng)域僅限于工程量計算，為項目管理提供工程量清單，但同時也為全面數(shù)字建造系統(tǒng)的推廣應(yīng)用打下了良好的技術(shù)儲備和市場基礎(chǔ)，為數(shù)字建造系統(tǒng)創(chuàng)造價值和培育市場找到了切入點。魯班算量產(chǎn)品主要基于AutoCAD平臺,通過自主開發(fā)圖形識別技術(shù)，能非常好地利用AutoCAD原始數(shù)據(jù)，

13、創(chuàng)建了能讓普通工程技術(shù)人員掌握的建模交互工具，能高效創(chuàng)建3DIM,建立了構(gòu)件屬性數(shù)據(jù)庫,管理關(guān)聯(lián)的構(gòu)件屬性數(shù)據(jù)。5BIM(DCS)與MIS、ERP的聯(lián)合應(yīng)用二者最終會走向融合。DCS為項目MIS、ERP系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，二者數(shù)據(jù)整合可使項目信息系統(tǒng)真正實現(xiàn)四算對比,使項目成本處于真正的可控狀態(tài)，從而避免ERP成為空中樓閣。如圖4所示。*進荷側(cè)算對比分析找出管理漏洞計價信息:;提供管瓏決策依抵、建儀提供實物黛基礎(chǔ)數(shù)播律提供圖形數(shù)據(jù)任就方式統(tǒng)計分析.杳耐按工程趙、企業(yè)定額、建材扮格計算造價成本建材價格信恩造價指數(shù)BM(DCS)與ERP的關(guān)系6結(jié)語BIM與ERP的結(jié)合應(yīng)用，將非常深遠地影響建筑業(yè)發(fā)展。中國具備最