巧用创新技术,强化质量管控
上海宝冶在数字建造模式下,着重关注在物质产品建造与数字产品建造两个产品维度的结合应用,构建成具有宝冶特色的质量管控体系。一方面,以模型可视化应用为主,发现潜在的问题并加以解决,在前期质量策划和计划阶段可以发挥很大作用。通过BIM技术从设计到施工再到维护开展“先试”虚拟建造,将工艺做法、质量控制内容等信息与模型关联用于交底、过程跟踪,甚至可以将实测实量数据集成到模型中,使项目质量管理信息更透明,工艺更标准、流程更规范、数据更精准、考核更精确。譬如,在有限的施工空间中往往存在着大量的交叉作业过程,通过虚拟建造能够更好地发现空间的冲突,并优化交叉作业的顺序,避免空间碰撞。再如大型设备和重型建筑构件的吊装,需要精确模拟吊装过程的受力状况,从而选择合适的吊机和吊具。另一方面,利用数字化技术对工程质量的各类影响因素人、机械、材料、方法、环境和测量全面跟踪,在质量管理的各阶段为管理方提供决策信息,提升管理绩效,最终达到提升施工质量的目的,工程质量管理数字化极大改善和升级了业行质量管理模式,加速了工程建设向管理标准化方向发展。譬如在工程施工中需要来自管理平台的监控,规范指导现场工人的施工以及监理工程师的质量监督。管理平台的质量数据统计分析支持现场发现施工中的质量控制薄弱点,并采取有针对性的措施。再如,在地铁工程施工中,现场需要不断采集地表沉降等各类数据并送往平台,基于数据挖掘结果与专家智慧给出风险点和风险预防措施,并反馈至现场。
聚焦专业协同,提升设计品质
在设计阶段,上海宝冶以BIM模型为载体协同工作,并基于可视化的模型和协同平台进行沟通、协调,淡化了设计阶段各专业间清晰的工作界面,克服了各专业无法及时提取其他专业的中间设计成果而不得不采用分段、有序的串联的工作方式,大大提高设计阶段的沟通协调效率,显著提高设计质量。譬如衢州体育中心项目,基于BIM技术及协同平台,将各专业信息高度协调融合,进行可视化分析检测、管线综合与净高检查控制、市政管线综合设计、各专业碰撞检查与专业协调,对建筑空间合理优化,使其符合质量要求和标准,进行建筑面积统计及变化预警,开展多方案的可视化预演,推敲建筑细节,满足建设方对项目功能的需求,以及各参建方对施工图纸可施工性的要求,使项目在美观、功能和规范之间达到平衡,实现设计品质提升及工程造价优化。
数字建造先行,夯实精益管理
在施工阶段,上海宝冶积极开展基于BIM的施工准备阶段质量管理,将施工过程提前虚拟模拟仿真分析,包括施工现场的环境、总平面布置、施工工艺、进度计划、材料周转等情况得到可视化体现,并从图纸会审与设计交底、施工方案模拟、优化与交底、质量、进度、成本多目标综合管理、预制构件生产加工等方面动态消除建设难点,从而找出施工过程中可能存在的质量风险因素,或者某项工作的质量控制重点,提升项目质量管理水平。
生产加工中,上海宝冶在钢结构加工及装配式建筑构件生产过程中,通过互联网、RFID等技术还可对工程项目材料、设备、构件生产进行全面管控,真正实现从工程质量的源头进行管理控制。利用互联网、RFID等技术可方便地对材料的采购、运输、存储、加工、使用等多环节进行跟踪和管理,以及将施工设备的类型、性能、工作状态等参数与工程进度和施工工艺相匹配,并可将材料、设备的信息关联到BIM模型中,实现材料、设备信息的全过程追溯。
譬如雪车雪橇中心项目,一方面,通过BIM模型出加工图,根据加工图纸进行排版,通过数控编程,采用大型数控切割机对锁用构件板进行精准下料。采用数控摇臂钻进行数控开孔,保证开孔定位的精准性。采用大型焊接除尘设备,保证焊接质量。通过BIM参数化手段对赛道支架的形状及规格等进行优化,确定支架切割形式、切割设备,检测设备及检验方法等,支架制作完成后,采用了固定式3D扫描仪及手持便携式3D扫描仪开展产品质量对比分析及修正,确保支架一次安装成型质量达标。
施工过程中,基于BIM和大数据的建筑工程质量管理协同平台,结合BIM、物联网、大数据、人工智能、移动通讯、云计算及虚拟现实等技术,对人、材、机、施工工序等生产系统的要素进行日常性控制,进行精准识别、快速分析、优化决策,使工程质量管理具有可感知、自适应、可预测和自动化处理的能力。基于项目管理平台及移动通讯设备,完成质量日常检查、问题整改、整改复查、工程验收等工作,高效完成施工过程质量信息的收集、存储,提高各方沟通效率,加强数据信息管理,实现数据快速查找,强化管理人员质量意识,对提高工程的质量大有裨益。
譬如,国家雪车雪橇中心项目,基于BIM、物联网、虚拟现实等新技术,进行3D动态样板引路,VR技术交底、BIM智能放样及校核、三维激光扫描,主要构配件二维码管理等应用,提高质量精细化管理水平。针对空间双曲面竞速型赛道,建立一整套涵盖精密工程测量技术、建筑信息模型技术、倾斜摄影技术、三维激光扫描技术应用的新型精密工程质量控制体系。对于赛道内曲面喷射混凝土成型面的控制,通过创建三维找平管模型,对找平管进行定位,提取三维控制点,实现赛道喷射后内曲面弧度及高程满足设计要求。同时在喷射混凝土初凝之前,采用三维扫描仪对赛道成型面扫描,通过三维激光扫描仪采集现场数据,生成点云模型与BIM模型进行对比分析误差,及时采取相应的措施,对误差超出允许范围的地方进行纠正。
在竣工验收阶段,上海宝冶还通过BIM 技术实现了现场施工过程与虚拟建造过程的同步,工程实体建造与信息归集的同步。从设计阶段交付的 BIM 模型,按照施工进度更新维护,形成 BIM 竣工模型,为工程实体的检查验收提供了参考,并积累了丰富的质量信息资料供资料验收使用,同时形成的建筑工程完整信息模型,在项目的运营维护阶段发挥重要作用,实现 BIM 全生命周期的价值。
未来,上海宝冶将重点以BIM和大数据、物联网、机器人等新兴数字技术,开展工程项目信息的收集、管理、交换、更新、储存过程和项目业务流程在线化,建立宝冶的质量管理数字资产,达到数字流与物质流的高程度集成与高水平组织,实现建筑全过程、全要素、全参与方的数字化、在线化、智能化,推动工程建造质量管理走向精益化,实现数字化转型升级。(阮江平)