基于BIM技術的建筑企業物流管理

基于BIM技術的建筑企業物流管理

　　引導語：說到網購，前段時間還被歪國友仁評為“中國新四大發明”之一，足不出戶在家動動手指就能把想要的商品送到家里來，歪國友仁紛紛表示太想帶回自己國家了。下面是yjbys小編為你帶來的基于BIM技術的建筑企業物流管理，希望對你有所幫助。

　　網購就離不開物流了，正是物流服務、快遞服務，才能使你心愛的商品送到家里來。不然僅僅只是網上買了難道還得自己跑去店里拿嗎，那還要網購做什么呢?所以物流與網購兩者缺一不可。

　　而物流中有一大重點便是物流管理，我們建筑施工企業中的物流管理甚至可以用到BIM技術。

　　建筑施工企業的物流是指施工企業從支持生產活動所需要的原材料進廠，經儲存加工、裝配包裝，到施工產品建成這一全過程的物料在倉庫與施工現場之間的每個環節的流轉移動和儲存及有關管理活動，貫穿了整個建筑產品生產過程的始終，形成一個有機整體。

　　近年來，施工企業引入BIM的原因之一是此技術通過生成4D動態模型支持建筑物流管理。近10年，在全球工程建設行業都有對BIM技術的實際應用和研究，研究結果表明，BIM作為一種管理升級的核心技術必將在未來給建筑業及房地產企業帶來發展的契機。文章提出基于BIM技術的建筑施工企業物流管理的一些方法和策略。

　　建筑施工企業物流管理的現狀

　　1.對物流管理缺乏足夠的認識

　　物流管理作為一種較新的管理概念和管理方法已經被廣泛地應用在現代企業的管理之中，正在發揮積極而有效的作用。但從建筑施工行業來看，目前仍有一部分施工企業物流管理缺乏科學性和系統性，甚至物流管理差距很大、損失浪費很嚴重，企業處于半停產的邊緣。究其原因，施工企業對科學管理重視不夠，特別是對物流管理的認識沒有提到應有的高度，存在模糊認識。

　　2.建筑施工企業物資管理體系不完善，信息化水平偏低

　　盡管一些建筑施工企業對原有的物資管理體系進行了改革，但其物資供應部門僅僅完成了供應物資的職責，沒有發揮本部門優勢，把傳統的采購保管業務擴展為采購、倉儲、配送、加工的全過程服務。沒有從物流管理的角度，對本企業的物資供應系統進行全面的研究。

　　3.建筑施工企業對物流成本的組成及管理意識淡薄

　　目前我國建筑施工企業對于成本管理的重點仍然局限于施工過程的作業成本，對物資流通環節的成本重要性缺乏足夠重視，物流在建筑施工企業施工預算中沒有單獨的項目。另外，施工企業物流績效考核指標過于單一，通常只有“材料成本差異”一個考核指標。這個指標并不能完全反映物流責任單位的績效，并且針對性也不強。

　　4.建筑施工企業與供應商的關系不穩定

　　在建筑施工企業傳統的采購模式中，供應方與需求方之間的合作多是臨時性或短期性的，競爭多于合作。選擇供應商成為建筑施工企業傳統采購過程中的核心工作，供應商的選擇過程要花費供需雙方許多時間和精力。在交易過程中，建筑施工企業為了能夠從眾多供應商中選擇出最佳的供應商，采用保密的措施以防供應商知悉后提高材料的價格，而供應商為得到賣單也往往虛張自己的供貨能力和效率以及產品性能，這種供需博弈的過程最終導致了建筑材料成本的提高，從而提高了建筑企業的施工成本。

　　基于BIM技術物流管理的目標

　　BIM的基礎技術是CAD技術，一種以模型信息集成技術為核心，通過在三維模型中添加時間、成本維度而逐步發展為4D、5D技術，旨在提高建筑全生命周期內工作效率和質量，降低風險、減少錯誤。

　　我國于2003年開始引入BIM技術，主要是設計單位、咨詢單位應用居多，在建筑設計、節能設計、成本預測、施工優化、施工安全等領域的軟件有了較大的發展。

　　BIM的特點包括可視化、優化性、可出圖性、協調性和模擬性。4D-BIM虛擬建造技術是將設計階段完成的3D建筑信息模型附加以時間的維度，構成4D模擬動畫，繼而建立計算機模型，并借助于可視化設備對項目進行虛擬描述。4D模擬可以支持進度可視化、現場空間分析和設備定位，實現識別潛在施工流水沖突、擬定資源計劃等功能，一般是在施工前階段作用。可通過在實時施工模型屏幕上截取任意構件、流水段等，查看選取對象的施工狀態和工程信息，包括當前的施工時間、開始與結束時間、剩余工程量等，同時可以根據項目的進度對模型進行持續動態更新，借此在三維視圖中發現當前項目存在的問題，對潛在的問題進行準確預測。

　　BIM技術的應用貫穿于項目決策、設計、施工、運營全過程。BIM結合模擬技術可以預先有效分析和優化施工過程及資源配置，保證施工的順利進行。特別是在前期設計好運輸物資的入場路線、統計出設計所需的各項材料的種類、數量，為物資及設備的采購提供有力的支持。

　　目前建筑材料的主要物流成本主要集中在鋼材、混凝土、大型器械等項目上，相應的物資的采購、運輸、入庫、倉儲費用因集中采購、現場場地不足而臨時租用倉庫、場地等原因而升高，物流活動的管理水平落后。借助于BIM技術，建筑企業物流管理意欲實現的目標包括以下方面：

　　其一，強化供應商管理，力爭改變傳統的短期合作、零和博弈模式為長期、戰略合作模式;

　　其二，優化物資采購，通過將物資采購電子商務化和批量化，來簡化程序，縮短周期，從而降低成本;

　　其三，強化建筑材料、設備出庫入庫、調撥及報損管理，在合理范圍內保持庫存最小化;

　　其四，加強物資入場退場、損耗管理，盡量規劃好物資出入場線路，堆放位置，避免材料二次搬運，使浪費最小化;

　　其五，及時、準確獲取相關物流信息，有效控制不同階段、不同方式的物流活動

　　BIM技術在物流管理中的實際應用

　　1.場地選擇與運輸路線優化

　　場地是建筑產品所在地，項目全壽命周期內，施工者始終在此范圍內活動，材料、設備入場后也是在場地范圍內被使用。因此場地是建筑設計、建筑施工首要考慮的因素，場地的特點包括了水文地質、植被、周圍規劃條件等技術要求，也是未來建筑給人們帶來體驗的地點。運輸路線首先是根據場地來制定的，而路線合理與否不但關系項目進度，也關系到物資是否需要二次運輸。

　　對施工企業而言，關注的重點是如何平整場地，修整道路，合理設置施工機械，方便運輸材料、設備的車輛入場，利于施工機械操作。在基地條件并不復雜的場地中，通過草圖、實體模型等手段可以實現目的，但是在山地等復雜場地中，上述手段都會失效。而BIM技術以其卓越的信息集成功能與Googlemap結合，可以快速調用場地周圍環境信息，生成3D地形基礎數據，繼而進行場地環境分析，通過環境的模擬分析，結合路徑優化的算法，迅速模擬生成適應于場地環境的運輸路線。

　　對建材、建筑設備的堆放位置和方法，也可進行優化，很大程度上避免物資二次搬運，為施工順利開展創造一個良好的開端。

　　2.準確采購計劃的制定與物流成本實時監控

　　以往建設項目的工程量是造價人員在識別、分析施工圖的基礎上，根據個人主觀經驗以及對圖紙理解程度得出的，結論通常因人而異，在大量計算過程中也易出現各種錯誤。

　　雖然也有部分借助CAD等相關軟件，但是受軟件自身設計、功能的限制，其對圖紙的識別以及對某些異型、復雜構件等常采取近似計算或忽略處理，降低了計算結果準確度。受建筑產品的特殊性影響，施工過程中，往往會產生不同程度的設計變更，一處變更則與之相關的所有部位要隨之變更，這就要求造價部門對新的圖紙重新進行計算。

　　以上各因素導致工程量計算量大、易錯漏，變更后需重新核算工作量，整個過程非常繁瑣。

　　BIM技術改變了傳統二維存儲方式中信息割裂的問題，在一個完整的BIM模型中，設計元素以包括平面圖、立面圖、剖面圖、三維透視圖、明細表等多種方式呈現。修改上述呈現模式的任一個，其他狀態下的元素屬性都會發生相應變化 。在BIM模型中，通過計算機對建筑物構件的精確計算直接生成工程量清單，明確顯示出工程所需要的人力和設備方便快捷且準確無誤。

　　BIM另一項功能是通過自動計算WBS節點任務的成本，來精確控制建筑材料的用量，倉儲保管、運輸、采購、裝卸搬運等物流活動的成本。其特點是隨WBS任務劃分的調整、設計變更等，動態調整物流活動各項成本。相應資源根據動因變化，經由作業成本中心，被分配到相應產品或服務上。通過對物流成本的實時監控和調整，有助于更好地把握工程生命周期的物流成本，及時發現和解決計劃成本與實際成本之間的差異，提高項目的成本控制水平。

　　3.預制構件采購與長效供應機制的實現

　　建筑企業傳統的采購模式是根據項目的特點、施工進度的需要，購買項目建設所需要的物資(陳德強等，2012)。供需雙方互相不了解作業計劃，以利益為目標，并且由于建設項目的一次性、不確定性等特點(李忠富等，2010)，導致建筑原材料及設備采購的超前性、無規律性，企業在項目開始前即采購大 量的原材料進行存儲，不僅增加了庫存成本，而且對保存環境有較高要求的材料如水泥、添加劑等易因保存不當造成損失，對鋼筋、銅線等貴重材料也需要專人看護，防止被盜，增加企業的人力成本。

　　BIM模型不是單一的圖形化模塊，它包括了從構件材質、尺寸數量、產品型號、生產廠家、產品價格等一系列信息，以異形結構為例，只需打開模型，截取畫面，即可顯示結構的各項尺寸，可將信息發送給選擇的供應企業定制，避免了構件采購的尺寸錯誤，減少材料浪費。

　　現場作業是導致建筑施工過程環境污染的主要原因，也是導致建筑行業效率低下的一個因素。因大量現場作業導致無法大規模使用現代機器設備來代替人工作業，無法有效提高施工安全性與作業質量，因此在不影響建筑結構安全的前提下，合理使用預制構件可以有效彌補上述不足之處。

　　構件的生產商通常是項目的分包商之一，在中標后，負責某個系統或分部分項子項目的設計、制造、安裝，例如鋼結構構件、預制混凝土構件、幕墻系統等。在中標后，生廠商會提供詳細的構件設計，并且經過多次審核，反復檢查裝配圖與其他建筑系統是否沖突，在傳統施工中，只能等到實際吊裝才能發現構件設計是否合理，尺寸是否符合預留。一旦發現問題，往往造成巨大的時間、人力、財力損失。

　　在國際物流日益發展的背景下，全球采購越來越多。工程預制構件不僅要預留充足的設計、生產時間，還要留下充足的運輸時間，這就要求分包商充分理解設計方的設計圖紙，且要求設計方盡量減少設計變更，施工方準確的按圖施工，保證高效準確的施工質量，這對以人工審核、人工設計為主的傳統施工過程是一個很大的挑戰。

　　但是BIM系統可以根據設計內容，自動創建預制構件的施工圖、裝配圖，生產廠家可以從設計人員提供的BIM模型中，導出數據，大大減少反復編輯，反復更新數據的次數，不但提高設計工作效率，而且為構建的生產和運輸留下更多的時間。與以往的數控設備不同的是，BIM技術除了建筑物的幾何信息外，還包含了物流信息，如建設生產的進度，產品生產系統的鏈接等。通過這種形式，可以有效保證預制構件的供貨時間，提高各個分包商交接、合作的水平。

　　對于需求量較大的材料，則通過實時建造模型，可以生成與進度計劃相關聯的材料和資金供應計劃，并在施工開始之前即可與優選的供應商進行溝通，簽訂供貨合同。既避免了因材料和資金不到位而對進度產生影響，又避免了傳統模式下，由生產經理根據進度計劃和現場實際情況制定的精確到周的過量采購導致庫存成本、保管成本的增加。

　　采購部門按照BIM模型設計的構件來制定采購計劃和質量標準，BIM模型對細節的表達高度精準清晰，容易實現構件的標準化定制與采購，一方面可以降低庫存、提高采購質量;另一方面BIM模型在庫存數量、存貨地點、訂貨計劃、配送運輸幾個方面實現最佳組合，對于建立高質量、低成本、穩定的供應商合作機制，定期復審、考核評價、分類管理、動態披露的績效考核制度，提高采購質量、降低采購成本、提高企業經濟效益有著重要的作用。

　　4.資源動態管理與開放式信息平臺

　　通過BIM技術的應用，對建筑施工項目進行施工資源動態管理，是提高管理水平的新途徑。在基本信息模型基礎上加上工程資源信息，包括創建工程構件，定義資源模板、定義材料屬性、定義模板屬性與荷載效應等。施工資源動態管理主要實現兩大功能：

　　一是資源使用計劃管理;

　　二是資源動態查詢與分析。

　　WBS節點是重要的計劃用量輸入點，通過日、周、月各項施工資源計劃用量的規劃，合理安排大型機械的進場、施工材料的采購、施工人員的調配。在其他施工信息如進度計劃調整、WBS任務劃分、設計變更等發生變化時，適時調整施工資源使用。此外，BIM提供施工資源的預算用量、實際進度預算量、材料實際消耗量三項內容的對比分析，當建材超量使用時，系統會發出警報，提醒管理人員查找原因，及時改正，減少因臨時采購、臨時調動機械入場增加的物流成本。實時分析資源管理有兩個目的：

　　一是對已完工程的評價;

　　二是根據已完工程量預測完工時所需的資源數量進行建筑材料的采購。

　　傳統信息管理模式中，工程項目各個參與方信息交換效率低下，容易形成信息孤島，信息不斷流失，無法從全局角度進行優化。BIM數據庫包含了不同對象的數據、資源、過程，是面向對象的智能化、參數化數據中心。特別是有關進度、投資、質量等數量大且動態變化的數據，在系統中能及時匯總，便于各參與方查詢，大大提高了信息的使用效率。

　　建筑供應鏈包括內部供應鏈與外部供應鏈兩部分，內部供應鏈強調企業內部財務、物流、工程等部門之間的協調;外部供應鏈則超越某一單一企業，包括了設計、監理、分包商、供應商等信息流、物流、資金流的網絡。

　　信息流在建筑供應鏈中是雙向流動的，反映且控制著物流與資金流。BIM的核心理念是信息共享，包括項目總投資、合同信息、投資信息、進度信息、設計變更信息、安全環境信息等在內的項目相關信息，只有在參與方之間高效順暢的流通，才能保證建設過程的高效、順暢�，F場物資的入庫、出庫、入場、退場、損耗等一切信息都能存儲在模型中，通過這種集成的信息管理，降低信息不對稱成本，提高項目收益。

　　BIM使信息交換不再局限于鏈式供應鏈相鄰成員之間，任何節點之間都可以進行信息互換，包括設計、建造信息、管理信息等在內的綜合型數據滿足了構建信息交換平臺的基本要求，達到了建筑供應鏈項目參與各方的信息共享。

　　結論

　　目前國內建筑企業的綜合競爭能力普遍低于國外同行，主要差距在于管理。以企業建筑物流為例，根據統計物流費用占到材料費用的17%，占項目造價的11%左右，在傳統的建設項目過程中，物流管理的相關活動被局限在施工階段，并且將其錯誤地理解為采購環節。這種錯誤認識直接導致采購、庫存成本的上升及工期的延誤。因此施工企業的物資供應部門應當充分利用優勢條件，把單純的采購保管業務，擴展為采購、倉儲、配送、加工等全過程服務，提高供應工作的附加值。

　　另外，施工企業與供應商的關系不穩定，多是臨時性或短期性，需要花費大量的時間和精力對供應商進行選擇。此外，建筑材料不僅消耗量大，而且種類繁多，按材料、產品、規格、型號等分解，品種可達50萬種以上，不同材料的價格各異，其統計過程及其復雜。基于上述原因，項目在“采購黑洞”、“物流 陷阱”過程中造成的損失和浪費難以計量。如何建立一套合理的物流管理體系，及時、準確地提供所需原材料的種類、價格、數量，并提供材料、設備供應商的信息為決策提供有力支持是建筑企業目前亟待解決的問題。

　　BIM技術應用于建筑工程領域，通過發揮其能高效利用信息的優勢，在虛擬環境下，對施工實際過程進行精確地模擬分析，加強了對施工過程的事前控制、動態管理，特別是為傳統的建筑物流管理提供信息化發展的新方向，對以工程量清單為采購依據，以工程造價為設備、材料價格的基礎，以領料單為階段采購依據的傳統物流管理模式提供了精確化、節約化、及時化的新的發展模式。

　　隨著BIM技術的進一步發展，不僅可以達到建筑的可持續設計，滿足綠色節能要求，幫助施工方最大化地降低風險，優化管理流程，降低成本，輕松完成項目建造，而且還可能徹底轉變傳統的工程管理和協作模式。

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