基于BIM三維建模降低綜合管線碰撞率QC成果報告(19頁).pdf
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2024-07-11
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1、 浙江大學國際聯合學院(海寧國際校區)二期施工總承包工程 1/7基于基于BIM三三維維建模降低建模降低綜綜合管合管線線碰撞率碰撞率浙江大學海寧國際校區二期工程QC小組一、工程概況一、工程概況本工程位于海寧市海州東路北側,水月亭東路南側,碧云南路東側,環城東路西側。總建筑面積約399300平方米,其中二期工程總建筑面積約289344平方米。項目主要建筑包括:東區書院乙、丙、丁,教學南區組團,教學北區組團,西區書院戊、教師公寓、教工活動中心、南校門等。二、二、QC活動概況活動概況本次QC活動于學術大講堂2層開展,該層機電安裝工程包含了建筑智能工程、電氣工程、通風空調工程、給排水工程等。包含有風管、2、自噴管道、消火栓管道、橋架、空調水管等,管線密集、系統龐大。本小組成立于2016年3月13日,小組成員10人,活動時間為2016年3月13日-2016年5月20日。QC小組概況表小組概況表 表表1制表人:包嘉濤 制表時間:2016年3月13日 小組成員概況小組成員概況 表表2序號序號姓名姓名性別性別年齡年齡學歷學歷職務職務職稱職稱組內分工組內分工1男48本科項目經理教授級高工組長、全面負責 2男37研究生項目總工程師高工目標實施、質量控制小小組組名稱名稱浙江大學海寧國浙江大學海寧國際際學院二期工程學院二期工程QC小小組組課題類課題類型型攻攻關關型型課課 題題基于BIM三維建模降低綜合管線碰撞率3、小組成員10人成立成立時間時間2016年3月13日小組注冊號活活動時間動時間2016年3月 2016年5月課題注冊號 浙江大學國際聯合學院(海寧國際校區)二期施工總承包工程 2/73男52本科項目副經理工程師目標實施、質量控制4男33本科技術負責人工程師技術指導5男34本科技術負責人工程師技術指導6男30本科施工員工程師資料收集、整理7男23大專機電質量員助工資料收集、整理8男24研究生技術員助工模型建立、指導9女21大專技術員助工模型建立、指導10男23本科機電施工員助工實施、總結制表人:包嘉濤 制表時間:2016年3月13日制圖人:王昊楠 制圖時間:2016年3月15日圖1 QC小組活動日4、程安排計劃網絡圖三、選擇課題三、選擇課題由于學術大講堂涉及專業多、系統龐大、管線密集,在保證吊頂高度的情況下,如何合理進行管線密集區域多專業交叉的管線綜合排布,降低碰撞率,提高工作效率,針對大講堂管線綜合排布的重點、難點進行分析,如圖2所示:浙江大學國際聯合學院(海寧國際校區)二期施工總承包工程 3/7據統計,機電專業主干管線安裝所占機電工程份額70%基于BIM技術進行機電MEP綜合管線深化理論上可實現零碰撞傳統人工進行深化完成后經檢驗碰撞點還有144個基于BIM三維建模降低綜合管線碰撞率制圖人:王昊楠 制圖時間:2016年3月17日圖2:課題選定結論結論:因此我:因此我們們確定確定“基于基于5、BIM三三維維建模降低建模降低綜綜合管合管線線碰撞率碰撞率”為為本次本次QC小小組組活活動動的的課題課題。1、什么是、什么是BIM管線綜合布置技術管線綜合布置技術BIM管線綜合布置技術是依靠計算機輔助制圖手段,有條件的可以采用3D(三維圖),在施工前對機電安裝工程進行模擬施工完后的管線排布情況,即在未施工前先根據施工圖紙在計算機上進行圖紙“預裝配”。經過“預組裝”,施工單位可以直觀地反映出設計圖紙上的問題,尤其是發現在施工中各專業之間設備管線的位置沖突和標高重疊。根據模擬結果,結合原有設計圖紙的規格和走向,進行綜合考慮后,再對施工圖紙進行深化,而達到實際施工圖紙深度。應用“管線綜合布置技術”可6、極大緩解機電安裝工程中存在的各種專業管線安裝標高重疊、位置沖突的問題,不僅可以控制各專業和分包的施工工序,減少返工,還可以有效控制工程的施工質量與成本。2、BIM綜合管線布置的技術特點綜合管線布置的技術特點 應用BIM“管線綜合布置技術”可以使各專業的施工單位和人員提前審圖并熟悉圖紙。通過這一過程,使施工人員了解設計意圖,掌握管道內的傳輸介質及特點,弄清管道的材質、直徑和截面大小,強電線纜與線槽(架、管)的規格、型號、弱電系統的敷設要求,明確各樓層凈高,管線安裝敷設的位置和有吊頂時能夠使用的寬度及高度、管道井的平面位置及尺寸,特別要注意風管截面尺寸、位置、保溫管道間距要求、無壓管道坡度、強弱電7、橋架的間距等。在實現機電工程總包的前提下,應用管線綜合布置技術,才能做到合理選用綜合支吊架;機電總包可以統籌安排各個專業的施工,而綜合支吊架的最大的優點就是不同專業的管線使用一個綜合支架,從而減少支架的使用量,合理利用建筑物空間,同時降低了施工成本。只有采用管線綜合布置技術才能更好地進行綜合支架的預先核算、計算和選擇。浙江大學國際聯合學院(海寧國際校區)二期施工總承包工程 4/7四、現狀調查四、現狀調查 傳統的人工深化只能依靠設計院給的二維圖紙通過技術人員的空間想象能力對各個專業的管線進行綜合排布,不僅安裝工程各專業之間容易發生碰撞,和建筑、裝飾等專業也極易發生碰撞,造成工程返工,增加成本影響8、施工進度。深化效果見下圖3:圖3:傳統人工深化對比圖傳統人工深化后碰撞點從334個減少到144,剩余碰撞點比例為43.1%。通過revit軟件進行模型的建立導入Navisworks軟件進行碰撞檢測,從碰撞檢測中發現主要的碰撞問題分五大類:分別為標高性碰撞、路由性碰撞、制作工藝性碰撞、空間性碰撞、美觀性碰撞;其中,前三者為可見性碰撞,后兩者為預見性碰撞。浙江大學國際聯合學院(海寧國際校區)二期施工總承包工程 5/7標高性碰撞制作工藝性碰撞路由性碰撞美觀性碰撞空間性碰撞 圖4:現狀調查結果根據現場調查結果建立三維管綜排布前MEP管線碰撞點問題頻數統計表與統計圖:MEP管線碰撞點問題頻數統計表(活動9、前)表3序號問題類別頻數頻率(%)累計頻率(%)1標高性碰撞6142.342.32路由性碰撞4229.271.53制作工藝性碰撞261889.54空間性碰撞7594.55美觀性碰撞6498.56其他21.51007總計144100100制表人:包嘉濤 制表時間2016年3月20日可可見見性碰撞性碰撞預見預見性碰撞性碰撞 浙江大學國際聯合學院(海寧國際校區)二期施工總承包工程 6/703060120144900%40%80%100%60%20%61242267642.3%71.5%89.5%94.5%98.5%頻數頻率標高性碰撞路由性碰撞制作工藝性碰撞空間性碰撞美觀性碰撞其他N=144制圖、制表10、人:王昊楠 制圖時間2016年3月20日圖5:MEP管線碰撞點質量問題頻數排列圖(活動前)根據MEP管線碰撞點問題頻數統計表(活動前)及MEP管線碰撞點質量問題頻數排列圖(活動前),可進行癥結問題分析如下:路由性碰撞、標高性碰撞、制作工藝性碰撞三個可見性碰撞所占總碰撞問題比 為:42.3%+29.2%+18%=89.5%,為癥結問題。空間性碰撞和美觀性碰撞兩個預見性碰撞雖只占總碰撞問題的比例5%+4%=9%但這兩個問題解決后:前者使得安裝施工時減少各方協調,縮短工期;后者能夠大大提高施工成果的美觀性,提高客戶滿意度,提升品牌榮譽,固將其納入癥結問題。五、設立目標五、設立目標如果142個癥結問題11、全部得到解決,那么大講堂2層MEP綜合管線碰撞率為:(144-142)/334=0.6%。經本小組多次協商,由于可能在制作工藝性碰撞問題上出現無法全部解決的問題,故最終確定碰撞率目標值為3%,如下圖所示:浙江大學國際聯合學院(海寧國際校區)二期施工總承包工程 7/70.00%10%20%43.1%40%50%30%實施前實施后實施前實施后3%144點其他2點空間性碰撞7點制作工藝性碰撞26點路由性碰撞42點標高性碰撞61點美觀性碰撞6點制圖人:王昊楠 制圖時間:2016年3月26日圖6:目標制定柱狀圖六、原因分析六、原因分析我們QC小組于2016年3月28日在項目部會議室召開原因分析會,邀請集12、團公司BIM中心負責人、設計院、監理單位代表參加,對存在的問題進行討論,進行原因分析,并進行整理歸納,繪制出關聯圖。通過關聯圖分析,共有末端因素8個:末末端端因因素素調調研研分分析析未加強質量教育工作面不足深化方法不當技術交底性及可參考性不足安裝工藝不當美觀性優化可依據的可視性不足構件制作參照依據不足質量體系不健全制圖人:王昊楠 制圖時間:2016年4月2日圖7:末端因素調研分析空間外觀無法協調差標高性碰撞安裝誤差較大技術交底針對性可可參考性不足美觀性優化可依據可視性不足專檢不嚴安裝工藝不當差操作方法不當路由性碰撞美觀性碰撞空間性碰撞制作工藝性碰撞各專業設計協調性差未加強質量教育各級質量控制意13、識薄弱差工人操作隨意責任制不明確質量體系不健全無質量控制標準超出規范限制構件制作參照依據不足平面圖紙無法完整反映空間關系差無制作樣機管線路由設計考慮不周差深化方法不當單個班組占用作業面過多工作面不足進場時間不可控標高設計不完善圖8:關聯圖繪圖人:王昊楠 繪圖時間:2016年4月2日七、要因確認七、要因確認根據末端因素,繪制要因確認計劃表,具體見下表要因確認計劃表要因確認計劃表 表4序序號號末端因素末端因素確確認認內容內容確確認認方方法法確確認標認標準準負責負責人人時間時間1未加強質量教育是否全部經過教育培訓,工程對工藝是否了解現場驗證考核合格率100%夏錦歡2016.4.62工作面不足現場可操14、作空間是否滿足要求現場驗證考核合格率100%夏錦歡2016.4.63深化方法不當檢查CAD深化圖能否完整反映管綜關系調查分析考核合格率100%陳星桉2016.4.64技術交底針對性及可參考性不足查看有無針對性交底記錄調查分析交底記錄與影像資料齊全陳星桉2016.4.65安裝工藝不當檢查工人操作情況現場驗證安裝合格率100%魏達2016.4.106美觀性優化可依據的可視性不足檢查管線成型效果是否美觀現場驗證檢查合格率100%魏達2016.4.257構件制作參照依據不足檢查工人能否準確加工所需管件現場驗證檢查合格率100%王昊楠2016.4.88質量體系不健全是否有完善的質量管理體系調查分析質量體15、系必須100%齊全夏錦歡2016.4.6制表人:包嘉濤 制表時間:2016年4月8日我我們們QC小小組組成成員對員對末端因素逐條末端因素逐條進進行要因確行要因確認認,具體情況如下:,具體情況如下:確確認認一:末端因素一:末端因素1:未加:未加強質強質量教育量教育確認時間2016.10.11確認方法:考試測驗法負責人:夏錦歡確認過程通過現場檢查摸底,抽查30工人,其中27位操作人員對機電安裝質量要求及注意事項回答較好,僅有3人回答不完善,但基本滿足要求,可見操作人員經培訓,質量意識較強。確認結果非要因確確認認二:末端因素二:末端因素2:工作面不足工作面不足確認時間2016.10.11確認方法:現16、場驗證法負責人:夏錦歡確認過程通過現場抽查,抽查20處施工點,其中18處作業面完全滿足施工要求,1處基本能滿足各專業施工需求,僅1處無法保證暖通專業安裝需求,不影響整體協調及美觀性。確認結果非要因確確認認三:末端因素三:末端因素3:深化方法不當:深化方法不當確認時間2016.10.11確認方法:調查分析法負責人:陳星桉確認過程通過調查分析一期工程管線綜合排布采用二維CAD圖紙共造成682個碰撞點,導致現場安裝進度受限且多次出現拆除返工,造成較大人力、物力、財力的浪費。確認結果要因確確認認四:末端因素四:末端因素4:為為加加強質強質量教育量教育確認時間2016.10.11確認方法:調查分析法負責17、人:陳星桉確認過程經過調查,本工程已由項目技術負責人編制機電安裝技術交底記錄,但交底內容無法覆蓋所有施工對象且缺乏操作性,造成部分專業及施工部位無法正常施工。確認結果要因確確認認五:末端因素五:末端因素5:安裝工:安裝工藝藝不當不當確認時間2016.10.11確認方法:現場驗證法負責人:魏達確認過程通過進場抽查,抽查20處施工點,其中18處工人操作工藝符合設計和規范要求,僅有兩處存在風管制作尺寸有所偏差,但不影響最終安裝效果。確認結果非要因確確認認六:末端因素六:末端因素6:美:美觀觀性性優優化可依據的可化可依據的可視視性不足性不足確認時間2016.10.11確認方法:現場驗證法負責人:魏達確18、認過程經過全面檢查確認結果要因確確認認七:末端因素七:末端因素7:構件制作參照依據不足:構件制作參照依據不足確認時間2016.10.11確認方法:現場驗證法負責人:魏達確認過程經過全面檢查,依據現有規范及相關標準,暖通專業存在 彎頭無法按照設計尺寸要求加工,各專業交叉部位難以有效避讓,造成較大施工難度,嚴重影響施工進度及質量。確認結果要因確確認認八:末端因素八:末端因素8:質質量體系不健全量體系不健全確認時間2016.10.11確認方法:調查分析法負責人:夏錦歡確認過程通過現場調查,本工程有相應的施工技術標準,有健全的質量管理體系及質量保證體系,符合施工現場質量管理標準,有相應文字資料,并有質19、量總監簽字確認。確認結果非要因通過末端因素逐條確認,最終確定主要原因:圖圖紙紙深深化化方方法法不不當當構構件件制制作作參參照照依依據據不不足足美美觀觀性性優優化化可可依依據據的的可可視視性性不不足足技技術術交交底底針針對對性性及及可可參參考考性性不不足足制圖人:王昊楠 制圖時間:2016年4月12日圖9:主要要因歸納圖八、制定對策八、制定對策找到了問題的關鍵所在,小組針對分析整理出來的4條要因,經過認真的討論,對四大要因按照5W1H的原則,研究對策,制定目標,落實責任到人。對策程序圖如圖:針對要因廣泛提出對策對策制定程序010205040603列出主要原因分析評價確定對策設定對策目標制定對策措20、施按“5W1H”編制對策表制圖人:王昊楠 制圖時間:2016年4月23日圖10對策制定程序圖對策措施表 表5序號要因對策目標措施地點負責人完成時間1深化方法不當更換傳統深化方法,基于BIM技術進行深化設計基于BIM技術進行圖紙深化,有效降低標高、協調等碰撞問題1、以人工深化后圖紙為藍本進行MEP管綜模型搭建;2、根據三維可視初步調節管綜;3、基于BIM平臺輸出碰撞報告;4、根據碰撞檢測報告,在三維環境下逐條進行碰撞消除5、循環3、4步驟,直至碰撞檢測報告顯示碰撞為0。BIM辦公室包嘉濤2016年4月24日2技術交底針對性及可參考性不足制作針對性較強且有利于被交底人員更快接受的“3D”技術交底通21、過“3D”技術交底,實現被交底人員能夠完全掌握安裝過程及技術要點1、收集現場施工重難點2、針對每一重難點制作針對性3D形式文檔或施工模擬動畫等形式交底3、召集施工操作人員現場實地進行交底,及時解決交底問題;4、交底完成后隨機調查被交底人員交底內容接受程度,循環步驟3,直至接受率達到100%。施工現場陳星桉2016年4月24日3美觀性優化可依據的可視性不足通過基于BIM技術的動畫漫游形式,有效預見管線布置不合理、不美觀,然后針對性優化設計著眼整體布局,通過預見性優化,實現MEP管線排布整體美觀、合理,提升客戶滿意度1、基于BIM平臺制作漫游動畫;2、召開專項會議,基于漫游動畫討論管線排布待優化點22、及優化方案;3、依據會議確定方案進行美觀性優化變更。BIM辦公室項目會議室魏達2016年4月27日4構件制作參照依據不足參照相關技術標準,在滿足規范條件下對傳統管件進行優化設計,使之能夠滿足特定位置安裝要求采用BIM技術,制作特定點特定管件信息構件,提供特定管件的制造依據,解決特殊點位碰撞問題1、統計特殊點位及其所需特殊管件尺寸信息;2、參照相關規范核對并篩選可實施性點位構件;3、基于BIM技術進行特殊構件模型搭建、模擬、出圖;4、將特殊構件制作交付相關班組進行構件制作。BIM工作室王昊楠2016年4月29日制表人:包嘉濤 制表時間:2016年4月25日九、對策實施九、對策實施1、制定降低、制23、定降低MEP管線碰撞率管線碰撞率PDPC圖圖由人工進行初步深化依據人工深化后的圖紙進行建模切換二維三維進行管綜調節基于BIM平臺進行碰撞檢測并輸出檢測報告依據檢測報告進行逐條碰撞消除碰撞檢測特殊點位特殊構件統計制作特殊構件模型信息基于BIM功能進行漫游動畫進行美觀性優化出圖交底、設計院審核施工重復A5直至可見性碰撞點消除當仍有可見性碰撞點時A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11Z如有構件不滿足規范要求舍棄不滿足規范要求部分若常規交底無法滿足施工要求時制作針對3D文檔或施工模擬動畫等形式交底B1B2C1C2D1D2制圖人:王昊楠 制圖時間:4月26日圖11:降低MEP管線碰撞率PDPC24、圖2、對策實施、對策實施(1)實施一:針對深化方法不當)實施一:針對深化方法不當經QC小組討論,針對圖紙深化方法不當可通過在建立模型的基礎上根據二維圖與三維圖的切換查看并對比,進行三維管綜的調節。收到設計院的圖紙對其進行基礎建模,針對建模中遇到的問題與設計溝通,設計回復后對進行模型修改與管綜調節,管綜調節完成后進行碰撞檢測,結果如圖9所示。可見通過管綜的調節幾乎可以將標高性碰撞、路由性碰撞和制作工藝性碰撞規避。圖12:管綜調節通過二維三維一體化模式進行管道綜合排布實現了可見性碰撞點的完全消除,已將碰撞點降低至18個碰撞率低至5.3%。MEP管線排布原則:壓力管讓自流管;管徑小的讓管徑大的;易彎25、曲的讓不易彎曲的;臨時性的讓永久性的;工程量小的讓工程量大的;新建的讓現有的;檢修次數少的和方便的讓檢修次數多的和不方便的。(2)實施二:針對構件制作參考依據不足)實施二:針對構件制作參考依據不足 針對構件制作參考依據不足,將“制作工藝性”碰撞的26個點逐一確定其管件制作方法;依據相關規范及現有施工工藝與每個點管件制作方法進行比對,發現23個點為可操作點;搭建這23個特殊管件模型,與管件制作班組討論,逐一論證后出圖。圖13:特殊管件模型通過特殊管件制作23個制作工藝性碰撞點的完全消除。(3)實施三:針對美觀性優化可以依據的可是性不足)實施三:針對美觀性優化可以依據的可是性不足根據預建造完成的動26、畫漫游,可直觀形象的發現管線布局中的不美觀,通過該方法6個美觀性碰撞點的完全消除已將碰撞點降低至12個,碰撞率降低至3.6%圖14:漫游圖(4)實施四:針對技術交底性及可參考性不足)實施四:針對技術交底性及可參考性不足針對技術交底性及可參考性不足,通過三維技術交底,實時與二維圖進行對比,直觀易懂。圖15:二維三維對比圖該部位樓層標高為8.950,梁高700,梁底標高為8.250,樓層凈高為3.1米,吊頂標高為7.6,兩根風管的尺寸分別為1250630和1000800。通過這種針對性極強,同時交底形式具有良好的可視性、形象性,大大提高了交底效率,這種交底形式也得到了業主以及工人的一致好評。大講堂27、二層7個空間性碰撞點的全部消除,至此,碰撞點降低至5個,碰撞率降低至1.4%。十、效果檢查十、效果檢查1、目標達成情況分析、目標達成情況分析本次QC活動解決了各專業管線碰撞的問題,效果如表5所示:表5序號問題類別效果檢查1標高性碰撞2路由性碰撞3協調性碰撞完全消除4制作工藝性碰撞消除23個碰撞點5空間性碰撞完全消除6美觀性碰撞完全消除7其他8總計共334個碰撞點,剩余5個,碰撞率降低至1.5%!制表人:包嘉濤 制表時間:2016年5月12日2、社會效益分析、社會效益分析通過此次BIM技術在管線綜合平衡中的應用,達到了目標設定情況,節約了費用、提高了安全性、縮短了工期,受到了業主和監理等單位的好28、評,提升了公司的社會形象和公眾影響力。3、經濟效益分析、經濟效益分析通過這種“預組裝”的方式提前發現問題、解決問題、減少返工有效控制施工質量與成本。就經濟效益來看對水暖電三個專業的綜合管線排布原則為:水專業VS電專業水專業VS風專業電專業VS風專業1、水電碰撞水讓電2、電避讓稅依據常規的施工方法平均需增加橋架及電纜各0.9米3、電纜平均單價為:114元/米;橋架平均綜合單價為:192/米4、每個水、電碰撞單價為:(114+192)0.9=275.4元1、水、風碰撞水讓風;2、風避讓水依據常規的方法平均需增加風管1.4米;3、風管平均綜合單價為:2401.4=336元1、電、風碰撞電讓風2、風避29、讓電依據常規的方法平均需增加風管1.5米;3、風管平均綜合單價為:2401.5=360元圖16:經濟效益分析十一、鞏固措施與標準化十一、鞏固措施與標準化頒發的BIM技術推廣應用管理辦法(試行),形成了項目BIM工作室的一套BIM建模標準。2、小組成員已將本成果編制成作業指導書,在同類型工程中推廣應用。十二、總結與下一步打算十二、總結與下一步打算1、專業技術的提高、專業技術的提高經過以上控制措施的實施,小組成員及工程施工人員在專業技術上有兩條收獲:1、完善了一套利用BIM技術進行管線綜合平衡的新方法。2、掌握了在管線綜合平衡時的排布技巧。2、管理的提高、管理的提高1)對PDCA循環管理有了進一步30、的認識,改進了我們思考問題的思維方式;2)學會了科學的研究、分析、解決問題,并學會了“三檢一自”的質量管理方法;3)學會了用數據圖標說話,使我們今后的技術管理工作更為嚴謹。3、小組綜合素質提高、小組綜合素質提高本次QC小組活動使小組成員得到了很好的鍛煉,提高了分析問題的能力,增強了團隊意識,同時也圓滿的完成了最初制定的目標,達到了預期的目的。評價見雷達圖 綜合評價表 表6序號評價內容活動前活動后1QC知識3.84.62團隊精神3.543質量意識44.54個人能力3.64.15解決問題信息44.56工作熱情和干勁3.24.3 QC知識團隊精神質量意識個人能力解決問題信心工作熱情和干勁0246活動前活動后制圖人:王昊楠 制圖時間:2016年5月18日圖17:自我評價雷達圖4、下一步打算、下一步打算通過此次活動,小組成員深刻認識到QC活動的重要性與必要性,小組成員的綜合素質得到較大提升。工程施工進度、質量上有了顯著提升。在今后的工作當中,小組將繼續積極開展QC活動,基于此次活動的心得體會以及BIM技術的研究熱點,小組將對基于BIM技術進行參數化建模在支模架料單獲取這一課題開展下一步QC活動。