山西安装实施“装配式建造基于BIM技术的安装工程项目施工全过程应用”推进高质量发展
数字技术、数字化的经济是世界科学技术革命和产业变革的先机,是新一轮国际竞争重点领域。
作为中国建筑业竞争力百强企业,山西省优秀骨干建筑企业,市政公用、石油化学工业工程项目施工总承包双特级企业,市政、化工石化医药行业设计双甲级资质企业,山西省安装集团股份有限公司(下简称山西安装)于2021年成为率先入选“全国质量标杆”的建筑企业,先后荣获第三届山西省质量奖、第十九届全国质量奖、第二十届亚洲质量卓越奖,是行业内率先连续荣获省级、国家级、国际级质量管理荣誉的企业。近年来,山西安装伴着数字中国建设的激越鼓点,在数字技术与建造行业实施工程质量管理深层次地融合的道路上铿锵前行,既见证了一大批数字信息技术从平台走向建设生产一线,促进了山西建造行业质量管理数字化、网络化、智能化的升级,也为数字中国建设汇聚了建造行业的智慧与力量。
为响应数字中国建设战略,近年来,山西安装积极地推进数字产业化和产业数字化,推动数字化的经济和生产建设深层次地融合,顶层设计日趋完善,推动生产建设高水平质量的发展蹄疾步稳。
山西安装秉持着专心专注、精心精品的质量理念,从大质量管理的角度运营TQM系统,构筑了“P战略管理体系”“S日常管理体系”“I智慧化运营体系”,实现“PDCA”与“SDCA”双轮驱动,形成了“基于TQM的IPS高水平质量的发展模式”。通过全面建设一个企业数据云平台、一套数据标准治理体系、一个大数据智慧运营中心、一个全产业链协同管控平台、一支高素质数字化人才队伍,打造工程建设项目正向协同设计能力、工程建设项目全过程投资建设能力、工程建设项目集约管控能力、工程建设项目数字化交付能力,助力公司实现数字化管理,建设山安数字生态。顺应数字化发展时代大势,山西安装下好先手棋,打好组合拳,数字技术在工程建设领域的底座不断夯实。
2021年针对机电项目建设中存在的工程量大、管控难度高、设备种类多、综合排布难、参与方多、协调工作量大等问题,山西安装实施了装配式建造基于BIM技术的安装工程项目施工全过程应用。目前该技术已成功应用于山西金能铜铟镓硒薄膜太阳能102#动力站项目及山西潇河新城会议会展中心、智慧运营中心能源岛工程建设过程中,先后获得行业科技进步奖、山西省建设科技研发优秀成果,在第十一届“龙图杯”大赛、第三届“市政杯”BIM应用技能大赛、首届工程建造微创新技术大赛中接连获奖。
当数字技术融入工程建设的全产业链,生产方式、管理方式、运营方式也随之产生深刻变革。
山西安装组建技术攻关小组,依托施工项目将数字化技术应用到质量管理全过程,展开了研究应用,重塑数字化应用流程“正向设计—工厂化预制—装配化施工-平台化管理”,实现了项目施工全过程应用精益建造模式落地见效。
——正向设计。采用“一种多泵组机组模块化及装配化数字化建造方法”“一种大型双泵组单元装配装置的施工工艺”等新工艺优化减少多余工序,提高工程品质。应用BIM技术,协同设计院开展正向设计,对项目多版本方案做评估、优化,在材设招标、设备选型等方面识别高风险因素,进行更有效的设计、最大限度降低成本。
——工厂化预制。通过应用BIM技术根据各类设备组件的技术特点,制作相配套且精度较高的模块载体,通过全过程质量管控,保障产品质量。依据拆分编码的BIM装配式模型,在工厂完成管道下料。结合各类设备组件的技术特点,制作模块支撑体系,完成多泵组模块成套化预制组装,运输至现场进行装配式拼装。
——装配化施工。通过形成设备集成化较高的模块单元,采用“一种设备水平快速运输平台”“一种高效快捷转动焊接槽轮装置”等措施,使得工序合理穿插,控制关键工期节点,提升工作效率。
——平台化管理。采用山西安装自主研发的BIM+项目管理平台、数字化交付平台、BIM+AIOT施工管控平台等,多种新技术新工艺的集成,整合优质资源,消除无效成本,有效保证了装配式建造基于BIM技术的安装工程项目施工全过程应用的可复制可推广性应用。通过三维激光扫描仪进行现场土建校核验收,完成现成模型一致性调整,再利用BIM模型指导完成装配式安装。整个施工全套工艺流程基于BIM协同平台,以BIM模型作为数据与系统集成的载体,进行工程量统计、进度计划关联、质量、安全管理,实现项目的精细化管控。纵览项目全过程,必须紧扣9个关键技术及创新点,才可以打通数字技术在工程建设应运中的任督二脉。
——冷热源负荷计算。基于能源需求及能源性价比做多元化的分析,建立组态数字模型及能源岛虚拟运行组态,动态模拟工艺运行系统及各设备能量运行工况,选择最佳能源供应配比。
——规划设备管线集成模块和综合管线布局。对设备及管线进行机电管综调整,确保设备及管线布置满足施工及运维要求,避免返工,提升施工效率。
——设备管线集成模块设计。针对所有机房内的设备及进出口连接管线、阀件、管件、电气桥架、仪表集成进行模块化,由设计院对模块的结构型式、受力情况、设备减震、支架负荷等做多元化的分析和验算,通过BIM模型出具模块深化设计施工图纸,用以指导模块工厂预制和现场装配化施工。
——设备基础及排水沟设计。结合设备与泵组模块外观尺寸,合理布置设备基础及排水沟位置,优化设备排污、检修空间,大幅度节约机房空间。
——管线排布与管组拆分。管线排布应同专业管线集中布置,综合管线保温厚度,优化管线间距,管线分层明朗,有足够的安装间距,便于检修。排布完成后,将管线、阀组进行组合,并合理拆分。
——支吊架设计。工艺管线方案确认后,进行管线支架的选型及模型布置,并统计支架材料量,出具整体支架布置图和节点大样图。
——设备模块与管组模块预制加工。在现场附近建立加工厂,进行管段预制和设备模块组对,大幅度减少管道二次搬运成本,最大限度提高管道组对、焊接施工效率。
——装配化施工。通过应用“设备水平快速运输平台”和万向轮完成模块与设备在能源岛内的水平运输,大幅度提升设备运输和安装效率。
——平台化管理。通过将BIM模型导入平台,与进度、质量、安全、成本、运维管理板块关联,提升项目精细化管理水平。
由此,数字赋能,山西安装构筑起工程建设横向打通、纵向贯通、协调有力的新格局,打造了企业高水平发展的新引擎。
“数字”触角延伸到项目建设的方方面面,为山西安装绘就了一幅生机盎然、欣欣向荣的发展新画卷。
BIM应用,打造智慧城市。山西潇河新城国际会展中心能源岛项目,是山西省委省政府加快太原都市区一体化步伐、增强核心引擎功能、展示山西对外开放新形象的重大标志性项目。工程建设中,山西安装从顶层设计、标准制定、协同发力、团队建设等方面,推动数字技术应用,将该项目做到了山西示范、全国一流。
一次成优,提升装配能力。太原武宿国际机场三期改扩建工程现场指挥部项目实施过程中,改变传统设计方式,采用三维协同可视化正向设计,提高设计效率,减少设计变更。项目全过程施工周期中,利用信息完整的BIM模型、装配式数字化管控平台,结合实测实量等智能先进仪器,进行全专业全装配数字化建造。同时企业自主研发数字化交付平台,完成数字化交付,逐步提升了装配能力,全部进行干法作业,实现节约工期、交叉作业、一次成优。
上海市轨道交通14号线静安寺站项目、山西转型综改示范区小牛线综合管廊工程等一系列数字化项目建设,为山西安装标准化设计、信息化管理、工厂化预制、装配化施工、智能化运维的“五化”精益建造体系进行了充分探索,积累了大量经验,为打造BIM技术在施工全过程应用能力奠定坚实基础。作为山西安装在数字时代推进高水平发展的代表作,装配式建造基于BIM技术的安装工程项目施工全过程应用展现了为经济赋能、为品牌添彩的强大影响力、创造力。
该项技术目前已转化成2项标准,分别是山西安装集团参编中国安装协会团体标准《冷热源机房机电装配式实施工程技术标准》T/CIAS-4-2021、主编山西省工程建设区域标准《建筑信息模型施工应用标准》DBJ04/T422-2021。该项技术2023年被评为山西省装配式技术优秀案例,目前共发表相关论文2篇,获得工法1项、实用新型专利2项、软件著作权3项。一项项创新,一个个应用,铺就数字化技术与现代建造深层次地融合的广阔前景。
因数字而变,因数字而兴。乘着数字中国建设的东风,山西安装加快创新节奏,新蓝图、新目标、新任务在前方招手,高水平发展的天地必将更加广阔!