1、【BIM機(jī)電】昆明新機(jī)場機(jī)電安裝4D管理與BIM應(yīng)用一、工程背景1、工程名稱：昆明新機(jī)場（昆明長水國際機(jī)場）航站樓2、工程類型：機(jī)場航站樓、機(jī)電設(shè)備工程3、工程設(shè)計單位：北京建筑設(shè)計研究院北京建筑設(shè)計研究院1979年開始實行事業(yè)單位企業(yè)化管理，1992年開始享有對外經(jīng)營權(quán)，成為改革開放后最早進(jìn)入國際建筑市場的國內(nèi)著名設(shè)計企業(yè)之一。1998年通過ISO9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證。4、工程周期：2009年5月 2012年5月5、相關(guān)軟軟件應(yīng)用用：Auutoddeskk Reevitt ArrchiiteccturreAuutoddeskk Reevitt MEEPGIISerrverr基于 HYPE

2、RLINK /prof_bim21 BIIM的昆昆明新機(jī)機(jī)場航站站樓機(jī)電電工程44D系統(tǒng)統(tǒng)【自主主研發(fā)】基于BIM的昆明新機(jī)場航站樓機(jī)電設(shè)備信息管理平臺【自主研發(fā)】機(jī)場機(jī)電設(shè)備安裝工程綜合 HYPERLINK /cuxiao/tujian.html 施工技術(shù)知識管理平臺【自主研發(fā)】6、BIM應(yīng)用評價與反饋： “本課題所研發(fā)的4D施工管理系統(tǒng)能適應(yīng)機(jī)電安裝工程的實際需求，可實現(xiàn)多層次的4D模擬和動態(tài)管理，輔助施工方案優(yōu)化，為多參與方的協(xié)作和交流提供可視化的集成管理平臺；知識管理平臺則為用戶管理和查詢工程資料與專業(yè)知識提供了網(wǎng)絡(luò)化的平臺，極大地提高了機(jī)電工程施工管理水平和效率。該系統(tǒng)適用于大型、復(fù)

3、雜建筑機(jī)電工程的施工管理，可促進(jìn)工程項目的信息化管理，建議進(jìn)一步推廣應(yīng)用?！北本┏墙瘓F(tuán)昆明新機(jī)場機(jī)電設(shè)備安裝項目部經(jīng)理顏鋼文本課題所研發(fā)的信息管理平臺能實現(xiàn)機(jī)場航站樓機(jī)電設(shè)備運營管理智能化,實現(xiàn)機(jī)電設(shè)備運行的全過程信息支持、多維信息管理以及動態(tài)的實時信息查詢，為機(jī)電設(shè)備運行及管理提供科學(xué)的信息化管理手段。通過使用系統(tǒng)可以極大提高工作效率和管理水平，節(jié)省資源，降低成本的目的，具有很大的社會、經(jīng)濟(jì)效益。昆明新機(jī)場航站樓運營總監(jiān)向雪松二、正文基于BIM的昆明新機(jī)場機(jī)電設(shè)備安裝4D管理系統(tǒng)與信息管理工程概況：昆明新機(jī)場總建筑面積435400m2,由南側(cè)主樓（A區(qū)）、南側(cè)東西兩翼指廊（E、F區(qū)）、中央

4、指廊（B區(qū)）和北側(cè)Y形指廊（C、H、G區(qū)）七大區(qū)組成，地上三層（局部四層）、地下三層。機(jī)電安裝工程總包北京城建集團(tuán)和分包中國八局共同負(fù)責(zé)消防水、暖通、給排水和電氣等分部工程施工，而弱電、智能建筑、行李系統(tǒng)和電梯等分部工程由709研究所、中船重工昆船公司等多個單位承包。圖1 昆明明新機(jī)場場航站樓樓工程鳥鳥瞰圖BIM的應(yīng)應(yīng)用簡介介： 本項目目針對機(jī)機(jī)場機(jī)電電設(shè)備安安裝和運運行管理理的實際際需求，首首次將先先進(jìn)的BBIM（BBuilldinng IInfoormaatioon MModeelinng，建建筑信息息模型）和和4D（44 Diimennsioon）技技術(shù)應(yīng)用用于機(jī)場場機(jī)電安安裝及運運行管

5、理理中，開開發(fā)并應(yīng)應(yīng)用基于于BIMM的昆明明新機(jī)場場機(jī)電設(shè)設(shè)備安裝裝4D 管理系系統(tǒng)（44D-BBIM 系統(tǒng)）。通通過建立立基于BBIM的的機(jī)電設(shè)設(shè)備4DD信息模模型，支支持機(jī)電電設(shè)備安安裝和運運行的數(shù)數(shù)據(jù)共享享和集成成管理，實實現(xiàn)機(jī)場場航站樓樓機(jī)電設(shè)設(shè)備安裝裝工程施施工進(jìn)度度的4DD動態(tài)管管理以及及施工過過程模擬擬的4DD可視化化，為機(jī)機(jī)電設(shè)備備安裝、運運行及管管理提供供科學(xué)的的信息化化管理手手段。在在該項目目中BIIM具體體包括BBIM建建模、BBIM在在施工管管理中應(yīng)應(yīng)用和BBIM在在運維信信息管理理中應(yīng)用用三個方方面。 另外外，鑒于于機(jī)電設(shè)設(shè)備安裝裝工程龐龐大、復(fù)復(fù)雜、局局部區(qū)域域設(shè)備

6、集集中等特特點，本本項目創(chuàng)創(chuàng)造性提提出基于于BIMM的多層層次4DD模型，其其結(jié)構(gòu)如如圖 22所示，包包括宏觀觀4D模模型、微微觀4DD模型、系系統(tǒng)示意意圖模型型和軸線線模型四四個層次次。不同同層次的的4D信信息模型型是根據(jù)據(jù)不同需需求從整整體BIIM中提提取的44D模型型，用于于實現(xiàn)不不同層次次的4DD施工模模擬和管管理。其其中，宏宏觀4DD模型由由簡化的的整體33D模型型和整體體進(jìn)度關(guān)關(guān)聯(lián)形成成，支持持整個機(jī)機(jī)電設(shè)備備安裝工工程的宏宏觀4DD施工模模擬。其其3D模模型應(yīng)在在 HYPERLINK /cuxiao/sgt_zt.html 施工圖圖設(shè)計時時建立，并并可采用用三維軸軸線表示示小尺寸

7、寸管道（軸軸線模型型），支支持基于于軸線的的管道渲渲染。微微觀4DD模型由由局部、詳詳細(xì)的33D模型型及相應(yīng)應(yīng)的詳細(xì)細(xì)進(jìn)度計計劃組成成，用于于展現(xiàn)機(jī)機(jī)電設(shè)備備集中部部位的管管道及設(shè)設(shè)備布置置狀況和和施工過過程，支支持動態(tài)態(tài)的施工工管理。其其3D模模型應(yīng)在在深化設(shè)設(shè)計階段段建立，且且只需針針對復(fù)雜雜、重點點的部位位建立詳詳細(xì)3DD模型，從從而在滿滿足實際際需求情情況下節(jié)節(jié)省大量量建模工工作。系系統(tǒng)示意意圖模型型由某一一機(jī)電系系統(tǒng)的示示意圖幾幾何模型型和該機(jī)機(jī)電系統(tǒng)統(tǒng)的整體體進(jìn)度計計劃關(guān)聯(lián)聯(lián)形成，可可展現(xiàn)單單個機(jī)電電設(shè)備系系統(tǒng)的整整體布局局和設(shè)備備邏輯關(guān)關(guān)系，在在宏觀模模擬時輔輔助機(jī)電電系統(tǒng)的的邏

8、輯關(guān)關(guān)系展示示。圖2 基于于BIMM的機(jī)電電設(shè)備安安裝工程程多層次次4D模模型系統(tǒng)統(tǒng)簡介：1、基基于BIIM的昆昆明新機(jī)機(jī)場航站站樓機(jī)電電設(shè)備安安裝4DD管理系系統(tǒng) 本本項目結(jié)結(jié)合基于于多層次次4D模模型的動動態(tài)施工工管理技技術(shù)，在在清華大大學(xué)已有有4D-GCPPSU系系統(tǒng)進(jìn)行行了二次次開發(fā)，實實現(xiàn)了基基于BIIM的昆昆明新機(jī)機(jī)場航站站樓機(jī)電電安裝44D管理理系統(tǒng)，如如圖3所所示。其其系統(tǒng)架架構(gòu)如圖圖4所示示，包括括數(shù)據(jù)庫庫、數(shù)據(jù)據(jù)接口、圖圖形平臺臺、模型型管理平平臺、44D信息息模型、44D微觀觀管理模模型以及及4D宏宏觀管理理模塊。該該系統(tǒng)是是基于網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的44D管理理系統(tǒng)，44D信息息模型

9、集集中存儲儲在中央央數(shù)據(jù)庫庫，同時時各個應(yīng)應(yīng)用端會會保存本本地數(shù)據(jù)據(jù)備份，從從而支持持協(xié)同工工作的同同時，減減少網(wǎng)絡(luò)絡(luò)傳輸，提提供系統(tǒng)統(tǒng)性能。具具體包括括BIMM模型導(dǎo)導(dǎo)入、進(jìn)進(jìn)度計劃劃導(dǎo)入、44D模型型創(chuàng)建、33D模型型瀏覽、信信息查詢詢、4DD施工過過程模擬擬、4DD施工進(jìn)進(jìn)度管理理、施工工文檔管管理等功功能。22、基于于BIMM的昆明明新機(jī)場場航站樓樓機(jī)電設(shè)設(shè)備安裝裝4D管管理系統(tǒng)統(tǒng)。如圖5所示示，基于于BIMM的昆明明新機(jī)場場航站樓樓機(jī)電設(shè)設(shè)備安裝裝4D管管理系統(tǒng)統(tǒng)是清華華大學(xué)與與昆明新新機(jī)場建建設(shè)指揮揮部等參參與單位位共同研研發(fā)，以以BIMM數(shù)據(jù)庫庫為基礎(chǔ)礎(chǔ)，實現(xiàn)現(xiàn)基于GGIS和和W

10、ebb的航站站樓的運運維管理理及多維維信息查查詢，具具體包括括物業(yè)信信息管理理、機(jī)電電信息管管理、流流程信息息管理、庫庫存信息息管理、報報修與維維護(hù)管理理、系統(tǒng)統(tǒng)管理。圖3 基于于BIMM的昆明明新機(jī)場場航站樓樓機(jī)電設(shè)設(shè)備安裝裝4D管管理系統(tǒng)統(tǒng)圖4 基于于BIMM的昆明明新機(jī)場場航站樓樓機(jī)電設(shè)設(shè)備安裝裝4D管管理系統(tǒng)統(tǒng)架構(gòu)圖5 基于于BIMM的昆明明新機(jī)場場航站樓樓機(jī)電設(shè)設(shè)備安裝裝4D管管理系統(tǒng)統(tǒng)BIM建模模：1、宏宏觀建筑筑模型：包括墻墻、樓板板、門窗窗、樓梯梯等構(gòu)件件，為展展示機(jī)電電設(shè)備布布局提供供空間參參考。圖6 建筑筑BIMM模型2、宏觀機(jī)機(jī)電設(shè)備備系統(tǒng)模模型：包包括室內(nèi)內(nèi)給排水水系統(tǒng)

11、、供供電干線線、通風(fēng)風(fēng)空調(diào)等等機(jī)電系系統(tǒng)的管管線和設(shè)設(shè)備，譬譬如室內(nèi)內(nèi)給排水水模型包包括污水水排水管管、廢水水排水管管、生活活熱水給給水管、生生活熱水水回水管管、集水水坑、排排污泵等等構(gòu)件。圖7 宏觀觀機(jī)電BBIM模模型3、精精細(xì)模型型：建立立了值機(jī)機(jī)島、羅羅盤箱、走走廊頂部部等局部部的詳細(xì)細(xì)模型。譬譬如值機(jī)機(jī)島模型型包括鋼鋼結(jié)構(gòu)、風(fēng)風(fēng)管、橋橋架、線線槽、消消防水管管、地板板、配電電柜、水水炮、攝攝像機(jī)等等20多多類構(gòu)件件。圖8 值機(jī)機(jī)島詳細(xì)細(xì)BIMM模型圖9 走廊廊頂部詳詳細(xì)機(jī)電電BIMM模型基于BIMM的多層層次4DD施工管管理：基基于多層層次BIIM和44D模型型，本項項目實現(xiàn)現(xiàn)了航站站

12、樓機(jī)電電設(shè)備安安裝工程程的多層層次4D施工過過程模擬擬和管理理：1、宏宏觀4DD施工模模擬如圖圖10所所示，應(yīng)應(yīng)用多層層次4DD技術(shù)實實現(xiàn)排水水系統(tǒng)宏宏觀4DD模型和和系統(tǒng)示示意圖44D模型型的同步步模擬，彌彌補(bǔ)3DD視圖難難以展現(xiàn)現(xiàn)輔助MMEP系系統(tǒng)邏輯輯結(jié)構(gòu)的的不足。模模擬中，33D視圖圖中應(yīng)用用顏色和和可見性性等方式式展示44D施工工過程，系系統(tǒng)示意意圖視圖圖則用顏顏色在MMEP系系統(tǒng)示意意圖中同同步標(biāo)識識各部分分的當(dāng)前前施工狀狀態(tài)。33D視圖圖中，建建筑模型型只作為為空間位位置參考考，根據(jù)據(jù)需要適適時顯示示，且設(shè)設(shè)為半透透明，以以免遮擋擋MEPP構(gòu)件。圖10 AA區(qū)排水水系統(tǒng)宏宏觀及系

13、系統(tǒng)示意意圖施工工模擬22、值機(jī)機(jī)島精細(xì)細(xì)4D施施工模擬擬值機(jī)島島的機(jī)電電體系包包括強(qiáng)電電、通風(fēng)風(fēng)、消防防、弱電電、航顯顯和行李李等十多多個專業(yè)業(yè)，是航航站樓中中機(jī)電系系統(tǒng)最復(fù)復(fù)雜和最最集中的的區(qū)域，涉涉及土建建總包、裝裝飾裝修修、機(jī)電電總包、消消防總包包、弱電電總包和和行李總總包6家家單位，實實際施工工中面臨臨多專業(yè)業(yè)交叉作作業(yè)、操操作空間間有限和和成品保保護(hù)等挑挑戰(zhàn)；且且施工方方一直未未協(xié)調(diào)一一致，建建立統(tǒng)一一的進(jìn)度度計劃。因此在BIM應(yīng)用過程中，各單位負(fù)責(zé)人首先以4D系統(tǒng)為平臺，通過4D施工過程模擬、前置任務(wù)分析等功能分析施工方案中存在的工作面沖突、工序搭接不合理等問題，當(dāng)場協(xié)商和調(diào)整進(jìn)

14、度計劃。圖11展示了通過4D模擬發(fā)現(xiàn)的值機(jī)島中羅盤箱原始施工方案存在的問題，并用對比鮮明的不同顏色表示各施工單位正在施工的構(gòu)件。最終，通過反復(fù)的模擬、交流和優(yōu)化，形成較為合理的值機(jī)島施工進(jìn)度計劃，共包括67個工序。但由于工期緊張，仍存在多專業(yè)同步施工，因此各施工單位通過微觀4D施工過程模擬挖掘?qū)嶋H施工可能存在的施工空間沖突、成品破壞等問題，協(xié)商解決方案；這些信息均附加到4D模型中。在實際施工中，施工人員便可基于微觀4D模型，合理安排施工過程，避免施工沖突、破壞成品等問題，保障工程順利進(jìn)行。單個值機(jī)島的4D模擬如圖12所示，6種不同的顏色表示6個施工單位正在施工的構(gòu)件，并標(biāo)出了各階段施工中需注意

15、的問題。鑒于昆明新機(jī)場航站樓共有8個值機(jī)島，機(jī)電系統(tǒng)幾乎一樣，因此建立的進(jìn)度計劃和4D模型可直接用于指導(dǎo)其他值機(jī)島的施工。圖11 羅羅盤箱施施工模擬擬與優(yōu)化化圖12 值值機(jī)島施施工過程程模擬與與分析33、宏觀觀4D施施工管理理通過44D模型型中計劃劃進(jìn)度與與實際進(jìn)進(jìn)度的對對比，可可以分析析當(dāng)前工工作的進(jìn)進(jìn)展?fàn)顩r況，了解解落后的的任務(wù)，并并有針對對性地進(jìn)進(jìn)行進(jìn)度度控制，如如圖133所示。也也可用圖圖形表現(xiàn)現(xiàn)進(jìn)度進(jìn)進(jìn)展?fàn)顩r況，如圖圖所示，綠綠色表示示提取完完成，藍(lán)藍(lán)色表示示按時完完成，黃黃色表示示滯后完完成。該該方式可可讓用戶戶一目了了然地了了解整體體工作進(jìn)進(jìn)展?fàn)顩r況，快速速掌握進(jìn)進(jìn)度滯后后的區(qū)域

16、域，實現(xiàn)現(xiàn)重點的的進(jìn)度監(jiān)監(jiān)控。用用戶也可可查詢?nèi)稳我膺x中中施工單單元的所所有前置置任務(wù)及及其是否否完成、計計劃開始始時間、計計劃結(jié)束束時間、負(fù)負(fù)責(zé)單位位和注意意事項等等信息。圖圖14展展示的是是對排水水系統(tǒng)管管道施工工任務(wù)的的前置任任務(wù)分析析。并可可按負(fù)責(zé)責(zé)單位對對前置任任務(wù)過濾濾以及導(dǎo)導(dǎo)出Exxcell報表，如如圖155所示，輔輔助施工工方與其其他單位位交流。如如圖166所示，進(jìn)進(jìn)度變更更分析功功能可以以幫助用用戶分析析當(dāng)某一一任務(wù)延延后后，對其其他任務(wù)務(wù)或整體體進(jìn)度的的影響情情況。展展示的是是壓力排排水管道道嚴(yán)密性性試驗滯滯后一天天對其他他任務(wù)的的影響情情況，可可見會導(dǎo)導(dǎo)致重力力排水管管道

17、嚴(yán)密密性試驗驗滯后完完成，從從而導(dǎo)致致B3排排水系統(tǒng)統(tǒng)安裝總總體滯后后。圖13 進(jìn)進(jìn)度對比比分析圖14 前前置任務(wù)務(wù)分析圖15 導(dǎo)導(dǎo)出前置置任務(wù)圖16 進(jìn)度變變更分析析4、精細(xì)44D施工工管理基基于建立立的精細(xì)細(xì)4D模模型，可可進(jìn)行進(jìn)進(jìn)度對比比分析，了了解工程程實際進(jìn)進(jìn)展情況況。圖117展示示了當(dāng)“吊吊頂安裝裝”滯后后后，對其其他任務(wù)務(wù)的影響響情況，分分析發(fā)現(xiàn)現(xiàn)對煙感感設(shè)備的的安裝和和地板的的時候有有影響，但但不會影影響總工工期。圖圖18展展示了地地板安裝裝任務(wù)的的所有前前置任務(wù)務(wù)，可輔輔助裝修修總包了了解由弱弱電總包包負(fù)責(zé)的的綜合布布線、機(jī)機(jī)電總包包負(fù)責(zé)的的稱重臺臺安裝等等工作是是否完成成，

18、避免免窩工、返返工等問問題發(fā)生生。用戶戶還可以以將任意意一天需需要完成成的工作作，及其其前置任任務(wù)完成成情況等等信息導(dǎo)導(dǎo)出到EExceel報表表，用于于多參與與方之間間的交流流，圖119展示示了20011年年6月226日44D進(jìn)度度的Exxcell報表。圖17 進(jìn)進(jìn)度變更更分析圖18 前前置任務(wù)務(wù)分析圖19 導(dǎo)導(dǎo)出4DD進(jìn)度狀狀態(tài)基于于BIMM的昆明明新機(jī)場場航站樓樓機(jī)電設(shè)設(shè)備信息息管理：1、昆昆明新機(jī)機(jī)場航站站樓物業(yè)業(yè)信息管管理應(yīng)用用在系統(tǒng)統(tǒng)中可以以很方便便的對房房間、柜柜臺、商商鋪等的的分配和和物業(yè)數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行行維護(hù)，而而且可以以根據(jù)用用戶的不不同需求求進(jìn)行各各種數(shù)據(jù)據(jù)的統(tǒng)計計和分析析，并且

19、且導(dǎo)出用用戶需要要的Exxcell表，方方便用戶戶進(jìn)行各各種文檔檔存檔等等工作。在在系統(tǒng)中中用地圖圖顯示整整個機(jī)場場的情況況，使用用戶能夠夠直觀的的了解機(jī)機(jī)場的整整體布局局是否合合理，房房間的使使用和分分配是否否滿足旅旅客的需需求，通通過各種種數(shù)據(jù)的的統(tǒng)計和和分析以以及結(jié)合合地圖的的展示，可可以為機(jī)機(jī)場的整整體運營營提供更更好的支支持。具具體如圖圖20所所示。圖20 房房間管理理及其信信息查詢詢2、昆昆明新機(jī)機(jī)場航站站樓機(jī)電電信息管管理應(yīng)用用 機(jī)機(jī)電信息息管理系系統(tǒng)把各各個專業(yè)業(yè)的管道道布線都都非常直直觀的在在地圖中中顯示出出來，而而且對各各專業(yè)的的上下級級邏輯關(guān)關(guān)系都能能清楚的的展現(xiàn)出出來，

20、這這樣就能能方便的的讓維修修工人快快速、方方便的查查看到整整個機(jī)電電的邏輯輯關(guān)系和和管道布布線，及及時做出出正確的的判斷，避避免給機(jī)機(jī)場的正正常運營營帶來不不便。 在運運營過程程中，可可能會出出現(xiàn)某個個配電間間出現(xiàn)故故障，需需要在這這個配電電間的上上級進(jìn)行行斷電，這這時就必必須知道道這個配配電間的的上級是是誰，并并且需要要知道斷斷電會對對哪些區(qū)區(qū)域或者者設(shè)備有有影響，會會不會影影響機(jī)場場的正常常運營，甚甚至在維維修過程程中有可可能需要要知道從從配電間間上級到到配電間間的橋架架走向。 在系統(tǒng)中，不僅可以查找到各級別的上下級關(guān)系，還能直觀的看到相互之間的橋架走向，幫助用戶更快、更好的了解整個電氣干

21、線的走向及邏輯關(guān)系。具體如圖21所示。圖21 TTA1邏邏輯結(jié)構(gòu)構(gòu)查詢及及其信息息管理33、昆明明新機(jī)場場航站樓樓流程信信息管理理應(yīng)用在在系統(tǒng)中中輸入旅旅客所在在位置，及及輸入登登機(jī)口編編號，就就能查詢詢出這位位旅客從從值機(jī)島島到登機(jī)機(jī)口的路路徑信息息，及值值機(jī)島與與登機(jī)口口的距離離信息和和人的正正常步伐伐可能需需要的時時間信息息，這樣樣旅客就就能根據(jù)據(jù)這些信信息判斷斷出自己己的登機(jī)機(jī)時間是是否充足足等，如如圖222所示。圖22 登登機(jī)流程程展示4、昆明新新機(jī)場航航站樓庫庫存信息息管理應(yīng)應(yīng)用庫存存信息管管理系統(tǒng)統(tǒng)不僅可可以查找找到機(jī)場場航站區(qū)區(qū)內(nèi)的倉倉庫位置置，而且且能很方方便的查查找到所所需

22、物品品所在的的倉庫，及及物品的的數(shù)量和和對應(yīng)的的一些相相關(guān)信息息，比如如規(guī)格、尺尺寸等，這這樣就能能讓用戶戶更快的的了解到到所需物物品的信信息。 機(jī)場場運營過過程中可可能會根根據(jù)實際際需要對對倉庫的的位置進(jìn)進(jìn)行更改改，倉庫庫信息功功能就是是動態(tài)的的對倉庫庫進(jìn)行管管理。倉倉庫有可可能會分分為機(jī)電電專用的的倉庫和和物業(yè)專專用的倉倉庫，在在倉庫信信息功能能中對倉倉庫進(jìn)行行設(shè)置來來對其他他功能提提供數(shù)據(jù)據(jù)支持。5、昆明新機(jī)場航站樓報修與維護(hù)信息管理應(yīng)用在系統(tǒng)中可可以很容容易的查查看最近近3個月月時間內(nèi)內(nèi)報修的的總體數(shù)數(shù)量；如如查看最最近3個個月維修修組維修修人員接接單數(shù)量量的比較較；再如如最近33個月內(nèi)內(nèi)，報修修單整體體的完成成情況、無無需維修修、正在在維