1、項(xiàng)目簡(jiǎn)介
Crusell大橋是一座斜張拉橋，屬于赫爾辛基的公共工程部門，它連結(jié)Jatkasaari的西邊及Ruoholahti市。Jatkasaari是前West Harbor的一部份，靠近赫爾辛基市中心，正轉(zhuǎn)變成為一座新的臨海城市。為了開發(fā)一個(gè)新的9000單元住宅，貨運(yùn)業(yè)務(wù)已被移到另一個(gè)城市，因此需要一座新的公路橋梁。
圖一赫爾辛基海港的斜張拉橋效果圖
Crusell大橋于2008年秋季開始施工，并預(yù)定于2010年底完成。橋梁的設(shè)計(jì)是由芬蘭的WSP公司，由Skanska Civil施工建造。該橋由兩個(gè)不對(duì)稱跨度組成，跨度分別92.0公尺和51.5公尺（總長(zhǎng)度為143.5公尺），凈寬度有24.8公尺。橋梁上部結(jié)構(gòu)是縱向預(yù)應(yīng)力混凝土梁，橫向結(jié)構(gòu)是由復(fù)合鋼和混凝土組成，如圖二、三所示。
圖二橋梁在夜間的效果圖
圖三橋梁結(jié)構(gòu)的建筑模型
在設(shè)計(jì)和施工過程中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用BIM的技術(shù)和精益施工的原理和工具。本案例研究的重點(diǎn)在本工程的施工階段，主要有兩個(gè)方面：
•廣泛使用的建筑信息模型如下：鋼梁及鋼筋混凝土制造，裝配組件的供應(yīng)鏈的監(jiān)控和管理，模板及臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使用雷射掃描的品質(zhì)控制，及施工計(jì)劃使用4D動(dòng)畫模擬。
•BIM支持精益的施工方法，譬如支持工地生產(chǎn)管理，使用Last Planner System™°
表一 Crusell大橋項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)及基本資料
Crusell大橋設(shè)計(jì)由赫爾辛基市在，2001年冬天宣布征求設(shè)計(jì)競(jìng)圖。競(jìng)圖的目的是去找到一個(gè)高品質(zhì)的橋梁解決方案，它可帶出地方特色，并考慮到景觀的需求。盡管英國(guó)設(shè)計(jì)公司贏得了競(jìng)圖，但卻頒給了第二名得主芬蘭的WSP公司。第二階段的設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)發(fā)展），在2004年底因財(cái)務(wù)問題而中止，當(dāng)時(shí)已經(jīng)完成60%的設(shè)計(jì)發(fā)展。經(jīng)過四年的中斷，在2008年業(yè)主指派自己的營(yíng)建管理部，公共工程部的一個(gè)部門，發(fā)布招標(biāo)遴選一個(gè)總承包商來完成該工程，最后由Skanska Civil公司雀屏中選。由于只有60%的設(shè)計(jì)文件是準(zhǔn)備完成的，因此在2008年秋季開始施工的同時(shí)也要并行完成細(xì)部設(shè)計(jì)文件。本項(xiàng)目預(yù)計(jì)于2010年9月完工。
圖四整體項(xiàng)目的時(shí)間表。
合約采用的是設(shè)計(jì)-議價(jià)-建造(DBB)模式，這是有點(diǎn)令人驚訝的，因?yàn)橹煌瓿闪?0%的設(shè)計(jì)文件，其原因是為了可以早點(diǎn)選擇制造商，如此一來制造商便能在最后的設(shè)計(jì)發(fā)展產(chǎn)生影響。例如，鋼構(gòu)制造商的Ruukki公司，由于該公司在參與完成設(shè)計(jì)上具有豐富的鋼構(gòu)詳圖的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。而施工過程中鋼構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的尺寸或質(zhì)量上沒有問題，則證明了這一策略是有價(jià)值的。
2、Crusell橋梁工程可作為一個(gè)經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)
Crusell橋梁工程成為每個(gè)人，甚至是那些以前有使用經(jīng)驗(yàn)的人皆可參與的BIM學(xué)習(xí)過程，因?yàn)樵S多新的解決方案和技術(shù)在這個(gè)過程中被進(jìn)行了測(cè)試。設(shè)計(jì)師為了產(chǎn)生可視覺化的設(shè)計(jì)競(jìng)圖，而已經(jīng)建了部分的橋梁模型。因?yàn)樗麄兊母拍钤O(shè)計(jì)中，需要運(yùn)用大量的鋼構(gòu)并要求其精確度，他們建議業(yè)主使用建模以達(dá)到更好的成果。因此，業(yè)主決定嘗試建模，不僅是鋼材零件建模，所有其他施工物件也要建模，包含在現(xiàn)場(chǎng)所有的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。因此，該工程對(duì)于業(yè)主及設(shè)計(jì)師變成了一個(gè)試驗(yàn)性質(zhì)的工程。對(duì)于業(yè)主，這是它的第一座全面使用BIM的橋梁工程，包括時(shí)間和管理層面。而設(shè)計(jì)師之前建的模是較簡(jiǎn)單的鋼筋混凝土橋梁，但這座橋具有彎曲幾何、斜張攬線及復(fù)合結(jié)構(gòu)鋼和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其復(fù)雜程度遠(yuǎn)超乎他們先前所有的經(jīng)驗(yàn)。
橋梁工程與工業(yè)和住宅工程是相當(dāng)不同的，因?yàn)樗鼈冇懈鼮閺?fù)雜的結(jié)構(gòu)。雖然使用計(jì)算機(jī)建模來分析橋梁結(jié)構(gòu)是必要且平常的作業(yè)，但在當(dāng)時(shí)，在橋梁工程使用BIM尚不如建筑工程般普遍。
只有少數(shù)BIM應(yīng)用軟件可以精確地模擬現(xiàn)代橋梁復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和幾何形狀。橋梁建模軟件是有自我產(chǎn)品市場(chǎng)的專業(yè)軟件，其中一些已經(jīng)使用3D建模，但由BIM軟件作設(shè)計(jì)整合則是新概念。
雖然承包商在施工的開始就知道有模型的存在，但并未從設(shè)計(jì)師那邊取得模型。設(shè)計(jì)師準(zhǔn)備了網(wǎng)絡(luò)模型（橋梁不同構(gòu)件的簡(jiǎn)單幾何形狀模型）讓投標(biāo)人在投標(biāo)階段可了解橋梁的基本結(jié)構(gòu)，以準(zhǔn)備他們的競(jìng)圖招標(biāo)文件。不過Skanska公司被錄取后，他們便收到設(shè)計(jì)師已用Tekla Structures建好的完整模型。Skanska公司作出決定在施工階段盡可能的使用模型，包括4D計(jì)劃和臨時(shí)結(jié)構(gòu)建模。他們?cè)?jīng)在住宅和工業(yè)營(yíng)建工程上使用建模，但在橋梁工程中使用應(yīng)是頭一遭。同樣的，對(duì)于工程其他各單位而言，在工地使用模型也是一種全新的經(jīng)驗(yàn)（分包商、測(cè)量師、供應(yīng)商等）。Skanska公司在這項(xiàng)工程決定上取得了正面的肯定結(jié)果，他們把它視為非常有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)。
由于在一個(gè)高度復(fù)雜的橋梁使用具開創(chuàng)性的BIM，主要的BIM軟件供應(yīng)商Tekla公司也加入本工程。提供施工團(tuán)隊(duì)深厚的支持也讓Tekla獲益良多。在整個(gè)設(shè)計(jì)和施工過程中，他們協(xié)助團(tuán)隊(duì)成員的學(xué)習(xí)及應(yīng)用Tekla Structures建模軟件的新功能：分享網(wǎng)絡(luò)的模型（同步）；4D計(jì)劃；與供應(yīng)商的工廠管理軟件模型同步；以及將制造數(shù)據(jù)直接輸出到至算機(jī)控制的設(shè)備。
結(jié)果，本項(xiàng)目變成一個(gè)所有單位參與的特殊學(xué)習(xí)過程。他們?cè)敢馊W(xué)習(xí)新的工作方法，也因此獲得成功并積累精湛的經(jīng)驗(yàn)。
3、數(shù)據(jù)交換性
表二列出了各種工程應(yīng)用軟件，它們被使用在四種不同的設(shè)計(jì)階段：設(shè)計(jì)競(jìng)圖、一般的設(shè)計(jì)發(fā)展、最終的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工。由于在寫這篇文章時(shí)，業(yè)主還沒有決定如何進(jìn)行，因此設(shè)施維護(hù)階段被排除在外。
表二 BIM和其它使用于各種階段的軟件
BIM軟件在2008年第二部分設(shè)計(jì)發(fā)展開始時(shí)才被引進(jìn)。在2004年中斷設(shè)計(jì)發(fā)展當(dāng)時(shí)，個(gè)別軟件都還是被視為一個(gè)獨(dú)立的工具。有趣的是，在2004年之前使用的3D建模軟件是3D Studio Max，它是一個(gè)可視化工具，不是一個(gè)參數(shù)取向的BIM工具。經(jīng)過四年的中斷，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)認(rèn)為BIM工具已經(jīng)發(fā)展到適合使用于這樣復(fù)雜的橋梁工程，Tekla Structures軟件隨即受到采用。
在2004年以前，交換性不是一個(gè)重大的問題，但當(dāng)2008年其他項(xiàng)目的合作伙伴加入時(shí)，它變成了一個(gè)主要的問題。到2008年，為解決交換性議題而寫的一個(gè)額外驅(qū)動(dòng)程序，讓建模軟件的功能有重大進(jìn)展，可以讓更多的合作伙伴使用在更多任務(wù)上。問題解決后最明顯的反映是在所有主要參與者，業(yè)主、設(shè)計(jì)師，總承包商及主要分包商都同意使用相同的BIM工具(Tekla Structures)。因此這些合作伙伴在彼此的數(shù)據(jù)交換上減少了數(shù)據(jù)同步的問題，這部分將在本案例研究的后段討論。此外，數(shù)據(jù)也可以與其他應(yīng)用軟件交換，例如，Trimble RealWorks、Vico Control、PERICAD、Reinforcement List v3.1和制造業(yè)的ERP系統(tǒng)。在只有幾何需要作交換的狀況下，如Trimble RealWorks和TEKLA的模型之間，則使用DWG作交換格式。當(dāng)需要更多的信息交流，譬如TEKLA模型和PERICad之間，則使用IFC檔案。當(dāng)文字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)足夠，或者幾何可以用參數(shù)化描述而非顯示描述，例如定義加工用鋼筋形狀或由TEKLA模型生成的簡(jiǎn)單ASCII文件格式。這些交換格式皆如圖五所示。
圖五通過資料轉(zhuǎn)譯交換信息
4、模型同步
每一個(gè)工程案皆案涉及許多不同的參與者，每個(gè)都會(huì)發(fā)展出特定領(lǐng)域的建筑信息模型。為了改善他們之間的信息交換和交流，TEKLA如同其他的BIM供應(yīng)商一般，已經(jīng)開發(fā)出可由不同的參與者來維護(hù)模型同步的功能，Tekla的產(chǎn)品是使用一個(gè)中央供應(yīng)商同步服務(wù)器。Crusell橋梁工程是第一座應(yīng)用這個(gè)功能的橋梁。在圖四可以看出，由于細(xì)部設(shè)計(jì)與施工同時(shí)并行了很長(zhǎng)一段的時(shí)間，因此同步是該項(xiàng)目最重要的關(guān)鍵。對(duì)于趕工的工程而言這是很常見的，但對(duì)于傳統(tǒng)的DBB工程而言則較少見。在Skanska的承包模型和Ruukki的制造模型間的同步也是不可或缺，且這樣的關(guān)系在所有讓制造商繪制制造詳圖的案例中都是常見的?？蛻糁笥?009年秋天開始使用同步化服務(wù)器。
基本上一周一次進(jìn)行同步化，不過并不是硬性規(guī)定。當(dāng)設(shè)計(jì)師對(duì)設(shè)計(jì)作出重大變更時(shí)，他們會(huì)通知工地，工地人員可以馬上同步化并得到由設(shè)計(jì)師更新到施工模型內(nèi)的最新版本。因?yàn)槌邪桃灿薪ㄅR時(shí)結(jié)構(gòu)、模板和其他物品的模型，所以只有設(shè)計(jì)師所變更的物件會(huì)在每次的變更后被添加或取代。承包商的項(xiàng)目信息人員可以過濾和確認(rèn)被更新的部分，并觀察變更對(duì)施工模型所帶來的影響。如此一來，常常會(huì)發(fā)生總承包商在客戶核準(zhǔn)該圖面之前便擁有關(guān)于模型變更信息的情況，這樣他們就能替近期作預(yù)先準(zhǔn)備（更快速的信息交換）。工地和分包商模型間的同步化也會(huì)同時(shí)完成，但比較不定期，主要目的是為了回應(yīng)變更。使用同步化的信息流將詳述于很長(zhǎng)。
圖六通過同步化進(jìn)行信息交換
同步化不只需要技術(shù)問題解決方案，還需要有由所有參與者同意的管理協(xié)定，包含編輯的權(quán)限、對(duì)象和時(shí)間。該協(xié)定形成了下列步驟：
1.WSP(設(shè)計(jì)者）上傳變更到模型同步化服務(wù)器；
2.Skanska上傳進(jìn)度變更到模型同步化服務(wù)器；
3.Ruukki上傳制造變更和進(jìn)度更新（訂單、制造、交付等的日期）到同步化服務(wù)器；
4.所有的參與者下載「變更」資料并匯入到他們自己的模型中進(jìn)行同步化。
在項(xiàng)目期間，同步化出現(xiàn)了很有趣的問題。當(dāng)Skanska把Tekla Structures的版本升級(jí)到15時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)鋼筋資料的同步化會(huì)導(dǎo)致它們與WSP模型間的異常，WSP是用13版來進(jìn)行模型的繪制和維護(hù)。一旦Skanska升級(jí)就會(huì)把同步化限制在單向同步上。
5、在施工階段使用BIM
本節(jié)將會(huì)說明及討論各種在施工階段使用BIM做管理和組織的方法，兩者都是直接作為精益施工方法的信息資源和支持技術(shù)。
Crusell大橋不是一個(gè)很龐大的項(xiàng)目，但它的設(shè)計(jì)很有趣，可以讓BIM在一些工程目的上有所發(fā)揮。平心而論，模型在施工各層面的鞭策上是無(wú)所不在的。所有的橋梁結(jié)構(gòu)都有建模，就連每一根鋼筋和所有的臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)和混凝土模板都有建模。Skanska在工地現(xiàn)場(chǎng)的辦公室內(nèi)于服務(wù)器上維護(hù)模型，并委托土木工程師擔(dān)任「承包商信息人員」的工作，要負(fù)責(zé)提供信息給所有的項(xiàng)目參與者和維護(hù)并更新承包商的模型。
為什么Skanska不在現(xiàn)場(chǎng)作模型的維護(hù)？因?yàn)樵诠こ涕_始之際，設(shè)計(jì)尚未完成，所以項(xiàng)目不能作全盤的規(guī)劃。工地團(tuán)隊(duì)一開始有所遲疑，并不了解模型對(duì)他們有什么好處，或者他們?cè)撊绾问褂媚Ｐ汀５總€(gè)物件都已建模，且承包商的模型有不斷地和設(shè)計(jì)師的模型的發(fā)展同步。承包商的模型對(duì)于工地團(tuán)隊(duì)而言變成所有信息的首要資源：用于尺寸、將如何建造不同零件做視覺化、程序、材料交付報(bào)告等。信息人員一直忙于提供所有模型需要的信息。
雖然橋梁最終制成的初始模型是由設(shè)計(jì)師所編輯，Skanska也會(huì)添加和編輯該模型以反映施工過程。模型在任務(wù)、工作順序和瀏覽工作上被大量使用。所有的臨時(shí)結(jié)構(gòu)——支撐塔、臨時(shí)樁、模板和設(shè)備都有建模。木工會(huì)在準(zhǔn)備混凝土模板之前看下模型來了解復(fù)雜的幾何形狀，如有雙曲線條的多邊形。有趣的是，因?yàn)楫?dāng)時(shí)Tekla Structures軟件版本上的限制，復(fù)雜的雙曲線幾何形狀不能直接在軟件中生成。為了克服這樣困難，這些表面的形狀會(huì)在3Ds Max中被生成，然后再使用DWG檔匯入Tekla Structures作為幾何參照。這個(gè)問題在Tekla Structures的新版本中得到解決，此為該公司參與項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的直接成果。Tekla視Crusell大橋項(xiàng)目為試驗(yàn)軟件施工管理功能的項(xiàng)目。
下面將詳述不同的使用模型進(jìn)行施工管理的方法，特別強(qiáng)調(diào)工地現(xiàn)場(chǎng)日常營(yíng)運(yùn)的使用。
可視化
將建筑模型視為可視化工具是模型最常見的用途，且它的效益是最明確的。項(xiàng)目的3D模型幫助不同的參與者更了解概念和設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，形成一幅共同的愿景，且比傳統(tǒng)圖面更快更有效率深入了解項(xiàng)目。模型對(duì)于所有的工地工作人員都是開放讀取的，他們可以做延伸的使用，時(shí)時(shí)到辦公室看模型來查看模板定位、錨纜和鋼筋位置更精細(xì)的細(xì)節(jié)。如圖七，錨纜相當(dāng)沉重，而且它們要在澆鑄前做為支撐。大量的鋼筋被置放在每個(gè)錨纜的旁邊。如何以準(zhǔn)備混凝土澆鑄的形式規(guī)劃支撐錨纜在3D視圖中就簡(jiǎn)單得多，它可在多個(gè)方向和節(jié)面上操縱。
圖七截面圖顯示鋼筋和另一個(gè)澆鑄的的硬件間關(guān)系的詳圖，如大型錨纜構(gòu)件
設(shè)計(jì)和規(guī)劃臨時(shí)結(jié)構(gòu)及碰撞檢查
在一開始，提供給工地人員許多模板的圖，但不包含延伸的模板支撐塔和其他臨時(shí)結(jié)構(gòu)，如通道鷹架。結(jié)果，工地團(tuán)隊(duì)決定要把所有遺漏掉的臨時(shí)結(jié)構(gòu)，包含模板支撐架和現(xiàn)場(chǎng)塔式起重機(jī)的軌道模型都直接建在現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)的設(shè)計(jì)建筑模型里。這樣讓結(jié)構(gòu)更容易被解讀，并判別出許多沖突（碰撞），能得到精確數(shù)量、整合這些工作到施工進(jìn)度里以及在4D規(guī)劃期間可視化它們的順序。
不只在設(shè)計(jì)階段的結(jié)尾完成鋼構(gòu)和混凝土零件之間的碰撞檢查，在施工階段也能和整合額外的系統(tǒng)和臨時(shí)結(jié)構(gòu)模板進(jìn)行碰撞檢查?？梢虼吮苊庠S多可能會(huì)在施工期間發(fā)生的橋梁結(jié)構(gòu)上的碰撞。這項(xiàng)BIM功能節(jié)省了大量的金錢和防范了許多問題。例如模板供應(yīng)商PERI，使用它們自家的CAD系統(tǒng)為碼頭進(jìn)了復(fù)雜的設(shè)計(jì)。橋梁的幾何形狀首先用IFC交換格式，從Tekla轉(zhuǎn)到PERI CAD，并判定橋的錨纜和拉桿之間在錨點(diǎn)的兩端的模板有沖突。模型設(shè)計(jì)則為了解決這一問題而被變更（見圖八）。
圖八錨纜和模板拉桿之間的碰撞和其解決方法
施工規(guī)劃與4D
建筑模型首先被用在總體規(guī)劃會(huì)議期間，然后同樣在逆向進(jìn)度會(huì)議中被使用，該模型為L(zhǎng)ast Planner System™的一部分。Vico Control™軟件被應(yīng)用在工地施工進(jìn)度安排，在總體規(guī)劃會(huì)議上只使用了視覺化模塊?？傮w規(guī)劃進(jìn)度之后會(huì)匯入到Tekla Structures v.15里施工模型的「任務(wù)管理者(task manager)」視窗，在那里進(jìn)度會(huì)被細(xì)化。橋面施工被分為至少兩個(gè)也可能是三個(gè)獨(dú)立的工作區(qū)域，這樣工作便能同時(shí)并行，由不同的參與者執(zhí)行。模型被用來執(zhí)行這樣高度細(xì)分的工作區(qū)域規(guī)劃作業(yè)，包含工作順序、數(shù)量含其他空間信息。模型中的物件會(huì)分配到施工活動(dòng)并被色彩標(biāo)記。圖九為某段橋面在特定日期的圖，用紅色和藍(lán)色分為兩個(gè)工作區(qū)塊。
圖九分開的工作區(qū)段|原圖為紅色及藍(lán)色（在本圖中以不同深度的灰色表示）
4D動(dòng)畫進(jìn)度會(huì)在單日的決議后完成。如此團(tuán)隊(duì)便能生成項(xiàng)目每日的可視化圖片，以用來評(píng)估逆向進(jìn)度會(huì)議期間用Last Planner SyStem™(LPS)作的決定對(duì)于空間利用是否實(shí)際。動(dòng)畫也讓每個(gè)人了解他們協(xié)議要執(zhí)行的作業(yè)模型讓團(tuán)隊(duì)能發(fā)展比其他方式更細(xì)且更精確的工作計(jì)劃，它提供正確的空間信息和給予更精確的所需材料數(shù)量。模型提供了簡(jiǎn)單而快速的方式從Tekla Structures模型中提取精確材料數(shù)量計(jì)算，可以幫助減少多余的材料緩沖區(qū)和確保只從供應(yīng)商訂購(gòu)需要的材料。
然而，由于在Tekla Structures模型里是用手動(dòng)關(guān)聯(lián)物件到活動(dòng)上，一開始的設(shè)定是相當(dāng)耗時(shí)的。在碼頭中央的樁被點(diǎn)出有嚴(yán)重工程問題后，在新的混凝土樁已澆置到海床來取代有缺陷的樁的同時(shí)，施工作業(yè)已比預(yù)定進(jìn)度晚了兩個(gè)月。結(jié)果，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)決定反轉(zhuǎn)整個(gè)墻面施工的順序，空出可重建碼頭中央柱的時(shí)間，他們不一一接續(xù)完成而是直接在程序作業(yè)上跳過碼頭中央，從兩端開始向碼頭中央開展作業(yè)。但4D CAD模型并沒有更新，因?yàn)楸绕饛某绦蚩梢暬蝎@得的利益來說，重新定義任務(wù)細(xì)節(jié)之間的時(shí)間邏輯關(guān)系，還有用模型內(nèi)的實(shí)體物件定義的新任務(wù)關(guān)系被認(rèn)為是太耗成本的。進(jìn)度本身的不確定性，則被認(rèn)為是另外一個(gè)不花時(shí)間在更新4D模型上的理由。
從中學(xué)到經(jīng)驗(yàn)是4D軟件的施工進(jìn)度層面必須要夠成熟，可允許定義高層次類型任務(wù)間的關(guān)系的邏輯，讓施工程序花最小的心力變更，靠改變控制進(jìn)度的條件而非靠中斷和重新連接詳細(xì)任務(wù)的邏輯關(guān)系來運(yùn)作。這樣詳細(xì)任務(wù)就不需要重新定義和重新與實(shí)體模型物件作關(guān)聯(lián)。在當(dāng)時(shí)，Tekla Structures并沒有辦法支持這樣復(fù)雜的任務(wù)安排。
制造和安裝鋼構(gòu)構(gòu)件
橋梁模型分享給鋼構(gòu)廠Ruukki，Ruukki供應(yīng)項(xiàng)目鋼材零件和構(gòu)件。Ruukki在模型中檢視和編輯因應(yīng)制造限制所需修改的元件，并傳送更新到模型中給WSP的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師，并傳給Skanska進(jìn)行核準(zhǔn)。
WSP會(huì)在他自己的模型中編輯鋼構(gòu)元件，整合Ruukki的意見，并為所有的參與者更新服務(wù)器模型。
除了使用模型變更設(shè)計(jì)信息，他們也從兩個(gè)方向用模型變更生產(chǎn)順序信息。因?yàn)镽uukki有跟Skanska一樣的模型，并定期執(zhí)行同步化作業(yè)，Ruukki使用來自模型的施工進(jìn)度數(shù)據(jù)來決定他們的制造和交付進(jìn)度。然后他們會(huì)更新他們自己模型內(nèi)的制造、檢查和交付日期。在Ruukki模型和他們公司的資源規(guī)劃軟件間內(nèi)部數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是人工作業(yè)，但他們相信未來可以進(jìn)化為簡(jiǎn)單的自動(dòng)化作業(yè)。因?yàn)槭┕みM(jìn)度會(huì)在每次的進(jìn)度會(huì)議后更新，并在模型中可以讀取這些數(shù)據(jù)，材料的采購(gòu)就變得更精確，邏輯能夠組織得更好，最后的交付和在現(xiàn)場(chǎng)組裝的構(gòu)件也可以經(jīng)由細(xì)化的模型信息被「拉動(dòng)」。
鋼構(gòu)在現(xiàn)場(chǎng)的組立是由Ruukki聘僱的分包商Siltera所負(fù)責(zé)。他們不常使用模型，但他們有時(shí)會(huì)參考模型以獲得有關(guān)他們作業(yè)的生產(chǎn)詳細(xì)資料和流程信息，特別是圖面不清楚或有出現(xiàn)問題的時(shí)候。
鋼筋細(xì)化、制造和安裝
橋梁鋼筋的建模比想象中的還要困難許多。這種斜張拉橋有高密度的鋼筋和復(fù)雜的橋面與橋墩形狀，讓建模比一般較單純的結(jié)構(gòu)更加困難與費(fèi)時(shí)。在最普通的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)里，像柱、梁和基礎(chǔ)等建筑元件都有充分的形狀標(biāo)準(zhǔn)，而可以用參數(shù)化物件的鋼筋詳圖和配筋圖則加速建模的速度；橋梁元件因?yàn)槠淝识歇?dú)特的幾何結(jié)構(gòu)，常常需要自訂化的建模。
然而，盡管建模作業(yè)是由WSP所進(jìn)行，但所有的參與者都因此受惠。WSP被要求在任何情況下都要生產(chǎn)鋼筋詳圖，因?yàn)檫@是客戶所施加的一個(gè)合約義務(wù)（為了存檔的目的和為了在現(xiàn)場(chǎng)使用鋼筋安裝器），而且圖面要直接從模型中生產(chǎn)。在鋼筋和其他結(jié)構(gòu)間有許多空間沖突都因及早使用碰撞檢查而被避免，另外模型信息還被應(yīng)用在鋼筋的彎曲與切割機(jī)上。
Tekla Structures用ASCII、EXCEL和其他資料格式提供鋼筋材料的數(shù)量計(jì)算。對(duì)于Crusell橋梁項(xiàng)目，ASCII報(bào)表資料被格式化成可以直接和自動(dòng)匯入到供應(yīng)商的鋼筋制造軟件中，內(nèi)含有所有的彎曲和切割信息（見圖十）。這套軟件在工廠生產(chǎn)時(shí)驅(qū)動(dòng)NC機(jī)器。格式化是和CELSA Steel Services(鋼筋制造廠）、Skanska和來自Tekla的技術(shù)支持下合力完成的，自然而然地移除了許多人工作業(yè)和潛在錯(cuò)誤。
圖十來自制造商自家的鋼筋制造軟件快照，圖為直接由Tekla的橋梁模型報(bào)告提取后匯入的鋼筋數(shù)據(jù)
然而，Skanska在整合上不能達(dá)到和CELSA—樣的水平，CELSA已經(jīng)和有能力自己操作BIM軟件的鋼構(gòu)供應(yīng)商整合過了。ASCII是專門流通鋼筋形狀和數(shù)量的交換檔案格式，且不能帶入所有模型同步化提供的信息范圍，有些信息仍然要用手動(dòng)交換。因此，像綁大量鋼筋以供交付和安裝這樣的任務(wù)會(huì)被從外部安排到模型里。
鋼筋的作業(yè)流程如下：
•WSP上傳設(shè)計(jì)變更到Skanska的模型(WSP負(fù)責(zé)細(xì)化所有的鋼筋，這部分變成程序中的瓶頸，細(xì)化鋼筋信息持續(xù)了很長(zhǎng)的一段時(shí)間）。
•Skanska根據(jù)施工進(jìn)度選擇模型內(nèi)物件鋼筋（要在模型內(nèi)編制和維護(hù)）。
•Skanska輸出修正后的鋼筋報(bào)表給CELSA(以ASCII報(bào)表為準(zhǔn)）。
•CELSA把數(shù)據(jù)匯入到他們的「Reinforcement List 3.1」軟件內(nèi)，之后鋼筋將被制造生產(chǎn)并交付。
•Skanska的項(xiàng)目信息人員打印來自Tekla的鋼筋籠模型「快照」。工頭會(huì)讓工人照著這張圖來組裝。
鋼筋由Funnly在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝，F(xiàn)unnly是專業(yè)的綁鋼筋公司。Funnly的員工在工地只使用紙本圖面。工地現(xiàn)場(chǎng)在施工期間大部分都是處于極端的濕冷氣候之下，因此無(wú)法使用筆記本或是其他電子設(shè)備來提供模型視圖，而Funnly也沒有人會(huì)操作建模軟件。但是因?yàn)槟承┰?，WSP從模型中生產(chǎn)的2D圖紙對(duì)鋼筋的安裝工人而言常常是不足的。而如上所述，橋梁的鋼筋是很密集且復(fù)雜的，由Tekla Structures vl3的標(biāo)準(zhǔn)程序生產(chǎn)的圖紙不是太過于詳細(xì)就是資料不足。這造成了項(xiàng)目參與者間的摩擦。他們從中學(xué)到了一些專業(yè)技術(shù)并將其結(jié)論轉(zhuǎn)達(dá)給Tekla，讓Tekla可在未來的版本改善他們自動(dòng)生產(chǎn)鋼筋圖面的程序。
因?yàn)椴糠值睦щy是來自于圖紙的不足，因此鋼筋的安裝工人為了得到預(yù)想成果完整的圖片和鋼筋籠的綁法，有時(shí)候被迫要去參考模型，因?yàn)槟Ｐ蜁?huì)顯示所有的鋼筋和螺栓。承包商的信息人員提供Funnly最基本的BIM訓(xùn)練，不過他們依然要靠她來導(dǎo)覽模型以及打印必要的熒幕快照。
雷射掃描
總承包商Skanska僱用了一位現(xiàn)場(chǎng)檢查員，他的任務(wù)主要是控制工作質(zhì)量和協(xié)助各類承包商定位自己的工作內(nèi)容。Skanska—開始是向經(jīng)銷商借用設(shè)備，而當(dāng)他們得到經(jīng)驗(yàn)并有自信能和BIM結(jié)合使用后，他們便購(gòu)買了Trimble®VX™Spatial Station讓工地現(xiàn)場(chǎng)使用。這臺(tái)機(jī)器可以拾取坐標(biāo)、照相并將它們合并（見圖十一），它是二合一的機(jī)器：視距儀和照相機(jī)。這讓檢查員工作更加輕松，因?yàn)樗梢元?dú)自一人完成調(diào)查，如果是用以前傳統(tǒng)的視距儀則需要兩個(gè)人作業(yè)。
圖十一照片和掃描的點(diǎn)云放在一起展示
以取得的點(diǎn)云和圖片會(huì)上傳到Trimble RealWork軟件，在軟件中可以和從建模軟件Tekla Structures轉(zhuǎn)換出來的設(shè)計(jì)位置坐標(biāo)進(jìn)行比較。這樣能做結(jié)構(gòu)構(gòu)件、模板和嵌入混凝土中的硬件位置的實(shí)時(shí)品管。舉例而言，當(dāng)放置一座大型的橋梁錨纜時(shí)，被發(fā)現(xiàn)實(shí)際位置和模型位置間差了1公尺，那么就能修正位置并在澆置前再度確認(rèn)。
檢查員出席所有的規(guī)劃會(huì)議，包含每周一次的Last Planner工作會(huì)議，在會(huì)議中他幫助決定所有完成候選任務(wù)必要的技術(shù)信息，或是有任何在工作開始前待解決限制。
BIM對(duì)Last Planner System™的支持
Finland的Skanska Civil，在Crusell大橋項(xiàng)目之前，他們已經(jīng)在其他項(xiàng)目上使用過3年的Last Planner System™(LPS)，他們還有自己的專家可以訓(xùn)練工地人員如何操作軟件。LPS可以被當(dāng)作是用來發(fā)布任務(wù)限制上什么應(yīng)該做以及什么可以做的轉(zhuǎn)化機(jī)制，因此可以形成一張來自Weekly Work Plans的準(zhǔn)備工作清單。在這方面有兩個(gè)重點(diǎn)：可靠的短期規(guī)劃和建立并發(fā)展工地的社群系統(tǒng)（建立團(tuán)隊(duì)、既定事項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)、承諾、互信和互重）。
Crusell大橋項(xiàng)目中，他們依循LPS的傳統(tǒng)規(guī)劃階段，但其中有些例外。主要供應(yīng)商和專門業(yè)務(wù)承包商都參與了逆向進(jìn)度會(huì)議’以安排未來3〜5個(gè)月的工作規(guī)劃。這些會(huì)議產(chǎn)生了必須要執(zhí)行的任務(wù)網(wǎng)絡(luò)，并使之成為既定的網(wǎng)絡(luò)。在逆向進(jìn)度會(huì)議期間，他們使用模型來可視化任務(wù)的組成和如何達(dá)成任務(wù)。之后，工地管理者將逆向進(jìn)度會(huì)的結(jié)果轉(zhuǎn)檔到Artemis PlaNet軟件里（類似于MSProject的當(dāng)?shù)匾?guī)劃軟件）以澄清和再度確認(rèn)所有人都了解他們的工作任務(wù)。
規(guī)劃的下一層次則是超前的進(jìn)度安排。他們篩選每個(gè)工作的限制并盡可能地排除限制后，安排了3周的工作。超前的進(jìn)度會(huì)納入被轉(zhuǎn)換到每周工作計(jì)劃內(nèi)的任務(wù)，由Skanska的工地人員和分包商協(xié)調(diào)后進(jìn)行編排?！肝鍌€(gè)為什么」技術(shù)被用來辨別每個(gè)任務(wù)的源頭是否只能用LPS來完成。團(tuán)隊(duì)只在一定的時(shí)期內(nèi)衡量Percent Plan Complete(PPC)。平均值為84%，但分布范圍很廣，標(biāo)準(zhǔn)差是11%。設(shè)計(jì)師并不參與由承包商在工地現(xiàn)場(chǎng)舉辦的LPS會(huì)議，而使得鋼筋的細(xì)化變成程序中的一個(gè)瓶頸。項(xiàng)目管理人認(rèn)為應(yīng)該可以配合不同的規(guī)劃階段，如空間利用，再更深入地使用4D規(guī)劃，以確認(rèn)工作單位間的沖突或接口。項(xiàng)目管理人事后給予的建議是，若設(shè)計(jì)師參與進(jìn)度會(huì)議則能有相當(dāng)大的助益，因?yàn)樵攬D的編排順序變成了一道瓶頸作業(yè)，如果設(shè)計(jì)師有參與的話便可以由LPS來拉動(dòng)這項(xiàng)工作。
工地人員承認(rèn)關(guān)于LPS方面還有很多需要學(xué)習(xí)的地方。使用這個(gè)方法讓他們能更了解時(shí)間、彈性和阻礙工作的問題。當(dāng)分包商錯(cuò)過規(guī)劃會(huì)議時(shí)，很明顯地往往會(huì)在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生生產(chǎn)問題。附帶的問題是分包商在工作任務(wù)的完成上給予不可靠的數(shù)據(jù)，在不可能實(shí)現(xiàn)的交付作業(yè)時(shí)間上做出承諾，這剛好就是LPS設(shè)計(jì)來避免的行為型式。
6、摘要、結(jié)論和經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)
建模作為一種以虛擬環(huán)境呈現(xiàn)現(xiàn)實(shí)的方式，提供各類利益給參與Crusell大橋項(xiàng)目的參與者。根據(jù)所有的項(xiàng)目參與者，在施工管理上深入使用BIM可讓管理和組織更良好，且省時(shí)又省錢。
本案清楚說明了BIM如何應(yīng)用在橋梁案件上。團(tuán)隊(duì)對(duì)于使用BIM和新管理途徑(LPS)的意愿和開放的心態(tài)，讓所有的參與者得到從他們自身的成敗中學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。他們得到的許多知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)也已展現(xiàn)在未來項(xiàng)目交付程序的強(qiáng)化與改善上，同時(shí)使用的軟件也得到了改良。當(dāng)這些方法在如這般復(fù)雜的項(xiàng)目中變得普及之際，則將總會(huì)出現(xiàn)問題，且Crusell大橋也不能幸免。假設(shè)這些使用方式對(duì)于所有的團(tuán)隊(duì)都是新穎的，可以理解他們會(huì)將遇到及發(fā)生的問題。而問題的解決方法和要采取來移除或減輕問題的步驟，都會(huì)導(dǎo)向正面的改變。來自WSP Finland的Antti Karjalainen說：「項(xiàng)目的結(jié)果是有正面也有負(fù)面的，它變成了橋梁的BIM的發(fā)展和其他軟件改良的基礎(chǔ)?！?br />
最后，我們總結(jié)了一些項(xiàng)目期間重要的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)：
•項(xiàng)目要及早規(guī)劃使用BIM和LPS：設(shè)定目標(biāo)、進(jìn)行初步培訓(xùn)、建立學(xué)習(xí)與改善的環(huán)境和意愿。
•使用模型配合施工管理技術(shù)（規(guī)劃、控制、信息交換、會(huì)議、品管…等）。
•使用模型同步化功能達(dá)到快速信息交換的目的。
•使用4D進(jìn)度表來幫助了解和評(píng)估在逆向進(jìn)度會(huì)議建立的既定工作網(wǎng)絡(luò)是否是實(shí)際可行的。
•如果臨時(shí)結(jié)構(gòu)變成施工中很重要的部份的話，則要建模（可提供正確數(shù)量），假設(shè)4D計(jì)劃己經(jīng)完成，模型在需要臨時(shí)結(jié)構(gòu)的期間讓人更容易理解計(jì)劃內(nèi)容。
•匯入雷射掃描的點(diǎn)云到模型中可以高效率地確認(rèn)位置和工作質(zhì)量。善加利用則能避免很大部分的重做。
•在LPS規(guī)劃會(huì)議期間使用可視化模型來提升對(duì)生產(chǎn)和程序的了解。
•來自工地以外的項(xiàng)目參與者跟工地團(tuán)隊(duì)一樣要定期參加LPS規(guī)劃會(huì)議，以同步拉動(dòng)要制造的零件的細(xì)部設(shè)計(jì)/制造信息。
•確保所有的參與者都決定要同時(shí)升級(jí)軟件，這樣才能避免不同版本間的存取和兼容性問題。
