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湖北2014企業管理創新成果之二

信息來源: 《企業與企業家》 責任編輯:宋克杰 2015-06-02 10:47

鋼結構全生命周期信息化管理應用(一等獎)

中建鋼構有限公司華中大區 


前言

中建鋼構有限公司(下稱“中建鋼構”)是中國建筑股份有限公司旗下集研發、設計、制作、安裝、檢測業務一體化發展的大型全產業鏈鋼結構專業集團,是國家高新技術企業,是國家建筑鋼結構工程制作、安裝定點企業和中國建筑金屬結構協會副會長單位,經營區域覆蓋全國27個省、自治區、直轄市,并進入了港澳、南亞、中東、北非市場。創造了國內鋼結構施工史上“最早”(深圳發展中心大廈)、“最高”(上海環球金融中心)、“最大”(中央電視臺新臺址主樓)、“最快”(廣州國際金融中心)的業績。

面對新形勢,中建鋼構正按照“產業一體化、產品多元化、業務國際化”和“區域化、標準化、信息化”的發展思路,向著打造全球最具競爭力鋼結構產業集團的企業目標而不懈努力。

一、選題理由

1.鋼結構行業現狀

近年來,國內的鋼結構建筑業取得了突飛猛進的發展,鋼結構建筑如雨后春筍般不斷涌現。武漢中心、綠地中心、天河機場、世茂龍灣等一系列鋼結構建筑在江城聳立,鋼結構正以其綠色、環保、低碳、抗震等諸多優勢加速替代傳統建筑工程產品。

2.企業管理存在的問題

目前,設計與施工等領域的從業人員面臨的主要問題有兩個:一是信息共享,二是協同作業。建筑工程的設計、施工與運行維護過程中信息應用交換不及時、不準確的問題造成了大量人力物力的浪費,這一現象已經在過去幾十年內的無數工程項目中深刻地反映了出來。雖然已經引入了計算機信息技術對工程項目進行輔助管理,但由于各輔助軟件之間無法實現數據的共享,軟件之間無法相互服務,使得信息脫節、重復工作量巨大,影響了項目各參與方、各專業之間的協作效率和質量。鋼結構全生命周期信息化管理的核心價值之一就是解決了工程信息共享問題。

當前,國內的鋼結構加工企業大多沿用傳統的鋼結構制作管理模式和工藝。傳統的鋼結構制作管理,主要依托于會議、函件、檢查等方式,存在信息未能有效共享,部分管理部門職責劃分不清,交叉管理和重復統計時有發生,出現問題后相互推諉責任,車間工人勞動效率量化管理程度不高等諸多弊端。往往會出現天天統計仍然難免疏漏,辛苦工作仍然效率不高,頻繁檢查仍然車間管控力度不高的尷尬局面。與汽車、船舶等其他制造行業相比,傳統的鋼結構制作管理集成化程度不高,這就制約著鋼結構加工行業的產能和效益,制約著鋼結構制作的產業化發展,要改變現狀,就要革新管理模式,并結合設備改造與工藝革新,不斷提高鋼結構制作的智能化管理水平,加快產業升級的步伐。

為滿足鋼結構行業信息化管理的發展需要,以及對鋼結構項目管理模式進行優化升級,中建鋼構以BIM技術作為突破口來提升企業的管理水平,在鋼結構設計、采購、制作、安裝全過程中運用信息化手段進行管理,從而解決在鋼結構建造全過程中工程各方在信息共享和協同工作方面的問題。

3.鋼結構全生命周期信息化管理的研究意義

鋼結構全生命周期信息化管理的應用,將使當前鋼結構建造進入綜合信息化管理模式,在建造全過程中依托信息管理平臺,各職能部門更加高效的進行協同作業與信息交互,實現了產業管理方式的跨越式發展。

從現實意義來看,迅猛發展鋼結構建筑業迫使制作、安裝向自動化、工業化、信息化、集成化的方向發展,鋼結構工程綠色、低碳和節能的優勢,將逐步替代傳統的混凝土、砌體等結構形式。由于傳統管理模式難以滿足鋼結構行業發展的規模與需求,這就促使我們必須進行信息化技術研究與管理技術創新,創造核心價值。

從長遠意義來看,國內外建筑市場非常廣闊,同時我國建筑施工企業的整體創新能力還有待加強,這就需要保持不斷開拓創新的思維,不斷吸取其他相關行業的思路和經驗,加快整個建筑工程行業信息化、工業化的發展步伐。

從發展趨勢上看,在鋼結構企業實施建筑鋼結構信息化管理模式的應用和發展,依托全生命周期信息化管理,提高生產效率,增強項目管控力度,是提高鋼結構工程的智能化管理水平、加快產業升級步伐的關鍵舉措。

二、成果內涵

圖片5.png

三、成果效益

1.鋼結構行業現狀

近年來,國內的鋼結構建筑業取得了突飛猛進的發展,鋼結構建筑如雨后春筍般不斷涌現。武漢中心、綠地中心、天河機場、世茂龍灣等一系列鋼結構建筑在江城聳立,鋼結構正以其綠色、環保、低碳、抗震等諸多優勢加速替代傳統建筑工程產品。

2.企業管理存在的問題

目前,設計與施工等領域的從業人員面臨的主要問題有兩個:一是信息共享,二是協同作業。建筑工程的設計、施工與運行維護過程中信息應用交換不及時、不準確的問題造成了大量人力物力的浪費,這一現象已經在過去幾十年內的無數工程項目中深刻地反映了出來。雖然已經引入了計算機信息技術對工程項目進行輔助管理,但由于各輔助軟件之間無法實現數據的共享,軟件之間無法相互服務,使得信息脫節、重復工作量巨大,影響了項目各參與方、各專業之間的協作效率和質量。鋼結構全生命周期信息化管理的核心價值之一就是解決了工程信息共享問題。

當前,國內的鋼結構加工企業大多沿用傳統的鋼結構制作管理模式和工藝。傳統的鋼結構制作管理,主要依托于會議、函件、檢查等方式,存在信息未能有效共享,部分管理部門職責劃分不清,交叉管理和重復統計時有發生,出現問題后相互推諉責任,車間工人勞動效率量化管理程度不高等諸多弊端。往往會出現天天統計仍然難免疏漏,辛苦工作仍然效率不高,頻繁檢查仍然車間管控力度不高的尷尬局面。與汽車、船舶等其他制造行業相比,傳統的鋼結構制作管理集成化程度不高,這就制約著鋼結構加工行業的產能和效益,制約著鋼結構制作的產業化發展,要改變現狀,就要革新管理模式,并結合設備改造與工藝革新,不斷提高鋼結構制作的智能化管理水平,加快產業升級的步伐。

為滿足鋼結構行業信息化管理的發展需要,以及對鋼結構項目管理模式進行優化升級,中建鋼構以BIM技術作為突破口來提升企業的管理水平,在鋼結構設計、采購、制作、安裝全過程中運用信息化手段進行管理,從而解決在鋼結構建造全過程中工程各方在信息共享和協同工作方面的問題。

3.鋼結構全生命周期信息化管理的研究意義

鋼結構全生命周期信息化管理的應用,將使當前鋼結構建造進入綜合信息化管理模式,在建造全過程中依托信息管理平臺,各職能部門更加高效的進行協同作業與信息交互,實現了產業管理方式的跨越式發展。

從現實意義來看,迅猛發展鋼結構建筑業迫使制作、安裝向自動化、工業化、信息化、集成化的方向發展,鋼結構工程綠色、低碳和節能的優勢,將逐步替代傳統的混凝土、砌體等結構形式。由于傳統管理模式難以滿足鋼結構行業發展的規模與需求,這就促使我們必須進行信息化技術研究與管理技術創新,創造核心價值。

從長遠意義來看,國內外建筑市場非常廣闊,同時我國建筑施工企業的整體創新能力還有待加強,這就需要保持不斷開拓創新的思維,不斷吸取其他相關行業的思路和經驗,加快整個建筑工程行業信息化、工業化的發展步伐。

從發展趨勢上看,在鋼結構企業實施建筑鋼結構信息化管理模式的應用和發展,依托全生命周期信息化管理,提高生產效率,增強項目管控力度,是提高鋼結構工程的智能化管理水平、加快產業升級步伐的關鍵舉措。

1. 鋼結構全生命周期信息化管理的應用目標

為滿足鋼結構行業信息化管理的發展需要,對鋼結構項目管理模式進行優化升級,中建鋼構通過開發一套適用于鋼結構行業的管理軟件系統,并通過優化各職能部門的工作職能,從而解決在鋼結構建造過程中工程各方在信息集成和共享方面的問題。

2.鋼結構信息化管理平臺的設計思路

鋼結構信息化管理平臺以產品工位信息化管理為基礎,應用現代物聯網數據采集手段,通過打造集成的5D平臺,搭建鋼結構全生命周期的數字化管理橋梁,最終實現可視化成本及可視化工程進度管理。

管理平臺通過創建5D鋼結構工程信息模型,將3D結構模型及工程進度、造價等信息整合為一體,在企業設計管理、制造管理、施工管理、物資管理、質量管理等職能部門的管理平臺,形成基于建筑信息模型的動態管理系統,同時經審核過程中的循環檢查后,設計方、施工項目部及制作廠等可通過管理平臺了解項目信息,以進行各自的管理工作,實現鋼結構專業工程設計、采購、制造、施工一體化管理,將信息化的管理技術引入鋼結構施工行業,可以提高生產效率,增強公司管控力度,實現鋼結構企業管理現代化。在鋼結構施工管理中應用此管理平臺的最大優勢可以通過5D模型實時查看施工中所需的各種基礎數據,輔助管理層決策的反應速度和精度,對工期與成本做到精細控制。

3.組織機構與職能劃分

鋼結構管理平臺涉及區域公司、制作廠、項目部等10余個機構,分別是:大區信息中心、大區商務部、大區深化設計院、大區生產部、大區物資部、項目部、工廠生產部、工廠工藝部、工廠質檢部、工廠倉儲部、工廠成本部、生產車間等。各機構職能劃分如下表所示。

4.鋼結構信息化管理的主要內容

鋼結構信息化管理主要包括鋼結構深化設計管理、鋼結構數字化加工、可視化工程進度及造價管理、信息化資源管理,以及質量管理等。

(1)鋼結構深化設計管理

通過在管理平臺軟件與深化設計軟件(主要為Tekla Structures)之間開發數據接口程序,以便快速準確的將鋼結構深化設計模型數據直接導入管理平臺軟件。將深化設計軟件(主要為Tekla Structures)生成的零構件清單及其他工程量清單準確無誤的導入管理平臺軟件后,能夠為工程預算、核算等提供支持。

(2)鋼結構數字化加工

管理平臺能夠將以項目的模型及結構信息轉換為采購、制作、安裝信息,并具備工人工時統計的功能,同時將工時數據按照車間或工序進行篩選分析,為人力資源管理提供信息保障。

通過電子標簽、3G掃描等先進的數據采集方式實現全生命周期(深化設計、材料采購、構件制作、構件安裝)及時有效的信息采集、傳遞及跟蹤;管理平臺能夠將生產加工信號傳遞至數控設備,自動的控制車間生產加工。

(3)可視化工程進度管理

管理平臺軟件實現了工期進度信息的導入和轉化,以3D鋼結構模型為基礎實現零構件加工及安裝管控。通過鋼結構BIM模型實現項目工期預警和過程糾偏。

(4)可視化工程造價管理

造價可視化管理體現在對具體批次的工程量計算和造價估算方面。管理平臺以具體工位為單位添加項目造價計價方式,將施工中涉及的過程費用進行及時歸集處理,形成項目具體批次的造價信息,并進行可視化的展現。

(5)信息化資源管理

管理平臺能夠按項目或類型等方便快捷地篩分、匯總資源信息,同時管理平臺軟件具備資源需求分析、訂單下達、資源接收、存量分析等信息化資源管理功能。

(6)質量管理

管理平臺建立了從項目原材料使用到施工各階段的全過程質量驗收體系,實現人工、設備、材料、工藝數據等全過程可追溯管理,通過電子標簽全過程的跟蹤產品制作與安裝質量,確保產品在每一個環節的品質。

5.鋼結構全生命周期信息化管理的關鍵技術創新

為解決鋼結構生產管理過程中所面臨的信息共享和協同作業的問題,中建鋼構開發了兩項關鍵技術,以技術手段提升管理水平。

(1)鋼結構產品工位信息化管理技術

產品工位信息化管理技術,是實現鋼結構全生命周期信息化管理的關鍵技術之一,也是研發的難點之一。該技術包括生產過程數據采集技術,數控設備加工信息自動采集技術,以及數據在管理平臺軟件中的導入、存儲及調用的實現方法。

鋼結構產品加工工序繁多,零構件流向復雜,很難全程準確跟蹤每一零件的加工流向。先進數控設備對零件的加工信息進行自動采集技術在國內應用較少,尚未達到成熟推廣階段。加工過程中采集的各類數據要進入管理平臺,必需建立數據通道,同時還要根據數據的種類,對信息進行分類匯總、傳輸、存儲、運算等。

管理平臺通過擴大完善鋼結構制造工位路線,使工位路線完全覆蓋鋼結構建造的四個階段(深化設計、材料采購、構件制作、構件安裝),并將每個階段細化為若干工位,給每個工位指定唯一的工位代碼。這樣制作廠生產的每一根構件都擁有唯一的工位路線。通過給主要工位配置零構件數據采集設備,當零構件流經某工位時,數據采集設備感應零構件上粘貼的電子標簽或直接通過數控設備聯網,將建造信息上傳至管理平臺進行處理,在管理平臺內即可呈現零構件的建造信息。

(2)5D建筑信息模型技術

5D建筑信息模型技術是在鋼結構3D建筑信息模型基礎上,融入“時間進度信息”與“成本造價信息”,形成由3D模型+ 1D進度+ 1D造價的5D建筑信息模型。

5D建筑信息模型集成了工程量信息、工程進度信息、工程造價信息,不僅能統計工程量,還能將建筑構件的3D模型與施工進度的各種工位相鏈接,動態地模擬施工變化過程,實現進度控制和成本造價的實時監控。

5D建筑信息模型是建筑業信息化技術、虛擬建造技術的核心基礎模型,通過5D建筑信息模型,才能實現以“進度控制”、“成本控制”、“質量控制”、“合同管理”、“資源管理”為目標的數字化三控兩管項目總控系統。

1.促進建筑行業管理模式變革

管理成果的成功應用對國內整個建筑業產生深遠的影響。本成果以五維建筑信息模型為載體,在工程管理中全面替代二維圖紙,填補國家《建筑工程信息模型應用統一標準》等技術空白,創新而深刻地改造鋼結構工程管理模式,增強項目管控力度,大幅提高生產效率和智能化管理水平,加快產業升級步伐,實現鋼結構產業轉型升級、工業化發展的目標,實現綠色、低碳和節能的現代化施工方式。

2.提升標準化、精細化管理水平

鋼結構全生命周期信息化管理的應用,對鋼結構建造的管理的設計、成本、物資、生產、安裝等環節的業務流程進行了梳理,制定了標準化的管理規范,優化了原有的工作流程,精細管控每個過程節點,極大的提高了各業務流程的效率與相互間的協作性。

深化建模標準化的實施,避免了建造過程中因標準不統一而產生的溝通成本;生產報表統一格式規范,有效的保障和促進了信息共享,強化了業務協同;5D建筑信息模型全面替代工程二維圖紙,實現了可視化算量和精細化計價;可視化管理的應用,能準確、直觀地傳遞項目成本、工期等信息,同時可以實現對工程現場的實時監管,形成各種分析報表,滿足不同管理層的需求;工程完工后形成的竣工模型,作為新型工程檔案代替傳統工程資料檔案,為運維階段提供準確、有效的工程信息。

3.經濟效益

(1)優化材料采購及使用,實現了與其它項目的自動化混合排料,控制材料損耗在4%左右,提高了制作廠1%的材料綜合利用率,原材料節約費用約4500000元/年。

(2)系統使用后,所有的生產管理流程都已標準化、信息化,減少了對員工的管理培訓經費100000元/年。

(3)縮減了80%的材料盤點耗時,降低了30%以上的翻堆找料工作量;建立常備材料庫,減少停工等料的情況,提高了項目40%-50%的庫存周轉率;自動生產相關報表數據,大大節省了設計、采購、制作、安裝各環節的溝通時間。(課題負責人:戴立先)

(責任編輯:宋克杰)

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