科研项目研究大纲.doc

1、科研项目研究大纲科研项目研究大纲课题名称： BIM在地铁盾构管片制作中的应用 编 制： 林 远 审 核： 2021年5月25日 科研项目研究大纲 一、项目来源 近年BIM技术在国内外飞速发展各行各业都建立了自己的BIM队伍和机构大力开展BIM技术的应用和研究取得很好的社会效应和经济效果。国内各级政府和部门也制定了相关标准和大力发展BIM技术的要求。 中铁二局集团公司下发相关文件要求开展BIM技术的应用和研究我公司根据自身主业特点多年从事混凝土预制施工生产：铁路箱梁、T梁、轨道板、轨枕、地铁盾构管片。积累了一定的混凝土预制生产经验但一直没有建立一套预制厂（场）综合信息管理系统特别是预制场的设计和

2、临建的建设具有相似的共性没有建立一套模块化的方案设计数据库以便今后快速、优化、更节能环保、成本更低的设计现场预制场。 公司批准在新都建立新的构件厂正好是一个非常好的契机从建厂的设计、建设、运营全生命周期开展BIM技术的应用和研究一方面为构件厂的管理提升一个质的飞跃另一方面为公司培养一批BIM专业人员第三为我公司今后类似预制场方案设计和生产管理综合系统提供参考。 批准文号：司科函202198号 关于下达2021年度科技开发项目经费计划的通知 合同编号：2021-重大-07-1 二、依托工程 （一）工程概况 中铁二局新运公司混凝土预制构件厂自20_年3月成立利用原成绵乐_轨道板厂租用_化工业园区土

3、地改建已生产管片近2万环。2021年底已要求我厂搬迁2021年下半年已不再与我厂签订续租协议。经过前期协商新都区政府经过研究同意我厂到石板滩工业园区建厂我厂新厂规划设计方案已通过新运公司、集团公司初步审定。 依托工程项目名称:_地铁9号线工程钢筋混凝土管片生产供应项目 工程主要技术指标:1.管片混凝土强度等级为C50抗渗等级P12；2.设计使用年限为100年的结构其混凝土材料应满足混凝土结构早期裂纹控制的要求。 （二）工程技术难点 1、该项目为我公司投资建设的第一个永久性的生产设施也是第一个全生命周期（项目设计、项目施工建设、项目运营管理）应用BIM技术的项目。一切从零开始有许多新技术、新概念

4、新的管理模式需要我们去研究技术难度较大。 2、地铁盾构管片对混凝土的性能和管片外观尺寸的精度控制要求很高对施工工艺和施工保证措施提出了很高的要求。目前_地铁建设步伐加快盾构生产供应非常紧张如何科学合理组织几十个规格型号的管片生产、养护、存放按多个客户需求分规格组织配环装车同时发往十多个供货地点同时在安全保障、质量管理、成本控制等方面达到较好的管理效果就需要我们创新的研究和建立新厂生产管理中的多层级远程管理信息系统。 三、国内外同类技术研究现状及发展趋势 （一）国内外技术研究现状 建筑信息模型（Building Information Modeling简称BIM）是在CAD等信息技术的基础上发

5、展起来的多维模型信息集成技术是建筑业信息技术发展的必然产物。 1.1 BIM技术的革命性与必然性 19911992年是建筑设计行业从手工绘图转变为二维计算机绘图技术手段的第一次技术革命自20_年开始的二维计算机绘图将转变为BIM三维计算机绘图的设计手段将是设计行业的又一次全面改革。它的全面应用将大大提高建筑业的生产效率提升建筑工程的集成化程度使设计、施工到运营整个全生命周期的质量和效率显著提高、成本降低给建筑业带来巨大的效益。 1.2 国内外应用现状 1.2.1 国外应用现状： BIM最早的概念在20_年实际提出起源于欧美发展至今日欧美国家的BIM应用水平处于世界领先地位。北美和欧洲发达国家基

6、本已经形成明确的BIM应用体系并由政府相关部门负责。同时这些国家在各类项目的BIM应用上也已经积累了大量经验。根据权威机构调查报告北美地区工程项目采用BIM技术的比例从20_年的28%20_年的49%快速上升至20_年的71%。时至今日北美已经有超过75%的工程公司采用BIM技术。同时新技术的采用也为设计、施工企业带来了巨大效益仅20_年讲BIM技术投入项比例最高的十家设计或施工企业都至少取得了收入过亿美元的业绩。 1.2.2 国内应用现状： 20_年BIM开始进入中国大陆的工程建设领域从上海国家电网馆工程、天津中钢大厦工程到_机场扩建工程均采用BIM技术设计但当时的应用仅限于设计阶段。20_

7、年5月上海中心工程由业主牵头对该项目设计、施工、运维全过程进行BIM技术应用策划并在工程实施上做到了全程应用作为当时在建的第一高楼上海中心项目成为国内第一个由业主主导在项目全生命周期应用BIM的标杆。从上海中心项目开始越来越多的业主方、施工企业以及后期运营企业开始真正认识到BIM技术的应用价值。早在20_、13年对施工企业的调研结果显示已经有超过3成的施工企业已经成立自己的BIM技术部或技术中心大力开展对BIM技术的研究和应用。 1.3 国内政策及应用趋势 国家相关部门在政策上也大力推广BIM技术的应用和实施。住建部从20_年起便制定了建筑信息化发展纲要明确规定了建设项目的各个阶段BIM的应用

8、要点和基本规则。20_年1月住建部“关于印发20_年工程建设标准规范制订修订计划的通知”宣告了中国BIM标准制定工作的正式启动其中包含五项BIM相关标准：建筑工程信息模型应用统一标准、建筑工程信息模型存储标准、建筑工程设计信息模型交付标准、建筑工程设计信息模型分类和编码标准、制造工业工程设计信息模型应用标准。 随着政策和规范的陆续落地特别时间进入2021年各级地方政府和企业对BIM应用需求日渐迫切如上海市政府明确规定自2021年10月1日起新建、改建和扩建的政府和国有企业投资的工程项目强制要求全部应用BIM技术并对应用BIM技术的工程按应用深度制定单价进行补贴。又如广东省在政府投资的轨道交通、

9、交通工程、市政工程等领域明确将BIM技术作为招标条件的一部分进行工程投标的准入和控制。 BIM的应用是大势所趋现在以及将来各类企业能否合理应用BIM技术不仅仅关系到能否为项目带来价值和收益更重要的是能否获取项目及市场。以下便是我们收集汇总的国家及地方政府各级BIM政策： 住建部及各地政府政策汇总表 表1 发文部门 发文日期 发文名称 核心条款解读 住建部 2021.8.29 关于征求关于BIM技术在建筑领域应用的指导意见（征求意见稿）意见的函 2021年以前政府投资的2万平方米以上大型公共建筑以及省报绿色建筑项目的设计、施工采用BIM技术；截止2021年完善BIM技术应用标准、实施指南形成BI

10、M技术应用标准和政策体系；在有关奖项如全国优秀工程勘察设计奖、鲁班奖（国际优质工程奖）及各行业、各地区勘察设计奖和工程质量最高的评审中设计应用BIM技术的条件。 2021.6.16 关于推进建筑信息模型应用的指导意见 （建质函2021159号） 截止2021年底建筑行业甲级勘察、设计企业以及特级、一级建筑施工企业必须掌握应用BIM技术国家投资的公共建筑、绿色建筑、住宅小区项目BIM的综合应用比例也强制要求达到90%以上。 2021.12.2 建筑信息模型应用统一标准 住房和城乡建设部于2021年12月2日发布第1380号公告批准建筑信息模型应用统一标准（以下简称模型应用标准）为国家标准编号为G

11、B/T51212-2021它自2021年7月1日起实施。 发文部门 发文日期 发文名称 核心条款解读 中国中铁 2021.2.4 中国中铁BIM应用实施指南 本指南针对中国中铁业务需求和BIM应用起步阶段的现状给出了中国中铁BIM应用实施的步骤和规范以便于所属各企业的应用实施。 北京质量技术监督局；北京市规划委员会 2021.5 民用建筑信息模型设计标准 提出BIM的资源要求、模型深度要求、交付要求是在BIM的实施过程规范民用建筑BIM设计的基本内容。该标准于2021年9月1日正式实施。 四川省 2021.12.1 关于在_市开展建筑信息模型(BIM)技术应用的通知 2021年12月1日起凡取

12、得规划设计条件通知书的项目由设计阶段开始均应采用BIM技术。 广东省住房和城乡建设厅 2021.9.16 关于开展建筑信息模型BIM技术推广应用工作的通知 目标：到2021年底启动10项以上BIM技术推广项目建设；到2021年底基本建立我省BIM技术推广应用的标准体系及技术共享平台；到2021年底政府投资的2万平方米以上的大型公共建筑以及申报绿色建筑项目的设计、施工应当采用BIM技术、省优良样板工程、省新技术示范工程、省优秀勘察设计项目在设计、施工、运营管理等环节普遍应用BIM技术；到2021年底全省建筑面积2万平方米及以上的工程普遍应用BIM技术。 _住房和城乡建设厅 2021.1 _省级财

13、政助推建筑产业化 提出重点推广应用BIM（建筑模型信息）施工组织信息化管理技术。 上海市建管委 2021.7 关于本市保障性住房项目实施BIM应用以及BIM服务定价的最新通知、2021上海市建筑信息模型技术应用与发展报告、关于进一步加强上海市建筑信息模型技术推广应用的通知(征求意见稿) 按项目的规模、投资性质和区域分类、分阶段全面推广BIM技术应用自2021年10月1日起六类新立项的工程项目应当在设计和施工阶段应用BIM技术鼓励运营等其他阶段应用BIM技术;已立项尚未开工的工程项目应当根据当前实施阶段从设计或施工招标投标或发承包中明确应用BIM技术要求;已开工项目鼓励在竣工验收归档和运营阶段应

14、用BIM技术。自2021年10月1日起规模以上新建、改建和扩建的政府和国有企业投资的工程项目全部应用BIM技术鼓励其他社会投资工程项目和规模以下工程项目应用BIM技术。由建设单位牵头组织实施BIM技术应用的项目在设计、施工两个阶段应用BIM技术的每平方米补贴20元最高不超过300万元;在设计、施工、运营阶段全部应用BIM技术的每平方米补贴30元最高不超过500万元。 _市建筑工务署 2021.5.4 _市建筑工务署政府公共工程BIM应用实施纲要、_市建筑工务署BIM实施管理标准通过BIM技术诞生到现阶段的应用情况我们可以发现在各类建设项目各阶段应用BIM技术将是行业趋势。通过实施项目数量的快速

15、增加项目的各个参与主体将会积累大量BIM应用经验从单一项目BIM技术实施发展到企业BIM技术实施最后落实到整个产业供应链的BIM技术实施将成为必然。在不久的将来率先掌握应用BIM这一技术的企业将占有巨大的市场先机而拒绝技术革新、信息及应用滞后的企业将面临被淘汰的危险。 铁路行业BIM应用还处于起步阶段随着中国铁路信息化建设进程步伐的不断推进BIM技术将成为铁路工程建设行业发展的必然趋势。 （二）同类技术发展趋势 目前已经有一些对工厂预制化加工的研究主要集中在管道、钢结构等方面针对预制构件厂市场厂大多为进行施工工艺的模拟对于生产的管理介入不多本项目拟通过对混凝土预制构件厂的BIM技术试点研究全面

16、解决预制件建厂施工、加工过程优化布料、生产过程 管控等过程中的标准化问题。 四、主要研究内容及工作分工 （一）主要研究内容 1. 研究内容 （1）新厂设计、施工阶段应用BIM进行方案优化、技术交底对新厂进行三维建模建立新厂基础数据库。 （2）新厂生产管理中进行多层级远程管理信息系统研究。 2. 关键技术 （1）以BIM模型为载体实现BIM技术对规划方案、建设和构件厂管理的集成展示。 （2）基于BIM技术对公司混凝土预制件产品制造过程及管理流程进行信息集成化辅助项目管理简化日常项目管理的工程量。 （3）采用BIM技术在新厂生产管理中利用动态监控和后台数据维护实现公司、厂部和班组不同层级角色的管理

17、 （二）工作分工 参与本科研的单位主要为中铁二局集团新运公司有限公司和中铁二局集团勘测设计院有限责任公司。其中具体分工如下： 1中铁二局集团新运工程有限公司负责： （1）制订了研究大纲和研究计划； （2）项目管理现场应用； （3）各阶段子课题研究及成果总结； （4）研究总报告编制。 2中铁二局集团勘测设计院有限责任公司负责： （1）牵头制定项目应用制度包括管理制度和具体建模标准及交付标准； （2）建模及BIM项目管理应用 五、主要研究方法及技术措施 1.对新厂设计方案进行三维建模 新厂规划设计过程中利用BIM技术对办公大楼、生产车间、拌合站等设计图纸进行碰撞检查在设计阶段及时发现问题优化设计

18、 利用BIM 建立三维设计模型。设计模型主要对新厂的区域分布和场景进行搭建并利用轻量化BIM数据管理；基于设计模型制作交互式的新厂方案演示程序进行 三维可视化展示和介绍更直观和详细的了解建厂方案并提出指导意见更好地对外展示新厂面貌和生产工艺流程提升新厂外部形象。 2.新厂施工阶段应用BIM模型库进行技术交底和建厂综合管理 根据厂部区域特点进行BIM模型库划分分别对办公大楼、生产车间厂房、管片生产线和拌合站等区域施工单位进行技术交底并在施工过程中完善、优化BIM三维设计模型建立构件厂BIM基础数据库。 构件厂的BIM应用整体完成后对梁场、板场、轨枕场等预制场的新厂规划可基于构件厂BIM模型库进

19、行快速方案设计通过已有模型进行厂区布置提高效率提高方案的可视化效果。 3. 新厂生产管理中进行多层级远程管理信息系统研究 (1) 厂区动态监控 通过BIM动态展示厂区状态对厂区的主要业务数据进行汇总和展示使构件厂及公司管理层可以随时掌握厂区动态提供辅助决策数据。 (2)基础信息管理 对厂区基础信息进行管理和维护能够根据管理要求快速对组织机构和人员角色进行调整对关联的BIM数据进行维护。 (3)工程管理 管片、轨枕等混凝土预制件按照施工工艺流程及工艺要求自物料进库、制作、存放、出场等各工序进行虚拟仿真和说明输出工序仿真动画对管理人员和作业班组进行可视化展示、技术交底等。 (4)物机管理 结合BI

20、M和二维码技术通过对物资、机械设备的进出库全过程管控统计物资库存量并根据物资计划进行库存预警管理各个机械设备的维修保养和特殊工种资质。 (5)安全管理 视频监控集成在电脑和移动设备快速获取监控视频关键位置摄像头如_吊的驾驶室盲区、厂房里面、工作区关键通道对安全问题进行记录和处理必要时进行处罚公示。 (6)试验室管理 集成试验报告数据记录以实现对物资、产品的质检记录和追溯对试验室形象展示配合比信息发布共享。 (7)成本管理 对成本信息进行发布和统计分析辅助工经部进行各部门数据的收集和数据信息发布。 (8)综合管理 对行政管理的信息和文件进行分享辅助综合部进行文件管理。 六、推进计划 （一）准备阶

21、段工作（2021年6月1日7月31日） 1.成立课题组完成软硬件准备、选择项目管理平台软件、搭建现场网络、开展BIM技术培训等工作使技术人员达到能进行基础建模的要求； 2.制定BIM 施工模型搭建、交付标准、BIM应用管理条例、细则等。 （二）建模阶段工作（2021年8月1日10月31日） 1.项目样板的创建； 2.创建各类型模型包括：地面工程建模、8）场地布置及规划分析、临建工程模型搭建、主体工程施工模型搭建； 3.进行深化设计、碰撞检查。提供基于施工模型的深化设计对复杂节点或区域进行深化出图。各专业间碰撞分析、图纸问题纠错等工作做到无碰撞错误报告的深度。 4.模型的集成展示。基于BIM技术

22、形成涵盖本项目场地、临建、机械设备等元素的项目修建及后期生产效果展示。 （三）施工阶段（2021年8月1日2021年12月31日） 1.专项施工、生产方案模拟及优化。根据依托项目进度选择提交施工阶段如钢筋绑扎焊接、施工工序、临边防护等专项方案的Revit.rvt模型及mp4格式模拟视频。生产阶段如起重吊装、消防疏散等专项方案的Revit.rvt模型及mp4格式模拟视频。 2.基于BIM模型及模拟视频进行施工三维交底。 3.项目族库制作、整理。制作本项目族库（内含建筑、结构、施工、生产机械设备等族库）形成宝贵的项目经验资料便于未来项目重复利用以及后期运维使用。 4. 制作竣工模型。工程竣工后形成

23、本项目BIM竣工模型并移交下一环节使用。 5.提交项目开始至施工阶段结束的阶段性成果报告。 （四）基于BIM的生产过程管理（2021年1月1日至生产过程结束） 以BIM模型为载体在生产过程中开展BIM技术在技术、进度、安全质量及物资管控等项目管理方面的应用利用BIM技术辅助生产过程进度管理、工程量计算、物料管理、成本管理在内业资料整理方面自动生成大量项目管理所需资料减少人工录入、统计同时利用直观的三维模型指导现场项目生产。 （五）课题结题资料准备、课题验收（2021年9月1日2021年11月30日） 对照立项申项目报告和合同全面完成各项研究内容开展研究成果的提炼总结编写研究总报告；准备鉴定材料完成集团公司评审验收。 七、经费计划 附： 经费来源预算 经费支出预算 科 目 预算数 科 目 预算数 部拨款 其他拨款 合计 来源预算合计 300 支出预算合计一、公司科研计划拨款 50 一、人员费75 75 二、国家其他拨款二、设备费120 120 三、地方政府拨款三、材料费35 35 四、上级单位拨款四、测试化验 加工费10 10 五、单位自筹款 250 五、燃料动力费六、银行贷款六、差旅费10 10 七、其它来源七、会议费10 10八、国际合作 与交流费九、出版/文献/ 信息传播/知识产权事务费5 5十、专家咨询费15 15十一、管理费20 20第 16 页 共 16 页