□北京建工集团有限责任公司总承包部 王迪
一、简介
为筑牢数字化转型基础，推进数字技术和质量管理深度融合，探索可复制的数字化质量管理的标准化模式，北京建工集团有限责任公司（以下简称集团公司）以重点工程为依托，进行了一系列探索与实践。
作为集团公司推行数字化质量管理的示范工程，城市副中心剧院项目以“智能建造赋能质量管理”为方针，以“一次成优”为质量管理目标，积极推行以“智”造促“质”造的现代化质量管理模式。集团公司科技质量部作为总牵头部门，负责具体业务实施的指导，由总承包部机关部室进行工作路线设计与组织架构搭建，项目部层面以项目经理、技术总工、质量总监、智能建造负责人等组成数字化质量管理团队，积极构建数字化时代质量管理体系。
城市副中心剧院
二、案例背景
城市副中心剧院作为集团公司服务首都“五子”联动，拉开城市副中心建设框架、完善城市功能、提升人民幸福感的重要工程，在开工伊始便受到了各级领导的高度关注与重视。
剧院类建筑的难度是世界建筑界公认的“建筑之最”。城市副中心剧院作为国际超一流剧院，结构体系与建筑造型复杂，建设难度极高。
为高质量打造好这座北京市文化新地标，集团公司积极推动数字化质量管理在该项目落地生根，并取得了良好的社会、经济效益，得到了社会各界的高度认可。该项目历经4年建设，至今已完成智能建造应用示范工程、北京市BIM应用示范工程、北京市绿色科技示范工程、北京市新技术应用示范工程的验收工作，取得的各项成果得到了各界的广泛认可。截至目前，在数字化与智能建造领域的中建协BIM大赛、中国图学会龙图杯BIM大赛、中施企协BIM大赛中均取得一等奖，在中国勘察设计协会创新杯大赛中取得特等奖，2023年更是一举夺得欧特克国际大赛“全球优选大奖”，代表了国内建设领域数字技术应用与智能建造的最高水平。一系列的工作成果应用在质量管理方面，全面提高了工程品质，助力项目获得北京市结构与建筑长城杯金奖、中国钢结构金奖年度杰出工程大奖等，为继续冲击鲁班奖等国家级奖项提供了有力支撑。
三、主要做法
城市副中心剧院项目以BIM技术为基础，以5G信息技术、云存储、物联网等为抓手，以智能硬件为依托，以智慧平台、虚拟建造、智慧巡检等为提质手段，以全面实现数字交付为目标，积极推动BIM+智能建造技术与质量管理深度融合，不断探索包括设计、加工、施工、交付等阶段在内的全流程、全产业链的数字化质量管理模式。
面对剧院项目楼中楼、房中房的复杂结构，多达60余个机电系统，极高的声学要求，舞台工艺与建筑工艺的多专业融合等难题，项目部积极与设计院联动，共同推动BIM正向设计。由设计院负责创建LOD300施工图BIM模型，项目部负责创建LOD400深化设计模型，数字化质量管理团队深入参与到模型审核中。
相较于传统抽象的二维图纸，BIM三维模型的数字化审图模式可以使设计中存在的问题更直观的暴露出来，让设计质量得到提高，并可有效避免后期返工现象。
例如，在主体结构审图阶段，提出涉及预留预埋和净高等关键性设计模型问题共计500余处。由于发现问题在设计阶段，大幅减少了施工过程中因碰撞、拆改等造成的工期延误、造价增大、施工质量等问题的发生，对施工质量提升起到了极大的保障作用。
以钢结构工程为例，剧院项目包含的戏剧院、歌剧院、音乐厅三个单体屋盖均为大跨度悬垂脊线单层反曲双坡网格结构，屋脊构件最大跨度达155米。
结构BIM工程整体模型图
在钢结构施工阶段，借助“产学研”工作模式，基于BIM模型和Tekla模型开展跨专业设计综合协调，做到高精度加工，加工完成后通过三维扫描还原加工构件实际尺寸，将扫描成果进行虚拟预拼装，减少了实际拼装过程的偏差。
预制加工阶段，基于钢结构深化模型，采用套料系统自动生成材料排版图并直接导入数控切割设备，达到所有零部件100%的数控切割率。与传统切割方式相比，材料利用率提升2%，加工效率提升90%。
基于激光扫描技术辅助钢结构预拼装，使用最佳拟合对齐数据创建数据彩图，采用可定制公差范围、色度带的显示模式，呈现多种检测成果。通过虚拟预拼装的检测功能，减小现场安装的难度。
虚拟预拼装
3.3.1 数字化交底
针对重难点施工方案多、声学做法复杂等特点，项目部严格执行“先试后造，样板引路”。在主要施工作业前，基于BIM模型、模拟等成果部署虚拟质量样板，并利用全息投影增强现实展示，充分利用沉浸式、交互式体验，更直观、形象、准确的帮助施工人员了解质量标准。
虚拟质量样板
同时，针对一线施工作业人员面对传统枯燥的交底单不愿看、看不懂、记不住，交底流于形式，相关措施规定不能有效传递至工地现场的传统弊端，项目部制定了BIM可视化交底的数字化质量交底模式，并选定30余个重难点施工部位制作施工工艺模拟。运用BIM的可视化特性，将工艺工法具体的文字性要求通过三维模型及动画的方式有针对性地还原作业面仿真现场，将以往枯燥的文字步骤予以生动的展现，进一步加深其感官印象，使被交底人迅速全方位掌握最基础、最重要的操作要点，同时也让管理人员迅速抓住质量管控要点。
预应力施工工艺模拟
3.3.2 智能化施工
项目部以智能硬件为依托，运用测量机器人、焊接机器人、远程控制自行走式探伤机器人等代替传统的手工操作，提高过程施工精度及安装质量，辅助现场综合管理。
借助智慧巡检系统，提出质量管理数字化闭环建设思路，打造发现问题、整改问题全流程常态化管理闭环。巡检人员通过移动端APP上传质量管理情况，帮助管理人员实时了解现场情况。同时，相关信息会存储于云端，避免数据丢失。
智慧巡检系统
针对剧院项目结构形式复杂，传统测绘技术无法满足高精度、高效率复核需求的情况，全面采用了三维激光扫描技术。项目部分阶段开展激光扫描工作，将点云数据与BIM模型进行对比，自动形成误差分析报告，通过报告发现质量控制薄弱点，及时纠偏。同时将结构点云模型与各专业深化设计模型整合开展碰撞检查，依据结构竣工成果调整深化设计，避免了因为现场偏差造成的无法安装的情况。
数字交付是智慧运维的基本前提。为实现设计、采购、施工和调试及运维等工程全寿命周期各个阶段的数据信息共享和安全管理，并最终达到实时互联、协同作业、情景关联和智能预测等智能建筑卓越运营的标准，项目在实施过程中对施工数据进行记录与积累，并将项目施工管理信息储存在平台上，与模型形成映射，确保实现全寿命期要求下的BIM数字化交付。
四、经验启示
数字化质量管理在城市副中心剧院的探索与实践取得了良好的效果，为企业转型升级、为行业高质量发展提供了一个可供借鉴的样板。
相较于传统的质量管理模式，数字化质量管理基于大数据技术，可实现现场问题多维数据集成，将质量表现可视化，可以有效分析重点、突出、频发的质量问题，及时制定行之有效的解决方案，极大的提高了问题解决效率，让沟通、查询、管理更加方便。同时，数字化、网络化、智能化的升级可以帮助管理人员更直观、更客观的了解项目质量控制要点，为做好质量策划提供了有利的支撑，助力实现“一次成优”的质量管理目标。
4.2.1 数字化转型关键在人
在数字化质量管理推进实施过程中，该项目部在集团公司的大力支持下，积极推进“全员BIM 能手”、“全过程数字化质量管理”的新型管理模式，让质量管理人员逐步接受了利用数字化手段辅助开展工作的新模式，培养了一批具有数字化质量管理意识的管理人员，为成功经验的复制和推广提供了人才储备。
4.2.2 打造全产业链数字化质量管理体系
推动质量管理在数字化、网络化、智能化方面的新思维，加快构建数字化时代的质量管理体系，应是一个覆盖全产业链的系统工程。首先，设计、施工、建造、运营各个环节，均应以打造绿色建造、低碳运行、高效利用的高品质建筑物为实施目标；其次，要将标准化的设计、工厂化的生产、机械化的施工、信息化的运维等，贯穿建筑全生命周期的整个过程，以行业的高质量发展，推动建筑产业迭代升级。
