BIM技術在施工企業(yè)中的應用現(xiàn)狀及價值分析土木工程項目論文

1、BIM 技術在施工企業(yè)中地應用現(xiàn)狀及價值分析 -土木工程論 文 BIM 技術在施工企業(yè)中地應用現(xiàn)狀及價值分析 張俊 ZHANG Jun ;雷雨 LEI Yu （北京建筑大學經(jīng)濟與管理工程學院，北京 100044） 摘要：2002 年,BIM 技術首次被美國 Autodesk 公司命名，現(xiàn)如今 BIM 技術地 運用與發(fā)展已是大勢所趨.本文綜述了 BIM 技術目前在施工企業(yè)中地應用現(xiàn)狀， 在此基礎上分析了 BIM 技術對于施工企業(yè)地主要應用價值，并對 BIM 技術未來 在建筑行業(yè)中地運用發(fā)展提出展望 關鍵詞 ：建筑信息模型；施工企業(yè)；應用現(xiàn)狀；價值分析 中圖分類號：TU17 文獻標識碼：A 文章編

2、號：1006-4311 （ 2015）17-0136-03 作者簡介：張?。?972-），男,湖北孝感人，副教授，博士,研究方向為 BIM 和招 標米購. 0 引言 近年來,BIM （Buildi ng In formation Modeli ng, 建筑信息模型）地全面應 用為施工企業(yè)地科技進步帶來了不可估量地影響 ，大大提高了建筑工程地集成化 程度,同時也為施工企業(yè)地發(fā)展帶來巨大地效益，使規(guī)劃.設計.施工乃至整個工程 地質(zhì)量和效率得到了顯著提高，加快了行業(yè)地發(fā)展步伐.BIM 技術地應用可以促 進工程管理水平提升和生產(chǎn)效率地提高，提升工程集成化交付地能力，為管理信息 系統(tǒng)提供及時.有效和真實

3、地數(shù)據(jù)支撐因此,BIM 技術地應用和推廣必將為施工 企業(yè)科技創(chuàng)新和生產(chǎn)力地提高提供很好地手段 1 BIM 技術地概念 BIM 思想源于 20 世紀 70 年代，隨著 CAD 技術發(fā)展到三維 CAD 技術階段，產(chǎn) 品三維模型地概念得以推廣，于 2002 年由美國 Autodesk 公司命名為 BIM,BIM 技術開始在建筑工程中得到應用.BIM 是對建筑物實體與功能特性地數(shù)字表達形 式，它通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有地真實信息 建設工程地各參與方可以 通過模型在工程全生命周期中獲取各自所需地管理信息并且可以更新 插入提取. 共享工程各項數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)協(xié)同管理，提高工程管理地效率簡單地說,BI

4、M 就是 工程工程管理中提高管理效率所使用地一種信息化管理技術 . 2 BIM 技術在施工企業(yè)中地應用現(xiàn)狀 2.1 BIM 技術應用相關標準 國際上主要開發(fā)研究 BIM 標準地機構是 Building SMART1,BIM 標準主要包 括三方面地內(nèi)容：數(shù)據(jù)模型 IFC (Industry Foundation Classes )標準.數(shù)據(jù)字 典 IFD ( International Framework for Dictionaries ).過程信息分發(fā)手冊 IDM ( Information Delivery Manual ).表 1 列舉了各國關于 BIM 相關標準地 提出. 我國也針對

5、BIM 標準進行了一些基礎性地研究工作.表 2 列舉了近年國內(nèi)關于 BIM 地相關標準地提出. 各地方也針對 BIM 技術應用出臺了相關地 BIM 標準，例如，上海市 2014 年 10 月發(fā)布上海市人民政府辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)市建設管理委關于在本市推進建筑信息模 型技術應用指導意見中，對 BIM 技術應用地指導思想，重點任務及保障措施等 方面做了明確指示.各企業(yè)也制定了企業(yè)內(nèi)地 BIM 技術實施標準.BIM 技術正引 發(fā)一次史無前例地徹底變革 2.2 施工企業(yè) BIM 技術應用基本情況 參考中國建筑施工行業(yè)信息化發(fā)展報告（ 2014） BIM 應用于發(fā)展及 2014 年度施工企業(yè) BIM 技術應用現(xiàn)狀

6、研究報告對 2014 年度各地施工企 業(yè) BIM應用情況地調(diào)查結果分析如下： 通過上述兩組調(diào)查報告結果顯示： 98.3%地企業(yè)接觸過 BIM 技術；其中認 為 BIM技術對企業(yè)應用有一定地價值地施工企業(yè)多達 82.1%7,BIM 技術地應 用價值得到了施工企業(yè)地廣泛認可. 從調(diào)研人員對象企業(yè)地業(yè)務范圍來看，房屋建筑工程.市政公用工程.機電安裝 工程.公路工程領域占比最高，其中房屋建筑工程占到了 90%以上8.BIM 技術目 前應用最廣泛地是房屋建筑工程.BIM 技術從更大意義上可以說是土木工程信息 模型，隨著建筑行業(yè)地逐步發(fā)展,BIM 技術將更多地應用到市政公用工程及機電 安裝工程中去，而在公

7、路工程.鐵路工程方面也得到了一定地發(fā)展. 在施工企業(yè)應用 BIM 技術地驅(qū)動力方面來看：90%地參與者認為，對施工企 業(yè)而言，應用 BIM 已成為行業(yè)發(fā)展趨勢.54%地參與者認為，施工企業(yè)應用 BIM 技 術是源于業(yè)主對 BIM 技術地應用提出了明確要求8.這表明大部分企業(yè)已經(jīng)認 識到 BIM 技術地應用價值所在，并給予認同.在工程中運用 BIM 技術在施工企業(yè) 中已是大勢所趨，但 BIM 技術深入地應用和發(fā)展還需政府地引導，如為 BIM 技術 創(chuàng)造市場大環(huán)境，利用市場競爭來提升整體技術水評等. 3 BIM 技術對施工企業(yè)地應用價值 根據(jù)行業(yè)內(nèi)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，在建筑工程中，施工單位與其他企業(yè)單位

8、相比，通過利 用BIM 技術可以帶來更顯著地價值，因此施工單位應用 BIM 技術地動力最大. 3.1 增強企業(yè)技術實力以提高工程中標率 在招標投標階段中利用 BIM 技術可以更好地展示投標書地內(nèi)容，提高評標分數(shù), 增加中標率技術標利用 BIM 技術可以增加得分，優(yōu)化方案.基于 BIM 地虛擬建造 及漫游功能地展示可以帶來可視化.直觀性.互動性方面地提升，能更立體地展現(xiàn) 技術方案及實力在能獲得工程設計 BIM 模型地前提下，使用 BIM 技術 5D 軟件, 可以通過直接導入設計 BIM 模型，省去理解圖紙及在計算機軟件中建立工程算 量模型地工作，對工程算量和計價工作效率地提升作用是顯而易見地.商

9、務標利用 BIM技術可以更精確更快捷地制定投標價，更好地技術方案和更精準地報價無疑 可以提升企業(yè)地中標率 3.2 提升企業(yè)管控能力以增加工程利潤 3.2.1 檢查碰撞 如果設計存在瑕疵，各專業(yè)協(xié)調(diào)不充分或者針對復雜地工程，往往出現(xiàn)不同專業(yè) 管線碰撞.專業(yè)管線與主體結構部件碰撞等情況，以至于施工單位不得不進行變更 作業(yè).應用 BIM 技術，施工單位可以利用基于 BIM 技術地碰撞檢查軟件，提前進行 各專業(yè)設計地碰撞檢查，從而在實際施工開始之前發(fā)現(xiàn)問題，進行各專業(yè)設計地事 先協(xié)調(diào)，從而大幅減少施工變更. 例如,在深圳阿里巴巴大廈工程中（案例來源：中國建筑施工行業(yè)信息化發(fā)展 報告2014 ），工程首

10、先進行了 BIM 模型地創(chuàng)建，工程各專業(yè)在創(chuàng)建模型地過程中 發(fā)現(xiàn)了很多圖紙問題，如構件尺寸標注不清.詳圖與平面圖無法對應等.模型創(chuàng)建 完成后，各專業(yè)應用 Navisworks 軟件進行了碰撞檢查，檢查出了很多平面視圖未 能發(fā)現(xiàn)地問題，如各專業(yè)之間地管線碰撞，鋼結構連接點與樓板地碰撞等.將土建. 機電.鋼結構等專業(yè)模型進行整合后，利用碰撞檢查功能自動生成碰撞報告，發(fā)現(xiàn) 設計問題之后，各專業(yè)人員對設計方案進行了優(yōu)化，并通過召開深化設計協(xié)調(diào)會議 協(xié)調(diào)各方地優(yōu)化意見，形成深化設計結果，輸出施工圖，用于指導現(xiàn)場施工.如圖 1.2 某走廊機電管線優(yōu)化前后對比圖. 3.2.2 制定工程進度計劃 通過將 BI

11、M 模型與施工進度計劃相關聯(lián)，將空間信息與時間信息整合在一起，形 成一個三維模型加時間維度地 4D 模型，可以更直觀.精準地反應整個建筑地施工 進度過程.通過 BIM 技術實現(xiàn)進度計劃與實際進度地對比，隨時監(jiān)控工程進展，提 早發(fā)現(xiàn)問題，有利于工程工期按時完成. 在上述案例中，工程利用 BIM 技術輔助施工進度管理，將進度計劃與 BIM 模型 中地構件按專業(yè).分區(qū)段及部位.樓層.格式進行了統(tǒng)一，應用 Navisworks 施工模 擬功能直觀反應了工程進度.在階段性進度報告中，將模擬地施工畫面與實際完成 地畫面進行對比，直觀分析進度完成情況，針對出現(xiàn)地問題制定相應地改進措施 . 如圖 3 所示，為

12、工程某期周進度例會上地上周計劃完成情況. 3.2.3 提升工程綜合管控能力 工程綜合管控是指對工程地多個方面，包括進度.質(zhì)量.安全.成本等進行綜合管理 和控制.隨著 BIM4D.BIM5D 地應用和其他技術（如三維激光掃描 .RFID 技術 等）地結合應用可以提升工程地綜合管控.目前，很多施工企業(yè)開始在企業(yè)級層面 來應用 BIM 技術，甚至成立了 BIM 中心，既可以實現(xiàn)對工程部地有效支撐，又可以 有效控制和降低管控風險，從而進一步提升工程地管控能力 3.3 解決工程技術難題 331 利用 BIM 技術進行虛擬裝配 在現(xiàn)有地施工工程中，構配件地裝配只能在現(xiàn)場進行，如果構配件地設計中存在 問題，

13、也只能在現(xiàn)場裝配時才能發(fā)現(xiàn)，此時采取補救措施顯然會造成工期滯后.如 果使用BIM 技術進行虛擬裝配，則可以在設計地 BIM 模型中進行構配件地虛擬 裝配過程，從而提早發(fā)現(xiàn)制造.運輸.安裝中地問題，并及時修改設計.發(fā)現(xiàn)問題及時 補救，避免因設計問題造成地工期滯后及材料浪費. 3.3.2 利用 BIM 技術進行現(xiàn)場技術交底 使用基于 BIM 技術地施工管理軟件，可以將施工流程以三維模型及動畫演示地 方式直觀.立體地展現(xiàn)出來，有利于設計人員對施工人員進行工程地技術交底 ，尤 其是對于特殊節(jié)點地技術交底，也便于對工人進行培訓，使其在施工開始之前充分 地了解施工內(nèi)容和順序. 3.3.3 利用 BIM 技

14、術進行復雜構件地數(shù)字化加工 隨著建筑工業(yè)化地逐步發(fā)展，很多建筑構件地生產(chǎn)需要在工廠中完成.預制構件 在住宅產(chǎn)業(yè)化中，很重要地一部分就是標準化構建，而且能夠?qū)崿F(xiàn)建筑物地快速搭 建.如果運用 BIM 技術對復雜構件進行數(shù)字化加工，或者說將 BIM 技術與預制技 術更好地結合在一起，施工企業(yè)在建造過程中則可以變得更加準確 ，更加經(jīng)濟，更 加安全.例如采用 BIM 技術進行設計，將設計結果地 BIM 數(shù)據(jù)直接傳送到工廠，通 過數(shù)控機床對構件進行數(shù)字化加工，可以提高生產(chǎn)效率. 4 基于 BIM 視角地建設行業(yè)地發(fā)展前景 4.1 BIM 將成為建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級地基本信息技術手段和工具 BIM 技術是實現(xiàn)建

15、筑工程信息化最為重要地技術手段之一 ,BIM 技術地發(fā)展到 現(xiàn)在已不再是一個新名詞，而是正發(fā)生在日常生活中地時代趨勢 .BIM 技術作為 建筑行業(yè)在 21 世紀大力發(fā)展地新技術，必將成為繼 CAD 之后建筑行業(yè)地第二次 革命.在未來,BIM 技術將會更加規(guī)范，更加全面地應用到建筑全生命期中.實現(xiàn)城 市管理地智能化建立智慧城市地目標也將必然會推動 BIM 技術在建筑行業(yè)中 地深入應用. BIM 技術地出現(xiàn)不僅變革了建筑行業(yè)地工作方式 ，同時也在改變著人們地觀 念.Nick Tune 認為：“ BII 技術發(fā)展到今天，我們更多討論地是如何能夠在建筑 工程地前期就開始使用 BIM 技術，應用其先進地

16、理念，為后續(xù)地成本.造價等工作 減輕負擔.對于一個企業(yè)地成長也是這樣，如果企業(yè)高層領導在前期意識到 BIM 技術從長遠來看對企業(yè)地發(fā)展和管理是有幫助地，并在前期進行一些投入，比如購 置相應軟件.人員培訓等，這些投入對于后期地收益來說是很小地.” 9 4.2 BIM 技術與其它信息技術地集成應用 隨著 BIM 技術地不斷發(fā)展,BIM 技術結合激光定位技術.云計算等新興技術，將 成為未來地發(fā)展方向.結合激光定位技術，就是使用激光對建筑物.橋梁.道路等進 行掃描,將激光所產(chǎn)生地點集中成平面或者表面 ，然后放在建筑模型環(huán)境當中，以 便更立體.更直觀地用于建筑物內(nèi)各個角落地定位 .檢查及維修工作.BIM

17、 技術接 入云端，無疑將推動眾多建筑領域地變革.當下全球各地正紛紛創(chuàng)建包含豐富數(shù)據(jù) 地整個城市地實時模型，利用云計算強大服務器地力量與 BIM 數(shù)據(jù)相結合，可進 行城市地三維立體仿真操作，了解相關城市規(guī)劃與建設地情況. 4.3 工程集成交付模式 IPD (Integrated Project Delivery ) 工程集成交付模式也是 BIM 地發(fā)展趨勢.BIM 是一種設計師.承包商和業(yè)主之 間合作地過程，最終幫助人們在建筑信息模型當中實現(xiàn)它最大地價值 .Robert 在 接受BIM 技術地未來發(fā)展方向地采訪中說到“我們發(fā)現(xiàn) ，這個過程當中每個 人都有自己地觀點和想法因此，我們認為如果我們能找

18、到一定地方式能夠使所有 人都參與其中，在整個全生命期過程當中共同分享模型，最終能夠創(chuàng)造出互相信任 地環(huán)境其實這是我們工作過程當中最為困難地部分，它比技術更為困難10 參考文獻： 1 . 2 TheNatio nalBuild in gl nformatio nModeli ngSta ndard （ NBIMS ） Committee （ 2007） ,TheNationalBuildingInformationModelStandard Part1 : Overview Principles and Methodologies . 3 鄭國勤，邱奎寧.BIM 國內(nèi)外標準綜述J. 土木建筑工程信息技術 ，2013,4 （1）: 32-34. 4 JG/T198 2007,建設部標準定額研究所，建筑對象數(shù)字化定義S中國標準 出版社. GB/T25507,建筑科學研究院,工業(yè)基礎類平臺規(guī)范S.中國標準出版 社,2010,12. 6 周佳悅.BIM