淺談基于.-BIM的技術(shù)在施工項目管理中的應(yīng)用

...WD......WD......WD...淺談基于BIM的技術(shù)在施工工程管理中的應(yīng)用摘要：BIM建筑信息模型為我們展現(xiàn)了二維圖紙所不能給予的視覺效果和認(rèn)知角度，基于BIM技術(shù)在施工中的應(yīng)用為施工企業(yè)在施工過程中進(jìn)展多專業(yè)協(xié)調(diào)、現(xiàn)場布置優(yōu)化、施工進(jìn)度、質(zhì)量管理、安全管理、資源及成本管理，大大減少返工，節(jié)約施工成本。本文主要介紹的就是工程工程在管理過程中BIM技術(shù)的應(yīng)用及應(yīng)用中存在的主要問題。一、bim技術(shù)概述何謂BIM，美國的BIM國家標(biāo)準(zhǔn)做出了如下的解釋：“對一個建筑工程工程的物理和功能特性的數(shù)字化表達(dá)；一個信息共享的平臺；一個實現(xiàn)建筑工程全生命周期管理的信息過程；一個實現(xiàn)建筑工程不同階段信息插入、提取、更新以及修改的協(xié)同化作業(yè)平臺?！睆腂IM的標(biāo)準(zhǔn)中，我們可以發(fā)現(xiàn)BIM所具有的可視化、協(xié)同性、模擬性、優(yōu)化和出圖的技術(shù)特點。BIM技術(shù)于1970年代首先在美國被提出，進(jìn)入21世紀(jì)，隨著電子信息工業(yè)的迅猛開展，BIM的應(yīng)用技術(shù)首先在工業(yè)化國家得到推廣。美國建筑行業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)說明：80%以上的美國建筑300強企業(yè)都已經(jīng)在應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)展工程設(shè)計和工程管理，歐美和日本等工業(yè)化國家也已經(jīng)先后出臺了BIM技術(shù)實施的國家標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)字仿真模擬技術(shù)是聯(lián)合多媒體、人機接口、計算機圖形仿真以及數(shù)字傳感等多種技術(shù)的多學(xué)科綜合技術(shù)，先是應(yīng)用在航天科學(xué)等高科技領(lǐng)域，隨著電子信息技術(shù)的普及，影視動畫、游戲設(shè)計、機械制造等領(lǐng)域也已經(jīng)廣泛應(yīng)用該技術(shù)，但在工程管理領(lǐng)域，BIM技術(shù)的研究和應(yīng)用，還處于對比初等水平。BIM技術(shù)、3D技術(shù)、4D技術(shù)都屬于數(shù)字仿真模擬技術(shù)。其中，4D是在3D的根基上參加第四維——時間信息，可以對工程進(jìn)度進(jìn)展可視化分析，但沒有考慮資源因素；BIM技術(shù)主要側(cè)重于工程工程的設(shè)計和施工管理，將可視化技術(shù)在工程管理中的應(yīng)用提到到嶄新水平。中國的BIM技術(shù)應(yīng)用普及尚缺乏10%，處于起步階段。國家已經(jīng)明確提出將加大對BIM技術(shù)研究的支持力度：住建部《2011-2015年建筑業(yè)信息化開展綱要》中都明確指出要加快推廣建筑信息模型技術(shù)和基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同應(yīng)用技術(shù)，改良傳統(tǒng)生產(chǎn)與管理模式，提升企業(yè)生產(chǎn)效率和管理水平，在國際標(biāo)準(zhǔn)的根基上逐步構(gòu)建符合我國實際的BIM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)。未來建筑科技開展的目標(biāo)之一就是建設(shè)數(shù)字城市，當(dāng)然，BIM技術(shù)將在其中扮演重量級角色，目前，國內(nèi)很多知名工程都是BIM技術(shù)成功的案例：奧運跳水場館——“水立方”，還有上海中心大廈等，應(yīng)用效果都受到良好評價。二、基于bim技術(shù)在施工中的應(yīng)用1、建筑構(gòu)件建模首先根據(jù)建筑圖紙，將整個建筑工程分解為各類構(gòu)件，并通過三維構(gòu)件模型，將它們的尺寸、體積、重量直接測量下來，以及采用的材料類型、型號記錄下來。其次針對主要構(gòu)件選擇施工設(shè)備、機具，確定施工方法。通過建筑構(gòu)件建模，可以幫助施工者事先研究若何在現(xiàn)場進(jìn)展構(gòu)件的施工和安裝。2、多專業(yè)協(xié)調(diào)各專業(yè)分包之間的組織協(xié)調(diào)是建筑工程施工順利實施的關(guān)鍵，是提高施工進(jìn)度的保障，其重要性毋庸置疑。目前，暖通、給排水、消防、強弱電等各專業(yè)由于受施工現(xiàn)場、專業(yè)協(xié)調(diào)、技術(shù)差異等因素的影響，缺乏協(xié)調(diào)配合，不可防止地存在很多局部的、隱性的、難以預(yù)見的問題，容易造成各專業(yè)在建筑某些平面、立面位置上產(chǎn)生穿插、重疊，無法按施工圖作業(yè)。通過BIM技術(shù)的可視化、參數(shù)化、智能化特性，進(jìn)展多專業(yè)碰撞檢查、凈高控制檢查和準(zhǔn)確預(yù)留預(yù)埋，或者利用基于BIM技術(shù)的4D施工管理，對施工過程進(jìn)展預(yù)模擬，根據(jù)問題進(jìn)展各專業(yè)的事先協(xié)調(diào)等措施，可以減少因技術(shù)錯誤和溝通錯誤帶來的協(xié)調(diào)問題，大大減少返工，節(jié)約施工成本。3、現(xiàn)場布置優(yōu)化隨著建筑業(yè)的開展，對工程的組織協(xié)調(diào)要求越來越高，工程周邊環(huán)境的復(fù)雜往往會帶來場地狹小、基坑深度大、周邊建筑物距離近、綠色施工和安全文明施工要求高等問題，并且加上有時施工現(xiàn)場作業(yè)面大，各個分區(qū)施工存在上下差，現(xiàn)場復(fù)雜多變，容易造成現(xiàn)場平面布置不斷變化，且變化的頻率越來越高，給工程現(xiàn)場合理布置帶來困難。BIM技術(shù)的出現(xiàn)給平面布置工作提供了一個很好的方式，通過應(yīng)用工程現(xiàn)場設(shè)備設(shè)施族資源，在創(chuàng)立好工程場地模型與建筑模型后，將工程周邊及現(xiàn)場的實際環(huán)境以數(shù)據(jù)信息的方式掛接到模型中，建設(shè)三維的現(xiàn)場場地平面布置，并通過參照工程進(jìn)度方案，可以形象直觀地模擬各個階段的現(xiàn)場情況，靈活地進(jìn)展現(xiàn)場平面布置，實現(xiàn)現(xiàn)場平面布置合理、高效。4、進(jìn)度優(yōu)化比選建筑工程工程進(jìn)度管理在工程管理中占有重要地位，而進(jìn)度優(yōu)化是進(jìn)度控制的關(guān)鍵?；贐IM技術(shù)可實現(xiàn)進(jìn)度方案與工程構(gòu)件的動態(tài)鏈接，可通過甘特圖、網(wǎng)絡(luò)圖及三維動畫等多種形式直觀表達(dá)進(jìn)度方案和施工過程，為工程工程的施工方、監(jiān)理方與業(yè)主等不同參與方直觀了解工程工程情況提供便捷的工具。形象直觀、動態(tài)模擬施工階段過程和重要環(huán)節(jié)施工工藝，將多種施工及工藝方案的可實施性進(jìn)展對比，為最終方案優(yōu)選決策提供支持?；贐IM技術(shù)對施工進(jìn)度可實現(xiàn)準(zhǔn)確方案、跟蹤和控制，動態(tài)地分配各種施工資源和場地，實時跟蹤工程工程的實際進(jìn)度，并通過方案進(jìn)度與實際進(jìn)度進(jìn)展對比，及時分析偏差對工期的影響程度以及產(chǎn)生的原因，采取有效措施，實現(xiàn)對工程進(jìn)度的控制，保證工程能按時竣工。5、工作面管理在施工現(xiàn)場，不同專業(yè)在同一區(qū)域、同一樓層穿插施工的情況難以防止，對于一些超高層建筑工程，分包單位眾多、專業(yè)間頻繁穿插工作多，不同專業(yè)、資源、分包之間的協(xié)同和合理工作搭接顯得尤為重要?；贐IM技術(shù)以工作面為關(guān)聯(lián)對象，自動統(tǒng)計任意時間點各專業(yè)在同一工作面的所有施工作業(yè)，并依據(jù)邏輯規(guī)則或時間先后，標(biāo)準(zhǔn)工程每天各專業(yè)各部門的工作內(nèi)容，工作出現(xiàn)超期可及時預(yù)警。流水段管理可以結(jié)合工作面的概念，將整個工程按照施工工藝或工序要求劃分為一個可管理的工作面單元，在工作面之間合理安排施工順序，在這些工作面內(nèi)部，合理劃分進(jìn)度方案、資源供應(yīng)、施工流水等，使得基于工作面內(nèi)外工作協(xié)調(diào)一致。BIM技術(shù)可提高施工組織協(xié)調(diào)的有效性，BIM模型是具有參數(shù)化的模型，可以集成工程資源、進(jìn)度、成本等信息，在進(jìn)展施工過程的模擬中，實現(xiàn)合理的施工流水劃分，并基于模型完成施工的分包管理，為各專業(yè)施工方建設(shè)良好的工作面協(xié)調(diào)管理而提供支持和依據(jù)。6、現(xiàn)場質(zhì)量管理在施工過程中，現(xiàn)場出現(xiàn)的錯誤不可防止，如果能夠?qū)㈠e誤盡早發(fā)現(xiàn)并整改，對減少返工、降低成本具有非常大的意義和價值。在現(xiàn)場將BIM模型與施工作業(yè)結(jié)果進(jìn)展比對驗證，可以有效地、及時地防止錯誤的發(fā)生。傳統(tǒng)的現(xiàn)場質(zhì)量檢查，質(zhì)量人員一般采用目測、實測等方法進(jìn)展，針對那些需要與設(shè)計數(shù)據(jù)校核的內(nèi)容，經(jīng)常要去查找相關(guān)的圖紙或文檔資料等，為現(xiàn)場工作帶來很多的不便。同時，質(zhì)量檢查記錄一般是以表格或文字的方式存在，也為后續(xù)的審核、歸檔、查找等管理過程帶來很大的不便。BIM技術(shù)的出現(xiàn)豐富了工程質(zhì)量檢查和管理方式，將質(zhì)量信息掛接到BIM模型上，通過模型瀏覽，讓質(zhì)量問題能在各個層面上實現(xiàn)高效流轉(zhuǎn)。這種方式相比傳統(tǒng)的文檔記錄，可以擺脫文字的抽象，促進(jìn)質(zhì)量問題協(xié)調(diào)工作的開展。同時，將BIM技術(shù)與現(xiàn)代化新技術(shù)相結(jié)合，可以進(jìn)一步優(yōu)化質(zhì)量檢查和控制手段。7、圖紙及文檔管理在工程管理中，基于BIM技術(shù)的圖檔協(xié)同平臺是圖檔管理的根基。不同專業(yè)的模型通過BIM集成技術(shù)進(jìn)展多專業(yè)整合，并把不同專業(yè)設(shè)計圖紙、二次深化設(shè)計、變更、合同、文檔資料等信息與專業(yè)模型構(gòu)件進(jìn)展關(guān)聯(lián)，能夠查詢或自動匯總?cè)我鈺r間點的模型狀態(tài)、模型中各構(gòu)件對應(yīng)的圖紙和變更信息、以及各個施工階段的文檔資料。結(jié)合云技術(shù)和移動技術(shù)，工程人員還可將建筑信息模型及相關(guān)圖檔文件同步保存至云端，并通過精細(xì)的權(quán)限控制及多種協(xié)作功能，確保工程文檔快速、安全、便捷、受控地在工程中流通和共享。同時能夠通過瀏覽器和移動設(shè)備隨時隨地瀏覽工程模型，進(jìn)展相關(guān)圖檔的查詢、審批、標(biāo)記及溝通，從而為現(xiàn)場辦公和跨專業(yè)協(xié)作提供極大的便利。8、工作庫建設(shè)及應(yīng)用企業(yè)工作庫建設(shè)可以為投標(biāo)報價、成本管理提供計算依據(jù)，客觀反映企業(yè)的技術(shù)、管理水平與核心競爭力。打造結(jié)合自身企業(yè)特點的工作庫，是施工企業(yè)取得管理改革成果的重要表達(dá)。工作庫建設(shè)思路是適中選取工程樣本，再針對樣本工程實地測定或測算相應(yīng)工作庫的數(shù)據(jù)，逐步累積形成龐大的數(shù)據(jù)集，并通過科學(xué)的統(tǒng)計計算，最終形成符合自身特色的企業(yè)工作庫。9、安全文明管理傳統(tǒng)的安全管理、不安全因素的判斷和防護(hù)設(shè)施的布置都需要依靠管理人員的經(jīng)歷來進(jìn)展，而BIM技術(shù)在安全管理方面可以發(fā)揮其獨特的作用，從場容場貌、安全防護(hù)、安全措施、外腳手架、機械設(shè)備等方面建設(shè)文明管理方案指導(dǎo)安全文明施工。在工程中利用BIM建設(shè)三維模型讓各分包管理人員提前對施工面的不安全因素進(jìn)展判斷，在不安全因素附近快速地進(jìn)展防護(hù)設(shè)施模型的布置，對比直觀地將安全死角進(jìn)展提前排查。將防護(hù)設(shè)施模型的布置給工程管理人員進(jìn)展模型和仿真模擬交底，確?，F(xiàn)場按照布置模型執(zhí)行。利用BIM及相應(yīng)災(zāi)害分析模擬軟件，提前對災(zāi)害發(fā)生過程進(jìn)展模擬，分析災(zāi)害發(fā)生的原因，制定相應(yīng)措施防止災(zāi)害的再次發(fā)生，并編制人員疏散、救援的災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案?；贐IM技術(shù)將智能芯片植入工程現(xiàn)場勞務(wù)人員安全帽中，對其進(jìn)出場控制、工作面布置等方面進(jìn)展動態(tài)查詢和調(diào)整，有利于安全文明管理?？傊?，安全文明施工是工程管理中的重中之重，結(jié)合BIM技術(shù)可發(fā)揮其更大的作用。10、資源方案及成本管理資源及成本方案控制是工程管理中的重要組成局部，基于BIM技術(shù)的成本控制的根基是建設(shè)5D建筑信息模型，它是將進(jìn)度信息和成本信息與三維模型進(jìn)展關(guān)聯(lián)整合。通過該模型，計算、模擬和優(yōu)化對應(yīng)于工程各施工階段的勞務(wù)、材料、設(shè)備等的需用量，從而建設(shè)勞動力方案、材料需求方案和機械方案等，在此根基上形成工程成本方案，其中材料需求方案的準(zhǔn)確性、及時性對于實現(xiàn)精細(xì)化成本管理和控制至關(guān)重要，它可通過5D模型自動提取需求方案，并以此為依據(jù)指導(dǎo)采購，防止材料資源堆積和超支。根據(jù)形象進(jìn)度，利用5D模型自動計算完成的工程量并向業(yè)主報量，與分包核算，提高計量工作效率，方便根據(jù)總包收入控制支出進(jìn)展。在施工過程中，及時將分包結(jié)算、材料消耗、機械結(jié)算在施工過程中周期地對施工實際支出進(jìn)展統(tǒng)計，將實際成本及時統(tǒng)計和歸集，與預(yù)算成本、合同收入進(jìn)展三算比照分析，獲得工程超支和盈虧情況，對于超支的成本找出原因，采取針對性的成本控制措施將成本控制在方案成本內(nèi)，有效實現(xiàn)成本動態(tài)分析控制。施工企業(yè)BIM應(yīng)用中存在的主要問題1、對信息化建設(shè)的認(rèn)識和信息化意識有待加強建筑施工企業(yè)信息化建設(shè)是國家建筑業(yè)信息化的根基之一也是企業(yè)管理轉(zhuǎn)型、升級的關(guān)鍵工作，是企業(yè)管理的新鮮事物。但是，在實際工作中，企業(yè)決策層、管理層和作業(yè)層的人員對此項工作普遍存在認(rèn)識缺乏、意識不強、動力欠缺的現(xiàn)象。2、對信息化建設(shè)的資金投入缺乏目前，建筑施工企業(yè)開展信息化建設(shè)，包括了硬件的投入和軟件的開發(fā)，需要較大的資金投入，特別是企業(yè)在首期建設(shè)中。需要很大的資金投入量，通過機房改造、硬件升級、軟件開發(fā)和采購等，才能形成企業(yè)信息系統(tǒng)和發(fā)揮效用。但建筑施工企業(yè)是微利行業(yè)，產(chǎn)值利潤率、資產(chǎn)利潤率均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他產(chǎn)業(yè)，難以籌措大量資金進(jìn)展信息化建設(shè)和維護(hù)。3、專業(yè)技術(shù)人員數(shù)量缺乏、質(zhì)量不高在建筑施工企業(yè)內(nèi)部，從事計算機應(yīng)用和管理的專業(yè)屬小眾業(yè)務(wù)。人員配備少，開發(fā)能力弱。特別是既懂計算機技術(shù)、又懂建筑專業(yè)技術(shù)的復(fù)合型人才更為缺乏，難以滿足企業(yè)信息化建設(shè)的需要。4、政府和行業(yè)主管部門的政策支持缺失迄今為止，對于建筑施工企業(yè)信息化建設(shè)工作。政府和行業(yè)主管部門只提要求，不提政策扶持，所有的資金投入(包括硬件升級、軟件開發(fā)和系統(tǒng)維護(hù)等)均由企業(yè)自籌。嚴(yán)重打擊了企業(yè)開展信息化建設(shè)的積極性。此外，政府和行業(yè)主管部門在軟件開發(fā)及標(biāo)準(zhǔn)制定方面尚未有行動，僅靠企業(yè)自身難以開發(fā)易用性好、兼容度高、運行穩(wěn)定的信息化軟件。四、基于BIM的技術(shù)在施工中要到達(dá)的目標(biāo)BIM建筑信息模型的引入，將促進(jìn)工程施工的標(biāo)準(zhǔn)化、預(yù)制化，從某種意義上講就是為工程行業(yè)引入一條生產(chǎn)線，它以減少一次性帶來的風(fēng)險和成本增加。通過基于BIM技術(shù)的虛擬施工，施工單位可以到達(dá)以下目標(biāo)：創(chuàng)立、分析和優(yōu)化施工進(jìn)度；針對具體工程分析將要使用的施工方法的可行性；通過模擬可視化的施工過程，提早發(fā)現(xiàn)施工問題，消除施工隱患；形象化的交流工具，使工程參與者能更好地理解工程范圍，提供形象的工作操作說明或技術(shù)交底；可以更加有效地管理設(shè)計變更；全新的試錯、糾錯概念和方法。五、完畢語BIM技術(shù)目前在我國的推廣和應(yīng)用還處于初級階段，但是參照歐美興旺國家建筑行業(yè)的開展情況，隨著國家相關(guān)政策的相繼出臺和建設(shè)主管部門的引導(dǎo)與支持，未來必將有更廣闊的開展空間，必然成為建筑行業(yè)開展的目標(biāo)和方向。作為施工單位，在建筑新技術(shù)開展的關(guān)鍵階段，需要在深入研究B