施工企業(yè)BIM 建模過程的思考

姚守儼

(中國建筑第八工程局有限公司，上海 200120)

建筑施工是一個(gè)“以市場為導(dǎo)向，現(xiàn)場管理為核心”的生產(chǎn)行業(yè)，主要生產(chǎn)活動(dòng)都集中在施工現(xiàn)場。因此，施工現(xiàn)場管理手段的提升，可使生產(chǎn)效率提高，工程質(zhì)量更加可靠。BIM技術(shù)作為一項(xiàng)新興技術(shù)，對建筑施工管理有著重大的影響，每個(gè)施工管理人員都必須了解、掌握這門技術(shù)。

我局自2008年開始，先后在體育場館、機(jī)場、展覽館、高層住宅、工業(yè)工程等多個(gè)項(xiàng)目開展BIM應(yīng)用研究。其中BIM模型的建立，主要由工程現(xiàn)場管理人員和有經(jīng)驗(yàn)的BIM技術(shù)人員，在施工現(xiàn)場根據(jù)施工圖紙來完成。

本文通過總結(jié)在多次建模及BIM應(yīng)用過程中，施工管理對BIM的要求，分析和歸納了遇到的問題，提出了解決辦法和思路。

1 施工管理對BIM的要求

工程數(shù)據(jù)是施工管理的主要依據(jù)，也是大量商務(wù)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，BIM是這些數(shù)據(jù)的主要來源之一。而BIM數(shù)據(jù)需要提取、加工、運(yùn)算等環(huán)節(jié)，才能在施工管理中應(yīng)用。因此，BIM模型的交付時(shí)間和模型質(zhì)量，直接影響到BIM在施工階段中的應(yīng)用成敗。

1.1 施工階段BIM模型的要求

建立模型質(zhì)量的好壞，直接影響到模型后期應(yīng)用效果。BIM中的構(gòu)件如何劃分、建立，決定了工程相關(guān)數(shù)據(jù)的提取的便利性和準(zhǔn)確性。一般來說:根據(jù)建筑的分部分項(xiàng)和施工組織設(shè)計(jì)，按WBS中的任務(wù)相對應(yīng)的建筑部位來劃分最小構(gòu)件。通過組合的方式，形成不同需求的數(shù)據(jù)形式。保證BIM提供的信息，滿足施工管理的要求。

1.2 施工企業(yè)的BIM主要來源

一種方式是外部提供BIM模型。既由設(shè)計(jì)方或業(yè)主委托第三方建立模型，供施工企業(yè)使用，這將是今后發(fā)展方向。施工企業(yè)在此BIM模型的基礎(chǔ)上，對相關(guān)的構(gòu)件或構(gòu)件組再做重構(gòu)、調(diào)整等方面的處理，如:底板的跳倉法施工，需要對一塊底板按照施工方案劃分成相應(yīng)的幾塊底板，才能為施工管理提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)。這樣的工作，只能有施工企業(yè)自行完成，使BIM達(dá)到施工管理的要求。

一種方式是施工企業(yè)自己建立BIM模型。即施工企業(yè)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，自行組織施工人員進(jìn)行建模工作。這種方式，好處在于，通過建模施工人員對工程，特別是細(xì)部情況掌握的十分清楚。而BIM模型符合施工管理的需要。

1.3 施工企業(yè)建立BIM工期的要求

根據(jù)BIM歷次建模的經(jīng)驗(yàn)，我們認(rèn)為BIM建模工作應(yīng)該在該工程的土方開挖完畢時(shí)結(jié)束?；A(chǔ)處理前，BIM模型應(yīng)該基本建完。做到BIM模型不影響對施工管理的應(yīng)用，和建模人員正常的施工管理工作。對于15萬m2左右的建筑物，BIM建模時(shí)間應(yīng)控制在40天左右。

1.4 BIM中的信息粒度的要求

BIM模型信息的維護(hù)是一件十分重要的工作。除了及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)變更造成的模型變化，同時(shí)調(diào)整相關(guān)信息，保證BIM中信息完整性和準(zhǔn)確性。

BIM模型劃分的越細(xì)，信息提取、組合、加工越方便、準(zhǔn)確，模型展示的也越精準(zhǔn)。但是，模型越細(xì)，構(gòu)件數(shù)量也就越多。對于諸如供應(yīng)商這類信息，其信息維護(hù)的工作量也是巨大的。

信息粒度越細(xì)，使構(gòu)件的信息填寫項(xiàng)數(shù)越多，如規(guī)格型號等。造成后期實(shí)際施工管理中，施工人員的BIM信息維護(hù)量太大。信息粒度的大小應(yīng)保證施工管理應(yīng)用即可。

2 影響B(tài)IM建模速度的幾個(gè)因素

2.1 新建族的建立

現(xiàn)在建筑設(shè)計(jì)，采用許多產(chǎn)品、新材料。許多門窗、燈具、閘閥等形狀發(fā)生了日新月異的變化，完全相同的BIM族基本上沒有，這就需要建模人員及時(shí)補(bǔ)充、完善BIM族。而BIM族的模型與實(shí)際產(chǎn)品形象越精準(zhǔn)，BIM族建立所花費(fèi)時(shí)間就越長，對建模工期影響的越大。

2.2 異形結(jié)構(gòu)的建模

異形結(jié)構(gòu)一般是指異形筒、柱、梁等，一般采用體量方法來建立。由于BIM軟件采用拉伸、旋轉(zhuǎn)、切割等方法來實(shí)現(xiàn)異形構(gòu)件形體，使得一個(gè)異形構(gòu)件生成的運(yùn)算時(shí)間很長，占用大量計(jì)算機(jī)資源。通常這樣異形構(gòu)件完成，都要反復(fù)幾次才能準(zhǔn)確成功。而施工現(xiàn)場的計(jì)算機(jī)配置主要是滿足日常項(xiàng)目管理，且BIM建模是一項(xiàng)臨時(shí)性工作，所以計(jì)算機(jī)硬件不可能配置太高，造成建模的硬件要求與日常管理的硬件要求的矛盾。

2.3 工作集劃分

由于施工管理對BIM模型的要求信息比較細(xì)，所以BIM中包含的構(gòu)件達(dá)到幾萬個(gè)之多。

工作集劃分的太少，到了BIM建模的后期工作時(shí)，BIM同步中心文件的保存時(shí)間長到難以忍受的地步。常出現(xiàn)同步文件保存失敗的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了建模進(jìn)度。

工作集劃分如果太多，工作集之間模型錯(cuò)誤不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，會(huì)造成后期BIM整合時(shí)候才顯現(xiàn)出來。有些錯(cuò)誤直接導(dǎo)致對模型的大量返工、調(diào)整工作，也會(huì)影響到BIM模型的交付。

3 主要解決策略

BIM模型是BIM應(yīng)用的承載物，BIM的交付時(shí)間必須在施工準(zhǔn)備階段完成，否則就失去了對施工指導(dǎo)意義?；谏鲜鲈?，我們在實(shí)際工作中采取了一下原則:

3.1 建模速度優(yōu)先

對新建族的分析，我們發(fā)現(xiàn)這些族的建立時(shí)間，主要花費(fèi)在其形象上，而其信息的表現(xiàn)主要是面積、個(gè)數(shù)、位置等。施工管理只需要這些信息，而其形象需求是在模型完成后，展示時(shí)候才使用。因此，在建模期間，采用設(shè)計(jì)中的占位思路，在完成族的外圍尺寸后使用。在整個(gè)BIM模型完成后，再逐步細(xì)化這些族。這樣既節(jié)約了BIM建模時(shí)間，又保障了BIM模型質(zhì)量。

3.2 前后方支持

針對異形構(gòu)件運(yùn)算時(shí)間的矛盾，不能采取新建族的滯后處理方式。這是因?yàn)楫愋螛?gòu)件與其他構(gòu)件連接時(shí)，要求異形構(gòu)件的外形尺寸精確。對此，將異形構(gòu)件的圖紙傳到后方(公司機(jī)關(guān))的BIM工程師，利用后方的先進(jìn)的硬件設(shè)備來處理，這樣就能夠保障BIM建模工期不受到影響。

3.3 工作集合理劃分

工作集的劃分既要考慮中心文件的大小，也要考慮到建筑實(shí)際的分部分項(xiàng)。應(yīng)盡量按照基礎(chǔ)及地下室、底層、標(biāo)準(zhǔn)層、頂層及屋面、安裝等來劃分。

4 幾點(diǎn)體會(huì)

根據(jù)BIM應(yīng)用，模型先行的原則，我們在施工現(xiàn)場BIM建模過程中，有如下的體會(huì):

4.1 統(tǒng)籌兼顧的劃分基本構(gòu)件

基本構(gòu)件的劃分，決定了建模的工作量和以后信息維護(hù)量。劃分太粗，數(shù)據(jù)沒法按施工管理要求提取;劃分太細(xì)，后期維護(hù)的工作量太大。因此，需要根據(jù)施工方案來統(tǒng)籌兼顧的考慮。

4.2 組織協(xié)調(diào)工作

建模的主要力量是來自該項(xiàng)目的工程管理人員，他們既要完成BIM模型的建立，也要完成項(xiàng)目上日常施工準(zhǔn)備工作。必須協(xié)調(diào)好項(xiàng)目實(shí)際工作與建模工作之間的沖突，保證建模人員能夠在一個(gè)持續(xù)的時(shí)間內(nèi)從事建模工作。避免建模人員間歇式從事建模工作，造成事倍功半的結(jié)果。

4.3 必要的準(zhǔn)備工作

先請技術(shù)負(fù)責(zé)人講解一下工程概況和圖紙是很有必要的，可以加快建模人員對建筑整體認(rèn)識。

用1天的時(shí)間，讓建模人員溫習(xí)一下BIM軟件的操作。避免建模人員因培訓(xùn)結(jié)束，長時(shí)間不使用，造成操作上的生疏，比直接建模效果要好。

5 結(jié)束語

施工階段的BIM模型的建立或維護(hù)，必須服務(wù)于施工管理。BIM建模本地化，是提高施工人員理解工程、掌握施工方法的重要手段。而且也為BIM在施工階段的深入應(yīng)用，提供了人才基礎(chǔ)。