淺析基于建筑信息模型技術(shù)的工程施工管理模式

李朝慶

（東港市財(cái)政投資審核中心，遼寧 東港 118300）

0 引言

建筑信息模型為建筑業(yè)的發(fā)展與管理帶來(lái)了前所未有的變革，建筑信息模型技術(shù)以生動(dòng)可感的三維模型作為建筑項(xiàng)目的信息載體，直觀地呈現(xiàn)了建筑項(xiàng)目施工階段的各專(zhuān)業(yè)、各環(huán)節(jié)的現(xiàn)場(chǎng)情況，促進(jìn)了建筑從業(yè)人員之間的溝通，避免了建筑項(xiàng)目因信息過(guò)載或信息不對(duì)稱(chēng)造成信息流失，提高了施工者的施工效率與管理者的管理質(zhì)量。本文將對(duì)基于建筑信息模型技術(shù)的工程施工管理模式展開(kāi)具體探討與論述。

1 工程概況

某工程為大型商業(yè)綜合體，占地面積約為12萬(wàn) m2，建筑總面積約為50萬(wàn)m2。該商業(yè)綜合體工程由施工總承包單位對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)工程與鋼結(jié)構(gòu)工程進(jìn)行施工，并對(duì)該商業(yè)綜合體的機(jī)電安裝、裝修工程、外墻幕墻裝飾等專(zhuān)業(yè)的施工過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)籌協(xié)調(diào)與管理。

2 BIM技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用理論與實(shí)現(xiàn)

2.1 BIM的基本架構(gòu)

基于BIM技術(shù)的4D管理系統(tǒng)軟件目前已經(jīng)具備了較為完整的技術(shù)架構(gòu)，并擁有完善的系統(tǒng)工程流程及其應(yīng)對(duì)措施。根據(jù)BIM技術(shù)理論，可以將工程施工BIM應(yīng)用的技術(shù)架構(gòu)分為接口層、數(shù)據(jù)層、平臺(tái)層、模型層以及應(yīng)用層這5個(gè)層次。工程施工建筑信息模型應(yīng)用的技術(shù)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 工程施工建筑信息模型應(yīng)用的技術(shù)架構(gòu)

2.2 建筑信息模型的整體結(jié)構(gòu)和模塊功能

基于接口層、數(shù)據(jù)層、平臺(tái)層、模型層以及應(yīng)用層這5個(gè)層次的劃分，該商業(yè)綜合體的施工管理系統(tǒng)主要包括基于BIM技術(shù)的4D管理系統(tǒng)和項(xiàng)目綜合管理系統(tǒng)兩大部分內(nèi)容，如圖2所示。4D施工管理軟件被設(shè)置為C/S架構(gòu)（局域網(wǎng)），項(xiàng)目綜合管理系統(tǒng)被設(shè)置為B/S架構(gòu)（互聯(lián)網(wǎng)）。4D施工管理軟件與項(xiàng)目綜合管理系統(tǒng)通過(guò)系統(tǒng)接口實(shí)現(xiàn)無(wú)縫集成，建立起兩個(gè)架構(gòu)之間的數(shù)據(jù)雙向連接，以便更好地實(shí)現(xiàn)BIM數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)交換與信息共享。

2.3 本工程建筑信息模型技術(shù)相關(guān)規(guī)劃方案

情況與現(xiàn)實(shí)特點(diǎn)，基本能夠?qū)⒃撋虡I(yè)綜合體的BIM系統(tǒng)分為BIM建模系統(tǒng)、基于BIM技術(shù)的4D管理軟件系統(tǒng)以及項(xiàng)目綜合管理軟件系統(tǒng)3部分。本工程建筑信息模型規(guī)劃方案如圖3所示。

圖3 本工程建筑信息模型規(guī)劃方案

3 建筑信息模型技術(shù)在工程中的應(yīng)用

3.1 建筑信息模型的建模工作

在開(kāi)始施工之前，以設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)圖為參考依據(jù)，建立建筑信息模型，將建筑結(jié)構(gòu)、機(jī)電、暖通、裝飾等專(zhuān)業(yè)的施工信息輸入模型數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)復(fù)雜勁性混凝土結(jié)節(jié)點(diǎn)、機(jī)電管線密集區(qū)和設(shè)備機(jī)房進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。在對(duì)該工程進(jìn)行建模過(guò)程中，經(jīng)統(tǒng)計(jì)可知，各樓層、各專(zhuān)業(yè)間的碰撞點(diǎn)約有3 820個(gè)，經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)后，該商業(yè)綜合體機(jī)電管線密集區(qū)的管線與設(shè)備機(jī)房的布置更加合理，節(jié)約了大量的工程成本，為建設(shè)單位儉省了約1/3的資金投入。此外，建立建筑信息模型有助于提高計(jì)算機(jī)對(duì)各類(lèi)管線安裝與放樣的精確性，減少實(shí)際安裝施工中的返工幾率，提高安裝效率，控制安裝成本。

3.2 4D施工管理軟件系統(tǒng)的應(yīng)用理論與實(shí)現(xiàn)

4D施工動(dòng)態(tài)管理軟件系統(tǒng)在C/S架構(gòu)（局域網(wǎng)）的環(huán)境中運(yùn)行，其主要工作原理如下：在工程項(xiàng)目開(kāi)始施工之前，對(duì)關(guān)鍵線路、重要節(jié)點(diǎn)、里程碑信息編入進(jìn)度計(jì)劃內(nèi)，即工程總控進(jìn)度計(jì)劃。整個(gè)3D模型的拆分以該商業(yè)綜合體的流水段與工序?yàn)橹饕罁?jù)。在保證工程總控進(jìn)度計(jì)劃的WBS與3D模型相符對(duì)應(yīng)的前提下，利用軟件自動(dòng)導(dǎo)入功能，實(shí)現(xiàn)進(jìn)度計(jì)劃與3D模型的自動(dòng)連接，以3D模型為基礎(chǔ)，再增加一條時(shí)間軸，最終可以形成基于總控進(jìn)度計(jì)劃的4D模型。在WBS管理器中，通過(guò)不同的顏色來(lái)表示和區(qū)分施工工序，例如，關(guān)鍵線路上的施工工序，可以用紅色來(lái)進(jìn)行表示，瀏覽日期的施工工序，可以用紫色來(lái)進(jìn)行表示。

3.3 項(xiàng)目綜合管理系統(tǒng)的應(yīng)用理論與實(shí)現(xiàn)

該商業(yè)綜合體工程項(xiàng)目的綜合管理系統(tǒng)主要包括信息填報(bào)平臺(tái)與功能拓展的工作平臺(tái)兩大部分。

施工過(guò)程中，最基本的信息填報(bào)平臺(tái)的管理內(nèi)容主要包括施工工程的部位信息填報(bào)管理、施工進(jìn)度控制、施工質(zhì)量控制、施工工程量管理等。把日常施工中記錄的信息錄入到信息填報(bào)平臺(tái)，對(duì)施工過(guò)程及其信息數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存，作為4D動(dòng)態(tài)管理軟件提供有效而可靠的數(shù)據(jù)資料，這些參考數(shù)據(jù)將自動(dòng)連接到4D管理軟件系統(tǒng)相應(yīng)的WBS工序中，信息填報(bào)平臺(tái)會(huì)將這些數(shù)據(jù)自動(dòng)生成日?qǐng)?bào)結(jié)果，并且能夠自動(dòng)完成所收集的施工資料的歸集、匯總以及統(tǒng)計(jì)分析，能夠?qū)υ谑┕げ课蛔詣?dòng)進(jìn)行圖片生成與匯總，用4D模型將正在進(jìn)行的施工過(guò)程及其進(jìn)度形象地表現(xiàn)出來(lái)。

圖4 工作平臺(tái)的功能區(qū)

工作平臺(tái)的功能區(qū)如圖4所示。能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)方案、施工方案等的信息共享功能，集成辦公平臺(tái)信息與收發(fā)文管理功能、合同管理功能、變更管理功能等，將這些功能拓展到項(xiàng)目綜合管理系統(tǒng)中。項(xiàng)目綜合管理系統(tǒng)，一方面能夠?qū)崿F(xiàn)日常文檔共享與管理過(guò)程在同一辦公平臺(tái)上進(jìn)行，能夠有效減少和控制重復(fù)工作率，另一方面，還能夠?qū)⑴c施工的相關(guān)數(shù)據(jù)信息上傳到4D動(dòng)態(tài)管理軟件中，按照對(duì)應(yīng)的流水段和工序，進(jìn)行資料上傳，實(shí)現(xiàn)與4D動(dòng)態(tài)管理軟件的有機(jī)融合，以利于方便查閱相關(guān)的施工資料。

4 建筑信息模型應(yīng)用于施工管理的突破點(diǎn)

突破了進(jìn)度計(jì)劃在4D施工動(dòng)態(tài)管理軟件系統(tǒng)中的局限性，消除了其應(yīng)用弊端。第一，BIM對(duì)WBS結(jié)構(gòu)的拆分以總控進(jìn)度計(jì)劃為主要依據(jù)，務(wù)必要實(shí)現(xiàn)與進(jìn)度中的結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)對(duì)接，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)商業(yè)綜合體工程的模擬施工，在關(guān)鍵線路中的工序中凸顯出總控進(jìn)度計(jì)劃。

第二，將施工現(xiàn)場(chǎng)的進(jìn)度、施工工序等更新數(shù)據(jù)錄入到4D動(dòng)態(tài)管理軟件中，并將其與原總控進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行對(duì)比分析，能夠更加直觀地呈現(xiàn)實(shí)際進(jìn)度與原計(jì)劃進(jìn)度的異同，施工過(guò)程中出現(xiàn)的種種問(wèn)題都能夠一目了然，進(jìn)行清晰的分析。建筑信息模型技術(shù)能夠直觀、迅速地反映現(xiàn)場(chǎng)的進(jìn)度及問(wèn)題，避免了各種經(jīng)濟(jì)責(zé)任糾紛、工期索賠等難發(fā)現(xiàn)、責(zé)任不明確的問(wèn)題，極大地提高了索賠成功率，控制和挽回了工程的潛在損失。

第三，實(shí)際上，該商業(yè)綜合體的現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度是一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化過(guò)程，實(shí)際的施工進(jìn)度與總控計(jì)劃或季度、月度計(jì)劃有偏差。然而，進(jìn)度計(jì)劃工程師很少會(huì)在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)和及時(shí)了解到現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度與總控計(jì)劃進(jìn)度的差異，無(wú)法對(duì)下一月度施工進(jìn)度的規(guī)定提供有效的參考和指導(dǎo)。4D動(dòng)態(tài)管理軟件系統(tǒng)具有自動(dòng)統(tǒng)計(jì)功能，能夠?qū)κ┕ね瓿傻墓こ添?xiàng)目進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析，自動(dòng)模擬制定出下月度進(jìn)度計(jì)劃，然后通過(guò)人工的調(diào)整，例如通過(guò)進(jìn)度計(jì)劃工程師進(jìn)行具體分析和優(yōu)化，最終形成一份較為完善、更加科學(xué)的進(jìn)度計(jì)劃。

5 結(jié)語(yǔ)

文章結(jié)合某在施工項(xiàng)目的建筑信息模型系統(tǒng)，對(duì)其結(jié)構(gòu)、基本功能以及應(yīng)用情況展開(kāi)了具體的探討與分析。建筑信息模型技術(shù)突破了4D動(dòng)態(tài)管理軟件的局限性，建筑信息模型技術(shù)與基于BIM技術(shù)的4D項(xiàng)目施工動(dòng)態(tài)管理軟件對(duì)該商業(yè)綜合體的施工管理具有顯著的可行性與實(shí)用性，更加體現(xiàn)了其突出的商業(yè)價(jià)值。建筑信息模型技術(shù)在今后工程施工管理中的運(yùn)用將越來(lái)越廣泛。

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