淺析BIM技術(shù)在建筑施工項(xiàng)目管理中的應(yīng)用

石小慶，楊宮泉，王小勇

（1.陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 渭南 714000；2.西安正坤投資有限公司，陜西 西安 710400；3.機(jī)械工業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710043）

淺析BIM技術(shù)在建筑施工項(xiàng)目管理中的應(yīng)用

石小慶1，楊宮泉2，王小勇3

（1.陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 渭南 714000；2.西安正坤投資有限公司，陜西 西安 710400；3.機(jī)械工業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710043）

近年來，我國建筑業(yè)迅猛發(fā)展，成為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。怎樣保持高速發(fā)展的同時，建筑業(yè)由傳統(tǒng)的高消耗、高污染發(fā)展模式向節(jié)約、高效的發(fā)展模式轉(zhuǎn)變成為了業(yè)內(nèi)研究的重點(diǎn)課題。文章通過對BIM技術(shù)的研究，探討了BIM技術(shù)在建筑施工管理過程中的應(yīng)用價值。從技術(shù)上提高了行業(yè)生產(chǎn)力、減少資源浪費(fèi)的現(xiàn)狀，為項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、信息化協(xié)同管理提供可靠依據(jù)。

建筑業(yè)；BIM技術(shù)；信息化；協(xié)同管理

1 概述

建筑業(yè)過度依賴基本要素是行業(yè)發(fā)展初期的一般特征。廉價勞動力和相對低廉的建筑材料是我國建筑企業(yè)在建筑市場維持競爭能力的基礎(chǔ)。目前，我國建筑業(yè)的這兩項(xiàng)優(yōu)勢正在逐漸消失[1]。建筑業(yè)急需加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，以實(shí)現(xiàn)健康、可持續(xù)發(fā)展的要求已不言而喻?；贐IM技術(shù)實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目全生命周期精細(xì)化、信息化管理模式，給建筑行業(yè)帶了一場重大技術(shù)變革。

BIM技術(shù)（Building Information Modeling）是以三維數(shù)字信息技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了工程項(xiàng)目各工程數(shù)據(jù)信息模型[2]。通過BIM技術(shù)應(yīng)用平臺，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全壽命周期管理，有效地掌控項(xiàng)目策劃、實(shí)施及運(yùn)營各階段，確保工程質(zhì)量合格，達(dá)到項(xiàng)目增值最大化的目的[3]。基于該種數(shù)字信息化技術(shù)，將建設(shè)項(xiàng)目全周期的所有信息建成數(shù)字信息庫，通過實(shí)現(xiàn)可視化、系統(tǒng)協(xié)調(diào)、模擬優(yōu)化、專業(yè)出圖等一系列在傳統(tǒng)項(xiàng)目管理中無法實(shí)現(xiàn)的功能，有效地協(xié)調(diào)了各參建方的溝通效率，實(shí)現(xiàn)“精細(xì)、高效、統(tǒng)一”的目標(biāo)，為建設(shè)項(xiàng)目提供了一種新的項(xiàng)目管理模式。

2 創(chuàng)建BIM信息模型

建立三維信息模型是BIM技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)。目前，主要采用的建模軟件主要有：Revit系列、Archi-CAD系列、CATIA系列三種系列[4]。將建筑建設(shè)項(xiàng)目的二維信息（圖紙信息）全部轉(zhuǎn)化為三維實(shí)體模型，它將整個建設(shè)項(xiàng)目的土木、材料、安裝、造價、施工等全部信息融合到模型數(shù)據(jù)庫中，形成一個多維度、多專業(yè)的數(shù)據(jù)模型。同時，這些模型還集成了所有與管理有關(guān)的行為信息，并通過信息關(guān)聯(lián)、調(diào)用等方式可真實(shí)模擬整個建設(shè)過程的實(shí)際行為。這種信息模型有以下特點(diǎn)[5-6]。

2.1 模擬性

三維模型不僅只是模擬設(shè)計(jì)施工，同時也是對施工錯誤環(huán)節(jié)的檢查。通過模擬，一方面進(jìn)行三維圖紙會審、糾錯；對全部設(shè)計(jì)管線、預(yù)留孔口進(jìn)行碰撞檢查，避免工程出錯、翻工。另一方面在項(xiàng)目招投標(biāo)和施工階段可以根據(jù)施工的組織設(shè)計(jì)進(jìn)行4D模擬，從而確定合理的施工方案來指導(dǎo)施工。

2.2 可視化

現(xiàn)場施工過程、施工工藝可視化，是提高工程質(zhì)量及工程進(jìn)程的有效途徑之一：BIM信息模型可以提供的各種施工、管理信息。在項(xiàng)目建設(shè)中技術(shù)人員可以通過三維交底方式，為業(yè)人員進(jìn)行剖析、講解各施工節(jié)點(diǎn)、重點(diǎn)、復(fù)雜點(diǎn)。確保現(xiàn)場作業(yè)的準(zhǔn)確、高效。

2.3 協(xié)調(diào)性

BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)性主要體現(xiàn)專業(yè)與專業(yè)、參建單位與單位之間的協(xié)調(diào)管理。傳統(tǒng)協(xié)調(diào)管理主要體現(xiàn)在項(xiàng)目實(shí)施過程中，遇到問題時再及時進(jìn)行協(xié)調(diào)、解決，具有滯后性，這種相對滯后協(xié)調(diào)的管理方式，可能已給項(xiàng)目帶來了重大損失。相比而言，BIM技術(shù)能成功夠避免這一弊端，因?yàn)樗梢詫?shí)現(xiàn)建設(shè)信息精確化、可視化、共享化。即使項(xiàng)目某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，技術(shù)人員都能在施工前預(yù)先發(fā)現(xiàn)，并及時處理。另外，這種信息共享，弱化各參建單位以自己利益為中心的理念，強(qiáng)化了項(xiàng)目整利益的經(jīng)營原則。

2.4 優(yōu)化性

事實(shí)上建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工過程都是一個不斷優(yōu)化的過程。BIM技術(shù)通過對承建項(xiàng)目的幾何信息、物理信息、規(guī)則信息進(jìn)行整合分析，為設(shè)計(jì)、施工人員提供可靠的參考。尤其在施工工序控制、管理線優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面發(fā)揮關(guān)鍵性作用。

2.5 可出圖性

施工圖紙難免因設(shè)計(jì)缺陷、人為因素等而出現(xiàn)錯誤。其次，很難實(shí)現(xiàn)對項(xiàng)目重點(diǎn)施工環(huán)節(jié)、復(fù)雜施工工藝全方位展示的施工交底要求。這些都可能造成施工質(zhì)量問題。然而，BIM信息模型是具有將精確三維信息模型轉(zhuǎn)化為二維圖紙的功能。根據(jù)實(shí)際需要，可幫助技術(shù)人員提供質(zhì)量更高、更全面的二維圖紙。

3 BIM協(xié)同管理平臺應(yīng)用

BIM協(xié)同管理平臺支持國際標(biāo)準(zhǔn)IFC和市場上主流BIM軟件創(chuàng)建的模型數(shù)據(jù)文件模塊，并且不會丟失屬性關(guān)聯(lián)信息，為工程項(xiàng)目全生命周期的BIM應(yīng)用提供了最佳解決方案。BIM應(yīng)用平臺拓寬了BIM模型的應(yīng)用空間，提升了BIM模型的應(yīng)用價值[7]。

3.1 項(xiàng)目資源管理

BIM平臺通過文檔和視頻相結(jié)合對建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行工程介紹。它可以將企業(yè)文化、工程概況及重點(diǎn)工藝全面展示出來。同時，又可以提供項(xiàng)目各組織機(jī)構(gòu)信息、物料管理的信息。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，可對人員、設(shè)備、材料進(jìn)行動態(tài)管理。

3.2 施工過程管理

現(xiàn)場施工管理是項(xiàng)目管理的核心部分，它主要分施工技術(shù)管理與施工資料管理。BIM平臺可實(shí)現(xiàn)按施工進(jìn)度計(jì)劃、組織、控制、管理要求，達(dá)到對施工計(jì)劃進(jìn)行審定，施工組織進(jìn)行三維交底、施工信息提取，控制階段進(jìn)行人員材料分配、現(xiàn)場視頻監(jiān)測、施工日志記錄、施工計(jì)劃復(fù)核等全方位的管理目標(biāo)，這是建設(shè)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理的關(guān)鍵。

3.3 碰撞檢查

施工前期，利用BIM技術(shù)對施工結(jié)構(gòu)、綜合管線、預(yù)留洞口等環(huán)節(jié)碰撞檢查，優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，有效地減少了在建筑施工階段可能存在的安全質(zhì)量問題和返工現(xiàn)象。施工人員根據(jù)碰撞后優(yōu)化方案，進(jìn)行施工交底、施工模擬，提高施工效率、減少了材料浪費(fèi)及施工質(zhì)量問題，節(jié)約各方的建造成本。

3.4 工程量管理

BIM數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建，通過建立6D關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫，可以準(zhǔn)確快速計(jì)算工程量，提升施工預(yù)算的精度與效率。由于BIM數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)粒度達(dá)到構(gòu)件級，可以快速提供支撐項(xiàng)目各條線管理所需的數(shù)據(jù)信息，有效提升施工管理效率。同時，利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)對施工過程中任意施工節(jié)點(diǎn)、施工模塊的工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的快速、準(zhǔn)確獲取。為施工企業(yè)制定精確人、機(jī)、材資源調(diào)配，提供有效支撐。大大減少了資源、物流和倉儲環(huán)節(jié)的浪費(fèi)，為實(shí)現(xiàn)限額領(lǐng)料、消耗控制提供技術(shù)支撐。

3.5 安全質(zhì)量管理

“質(zhì)量是企業(yè)的生命，安全是生產(chǎn)的保障”[8]。BIM平臺可以通過無線信息傳播現(xiàn)實(shí)對施工現(xiàn)場、重點(diǎn)危險源進(jìn)行全程監(jiān)控，對施工過程存在的安全質(zhì)量問題，通過信息關(guān)聯(lián)，及時反饋給相關(guān)部分，并要求將整改方案、結(jié)果及時上傳系統(tǒng)，形成“閉環(huán)”管理，能有效避免工程安全質(zhì)量問題。

3.6 成本核算管理

成本核算是成本管理工作的重要組成部，對企業(yè)成本計(jì)劃的實(shí)施、成本水平的控制和目標(biāo)成本的實(shí)現(xiàn)起著至關(guān)重要的作用，包括成本核算、成本控制、成本計(jì)劃。同時，也可對項(xiàng)目實(shí)施過程中各環(huán)節(jié)進(jìn)行資金預(yù)算，對整個項(xiàng)目做總體運(yùn)營規(guī)劃，并得出大量的直觀數(shù)據(jù)作為方案決策的支撐。

3.7 協(xié)同管理

BIM平臺協(xié)同管理是指整個建設(shè)項(xiàng)目信息的協(xié)同、業(yè)務(wù)的協(xié)同和資源的協(xié)同，充分發(fā)揮整體的“戰(zhàn)斗力”。有效地解決施工管理過程中存在“信息孤島”、“應(yīng)用孤島”和“資源孤島”三大問題?？梢允拐麄€項(xiàng)目運(yùn)營效率和施工效率大幅度提升，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理、協(xié)調(diào)分配的精細(xì)化管理目標(biāo)。

4 建筑業(yè)BIM應(yīng)用存在的問題

第一，對信息化建設(shè)的認(rèn)識和信息化意識有待加強(qiáng)。在實(shí)際工作中，企業(yè)決策層、管理層和作業(yè)層的人員對此項(xiàng)工作普遍存在認(rèn)識不足、意識不強(qiáng)、動力欠缺的現(xiàn)象。

第二，應(yīng)用軟件問題。我國主要是從發(fā)達(dá)國家引入BIM技術(shù)軟件。這些軟件在外國已相對成熟，但是與國內(nèi)的設(shè)計(jì)規(guī)范、技術(shù)要求相融合，我們對軟件的二次開發(fā)能力還有所不足，還達(dá)不到最佳應(yīng)用效果。

第三，軟件整合問題。一是國內(nèi)缺乏統(tǒng)一的BIM技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，各軟件公司、設(shè)計(jì)院所執(zhí)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)各異，采用的BIM軟件也是結(jié)合自身特點(diǎn)及各自需要選取或二次開發(fā)國外的軟件。二是還沒有一個通用的應(yīng)用平臺，具有多接口來滿足不同專業(yè)的需要，導(dǎo)致有些專業(yè)的模型需要經(jīng)多種軟件轉(zhuǎn)化后才能導(dǎo)入平臺，過程繁瑣，且容易丟失原始數(shù)據(jù)信息。

第四，應(yīng)用模式問題。目前，BIM技術(shù)應(yīng)用都還沒有在項(xiàng)目管理過程中系統(tǒng)的應(yīng)用，都是在工程的局部或某一施工環(huán)節(jié)中應(yīng)用。主要是各項(xiàng)目參建方、各施工單位、各專業(yè)技術(shù)人員之間對BIM技術(shù)協(xié)同管理還沒有深入理解，他們對項(xiàng)目應(yīng)用BIM技術(shù)的參與程度不同。這是阻礙BIM技術(shù)在項(xiàng)目普遍推廣應(yīng)用的主要因原之一。

5 結(jié)語

BIM技術(shù)目前在我國的推廣和應(yīng)用還處于初級階段，BIM技術(shù)的研究與開發(fā)是一個極富挑戰(zhàn)性的課題。隨著BIM技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，BIM技術(shù)應(yīng)用逐漸實(shí)現(xiàn)從可視化、精細(xì)化、動態(tài)管理，到精準(zhǔn)化管理的現(xiàn)代化管理模式。同時，也可實(shí)現(xiàn)從局部到總體的三維、四維、五維的現(xiàn)場施工模擬。它代表著一種現(xiàn)代化項(xiàng)目管理的發(fā)展趨勢，同時也給建筑業(yè)施工項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理提供了新的契機(jī)。

[1]趙越，師郡.淺析我國建筑業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2010(30)：165-167.

[2]劉爽.建筑信息模型BIM技術(shù)的應(yīng)用 [J].建筑學(xué)報(bào)，2008,(2)：100-101.

[3]趙靈敏.基于BIM的建設(shè)工程全壽命周期項(xiàng)目管理研究[D].濟(jì)南：山東建筑大學(xué)，2014(6)：1-2.

[4]劉晴，王建平.基于BIM技術(shù)的建設(shè)工程生命周期管理研究[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2010，9(3)：41-45.

[5]曾大林，趙靈敏.濟(jì)南西客站站前廣場地下工程BIM應(yīng)用[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2012，4(2)：71-77.

[6]劉占省，趙明，等.BIM技術(shù)在我國的研發(fā)及工程應(yīng)用[J].建筑技術(shù)，2013(10)：893-897.

[7]暢永奇，趙曉娜，曹少衛(wèi).BIM技術(shù)在工程管理中的應(yīng)用與探索[J].施工技術(shù)，2014(10)：68-71.

[8]王衛(wèi)，劉海燕.淺談我市食品質(zhì)量安全控制的措施[J].中國保健營養(yǎng)，2014,(3)：1792-1794.

TU712

A

1007-7359（2016）06-0180-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.06.070

石小慶（1984-），女，陜西大荔人，畢業(yè)于河海大學(xué)，碩士；助教，主要從事水利工程方面的教學(xué)工作。