基于BIM的建筑施工現(xiàn)場信息管理研究

曹建文+易徑迪+聶爽冰+陸回權(quán)

[摘 要] 我國建筑施工現(xiàn)場信息技術(shù)應(yīng)用嚴(yán)重不均衡，是導(dǎo)致施工現(xiàn)場管理效率低下的直接原因。BIM技術(shù)經(jīng)過十余年發(fā)展，在我國建筑業(yè)信息化建設(shè)進(jìn)程中的成效有目共睹，因而基于BIM的建筑施工現(xiàn)場信息管理必將成為提高建筑施工現(xiàn)場管理效率和質(zhì)量的有效途徑。本文在通過對(duì)建筑施工現(xiàn)場信息及其管理現(xiàn)狀進(jìn)行研究，最終提出基于BIM的建筑施工現(xiàn)場信息管理體系構(gòu)想，為進(jìn)一步推進(jìn)我國建筑業(yè)信息化提供建議。

[關(guān)鍵詞] 建筑施工現(xiàn)場信息；BIM 技術(shù)；信息管理現(xiàn)狀；管理體系

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2018. 01. 027

[中圖分類號(hào)] F426.92；TU17 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2018）01- 0065- 02

0 引 言

建筑施工現(xiàn)場是建設(shè)工程信息的匯聚地，建筑施工現(xiàn)場信息管理中諸多缺點(diǎn)一直影響著施工效率和質(zhì)量。如何用一種新的信息管理體系來改善建筑施工現(xiàn)場信息管理現(xiàn)狀，已成為施工管理者的關(guān)注焦點(diǎn)。BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技術(shù)就是順應(yīng)建筑業(yè)信息化發(fā)展而產(chǎn)生的一種新的建筑信息管理技術(shù)，其所具有的可視化、協(xié)調(diào)性、快捷性等特性能很好地為施工現(xiàn)場信息管理提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

1 建筑施工現(xiàn)場信息

信息是通過基于時(shí)空的相關(guān)組合來反映事物內(nèi)部存在及其關(guān)系屬性的消息、信號(hào)或數(shù)據(jù)等，通常以圖形、文字、語音等形式出現(xiàn)。一般具有可識(shí)別、可轉(zhuǎn)換、可傳遞、可加工處理、可多次利用、易擴(kuò)充、可共享等共性。

1.1 建筑施工現(xiàn)場信息特點(diǎn)

眾所周知，改革開放以來建設(shè)工程項(xiàng)目的施工過程復(fù)雜程度與日俱增，直接導(dǎo)致建筑施工現(xiàn)場管理信息種類增多、管理難度不斷加大。建筑施工現(xiàn)場信息既具備信息共性，又具有建筑業(yè)的特殊性。一般來說建筑施工現(xiàn)場信息通常具有以下特點(diǎn)：①信息來源廣、內(nèi)容復(fù)雜；②信息更新速度快、關(guān)聯(lián)性強(qiáng)；③信息格式和表現(xiàn)方式多樣。

1.2 建筑施工現(xiàn)場信息格式和形式

建筑項(xiàng)目參與方眾多，不同參與方并不會(huì)統(tǒng)一使用同一種專業(yè)軟件協(xié)助其完成作業(yè)，而不同軟件都有儲(chǔ)存項(xiàng)目信息的專屬專用格式，這直接導(dǎo)致不同格式的文件隨著工程項(xiàng)目推進(jìn)而不斷產(chǎn)生，科學(xué)合理地選擇信息格式和方式有利于提高信息的利用率[1]。從信息格式和形式兩方面來分析建筑施工現(xiàn)場信息。

建筑施工現(xiàn)場信息的信息格式一般可分為：TXT、DOC、XLS等文本文檔格式；JPG、PIC、PNG等圖像格式；DXF、DWG、AI、EMF、IGS等二維向量格式；OBJ、DWG、PDF等S維表面和形狀格式。而在信息表現(xiàn)方式上有：用以存儲(chǔ)建筑成本的合同文本；財(cái)務(wù)報(bào)表；用以體現(xiàn)工程進(jìn)度的香蕉曲線圖、橫道圖；用以表現(xiàn)建筑構(gòu)造的工程圖紙、設(shè)計(jì)文件等。

2 當(dāng)前建筑施工現(xiàn)場信息管理現(xiàn)狀及原因分析

2.1 當(dāng)前信息管理現(xiàn)狀

通常信息管理被認(rèn)為是對(duì)信息資源的多個(gè)單項(xiàng)信息的系統(tǒng)管理。一般情況下信息管理由原始信息獲取、信息傳送、信息儲(chǔ)存、信息處理、信息反饋等組成。目前，我國建筑施工現(xiàn)場信息管理主要運(yùn)用到以下三種體系：①純手工信息管理體系；②半系統(tǒng)化信息管理體系；③全系統(tǒng)化信息管理體系。

20年前，我國建筑業(yè)信息管理主要是使用信息編碼、信息管理制度、信息流程圖等純手工信息管理體系進(jìn)行信息管理。該體系容易造成信息流失、難以保持信息一致性和準(zhǔn)確性、信息更新速度慢等現(xiàn)象?，F(xiàn)階段隨著信息化的發(fā)展，BIM技術(shù)的普及，半系統(tǒng)化信息管理體系的概念已經(jīng)慢慢滲透到大大小小的施工場地。相比純手工信息管理體系，現(xiàn)階段的半系統(tǒng)化體系已取得了良好的信息管理成效，但總體來說我國施工現(xiàn)場信息化水平還停留在簡單問題處理和信息反饋階段，且形式的信息管理體系僅為局部管理，并未將整個(gè)管理體系連成整體，因而項(xiàng)目信息流失嚴(yán)重、傳遞失效和集成效率差等問題仍普遍存在[2]。

2.2 當(dāng)前建筑施工現(xiàn)場信息管理問題原因分析

2.2.1 信息管理體系不完善

項(xiàng)目建設(shè)過程具有持續(xù)性，因此施工現(xiàn)場的信息管理也應(yīng)貫穿整個(gè)過程。在BIM技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)下，我國建筑施工現(xiàn)場已有局部信息管理體系形成，但是該體系不完善，還不能有效克服建筑施工現(xiàn)場信息管理中溝通不暢和信息流失等問題，這就導(dǎo)致了信息集成差、關(guān)聯(lián)性差。

2.2.2 管理人員管理理念落后及應(yīng)用成本高

管理者的理念也沒有與時(shí)俱進(jìn)，以及相應(yīng)設(shè)備技術(shù)應(yīng)用成本過高，導(dǎo)致項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益降低，拖后了施工現(xiàn)場信息化管理的發(fā)展。

2.2.3 信息管理工具落后

目前建筑領(lǐng)域信息管理主流工具主要是針對(duì)項(xiàng)目的計(jì)劃編制、各大目標(biāo)控制等開發(fā)出的，比如Project等。同時(shí)，這類項(xiàng)目信息管理軟件開發(fā)主要應(yīng)用對(duì)象是單項(xiàng)業(yè)務(wù)，很少考慮到全壽命周期內(nèi)項(xiàng)目的相關(guān)信息要素的集成管理。為了達(dá)到管理效果只能同時(shí)應(yīng)用好幾個(gè)信息管理工具配合使用，這樣又導(dǎo)致了不同軟件生產(chǎn)的信息格式不同，以及各種信息數(shù)據(jù)之間難以兼容的問題。

3 基于BIM的建筑施工現(xiàn)場信息管理

3.1 BIM技術(shù)

在我國，BIM技術(shù)發(fā)展相對(duì)較晚，目前國內(nèi)學(xué)者通過將別國對(duì)BIM的定義和我國實(shí)際國情結(jié)合，將其理解為通過對(duì)工程信息集成、補(bǔ)充、修改而建立出的一個(gè)具備項(xiàng)目各種相關(guān)信息的數(shù)據(jù)模型，可以通過其數(shù)字信息仿真模擬出建筑物的真實(shí)信息和狀態(tài)。BIM技術(shù)具備的可視性、共享性、模擬性、快捷性可促進(jìn)工程項(xiàng)目全面及時(shí)管理。

3.2 基于BIM的建筑施工現(xiàn)場信息管理優(yōu)勢

綜上所述，我國建筑施工現(xiàn)場信息管理主要運(yùn)用到三種體系，前兩種體系都不能完全改善現(xiàn)階段信息管理中的弊端。而BIM技術(shù)可利用其可視化、協(xié)調(diào)性、快捷性等特性，充分改善目前項(xiàng)目信息管理中的弊端，為實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)化信息管理體系提供切實(shí)可行的途徑。其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾方面。endprint

3.2.1 促進(jìn)項(xiàng)目信息共享

BIM模型中包含工程項(xiàng)目的全部信息，BIM技術(shù)的核心就是信息的共享與使用，基于BIM技術(shù)開發(fā)的各種應(yīng)用軟件，一般都可以通過IFC數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)來解決數(shù)據(jù)不兼容的問題。

3.2.2 提高經(jīng)濟(jì)效益

根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在傳統(tǒng)的項(xiàng)目信息管理中，施工階段的無用功高達(dá)57%，這些無用功無疑降低了項(xiàng)目效益，而BIM可以通過BIM模型優(yōu)化信息管理過程，提供一套完整的應(yīng)對(duì)解決方案，以降低建筑業(yè)的無用功，提高項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2.3 完善信息管理體系

上文中提到我國現(xiàn)階段信息管理體系不完善，導(dǎo)致施工現(xiàn)場“信息孤島”的形成。而目前市場上已有許多BIM應(yīng)用軟件可以來彌補(bǔ)此處空缺，比如archiCAD、Revit、廣聯(lián)達(dá)BIM-5D、魯班BIM Works等。雖然這些應(yīng)用軟件暫未形成一個(gè)完全兼容、互補(bǔ)的信息管理體系，但通過IFC數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)可以達(dá)到一定兼容的效果，因而達(dá)到完善信息管理體系的效果。

3.3 基于BIM的建筑施工現(xiàn)場信息管理體系構(gòu)想

基于BIM的建筑施工現(xiàn)場信息管理體系的構(gòu)建核心就是要改善工程信息的傳遞和共享方式，實(shí)現(xiàn)各階段項(xiàng)目參與各方的項(xiàng)目信息在施工現(xiàn)場有效集成和共享，建立起工程項(xiàng)目施工階段的全系統(tǒng)化信息管理體系。其中該體系主要由信息收集系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、BIM模型系統(tǒng)、各子功能應(yīng)用系統(tǒng)組成。

（1）信息收集系統(tǒng)主要將工程項(xiàng)目信息收集于BIM數(shù)據(jù)庫，并通過該數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)信息傳遞共享。其中信息的采集應(yīng)結(jié)合最新電子信息采集方式，而不是依賴傳統(tǒng)的紙質(zhì)記錄或文件傳遞方式，以免造成過程中信息更新不及時(shí)和傳遞中信息的缺失。

（2）信息處理系統(tǒng)主要將BIM數(shù)據(jù)庫中收集來的各種信息進(jìn)行分類，直至將所有信息分類成可控制的活動(dòng)再進(jìn)行編碼工作，以滿足信息管理的順利實(shí)施[3]。針對(duì)建筑施工現(xiàn)場信息格式和形式多樣化導(dǎo)致信息不兼容，基于IFC（ Industry Foundation Classes） 標(biāo)準(zhǔn)可以通過交換或解析存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中的信息來解決此類問題。

（3）BIM模型建立系統(tǒng)主要是利用從 BIM 數(shù)據(jù)庫中提取的各種信息進(jìn)行BIM模型的創(chuàng)建工作，并充分利用補(bǔ)充更新的數(shù)據(jù)進(jìn)行BIM模型的完善，為施工階段各方管理者提供需要的模型信息。

（4）各子功能應(yīng)用系統(tǒng)是指利用BIM模型指導(dǎo)現(xiàn)場施工、預(yù)防施工現(xiàn)場突發(fā)情況等。主要包括施工現(xiàn)場問題預(yù)防系統(tǒng)、施工現(xiàn)場問題解決系統(tǒng)、施工驗(yàn)收檢查系統(tǒng)、施工工地動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)。

4 基于BIM的建筑施工現(xiàn)場信息管理展望

我國正處于大力推廣各行業(yè)信息化進(jìn)程的階段，在住建部印發(fā)的《2016-2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》中明確提出，在“十三五”時(shí)期全面提高建筑業(yè)信息化水平，著力增強(qiáng)BIM、云計(jì)算等信息技術(shù)集成應(yīng)用能力，數(shù)據(jù)資源利用水平和信息服務(wù)能力明顯提升。目前國內(nèi)越來越多的建筑企業(yè)應(yīng)用了BIM技術(shù)及其相關(guān)的專業(yè)軟件，以求達(dá)到提高信息管理的目的。這些都進(jìn)一步凸顯了應(yīng)用BIM推動(dòng)建筑業(yè)信息化的緊迫性，同時(shí)也體現(xiàn)了基于BIM的建筑施工現(xiàn)場信息管理的重要性。

基于BIM的建筑施工現(xiàn)場信息管理可以有效解決施工現(xiàn)場信息傳達(dá)不暢、信息丟失等問題，是解決當(dāng)前建筑業(yè)信息化“最后一公里”問題，提高建筑行業(yè)的效率和利潤的最佳辦法。

主要參考文獻(xiàn)

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