BIM技術(shù)在土木工程施工領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展

楊明睿 劉峰 吳立之 吳澤坤 高博鑫 包琳

摘 要：時(shí)下，我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)了各行業(yè)領(lǐng)域的突飛猛進(jìn)，生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的日益完善，使我國(guó)逐漸進(jìn)入了信息化時(shí)代。在這樣的時(shí)代發(fā)展前提下，我國(guó)工程建設(shè)領(lǐng)域也逐步應(yīng)用信息化技術(shù)于實(shí)際工作中，至此，BIM技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。通過(guò)將此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于我國(guó)土木工程建設(shè)領(lǐng)域，并形成長(zhǎng)效化的管理機(jī)制，使我國(guó)土木工程行業(yè)的整體水平實(shí)現(xiàn)飛躍性提升。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；土木工程；情況；分析

當(dāng)前，我國(guó)進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，使我國(guó)生產(chǎn)力與生產(chǎn)水平發(fā)生了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。傳統(tǒng)的土木工程建設(shè)行業(yè)也進(jìn)行了技術(shù)上的革新，將信息化技術(shù)與傳統(tǒng)的建設(shè)工藝充分結(jié)合，使土木工程建設(shè)的整體質(zhì)量進(jìn)一步優(yōu)化。本文意在，以時(shí)下BIM技術(shù)在土木工程項(xiàng)目中的應(yīng)用情況進(jìn)行分析與闡述。

1 BIM技術(shù)的內(nèi)在含義

BIM技術(shù)是指以新型信息化技術(shù)作為前提，將整體工程中包含的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行匯總而形成的概念模型。此項(xiàng)技術(shù)當(dāng)前的優(yōu)勢(shì)在于：

1.1 工程數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)一性

此項(xiàng)技術(shù)以當(dāng)前的信息化、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)而形成的立體概念，能夠?qū)こ探ㄖＰ偷男畔?shù)據(jù)進(jìn)行增減分析，同時(shí)可根據(jù)實(shí)際建筑需求調(diào)整數(shù)據(jù)信息。

1.2 工程數(shù)據(jù)信息的聯(lián)系性較強(qiáng)

此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)土木工程建筑領(lǐng)域工作中出現(xiàn)的信息數(shù)據(jù)誤差現(xiàn)象，保障了數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性與時(shí)效性。

1.3 工程數(shù)據(jù)信息的聯(lián)動(dòng)性較強(qiáng)

該技術(shù)在保障工程數(shù)據(jù)信息統(tǒng)一性的同時(shí)，最大限度減少了數(shù)據(jù)重復(fù)的部分，可在土木建筑工程的各個(gè)進(jìn)展環(huán)節(jié)進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的合理化調(diào)整；即保障了數(shù)據(jù)的合理性，又有效減少了重復(fù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)傳輸?shù)娜肆?、物力消耗?/p>

2 BIM技術(shù)的應(yīng)用情況

2.1 在當(dāng)前我國(guó)的應(yīng)用情況

21世紀(jì)我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)了新時(shí)期的騰飛，傳統(tǒng)行業(yè)與新興產(chǎn)業(yè)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，但值得注意的是，世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的整體趨勢(shì)在一定程度上影響了我國(guó)的發(fā)展態(tài)勢(shì)，當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)處于機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的風(fēng)口浪尖。首先，世界發(fā)展的大潮流在一定程度上推動(dòng)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與技術(shù)領(lǐng)域的合理調(diào)整，為我國(guó)整體發(fā)展注入了時(shí)代活力。其次，世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大潮使我國(guó)各行業(yè)領(lǐng)域的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，為保障我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的又好又快發(fā)展，我國(guó)必須進(jìn)行各行業(yè)領(lǐng)域的整體結(jié)構(gòu)、發(fā)展態(tài)勢(shì)等層面進(jìn)行優(yōu)化。以我國(guó)工程建筑領(lǐng)域?yàn)槔趯?shí)際建筑施工環(huán)節(jié)中充分運(yùn)用BIM技術(shù)是保障我國(guó)各建筑行業(yè)整體發(fā)展水平的有效措施。通過(guò)在建筑領(lǐng)域中進(jìn)行BIM技術(shù)的大力推廣與應(yīng)用是保障我國(guó)建筑領(lǐng)域整體實(shí)力的重要前提，有助于各建筑行業(yè)的產(chǎn)業(yè)優(yōu)化與調(diào)整。但就各個(gè)建筑領(lǐng)域的發(fā)展態(tài)勢(shì)而言，此項(xiàng)技術(shù)在運(yùn)用過(guò)程中存在諸多不足，有待改善?；谏鲜龇治鲅芯浚浞职l(fā)揮此項(xiàng)技術(shù)的整體優(yōu)越性能提升我國(guó)建筑領(lǐng)域的整體優(yōu)勢(shì)，仍需我國(guó)政府及建筑行業(yè)進(jìn)行積極的研究與分析。

2.2 在發(fā)達(dá)國(guó)家的應(yīng)用情況

BIM技術(shù)在其他發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的應(yīng)用情況與我國(guó)有所不同，此項(xiàng)技術(shù)在國(guó)外的提出與發(fā)展起步階段較早，應(yīng)用時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，擁有較為先進(jìn)的技術(shù)指導(dǎo)，歷史經(jīng)驗(yàn)相對(duì)豐富，技術(shù)推廣應(yīng)用的時(shí)間較早，使其在發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的應(yīng)用程度更為深入。此項(xiàng)技術(shù)在美國(guó)一經(jīng)出現(xiàn)，便得到了高度的認(rèn)可與普遍的應(yīng)用，使其發(fā)展趨勢(shì)逐年上升，其應(yīng)用的領(lǐng)域及覆蓋面更為廣闊。與此同時(shí)，部分西方發(fā)達(dá)國(guó)家逐漸認(rèn)識(shí)到該技術(shù)的優(yōu)越性，在普遍應(yīng)用的過(guò)程中又進(jìn)行了技術(shù)系統(tǒng)化的革新，使其在發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑領(lǐng)域的應(yīng)用推廣程度日漸深入，核心技術(shù)的掌握水平與科研力度與日俱增。以傳統(tǒng)的建筑技術(shù)作為基礎(chǔ)，大力發(fā)展此項(xiàng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了BIM技術(shù)與建筑工藝的協(xié)同應(yīng)用，為其建筑領(lǐng)域注入了時(shí)代血液。

3 建筑領(lǐng)域中BIM技術(shù)的發(fā)展情況

3.1 土木建筑施工成本領(lǐng)域

以我國(guó)的土建行業(yè)為例，以往的技術(shù)領(lǐng)域在進(jìn)行工程成本統(tǒng)計(jì)環(huán)節(jié)，具體的成本統(tǒng)計(jì)、核算模式可分為如下兩種：其一，通過(guò)專門的土建工程成本統(tǒng)計(jì)設(shè)備進(jìn)行建筑工程各類信息數(shù)據(jù)的分析，以人工操作為主導(dǎo)，設(shè)備輔助的模式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)工作；其二，采用人力繪圖、統(tǒng)計(jì)、核算的方式對(duì)建筑過(guò)程中的所有信息數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算。上述工作方式對(duì)于人力、物力、財(cái)力有著較高的需求，且人工運(yùn)算強(qiáng)度較高，極易造成數(shù)據(jù)運(yùn)算錯(cuò)誤、信息統(tǒng)計(jì)出現(xiàn)誤差等現(xiàn)象發(fā)生。此外，時(shí)下土建工程日趨復(fù)雜多樣，傳統(tǒng)的成本統(tǒng)計(jì)、核算措施已無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的建筑需求。BIM技術(shù)利用復(fù)用設(shè)計(jì)模型，省去手工建模計(jì)算的時(shí)間，從而大大提高了工作效率。同時(shí)，BIM技術(shù)可使工程預(yù)算、進(jìn)度計(jì)劃與3D信息模型迅速集成為SD模型，通過(guò)相應(yīng)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)施工過(guò)程的實(shí)時(shí)管理和控制。因此，對(duì)BIM技術(shù)的有效利用，可以提高資源、資金和工程進(jìn)度等計(jì)劃的合理性，提高對(duì)資源的合理利用，優(yōu)化工程方案，避免返工和誤工，降低經(jīng)濟(jì)損失；同時(shí)在施工階段，BIM技術(shù)可以生成切實(shí)的資金需用計(jì)劃、勞動(dòng)力入場(chǎng)計(jì)劃和材料采購(gòu)計(jì)劃等，嚴(yán)格規(guī)范施工過(guò)程，提高施工效率。

3.2 BIM技術(shù)在施工技術(shù)上的應(yīng)用

在利用傳統(tǒng)的施工方案對(duì)實(shí)際作業(yè)進(jìn)行要求指導(dǎo)時(shí)，往往不能保證方案的可行性，導(dǎo)致邊施工變修改優(yōu)化的過(guò)程，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)拖延工期、降低施工質(zhì)量和增大施工成本等影響。BIM技術(shù)可利用其三維可視化的技術(shù)對(duì)施工操作進(jìn)行模擬，通過(guò)在虛擬操作中找到問(wèn)題、解決問(wèn)題，進(jìn)而確保方案的可行性，保證工人能清楚的了解施工過(guò)程中的關(guān)鍵工序，牢牢把握重難點(diǎn)，避免環(huán)節(jié)出錯(cuò)。

3.3 BIM技術(shù)在施工管理中的應(yīng)用

（1）支持現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)協(xié)同。在施工項(xiàng)目的實(shí)際施工過(guò)程中，工程參與人員對(duì)工程全面準(zhǔn)確的理解是保證施工方案和措施有效實(shí)施的前提，但傳統(tǒng)的二維圖紙卻很難做到這一點(diǎn)。BIM技術(shù)以三維信息模型為基礎(chǔ)，通過(guò)構(gòu)建虛擬模型，對(duì)設(shè)計(jì)方案的理念和構(gòu)思進(jìn)行直觀形象的表述，從而大大提高了溝通效率。（2）進(jìn)度優(yōu)化。對(duì)工程的進(jìn)度進(jìn)行管理是建筑工程過(guò)程中十分重要的環(huán)節(jié)，而進(jìn)度優(yōu)化則是保證工程高效完成的關(guān)鍵。BIM技術(shù)可通過(guò)橫道圖、網(wǎng)絡(luò)圖及三維動(dòng)畫預(yù)演等多種形式對(duì)施工的具體環(huán)節(jié)進(jìn)行客觀形象的模擬，從而幫助相關(guān)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并采取有效措施，保障工程的順利進(jìn)行。同時(shí)，BIM技術(shù)可對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行跟蹤，通過(guò)計(jì)劃工期與實(shí)際工期進(jìn)行比較，保證項(xiàng)目能按時(shí)完工。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，BIM技術(shù)通過(guò)將建筑物進(jìn)行三維化的展現(xiàn)和對(duì)施工過(guò)程的模擬，幫助工程技術(shù)人員熟悉施工內(nèi)容，確保在正式施工時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和不足并及時(shí)改正完善，從而減少設(shè)計(jì)變更，節(jié)約工期和施工費(fèi)用。隨著BIM技術(shù)日益發(fā)展，未來(lái)建筑工程行業(yè)要想取得長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，必須借助BIM技術(shù)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行管理和操作，提高企業(yè)對(duì)項(xiàng)目的的管理水平，從而在市場(chǎng)上提高競(jìng)爭(zhēng)力，走在建筑行業(yè)發(fā)展的最前列。

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作者簡(jiǎn)介：楊明睿，大連海洋大學(xué)，學(xué)生，港口與海岸工程專業(yè)。

通訊作者：劉峰（1981，3-），男，碩士，實(shí)驗(yàn)師，從事土木工程研究。