BIM技術(shù)對當(dāng)前建設(shè)工程行業(yè)“降本增效”的實(shí)際意義探索

校 祎

上海青發(fā)城市建設(shè)管理有限公司

1 引言

建筑信息模型（英文簡稱BIM）是建筑學(xué)、工程學(xué)及土木工程的新工具?，F(xiàn)今我國建筑工程行業(yè)科技水平不斷提升，BIM技術(shù)是其中一項(xiàng)重要的創(chuàng)新舉措，但并沒有大規(guī)模廣泛投入使用。BIM 技術(shù)與建筑模型以及建設(shè)管理各類信息都有所關(guān)聯(lián)，在造價(jià)管理與項(xiàng)目管理中心發(fā)揮著重要作用。BIM技術(shù)的應(yīng)用也在逐漸推廣中，對于建筑行業(yè)發(fā)展途徑的開拓以及項(xiàng)目造價(jià)控制和提升項(xiàng)目效率都有重要的實(shí)際意義。

2 BIM技術(shù)概況

2.1 BIM技術(shù)簡介

2.1.1 BIM技術(shù)簡述

BIM 技術(shù)的關(guān)鍵在于BIM 模型的建立，將各類信息整理集合于一個(gè)三維模型信息數(shù)據(jù)庫中，從而做到建筑信息的集成，其模型中的數(shù)據(jù)可以細(xì)化至構(gòu)件，使得模型的計(jì)算分析具備較高精度。此外，建筑工程從設(shè)計(jì)到施工、運(yùn)行直至全壽命周期的終結(jié)，建筑工程的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、施工單位、運(yùn)營部門和業(yè)主等各方人員都可基于BIM進(jìn)行協(xié)同工作。BIM建模算量平臺(tái)的搭建簡化了計(jì)算方式，讓結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫自動(dòng)化形成，保障了項(xiàng)目造價(jià)管理的快速、高精度的實(shí)現(xiàn)。

2.1.2 BIM技術(shù)的定義

BIM 技術(shù)（Building Information Modeling），全稱為建筑信息模型，是一種應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)據(jù)化工具，通過對建筑的數(shù)據(jù)化、信息化模型整合，形成完整的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫模型。在項(xiàng)目策劃、運(yùn)行和維護(hù)的全生命周期過程中，操作人員可對模型系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的提取和更新，實(shí)現(xiàn)信息多人之間共享和傳遞，在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮重要作用。［1］

2.2 BIM技術(shù)在建筑工程中應(yīng)用基本技術(shù)

2.2.1 BIM建模算量平臺(tái)建立

BIM模型是BIM的核心技術(shù)，也是應(yīng)用該系統(tǒng)的基礎(chǔ)。BIM模型實(shí)質(zhì)是建模算量平臺(tái)的搭建，可以在項(xiàng)目運(yùn)行的前中后期均實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算和分析。該模型的作用是使得建筑模型中數(shù)據(jù)的計(jì)算自動(dòng)化和高精度化，構(gòu)建模型結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫，為項(xiàng)目實(shí)施提供準(zhǔn)確的三維模型。

2.2.2 EDS系統(tǒng)

EDS 系統(tǒng)是指EDS 樣本元素操作系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)資料和數(shù)據(jù)的錄入和維護(hù)。將企業(yè)或者工程項(xiàng)目中的數(shù)據(jù)錄入到該系統(tǒng)中，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的維護(hù)和管理，提高項(xiàng)目整體管理效率和水平。

2.2.3 造價(jià)分析軟件

造價(jià)分析軟件隨著建筑信息化發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生，一般軟件包含工程量以及造價(jià)清單，通過分析BIM 模型進(jìn)行快速的成本統(tǒng)計(jì)，該類軟件的作用是提供造框圖，方便流程管理[2]。

2.3 BIM技術(shù)在建筑工程中應(yīng)用的必要性

2.3.1 傳統(tǒng)技術(shù)的缺陷

BIM 技術(shù)在建設(shè)施工中有多方面優(yōu)勢，是建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢。我國建筑行業(yè)發(fā)展歷史悠久，但在項(xiàng)目建設(shè)過程中存在較多缺陷，科技投入力度不足，傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)已無法滿足當(dāng)今建筑多樣化、復(fù)雜化以及科技化的發(fā)展需求。在當(dāng)今建筑的發(fā)展趨勢下，設(shè)計(jì)難度與建設(shè)難度越來越大，設(shè)計(jì)圖紙的精確度有了更高的要求，傳統(tǒng)技術(shù)造成的數(shù)據(jù)與信息的偏差會(huì)帶來更加嚴(yán)重的后果，對于工程項(xiàng)目造成影響。

2.3.2 BIM技術(shù)的優(yōu)勢

現(xiàn)今建設(shè)工程中，每個(gè)項(xiàng)目部分的配合與協(xié)調(diào)也成了發(fā)展的必然要求，BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)單位的協(xié)調(diào)配合，有利于項(xiàng)目管理的開展，提高工程效率與工程質(zhì)量。在工程成本方面，BIM 技術(shù)可在各個(gè)階段對于工程造價(jià)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，同項(xiàng)目管理等各方面相結(jié)合，節(jié)約項(xiàng)目成本，提高工程效率。整體來看，BIM在項(xiàng)目造價(jià)管理中的應(yīng)用具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：

（1）實(shí)現(xiàn)信息高效處理：BIM 系統(tǒng)運(yùn)算速度快，數(shù)據(jù)庫搭建效率高，尤其是針對工程項(xiàng)目中的分散問題，利用該建模量化系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。在工程的各階段，操作人員及用戶等多方可以參與系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的提取和更新，協(xié)同管理合作，信息傳遞效率大大提高，保障了施工進(jìn)度和項(xiàng)目管理效率。

（2）數(shù)據(jù)精確度高：BIM 工程模型數(shù)據(jù)可細(xì)化至構(gòu)件級(jí)別，數(shù)據(jù)精度極高。依據(jù)工程造價(jià)實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)，可結(jié)合三維布爾運(yùn)算等造價(jià)分析軟件提高計(jì)算效率和計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性。

（3）提高項(xiàng)目管理效率：BIM技術(shù)實(shí)質(zhì)是結(jié)合BIM系統(tǒng)的三維模型，加入成本與時(shí)間兩個(gè)變量轉(zhuǎn)化成5D模型進(jìn)行項(xiàng)目的時(shí)間、成本、結(jié)構(gòu)的管理，管理者不受到其余因素的局限性，能夠隨時(shí)進(jìn)入系統(tǒng)中提取施工信息，利于資源的分配和高效管理。

（4）提高共享實(shí)時(shí)性：在實(shí)際工程項(xiàng)目管理當(dāng)中，由于建筑工程自身在結(jié)構(gòu)、時(shí)間、成本等因素上需考慮問題繁多，工作人員需處理的數(shù)據(jù)和信息量龐大，人工操作過程中必將出現(xiàn)計(jì)算失誤、信息傳遞不及時(shí)等問題而導(dǎo)致管理效率低下。BIM 系統(tǒng)可通過與EDS系統(tǒng)配合，將項(xiàng)目合并，提高企業(yè)經(jīng)營能力。采用IFD系統(tǒng)等可串聯(lián)不同軟件，在每個(gè)施工階段的各個(gè)周期實(shí)現(xiàn)多終端信息的實(shí)時(shí)共享。

（5）數(shù)據(jù)自動(dòng)化管理：BIM 系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采用參數(shù)特征，每組數(shù)據(jù)之間相互關(guān)聯(lián)，這表明，當(dāng)操作人員改變鏈路中一個(gè)數(shù)據(jù)，其余數(shù)據(jù)將依據(jù)原來的規(guī)范自動(dòng)調(diào)整，大大節(jié)省了數(shù)據(jù)的導(dǎo)入時(shí)間，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)化管理，降低人工成本，提高管理效率。

3 BIM技術(shù)對于當(dāng)前建設(shè)工程行業(yè)“降本增效”的應(yīng)用

3.1 BIM技術(shù)在工程成本控制中的應(yīng)用

3.1.1 項(xiàng)目投資與實(shí)施階段的應(yīng)用

在項(xiàng)目投資階段，計(jì)算準(zhǔn)確清晰的工程量是投標(biāo)關(guān)鍵，然而該過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，造成人力資源的浪費(fèi)。BIM 系統(tǒng)可以依據(jù)建設(shè)單位的三維模型抽調(diào)工程量進(jìn)行各關(guān)聯(lián)物理量和空間信息的計(jì)算，造價(jià)分析軟件可以對構(gòu)件分析后計(jì)算出工程量，列出所需的工程量清單，為造價(jià)管理提供最大效益的支持。將建筑工程的各類方案以三維模型方式進(jìn)行模擬建造模擬展示，可以對于所有方案進(jìn)行各項(xiàng)要素的對比，把握各個(gè)方案的成本要素。可在項(xiàng)目投資所對應(yīng)的設(shè)計(jì)階段，加快投資預(yù)算的速度和準(zhǔn)確性，完善工程造價(jià)指標(biāo)，提高經(jīng)濟(jì)效益。運(yùn)用BIM 技術(shù)還可以直接展示現(xiàn)場工程模擬實(shí)景，工作人員可在三維的角度對項(xiàng)目管理和工程設(shè)計(jì)進(jìn)行可視化分析，使得項(xiàng)目清晰直觀，提升投標(biāo)競爭率。

在項(xiàng)目投資實(shí)施階段，設(shè)計(jì)與施工單位可根據(jù)三維建模(如圖1所示）進(jìn)行檢查，根據(jù)前期BIM技術(shù)在投資階段應(yīng)用的預(yù)先了解，可以有效地改正不合理設(shè)計(jì)和彌補(bǔ)項(xiàng)目缺陷，減少各環(huán)節(jié)的工作量，減少實(shí)際工程量的誤差，對于造價(jià)信息的細(xì)節(jié)進(jìn)行完善，有效地控制項(xiàng)目造價(jià)［3］。項(xiàng)目實(shí)施階段的管理階段采用BIM技術(shù)可明確展示出項(xiàng)目各階段施工狀況、施工進(jìn)度、工程質(zhì)量以及成本等直接反映整體工程的參數(shù)，提供信息數(shù)據(jù)上的支持，可以確保施工的有序開展。

圖1 BIM三維建模圖例

3.1.2 在項(xiàng)目建設(shè)與竣工階段

建設(shè)工程具體實(shí)施階段是整體項(xiàng)目建設(shè)中難度最大、時(shí)間最長、變化最多的階段，BIM技術(shù)的應(yīng)用可以在項(xiàng)目施工的過程中對于項(xiàng)目進(jìn)行合理優(yōu)化，各部門人員也可在施工過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)配合與監(jiān)管。尤其施工單位可以對項(xiàng)目施工過程的各個(gè)工序以及人員配置、物料采購與配置和各工作面安排進(jìn)行科學(xué)調(diào)配，避免工程變更和帶來的索賠對建設(shè)項(xiàng)目的影響，做到施工中控制，為有效的項(xiàng)目成本控制創(chuàng)造條件。在項(xiàng)目竣工結(jié)算階段，竣工驗(yàn)收階段的造價(jià)管理工作主要涉及確定項(xiàng)目工程的實(shí)際造價(jià)，通過BIM與各造價(jià)分析軟件的結(jié)合，系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)可以隨項(xiàng)目進(jìn)行而即時(shí)更新，進(jìn)行充分的分析并進(jìn)行工程量拆分核算，避免竣工材料剩余和人員分配不合理，進(jìn)行工程造價(jià)有效控制［4］。

3.2 BIM技術(shù)在提升工程效率方面的應(yīng)用

3.2.1 項(xiàng)目投資與實(shí)施階段的應(yīng)用

在項(xiàng)目投資時(shí)期的設(shè)計(jì)階段，BIM 技術(shù)可將空間進(jìn)行可視化的有效轉(zhuǎn)變，切合不同需求，針對性的解決項(xiàng)目過程中出現(xiàn)的種種問題。通過建造模型進(jìn)行完整演示不同時(shí)間段的所有內(nèi)容。設(shè)計(jì)人員也可以通過不同參數(shù)的改變來對模型進(jìn)行相應(yīng)改變，完成不同的任務(wù)，很大程度上減少人員的損耗，大大減少工作量與錯(cuò)誤率。

3.2.2 項(xiàng)目施工與運(yùn)營中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)項(xiàng)目施工中，誤差的存在和工程本身的不確定性會(huì)對企業(yè)造成很大的影響，甚至摧毀一個(gè)企業(yè)。BIM技術(shù)可以有效地進(jìn)行工程控制，解決施工中出現(xiàn)的各項(xiàng)問題，全流程進(jìn)行工程操控，隨時(shí)更新數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析。同時(shí)，有利于各部門配合協(xié)作，保障工程效率與安全順利運(yùn)行。在項(xiàng)目運(yùn)營中，可以運(yùn)用BIM技術(shù)的預(yù)先判斷能力對于項(xiàng)目總體有全方位的了解，進(jìn)行數(shù)據(jù)化分析，實(shí)行有效的管理。在項(xiàng)目竣工驗(yàn)收及后期使用階段，都可以進(jìn)行全方位效率提升。同時(shí)，運(yùn)用BIM 技術(shù)可以使整體流程透明化，人員職能更為清晰，促使各部門進(jìn)行良好的配合協(xié)作［5］。

4 BIM建筑對于建設(shè)工程“降本增效”的實(shí)際意義

4.1 BIM技術(shù)在工程成本控制方面的實(shí)際意義

4.1.1 在成本控制中的實(shí)際作用

BIM技術(shù)從項(xiàng)目立項(xiàng)到完成清算始終投入于工程造價(jià)管理之中，并起到關(guān)鍵性的作用。在項(xiàng)目的各個(gè)階段，利用三維建模直觀展示項(xiàng)目效果與全周期流程，有利于對于項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工與運(yùn)用進(jìn)行綜合考量。

4.1.2 對于成本控制的意義

改變傳統(tǒng)的工作模式，實(shí)現(xiàn)更加科學(xué)與精細(xì)的成本控制管理?？梢詫⒖刂瞥杀九c保障質(zhì)量相結(jié)合，將項(xiàng)目成本控制進(jìn)行可視化管理并且做到無紙化共享辦公與配合，并使各環(huán)節(jié)工作較先前更為輕松與簡潔，減少錯(cuò)誤率提高工作效率。

4.2 BIM技術(shù)在提升工程效率方面實(shí)際意義

4.2.1 在提升工程效率方面的實(shí)際作用

BIM 技術(shù)在提高項(xiàng)目工程效率方面，有著不可忽視的作用與實(shí)踐意義?？梢员苊飧髯圆块T與專業(yè)進(jìn)行獨(dú)立工作而造成的溝通不暢與偏差錯(cuò)誤問題，在保障項(xiàng)目順利開展的同時(shí)提高項(xiàng)目質(zhì)量、提升工作效率。同時(shí)，可以使設(shè)計(jì)方、施工方、監(jiān)理方以及業(yè)主方建立溝通與協(xié)調(diào)，直觀接觸到建設(shè)工程的各個(gè)階段，在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行項(xiàng)目工程各階段的建模演示，避免后期改動(dòng)，提升項(xiàng)目效率。

4.2.2 在提升工程效率方面的意義

在施工中可形成一個(gè)立體、形象具體的數(shù)據(jù)模型，科學(xué)精確地對施工現(xiàn)場質(zhì)量、進(jìn)度、安全、成本管理工作進(jìn)行指導(dǎo)，提高施工效率。BIM 模型可以發(fā)現(xiàn)并解決實(shí)時(shí)漏洞，對各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)化管理，實(shí)現(xiàn)可靠的信息輸出，在建設(shè)工程施工的各個(gè)階段，都有助于效率的提升。

5 展望

5.1 依據(jù)工程項(xiàng)目所應(yīng)用不同程度的BIM制定不同的推廣方案

由于項(xiàng)目之間存在差距，因此在應(yīng)用BIM 技術(shù)時(shí)不能一概而論，應(yīng)有針對性的制定與項(xiàng)目發(fā)展相對應(yīng)的BIM 推廣計(jì)劃?？蓪㈨?xiàng)目按照使用性質(zhì)進(jìn)行分類，根據(jù)工程的不同建立不同的模型，例如根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)層、地下室、病房、報(bào)告廳的不同特點(diǎn)等，需要建立整體模型并進(jìn)行全方位的分析以及設(shè)計(jì)，有針對性的應(yīng)用在施工現(xiàn)場，同時(shí)定期地對資源進(jìn)行整合，進(jìn)而有效降低成本增加效益。

5.2 建立動(dòng)態(tài)項(xiàng)目工期管理系統(tǒng)

可建立由公司監(jiān)控系統(tǒng)與BIM 集成平臺(tái)的5D 施工進(jìn)度模擬所組成的動(dòng)態(tài)項(xiàng)目工期管理系統(tǒng)，將計(jì)劃進(jìn)度和項(xiàng)目監(jiān)控系統(tǒng)的進(jìn)度進(jìn)行對比并加以分析，調(diào)整及控制施工時(shí)各階段中的各項(xiàng)管理內(nèi)容，最終進(jìn)行有效的成本控制。

6 結(jié)論

綜上所述，因?yàn)榭萍嫉牟粩喔镄?，BIM更好地切合了建筑行業(yè)的發(fā)展，對傳統(tǒng)的建設(shè)施工進(jìn)行了徹底改革，在建筑的全流程各個(gè)階段都有重要的作用。在建設(shè)工程成本控制和效率提升方面有極強(qiáng)的實(shí)踐意義，在時(shí)刻進(jìn)行高效率工作的同時(shí)可以對于成本進(jìn)行精確把控，避免項(xiàng)目損失。BIM 技術(shù)的應(yīng)用為建筑行業(yè)帶來了時(shí)間與金錢的效率最大化，具有顯著的實(shí)踐意義，對于建筑行業(yè)的未來有著重要的發(fā)展作用。