BIM信息技術(shù)在工程施工中的應(yīng)用

卿培俊 李茂華 吳蓋成 潘邦全

Engineering constructionn 工程施工

BIM信息技術(shù)在工程施工中的應(yīng)用

卿培俊 李茂華 吳蓋成 潘邦全

（中國十七冶集團有限公司 243000）

隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，建筑工程的施工工藝越發(fā)復(fù)雜，其對于施工人員提出的要求也在不斷提升。在施工管理中應(yīng)用BIM技術(shù)已經(jīng)得到業(yè)內(nèi)人士的高度肯定。BIM技術(shù)可以解決施工中存在的問題，縮短施工工期，節(jié)約成本，保證施工質(zhì)量和施工效率，提高企業(yè)的效益。本文主要對BIM技術(shù)在施工管理中的應(yīng)用問題進(jìn)行探討，旨在充分發(fā)揮出這一技術(shù)的優(yōu)勢，提高我國施工管理水平。

BIM技術(shù)；施工管理；應(yīng)用

0 引言

企業(yè)進(jìn)行施工建設(shè)時，要高度重視施工管理，不斷優(yōu)化管理模式，提高企業(yè)的競爭力。1975年，BIM技術(shù)被正式提出，其最初的宗旨是對建筑過程進(jìn)行可視化展示，確保信息得到共享。企業(yè)通過這一數(shù)字信息模型就能夠?qū)㈨椖恐械母黜棴h(huán)節(jié)中的資源進(jìn)行有效整合，幫助企業(yè)達(dá)到項目目標(biāo)。近幾年來，BIM技術(shù)在我國發(fā)展十分迅速，但由于發(fā)展時間比較短，與之相關(guān)的軟件功能有待進(jìn)一步完善。要確保企業(yè)充分意識到BIM技術(shù)的優(yōu)勢，積極應(yīng)用這一技術(shù)開展施工管理，就可以有效降低投資成本，縮短施工工期，達(dá)到預(yù)期的施工目標(biāo)，減少資源浪費。

1 BIM技術(shù)優(yōu)勢

BIM主要是對建筑實體所進(jìn)行的一種數(shù)字化信息展示，其主要利用專門的軟件對建筑進(jìn)行高度模擬，保證各個環(huán)節(jié)以可視化的方式呈現(xiàn)，達(dá)到信息資源共享的目的。在施工管理中，BIM技術(shù)可提高施工效率，是一種典型的信息化管理技術(shù)。BIM技術(shù)備受國外各大建筑施工企業(yè)的歡迎，這一技術(shù)有其自身的優(yōu)勢，適合在4D與5D平臺中應(yīng)用。

1.1 可視化

BIM技術(shù)具有可視化特點。在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計中，設(shè)計師要出具完善的設(shè)計圖紙，在圖紙中仔細(xì)描繪建筑中每一個構(gòu)件的信息。閱讀圖紙時，需確保相關(guān)人員有專業(yè)的技術(shù)水平和能力，還要通過合理的想象才能確保建筑工程達(dá)到理想的設(shè)計效果。采用BIM技術(shù)可以為工作人員提供可視化三維立體模型，這一模型將建筑各部分以非常清晰的方式進(jìn)行展示。此外，BIM模型還能夠及時實現(xiàn)各種類型信息的反饋，只需在模型上修改和調(diào)整即可。

1.2 協(xié)調(diào)性

建筑工程若要繼續(xù)順利進(jìn)行，就要提高項目的碰撞檢測性，保證各部分互相協(xié)調(diào)，順利組合，避免產(chǎn)生矛盾。采用BIM技術(shù)可構(gòu)建完善的協(xié)調(diào)平臺，其可以及時解決配合中產(chǎn)生的問題，也可幫助設(shè)計師順利進(jìn)行設(shè)計，避免出現(xiàn)碰撞問題。

1.3 模擬性

BIM技術(shù)不僅可以對建筑進(jìn)行高度模擬，還可以借助5D平臺模擬在現(xiàn)實中不能操控的事物。BIM技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)模擬實驗，建立各種模擬系統(tǒng)。BIM技術(shù)可根據(jù)項目施工的組織與時間對施工進(jìn)行模擬，幫助企業(yè)制定完善的施工方案。

1.4 優(yōu)化性

BIM技術(shù)可對建筑施工過程進(jìn)行優(yōu)化，縮短施工工期，降低施工難度，保證信息得到充分共享和利用。BIM可對各種信息進(jìn)行處理，確保建筑得到合理的設(shè)計，實現(xiàn)對復(fù)雜項目的優(yōu)化。采用數(shù)據(jù)實時分析就可精準(zhǔn)計算出投資與回報的影響因素，為設(shè)計者提供完善的設(shè)計思路，出具合理的方案。有些設(shè)計方案具有特殊要求，采用BIM進(jìn)行優(yōu)化，可降低工程造價，確保工程在工期內(nèi)順利完成。

2 BIM技術(shù)在施工管理過程中的應(yīng)用

2.1 應(yīng)用思路

在施工管理中應(yīng)用BIM技術(shù)時，要在模型中融入時間，打造完善的空間維度，這樣就可以對施工進(jìn)度進(jìn)行有效的控制，提高預(yù)算的合理性，還可及時對施工中的各種問題進(jìn)行修改，實現(xiàn)優(yōu)化。BIM技術(shù)的可視化平臺能夠及時展示優(yōu)化后的效果，及時將參與方的修改意見與改動后的內(nèi)容進(jìn)行全面呈現(xiàn)，不斷優(yōu)化施工方案。在BIM技術(shù)中融入空間模擬技術(shù)，可確保施工現(xiàn)場的各類信息得到有效融合，使其彼此關(guān)聯(lián)。通過模擬建筑工程施工管理過程，就能夠及時發(fā)現(xiàn)施工中存在的問題，幫助相關(guān)人員及時就為題進(jìn)行修改，有效保證工程的質(zhì)量和效益。

2.2 應(yīng)用步驟

2.1建立模型

要構(gòu)建完善的建筑信息模型，通過模型展示出直觀的設(shè)計效果。首先，要采用系統(tǒng)建模軟件設(shè)計建筑信息模型，也可依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)直接將通用的模型導(dǎo)入到系統(tǒng)之中。設(shè)計者只需輸入所需的信息，選擇相應(yīng)的工具，就可迅速構(gòu)建模塊。在模塊中輸入相應(yīng)的信息，再導(dǎo)入系統(tǒng)之中，系統(tǒng)就會自動生成信息模型。第二，對建筑施工過程進(jìn)行模擬。要充分利用軟件中的WBS功能，將工程結(jié)構(gòu)劃分成多層節(jié)點。設(shè)計人員只需輸入施工進(jìn)度數(shù)據(jù)，系統(tǒng)就可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)分析，明確每一個要求。一旦發(fā)生變化，設(shè)計人員就可以對節(jié)點信息進(jìn)行修改，系統(tǒng)會重新接受進(jìn)度邏輯關(guān)系，為工作人員展示進(jìn)度安排，有效降低成本。第三，將空間模型與實踐維度相結(jié)合，形成最終的信息模型。系統(tǒng)會根據(jù)客戶的需求定義工程構(gòu)件，打造立體模型，還可及時保存與之相關(guān)的所有工程屬性。

2.2.1對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行集成與管理

在施工管理中，要積極采用BIM技術(shù)及時將所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的處理，提高數(shù)據(jù)的價值。由于數(shù)據(jù)信息類型比較多，要對其進(jìn)行有效的處理，若僅憑人工處理，就會面臨龐大的工作量，因此，要采用BIM技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行及時有效的處理，使其能夠直觀呈現(xiàn)在模型之中。系統(tǒng)可根據(jù)錄入的信息對其進(jìn)行歸位和處理，確保數(shù)據(jù)得到有效的管理。各參與者能夠通過專門的平臺實現(xiàn)分工協(xié)作，提高協(xié)同效率，保證信息得到共享。平臺可以對施工的各項信息進(jìn)行記錄和管理，確保數(shù)據(jù)庫得到及時更新和維護。

2.2.2建立施工過程管理系統(tǒng)

采用BIM技術(shù)可明確施工計劃，對施工進(jìn)度進(jìn)行有效的管理，確保施工現(xiàn)場得到有效布置，對資源進(jìn)行優(yōu)化。通過信息管理系統(tǒng)即可對施工現(xiàn)場和施工過程進(jìn)行可視化模擬與演示，并對施工過程進(jìn)行有效的管理和控制。參與方可在系統(tǒng)軟件界面中對施工進(jìn)度進(jìn)行管理，一旦發(fā)現(xiàn)問題，就可對信息進(jìn)行調(diào)整，模型會根據(jù)信息的改變而做出智能化調(diào)整。相關(guān)人員可隨時利用BIM技術(shù)查看任何時間段的節(jié)點工序進(jìn)展，并對已經(jīng)完成和沒有完成的工程進(jìn)行顯示和區(qū)分。參與方可隨時對施工工藝等信息進(jìn)行查看，也可通過模型及時解決碰撞問題。軟件可及時對數(shù)據(jù)庫中的不合理內(nèi)容進(jìn)行分析和確認(rèn)，這樣就可以隨時在模型上調(diào)整構(gòu)件的信息。

此外，也可采用BIM技術(shù)對工程量和預(yù)算管理進(jìn)行控制。數(shù)據(jù)庫中通常會存儲與構(gòu)件有關(guān)的所有信息，采用數(shù)據(jù)統(tǒng)計工具對各項數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，不僅可以減少工作量，還能夠及時統(tǒng)計出構(gòu)件的總用量，獲得構(gòu)件的預(yù)算總額。將其與工程進(jìn)度相結(jié)合，就可以及時了施工中發(fā)生的變化，有效實現(xiàn)施工成本管理。BIM技術(shù)也可將進(jìn)行資源管理，將各種資源信息以標(biāo)準(zhǔn)化的方式呈現(xiàn)，自動分析任何施工位置在任意一個工程時間段的資源使用量，明確資源配置方案，實現(xiàn)對資源的動態(tài)管理。也可采用BIM技術(shù)對施工場地進(jìn)行布置，可對臨時倉庫、作業(yè)場地、設(shè)備等位置進(jìn)行有效的規(guī)劃和管理，減少占地面積，提高設(shè)備的利用率。

2.2對預(yù)制構(gòu)建進(jìn)行跟蹤管理

在BIM技術(shù)中可采用RFID技術(shù)確保預(yù)制構(gòu)件得到跟蹤管理。RFID可通過非接觸式實現(xiàn)對信息的讀取，通常不會受到覆蓋遮擋物的影響，具有強大的穿透力與抗污染能力。閱讀器可同時接受許多電子標(biāo)簽的信息，在使用時不會受到限制。RFID標(biāo)簽中包含與預(yù)制構(gòu)件的所有信息，使其能夠得到針對性的管理。RFID標(biāo)簽具有唯一性，確保構(gòu)件得到有效的生產(chǎn)、運輸和施工。采用RFID技術(shù)可根據(jù)施工進(jìn)度迅速反饋信息，有助于制定完善的生產(chǎn)計劃，避免出現(xiàn)較大的庫存。在施工管理中采用RFID技術(shù)可以保證構(gòu)件的各項信息得到實施追蹤。進(jìn)行存儲和吊裝等操作時，采用無線網(wǎng)絡(luò)就可確保信息得到有效的傳遞，融入BIM技術(shù)后，就可確保信息得到迅速傳輸，提高信息的準(zhǔn)確度。

3 BIM技術(shù)在施工管理中的完善對策

3.1 積極進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新

與國外相比，國內(nèi)BIM技術(shù)還處于觸及探索階段，與之相關(guān)的軟件功能有待完善。為發(fā)揮出BIM技術(shù)的功效，就要減少直接照搬國外軟件公司BIM技術(shù)的情況，充分將軟件的功能與企業(yè)實際情況相結(jié)合，保證BIM技術(shù)得到進(jìn)一步創(chuàng)新。要進(jìn)一步提高通用型軟件的使用次數(shù)，企業(yè)在使用模型時，無需經(jīng)過復(fù)雜的繁瑣工序。將BIM模型與信息管理系統(tǒng)相結(jié)合，可實現(xiàn)企業(yè)信息集成化管理。各方要積極參與其中，加大合作力度，大膽創(chuàng)新，才能不斷提高國內(nèi)BIM技術(shù)水平。

3.2企業(yè)要加大BIM技術(shù)投入力度

為進(jìn)一步發(fā)揮出BIM技術(shù)的作用，相關(guān)單位和部門要通過合作的方式加強對BIM技術(shù)的研發(fā)，使其能夠幫助企業(yè)創(chuàng)造更大的效益。要加大投入力度，鼓勵軟件開發(fā)部門進(jìn)行創(chuàng)新，政府可通過撥款、出臺相關(guān)政策的方式鼓勵更多人參與到BIM技術(shù)的研究與開發(fā)之中，制定與之相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，擴大BIM技術(shù)的應(yīng)用范圍。

3.3 在建筑行業(yè)中盡快實現(xiàn)BIM與互聯(lián)網(wǎng)改革

企業(yè)要構(gòu)建專門的互聯(lián)網(wǎng)平臺，對工程進(jìn)行精細(xì)化管理，確保各項信息能夠通過互聯(lián)網(wǎng)上傳到BIM軟件之上，使信息得到全面、細(xì)致的管理，滿足客戶的需求。要加強對專業(yè)人員的培訓(xùn)，使其能夠不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)的BIM理論知識，了解互聯(lián)網(wǎng)的最新動態(tài)，確?；ヂ?lián)網(wǎng)與BIM技術(shù)實現(xiàn)有效的融合，這樣就可以大大提高生產(chǎn)效率。在施工管理中，BIM與互聯(lián)網(wǎng)的強強組合可改變生產(chǎn)力狀態(tài)，提高企業(yè)的競爭力，使企業(yè)能夠在激烈的競爭中脫穎而出，提高建筑工程的品質(zhì)。BIM技術(shù)可以幫助工作人員解決專業(yè)中存在的沖突，也可實現(xiàn)行業(yè)透明化。由于建筑行業(yè)的競爭力比較激烈，許多產(chǎn)品價格并不透明，采用BIM與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)后，就可以保障行業(yè)競爭更加透明，實現(xiàn)建筑行業(yè)規(guī)模經(jīng)濟發(fā)展。

3.4 加強政策支持

近幾年來，政府正在逐漸加強對BIM技術(shù)的支持。不過，現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)與政策并不能保證BIM技術(shù)得到進(jìn)一步推廣，許多小企業(yè)受限于資金不足的問題，在進(jìn)行施工時難以充分應(yīng)用BIM技術(shù)。我國在開展大型公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)時，雖然會采用BIM技術(shù)，但卻并沒有打到預(yù)期的效果。因此，政府要對現(xiàn)有的支持政策進(jìn)行改進(jìn)，加大資金投入力度，要不斷完善與BIM技術(shù)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，使企業(yè)能夠充分參與其中。目前，我國引進(jìn)了IFC標(biāo)準(zhǔn)。不過，由于我國對平臺標(biāo)準(zhǔn)研究后勁不足，企業(yè)要根據(jù)新的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行軟件開發(fā)，政府也要結(jié)合我國實際情況，在引進(jìn)國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的同時，制定完善的政策。要加強與企業(yè)的合作，使企業(yè)能夠積極應(yīng)用BIM技術(shù)開展施工管理，使更多人充分意識到BIM技術(shù)的價值。相關(guān)部門要定期進(jìn)行調(diào)研，了解BIM技術(shù)在施工中應(yīng)用的情況，對現(xiàn)有的政策及時改進(jìn)，就可以擴大BIM技術(shù)的應(yīng)用范圍。

3.5 建立統(tǒng)一的模型標(biāo)準(zhǔn)與平臺

越來越多的大型企業(yè)正在編制與BIM有關(guān)的實施標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，建立內(nèi)部工作流程，確保數(shù)據(jù)得到有效的傳遞，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享。工程各參與方可通過統(tǒng)一的BIM平臺進(jìn)行溝通和交流，實現(xiàn)信息共享。明確各工作人員的權(quán)限，對模型的信息及時進(jìn)行補充。參與方要及時將本專業(yè)的模型導(dǎo)入到平臺之中，獲取所需數(shù)據(jù)，就可以確保各方數(shù)據(jù)保持一致。BIM技術(shù)可根據(jù)各方需求提供數(shù)據(jù)，還可保證施工過程獲得可視化與集成化管理。

4 結(jié)束語

綜上所述，由于BIM技術(shù)具有廣泛的發(fā)展前景，在應(yīng)用時要考慮到企業(yè)的實際情況，加大投入力度，將其與施工管理相結(jié)合，及時優(yōu)化施工方案，提高施工效率，降低成本，提高企業(yè)的競爭力，促進(jìn)建筑行業(yè)實現(xiàn)健康發(fā)展。

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TU75

A

1007-6344（2021）01-0135-02

卿培俊(1979.03- )，男，漢族，山東淄博人，工程師，大專，中國十七冶集團有限公司，研究方向：土木工程施工技術(shù)。

李茂華（1983.03- ），工程師， 主要從事經(jīng)營管理技術(shù)研究。

吳蓋成（1964.05- ），工程師，主要從事土木工程施工技術(shù)研究。

潘邦全（1964.03- ），高級工程師，主要從事土木工程施工技術(shù)研究。