基于BIM 5D的項目數(shù)字化管理應用

溫清杰 萬長發(fā) 鄒嘉金 王雪鵬 林釗睿

摘 要：數(shù)字化管理是以數(shù)字化技術為基礎，以數(shù)據(jù)化、網絡化和智能化為特征，通過信息化手段對項目的目標、進度、質量、安全等管理活動進行管理，從而提升企業(yè)管理水平的一種方式。在建筑業(yè)轉型升級發(fā)展的背景下，BIM技術已經成為建筑行業(yè)的一項核心技術。將BIM 5D技術應用于建筑項目的全過程、全方位、全專業(yè)的數(shù)字化管理，可以進一步提升建筑施工企業(yè)工程管理能力、實現(xiàn)效益最大化和科學決策。

關鍵詞：數(shù)字化管理；數(shù)據(jù)化；網絡化；BIM 5D

0引言

運用BIM技術進行建設項目的數(shù)字化管理，可提升建設項目的管理水平，使進度、質量、成本和安全等目標得到有效控制[1]。

在設計和施工階段，實施基于BIM技術的數(shù)字化管理有助于提高工程項目的生產效率，減少資源浪費并有效控制成本。如王琳和潘永剛等[2，3]將BIM 5D技術運用到建筑施工階段項目成本控制中，解決了施工信息收集、交流、更新困難及協(xié)同程度和工作效率低下的問題，彌補傳統(tǒng)施工成本控制的缺陷。田佳樂[4]將BIM技術運用到工程造價咨詢的應用當中，發(fā)現(xiàn)其可大大提高工作效率，促進造價咨詢人員利用節(jié)約的時間用來深度思考，為業(yè)主提供具有參考價值的動態(tài)成本數(shù)據(jù)，從風險管理、合約管理、價格管理等方面，綜合項目管控。

1 BIM的優(yōu)勢

與傳統(tǒng)CAD相比，BIM在建模和渲染等方面有更高的精度、更好的可視化效果、更多的信息等優(yōu)勢，其應用涉及建設工程全生命周期各個階段。BIM施工周期如圖1所示。但與傳統(tǒng)CAD軟件相比，BIM模型結構復雜、數(shù)據(jù)量大、信息冗余多，對管理人員的信息化技能和數(shù)據(jù)處理能力提出了更高要求。近年來，建筑企業(yè)開始探索運用信息技術實現(xiàn)項目數(shù)字化管理?；贐IM 5D架構開展數(shù)字項目管理研究和應用實踐，這對于推動建筑行業(yè)信息化發(fā)展具有重要意義。

2項目概況

江西有色建設集團承建的江西新建文化演藝中心項目15#樓，共有33棟單體建筑，規(guī)劃總用地面積為11萬m2，總建筑面積43萬m2，公共建筑總面積為10萬m2。其中15#樓是江西新建文演中心項目的重點工程，含酒店、劇院、辦公樓三大功能分布，總建筑面積43 764.6 m2，建筑高度82.5 m。15#樓BIM模型如圖2所示。

本項目以15#樓為樣本，通過廣聯(lián)達—數(shù)字項目管理平臺，開展了工程數(shù)字化管理試點。本項目從BIM技術入手，以BIM技術為基礎，基于BIM 5D技術構建了從設計到施工的全過程、全方位、全專業(yè)的數(shù)字化管理平臺。該平臺涵蓋了設計階段、施工階段和運營維護等各階段的管理活動，采用BIM技術、自動化集成管理系統(tǒng)和云平臺等現(xiàn)代信息技術，實現(xiàn)了對建筑全生命周期過程的有效管理。

3 BIM協(xié)同管理的應用

在該項目基礎上，構建基于5D模型的廣聯(lián)達數(shù)字化項目管理平臺，并結合BIM審圖、BIM瀏覽器等應用，實現(xiàn)技術、生產、商業(yè)的水平集成，并以5D平臺為紐帶，打通建設、商業(yè)、材料、質量、安全等多個環(huán)節(jié)的信息交流障礙。實現(xiàn)以建模、集成、協(xié)同應用為主的5D模型應用[5]。

3.1 組織框架

以項目組織架構的特點為依據(jù)，構建出項目總承包方、業(yè)主方、設計方、監(jiān)理方等項目參建方以及總承包方各部門的云平臺組織結構，并在個組織板塊添加參與項目人員信息，實現(xiàn)人員可視化管理。組織框架如圖3所示。

3.2 協(xié)同管理

3.2.1 資料、文檔協(xié)同

在施工建設過程中，與項目相關的文件種類、數(shù)量繁多，如項目合同、變更、結算、通知單、采購單、申請單、驗收單等。在許多特大工程中，繁多的工程項目文件為項目管理帶來許多困難。

在傳統(tǒng)的項目管理中，文件和過程管理的主要問題有：文件數(shù)量多，文件分散，文件易遺失；文件閱覽權限管理不明確，導致文件丟失；不能有效地進行文件合作分享；工程人員變動，交接不完整，資料不能繼續(xù)等。種種問題阻礙了項目資料的協(xié)同，占用了大量用于材料整理的人力資源。

基于BIM 5D平臺協(xié)同數(shù)據(jù)管理，上傳項目數(shù)據(jù)，分類文件，按主要方向和施工各階段進行分類，實現(xiàn)了對文檔從創(chuàng)建→修改→版本控制→審批流程→發(fā)布→存儲→請求復用→棄用的全過程管理，使工作流與文檔管理能夠無縫集成，實現(xiàn)各方之間高效、透明的信息交換。為防止項目資料泄露，所有上傳文檔可根據(jù)平臺用戶賬號等級，設置相應權限，只有企業(yè)內部人員或指定人員方可查看、下載。在保證數(shù)據(jù)安全性的同時，使數(shù)據(jù)透明。施工文檔如圖4所示。

3.2.2 圖紙及變更協(xié)同

以往，建設項目基本信息的傳遞主要通過紙質圖紙進行，圖紙種類繁多，包括建筑、施工、電氣、暖通、給排水等各個專業(yè)。圖紙的存儲、查詢、調用、分發(fā)的方便程度等，都對項目能否順利進行有很大的影響。而在此過程中，因施工過程中出現(xiàn)的各種問題，使得設計方案的版本很難掌握，給設計方案帶來了巨大的經濟損失。

在BIM 5D平臺上進行圖紙更改的協(xié)作管理，為施工項目的圖卷協(xié)作提供了一種新的思路。在變更簽證部分，將變更圖紙上傳至數(shù)字化管理平臺，注明變更內容。點擊圖紙關聯(lián)即可查看變更的圖紙，實現(xiàn)圖紙的協(xié)同管理，幫助現(xiàn)場施工人員快速查看變更后圖紙，保證工程順利進行。圖紙變更如圖5所示。

3.2.3 施工技術交底協(xié)同

施工企業(yè)施工技術交底是指有關專業(yè)技術人員，在某一單項工程開工前或分支機構開工前，對施工人員進行的技術交底。技術交底的目的是使施工人員對工程特點、質量規(guī)范、施工方法和措施、安全等方面有更詳細的了解，以便科學組織施工，避免技術質量等事故的發(fā)生。傳統(tǒng)技術交底都是通過紙質文件進行傳達，但有時候某些施工工藝較為復雜，復雜節(jié)點圖紙表述不清。

基于此，通過BIM軟件（revit）建立施工復雜節(jié)點模型，通過Fuzor軟件進行施工工藝模擬，對項目中復雜節(jié)點進行動畫施工模擬，提高現(xiàn)場施工交底的效率與效果，使施工人員能夠直觀的感受工序與工藝的重難點，規(guī)避施工中的安全隱患。復雜動畫施工模擬如圖6所示。

3.2.4 施工質量隱患協(xié)同

做好質量控制，才能有效提高建設工程的質量。施工過程中中存在的問題，尤其是隱蔽工程中的問題，需要在第一時間發(fā)現(xiàn)，并采取有效措施切實措施解決方案。通過施工質量，增加施工企業(yè)經濟效益，防止投訴，促進施工企業(yè)健康發(fā)展?；贐IM 5D平臺，現(xiàn)場施工人員可通過手機端對現(xiàn)場施工質量、安全隱患等問題通過拍照上傳至管理平臺。這使得項目相關人員能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，盡早提供解決方案，保證工程順利進行。基于BIM 5D的質量安全管理如圖7所示。

張求書[6]等人利用BIM軟件及相關的云計算平臺，把建設過程數(shù)據(jù)儲存在工程數(shù)據(jù)中心，使建設數(shù)據(jù)可以查詢、追溯，形成了一個閉環(huán)系統(tǒng)，通過互聯(lián)網對信息的收集與處理，達到了對建設質量與安全的重視，降低了問題的出現(xiàn)率。

4BIM在技術方面的應用

BIM技術是利用建筑信息模型對建筑項目進行設計、施工、運營維護管理等各項工作，形成項目各參與方的信息共享與協(xié)同工作平臺，是建筑行業(yè)的一種新型的信息化技術。BIM中三維模型就是信息載體，是對實體數(shù)據(jù)的描述和表達。它不僅是描述建筑物的三維模型，而且還包含了建筑物所需信息，如建筑規(guī)模、用途、建筑尺寸、設計、材料及使用情況等。

BIM技術可以創(chuàng)建精確的三維模型，能夠對空間的每一塊區(qū)域進行精確的測量，這樣就可以對整個建筑物進行精確的分析和模擬。利用BIM技術建立的三維模型，還能夠根據(jù)提供準確的信息來幫助工程人員對工程項目進行模擬分析。例如，本項目通過revit建模，建立了15#樓的三維模型，通過模擬管道的鋪設情況，可以了解管道的設置是否合理，有無出現(xiàn)碰撞的問題，進行可用空間的凈高分析，結合現(xiàn)場實測了解是否需要對建筑進行加固。在數(shù)字化管理平臺可在線查看建筑模型，通過左側篩選樹選擇不同樓層、不同專業(yè)，可以查看不同區(qū)塊的建筑模型、電氣排水管道等結構，為現(xiàn)場復雜線路施工提供指導。建筑與管線模型如圖8所示。

5結束語

BIM技術是一種創(chuàng)新的數(shù)字化建造技術，在工程項目上，BIM技術的應用可以為建筑設計、施工管理等方面帶來諸多好處。根據(jù)建筑工程項目管理特點，基于BIM技術實現(xiàn)工程項目的數(shù)字化管理是未來發(fā)展的方向?；贐IM的數(shù)字化管理平臺，有利于實現(xiàn)項目現(xiàn)場的無紙化管理，可以通過BIM技術的支持，實現(xiàn)數(shù)字化項目管理工作。

現(xiàn)階段施工過程中BIM技術的應用，更多集中在三維可視化應用層面，對于模型包含的數(shù)字信息挖掘不足。隨著建筑行業(yè)數(shù)字化、信息化的發(fā)展，充分挖掘三維模型蘊含的數(shù)字信息，推進數(shù)字孿生在建筑行業(yè)的應用，將對工程項目的數(shù)字化管理起到更大的作用。

參考文獻

[1] 羅燦.BIM技術在建設工程項目數(shù)字化管理中的應用[J].工程建設與設計，2022（7）：224-226.

[2] 王琳.BIM5D技術在施工階段成本控制中的應用[J].科技與創(chuàng)新，2023（2）：169-171.

[3] 潘永剛，馬萍，桂小峰.BIM 5D技術在施工階段材料成本控制中的應用[J].城市住宅，2021，28（3）：198-199+201.

[4] 田佳樂.BIM技術在造價咨詢中的應用研究[J].建筑經濟， 2022，43（S2）：279-282.

[5] 楊藝.基于BIM+Web協(xié)同管理技術在建筑施工中的應用研究[D].石家莊：石家莊鐵道大學，2023.

[6] 張求書，孫早力.運用BIM5D技術控制建筑施工質量安全的策略[J].四川水泥，2020（1）：268.

收稿日期：2023-09-05

作者簡介：溫清杰（1978—），男，江西南昌人，本科，高級工程師，研究方向：土木工程技術。