淺談基于BIM的技術(shù)在施工項(xiàng)目管理中的應(yīng)用

1、淺談基于BIM的技術(shù)在施工項(xiàng)目管理中的應(yīng)用摘要：BIM建筑信息模型為我們展現(xiàn)了二維圖紙所不能給予的視覺效果和認(rèn)知角度，基于BIM的虛擬施工為施工企業(yè)有效控制施工組織，減少返工，控制費(fèi)用、進(jìn)度，創(chuàng)造綠色環(huán)保低碳施工方面提供了有力支持。隨著BIM理念在建筑行業(yè)內(nèi)不斷地被認(rèn)知和認(rèn)可，其作用也在工程領(lǐng)域內(nèi)日益凸顯，作為建設(shè)項(xiàng)目全壽命周期中至關(guān)重要的施工階段，BIM建筑信息模型的運(yùn)用將為施工企業(yè)的施工產(chǎn)生極為重要的影響。1.BIM概念的引入建筑信息模型（Building Information Modeling，簡(jiǎn)稱BIM）是創(chuàng)建并利用數(shù)據(jù)模型對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、建造及運(yùn)營(yíng)管理的過(guò)程。BIM技術(shù)是一種應(yīng)用于

2、工程設(shè)計(jì)建造管理的數(shù)據(jù)化工具，通過(guò)參數(shù)模型整合各種項(xiàng)目的相關(guān)信息，在項(xiàng)目策劃、運(yùn)行和維護(hù)的全壽命周期過(guò)程中進(jìn)行共享和傳遞，使工程技術(shù)人員對(duì)各種建筑信息作出正確理解和高效應(yīng)對(duì)，為設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)營(yíng)單位在內(nèi)的各參建主體提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)，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。它的特點(diǎn)是可視化，協(xié)調(diào)性，模擬性，優(yōu)化性和可出圖性。 2011年5月建設(shè)部發(fā)布了2011至2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要，在綱要中，BIM技術(shù)被列為重要的應(yīng)用技術(shù)加以宣傳推廣，拉開了BIM在我國(guó)施工企業(yè)全面推進(jìn)的序幕。 Stephen A.Jones 說(shuō)：它正在引發(fā)工程建設(shè)行業(yè)一次史無(wú)前例的徹底變革, 并給采用該

3、模型的建筑企業(yè)帶來(lái)極大的新增價(jià)值。通過(guò)近年多個(gè)項(xiàng)目應(yīng)用和實(shí)踐證明了其無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)?；贐IM技術(shù)的虛擬施工，將革命性的變革工程項(xiàng)目管理方式，以及項(xiàng)目實(shí)施組織模式。2. BIM在工程建設(shè)中的作用日益凸顯由于施工階段的成本占據(jù)工程總投資額的絕大部分，BIM技術(shù)應(yīng)用對(duì)于建筑產(chǎn)業(yè)鏈的重要性是不言而喻的。而我國(guó)施工企業(yè)的科技投入僅占企業(yè)營(yíng)業(yè)收入的 0.25%， 而施工中應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行項(xiàng)目管理的不到 10%，提升空間非常之大。隨著BIM的發(fā)展，已經(jīng)將時(shí)間信息和空間信息整合在一個(gè)可視的4D（3D+時(shí)間）模型中，也已產(chǎn)生再整合費(fèi)用信息，形成可視的5D（3D+時(shí)間+費(fèi)用）模型，將BIM與5D施工管理結(jié)合起來(lái)，

4、已被應(yīng)用于工程實(shí)踐中。通將建筑物或結(jié)構(gòu)物及施工現(xiàn)場(chǎng)3D模型與施工進(jìn)度鏈接，與施工資源、安全質(zhì)量以及場(chǎng)地布置等信息集成一體，實(shí)現(xiàn)了基于BIM和網(wǎng)絡(luò)的施工進(jìn)度、人力、材料、設(shè)備、費(fèi)用、安全、質(zhì)量和場(chǎng)地布置的5D動(dòng)態(tài)集成管理以及施工過(guò)程的5D可視化模擬。因此以 BIM 為核心的工程基礎(chǔ)信息管理系統(tǒng)在建設(shè)行業(yè)廣泛應(yīng)用，必將形成國(guó)內(nèi) BIM 應(yīng)用的一支強(qiáng)大力量。3. 基于BIM的技術(shù)在施工中的應(yīng)用基于BIM的虛擬施工，其施工本身不消耗施工資源，卻可以根據(jù)可視化效果看到并了解施工的過(guò)程和結(jié)果，可以較大程度地降低返工成本和管理成本，降低風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)管理者對(duì)施工過(guò)程的控制能力。建模的過(guò)程就是虛擬施工的過(guò)程，是先

5、試后建的過(guò)程，施工過(guò)程的順利實(shí)施是在有效的施工方案指導(dǎo)下進(jìn)行的，施工方案的編制主要是根據(jù)項(xiàng)目經(jīng)理、項(xiàng)目總工程師及項(xiàng)目部的經(jīng)驗(yàn)，施工方案的可行性一直受到業(yè)界的關(guān)注，由于建筑產(chǎn)品的單一性和不可重復(fù)性，施工方案具有不可重復(fù)性。一般情況，當(dāng)某個(gè)工程即將結(jié)束時(shí)，一套完整的施工方案才展現(xiàn)于面前。施工進(jìn)度拖延，安全、質(zhì)量問(wèn)題頻發(fā)、返工率高、施工成本超支等已成為現(xiàn)有建筑工程項(xiàng)目的通病。在施工開始前，制定完善的施工方案是十分必要的，也是極為重要的。虛擬施工技術(shù)不僅可以檢測(cè)和比較施工方案，還可以優(yōu)化施工方案。3.1建筑構(gòu)件建模首先根據(jù)建筑圖紙，將整個(gè)建筑工程分解為各類構(gòu)件，并通過(guò)三維構(gòu)件模型，將它們的尺寸、體積、

6、重量直接測(cè)量下來(lái)，以及采用的材料類型、型號(hào)記錄下來(lái)。其次針對(duì)主要構(gòu)件選擇施工設(shè)備、機(jī)具，確定施工方法。通過(guò)建筑構(gòu)件建模，可以幫助施工者事先研究如何在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行構(gòu)件的施工和安裝。3.2施工現(xiàn)場(chǎng)建模施工前，施工方案制定人員先進(jìn)行詳細(xì)的施工現(xiàn)場(chǎng)查勘，重點(diǎn)研究解決施工現(xiàn)場(chǎng)整體規(guī)劃、現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)場(chǎng)位置、卸貨區(qū)的位置、起重機(jī)械的位置及危險(xiǎn)區(qū)域等問(wèn)題，確保建筑構(gòu)件在起重機(jī)械安全有效范圍作業(yè)；利用五維建模，可模型施工過(guò)程，構(gòu)件吊裝路徑、危險(xiǎn)區(qū)域、車輛進(jìn)出現(xiàn)場(chǎng)狀況、裝貨卸貨情況等。施工現(xiàn)場(chǎng)虛擬五維全真模型可以直觀、便利的協(xié)助管理者分析現(xiàn)場(chǎng)的限制，找出潛在的問(wèn)題，制定可行的施工方法。有利于提高效率、減少傳統(tǒng)施工現(xiàn)場(chǎng)布置方

7、法中存在漏洞的可能，及早發(fā)現(xiàn)施工圖設(shè)計(jì)和施工方案的問(wèn)題，提高施工現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)率和安全性。3.3施工機(jī)械建模施工方法通常由工程產(chǎn)品和施工機(jī)械的使用決定，現(xiàn)場(chǎng)的整體規(guī)劃、現(xiàn)場(chǎng)空間、機(jī)械生產(chǎn)能力、機(jī)械安拆的方法又決定施工機(jī)械的選型。3.4臨時(shí)設(shè)施建模臨時(shí)設(shè)施是為工程施工服務(wù)的，它的布置將影響到工程施工的安全、質(zhì)量和生產(chǎn)效率，五維全真模型虛擬臨時(shí)設(shè)施對(duì)施工單位很有用，可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)行臨時(shí)設(shè)施的布置及運(yùn)用，還可以幫助施工單位事先準(zhǔn)確地估算所需要的資源，以及評(píng)估臨時(shí)設(shè)施的安全性，是否便于施工，以及發(fā)現(xiàn)可能存在的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。3.5施工方法可視化5D全真模型平臺(tái)虛擬原型工程施工，對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行可視化的模擬，包括工程設(shè)

8、計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和資源使用狀況，具有更大的可預(yù)見性，將改變傳統(tǒng)的施工計(jì)劃、組織模式。施工方法的可視化使是所有項(xiàng)目參與者在施工前就能清楚的知道所有施工內(nèi)容以及自己的工作職責(zé)，能促進(jìn)施工過(guò)程中的有效交流，它是目前評(píng)估施工方法、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、評(píng)估施工風(fēng)險(xiǎn)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、安全的方法。采用BIM進(jìn)行虛擬施工，需事先確定以下信息：設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境的五維模型；根據(jù)構(gòu)件選擇施工機(jī)械及機(jī)械的運(yùn)行方式；確定施工的方式和順序；確定所需臨時(shí)設(shè)施及安裝位置。3.6施工方法驗(yàn)證過(guò)程BIM技術(shù)能模擬全真運(yùn)行整個(gè)施工過(guò)程，項(xiàng)目管理人員、工程技術(shù)人員和施工人員可以了解每一步施工活動(dòng)。如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，工程技術(shù)人員和施工人員可以提出新的方法，

9、并對(duì)新的方法進(jìn)行模擬來(lái)驗(yàn)證其是否可行，即施工試誤過(guò)程，它能做到在工程施工前絕大多數(shù)的施工風(fēng)險(xiǎn)和問(wèn)題都能被識(shí)別，并有效地解決。3.7項(xiàng)目參與者之間有效的交流工具虛擬施工使施工變得可視化，這極大地便利了項(xiàng)目參與者之間的交流，特別是不具備工程專業(yè)知識(shí)為主的人員，通過(guò)施工模擬，可以增加項(xiàng)目參與各方對(duì)工程內(nèi)容及完成工程保證措施的了解。施工過(guò)程的可視化，使BIM成為一個(gè)便于施工參與各方交流的溝通平臺(tái)。通過(guò)這種可視化的模擬縮短了現(xiàn)場(chǎng)工作人員熟悉項(xiàng)目施工內(nèi)容、方法的時(shí)間，減少了現(xiàn)場(chǎng)人員在工程施工初期犯錯(cuò)誤的時(shí)間和成本。還可加快、加深對(duì)工程參與人員培訓(xùn)的速度及深度，真正做到質(zhì)量、安全、進(jìn)度、成本管理和控制的人人

10、參與。3.8工作空間可視化BIM還可以提供可視化的施工空間。BIM的可視化是動(dòng)態(tài)的，施工空間隨著工程的進(jìn)展會(huì)不斷的變化，它將影響到工人的工作效率和施工安全。通過(guò)可視化模擬工作人員的施工狀況，可以形象地看到施工工作面、施工機(jī)械位置的的情形，并評(píng)估施工進(jìn)展中這些工作空間的可用性、安全性。3.9 費(fèi)用控制BIM提供的施工預(yù)算的準(zhǔn)確性，BIM模型被譽(yù)為參數(shù)化的模型，因此在建模的同時(shí)，各類的構(gòu)建就被賦予了尺寸、型號(hào)、材料等等的約束參數(shù)， BIM是經(jīng)過(guò)可視化設(shè)計(jì)環(huán)境反復(fù)驗(yàn)證和修改的成果，由此導(dǎo)出的材料設(shè)備數(shù)據(jù)有很高的可信度，應(yīng)用BIM模型導(dǎo)出的數(shù)據(jù)可以直接應(yīng)用到工程預(yù)算中，為造價(jià)控制、施工決算提供了有利的

11、依據(jù)。以往施工決算的時(shí)候都是拿著圖紙?jiān)谟?jì)算，有了模型以后，數(shù)據(jù)是完全自動(dòng)生成，做決算、預(yù)算的準(zhǔn)確性提高了。3.10 進(jìn)度控制施工組織是對(duì)施工活動(dòng)實(shí)行科學(xué)管理的重要手段，它決定了各階段的施工準(zhǔn)備工作內(nèi)容，協(xié)調(diào)施工過(guò)程中各施工單位、各施工工種以及各項(xiàng)資源之間的相互關(guān)系。BIM可以對(duì)施工的重點(diǎn)或難點(diǎn)部分進(jìn)行可見性模擬，按網(wǎng)絡(luò)時(shí)標(biāo)進(jìn)行施工方案的分析和優(yōu)化。對(duì)一些重要的施工環(huán)節(jié)或采用施工工藝的關(guān)鍵部位、施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置等施工指導(dǎo)措施進(jìn)行模擬和分析，以提高計(jì)劃的可執(zhí)行性。利用BIM技術(shù)結(jié)合施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行電腦預(yù)演，以提高復(fù)雜建筑體系的可施工性。借助BIM對(duì)施工組織的模擬，項(xiàng)目管理者能非常直觀地理解間隔施工

12、過(guò)程的時(shí)間節(jié)點(diǎn)和關(guān)鍵工序情況，并清晰地把握在施工過(guò)程中的難點(diǎn)和要點(diǎn)，也可以進(jìn)一步對(duì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化完善，以提高施工效率和施工方案的安全性。3.11可視化圖紙輸出可視化模型輸出的施工圖片，分發(fā)給施工人員可作為可視化的工作操作說(shuō)明或技術(shù)交底，用于指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的施工，方便現(xiàn)場(chǎng)的施工管理人員拿圖紙進(jìn)行施工指導(dǎo)和現(xiàn)場(chǎng)管理。4.基于BIM的技術(shù)在施工中要到達(dá)的目標(biāo)BIM建筑信息模型的引入，將促進(jìn)工程施工的標(biāo)準(zhǔn)化、預(yù)制化，從某種意義上講就是為工程行業(yè)引入一條生產(chǎn)線，它以減少一次性帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)和成本增加。通過(guò)基于BIM技術(shù)的虛擬施工，施工單位可以達(dá)到以下目標(biāo)：創(chuàng)建、分析和優(yōu)化施工進(jìn)度；針對(duì)具體項(xiàng)目分析將要使用的施工方法的可行性；通過(guò)模擬可視化的施工過(guò)程，提早發(fā)現(xiàn)施工問(wèn)題，消除施工隱患；形象化的交流工具，使項(xiàng)目參與者能更好地理解項(xiàng)目范圍，提供形象