B I M（建筑信息模型）是近幾年在原有CA D技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種多維模型信息集成技術(shù)，可以使工程建設(shè)項(xiàng)目的所有參與方從項(xiàng)目概念方案產(chǎn)生到完全拆除的整個(gè)生命周期內(nèi)，都能夠在模型中操作信息和在信息中操作模型，從根本上改變從業(yè)人員依靠圖紙進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理的工作方式，實(shí)現(xiàn)在建設(shè)項(xiàng)目全生命周期內(nèi)提高工作效率和質(zhì)量以及減少錯(cuò)誤和風(fēng)險(xiǎn)的目標(biāo)。

1 BIM技術(shù)在建筑施工企業(yè)中的應(yīng)用價(jià)值

B I M是通過(guò)計(jì)算機(jī)三維模型所形成的數(shù)據(jù)庫(kù)，包含建筑施工周期中大量重要的信息數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)庫(kù)信息在建筑施工全過(guò)程中動(dòng)態(tài)變化調(diào)整并可以及時(shí)準(zhǔn)確地調(diào)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中包含的相關(guān)數(shù)據(jù)，加快決策進(jìn)度、提高決策質(zhì)量，從而提高項(xiàng)目質(zhì)量，降低項(xiàng)目成本，增加項(xiàng)目利潤(rùn)。

B I M是事前的模擬技術(shù)。B I M在施工之前能夠提供一種基于計(jì)算機(jī)進(jìn)行工作成果、績(jī)效指標(biāo)以及生產(chǎn)過(guò)程模擬的手段，使得工作之前就可以通過(guò)可視化方式知道過(guò)程或者成果中存在的問(wèn)題，從而提前進(jìn)行方案改進(jìn)和優(yōu)化，提高施工的質(zhì)量，減少浪費(fèi)，創(chuàng)造價(jià)值。

施工單位通過(guò)B I M的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的精細(xì)化管理。在施工階段B I M與設(shè)計(jì)階段不同，施工階段的工作目標(biāo)是實(shí)際項(xiàng)目，而B I M成為實(shí)際項(xiàng)目的“計(jì)算機(jī)虛擬映像”而包含了實(shí)際項(xiàng)目所需的所有必要信息。這就是為何在施工階段，只有將B I M模型與實(shí)際項(xiàng)目虛實(shí)結(jié)合，才能對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行有效過(guò)程管控。建筑項(xiàng)目產(chǎn)品不像制造業(yè)產(chǎn)品，建造過(guò)程項(xiàng)目管理所需要的數(shù)據(jù)復(fù)雜且難以標(biāo)準(zhǔn)化，而B I M三維信息技術(shù)不但解決了海量數(shù)據(jù)管理難題，而且解決了信息孤島問(wèn)題，數(shù)據(jù)能夠完全共享。當(dāng)工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息在動(dòng)態(tài)的建設(shè)過(guò)程中進(jìn)行有效地創(chuàng)造、計(jì)算、管理、共享，使各管理崗位，各協(xié)作單位快速、準(zhǔn)確獲得數(shù)據(jù)成為項(xiàng)目能夠成功的關(guān)鍵。

2 BIM技術(shù)在建筑施工企業(yè)中的應(yīng)用方法

2.1 輔助投標(biāo)及方案實(shí)施

在競(jìng)爭(zhēng)的壓力下，施工單位為了贏得建設(shè)項(xiàng)目投標(biāo)，采用B I M技術(shù)來(lái)展示自己施工方案的可行性及優(yōu)勢(shì)，從而提高自身的競(jìng)爭(zhēng)力。圖1展示了某辦公樓項(xiàng)目的可視化施工方案，包括施工工序、資源調(diào)配、進(jìn)度安排等信息，用于項(xiàng)目投標(biāo)，由此建設(shè)單位可以清楚地了解整個(gè)施工過(guò)程或方法。另外，在大型復(fù)雜建筑工程施工過(guò)程中，施工工序通常也比較復(fù)雜。為保證施工的順利進(jìn)行、減少返工，施工單位采用B I M技術(shù)進(jìn)行施工方案的模擬與分析，在真實(shí)施工開(kāi)始之前找出合理的施工方案，同時(shí)便于與分包單位協(xié)作與溝通。

圖1 某辦公樓項(xiàng)目的可視化投標(biāo)施工方案

施工單位基于建設(shè)單位的施工招標(biāo)信息，采用B I M技術(shù)將初步制定的施工方案可視化，并制定投標(biāo)方案、參與投標(biāo)。中標(biāo)后，施工單位通常會(huì)與分包單位協(xié)作將施工方案細(xì)化并采用B I M技術(shù)進(jìn)行方案模擬優(yōu)化分析，經(jīng)過(guò)多次模擬后提出可行的施工方案進(jìn)行指導(dǎo)實(shí)際施工。

2.2 碰撞檢查

某研究表明工程建設(shè)行業(yè)的浪費(fèi)高達(dá)57%，而因圖紙錯(cuò)誤導(dǎo)致的設(shè)計(jì)變更或者返工造成的進(jìn)度與成本的浪費(fèi)和損失也是司空見(jiàn)慣。

碰撞檢查是指在電腦中提前預(yù)警工程項(xiàng)目中各不同專業(yè)（結(jié)構(gòu)、暖通、消防、給排水、電氣橋架等）在空間上的碰撞沖突。碰撞分硬碰撞和軟碰撞（間隙碰撞）兩種，硬碰撞指實(shí)體與實(shí)體之間交叉碰撞，軟碰撞指實(shí)體間實(shí)際并沒(méi)有碰撞，但間距和空間無(wú)法滿足相關(guān)施工要求。例如，空間中兩根管道并排架設(shè)時(shí)，因?yàn)橐紤]到安裝、保溫等要求，兩者之間必須有一定的間距，如果這個(gè)間距不夠，即使兩者未直接碰撞，但其設(shè)計(jì)是不合理的。目前B I M的碰撞檢查應(yīng)用主要集中在硬碰撞。通常碰撞問(wèn)題出現(xiàn)最多的是安裝工程中各專業(yè)設(shè)備管線之間的碰撞、管線與建筑結(jié)構(gòu)部分的碰撞以及建筑結(jié)構(gòu)本身的碰撞。

應(yīng)用B I M技術(shù)進(jìn)行三維管線的碰撞檢查，不但能夠徹底消除硬碰撞、軟碰撞，優(yōu)化施工設(shè)計(jì)，減少在建筑施工階段可能存在的錯(cuò)誤損失和返工的可能性，而且優(yōu)化凈空，優(yōu)化管線排布方案。最后施工人員可以利用碰撞優(yōu)化后的三維管線方案，進(jìn)行施工交底、施工模擬，提高施工質(zhì)量、同時(shí)也提高了與業(yè)主的溝通能力。

進(jìn)行碰撞檢查前，先應(yīng)用B I M相關(guān)軟件創(chuàng)建各專業(yè)三維B I M模型并且各專業(yè)人員要對(duì)B I M模型的準(zhǔn)確性、合理性進(jìn)行審核，審核完畢后通過(guò)B I M集成應(yīng)用平臺(tái)自動(dòng)查找工程中結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與機(jī)電安裝、機(jī)電安裝各專業(yè)之間的碰撞點(diǎn)并提供相應(yīng)的碰撞檢測(cè)報(bào)告。施工前根據(jù)碰撞檢查報(bào)告中的位置信息、標(biāo)高信息，進(jìn)一步深化施工圖紙，及時(shí)調(diào)整施工方案，可以避免因碰撞返工引起的質(zhì)量問(wèn)題，加快施工進(jìn)度，減少不必要的人工、材料等成本支出。

2.3 為預(yù)制加工提供精確尺寸

傳統(tǒng)的構(gòu)件制作是完全由人工根據(jù)施工圖紙和現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行測(cè)量、劃分、校核、制作、安裝的，在此過(guò)程中要受到工期、大量的計(jì)算統(tǒng)計(jì)過(guò)程、材料質(zhì)量管理、施工人員制作水平等問(wèn)題的困擾，圖紙僅起到了指導(dǎo)施工的作用，直接拿來(lái)指導(dǎo)預(yù)制加工則無(wú)法保證其準(zhǔn)確度。B I M技術(shù)的使用則為解決上述技術(shù)難題提供了更有力的保證。傳統(tǒng)二維圖紙中的點(diǎn)和線不具備存儲(chǔ)信息的功能，而B I M技術(shù)則是還原建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電系統(tǒng)等專業(yè)于本色，以數(shù)字化的可視模型來(lái)包含實(shí)際物體的屬性參數(shù)、空間關(guān)系，每一個(gè)模型構(gòu)件都是有意義的實(shí)體存在，準(zhǔn)確的反映了實(shí)際情況。

構(gòu)件預(yù)制加工是預(yù)先在建模的時(shí)候就將施工所需構(gòu)件的材質(zhì)、尺寸、類型等一些參數(shù)輸入到模型當(dāng)中，然后將模型根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，待模型調(diào)整到與現(xiàn)場(chǎng)一致的時(shí)候再將構(gòu)件的材質(zhì)、尺寸、類型等信息導(dǎo)成一張完整的預(yù)制加工圖，將圖紙發(fā)給制作單位進(jìn)行預(yù)制加工，等實(shí)際施工時(shí)將預(yù)制好的構(gòu)件送到現(xiàn)場(chǎng)安裝。

石材、門窗、鋼結(jié)構(gòu)、機(jī)電管道等進(jìn)行工廠化預(yù)制后再到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝，運(yùn)用B I M導(dǎo)出的數(shù)據(jù)可以極大程度地減少預(yù)制構(gòu)件的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪工作量，同時(shí)還有效提高了構(gòu)件預(yù)制加工的準(zhǔn)確性和速度，使原本粗放性、分散性的施工模式變?yōu)榧苫?、模塊化的現(xiàn)場(chǎng)施工模式，從而很好地解決了現(xiàn)場(chǎng)加工場(chǎng)地狹小、垂直運(yùn)輸困難、加工質(zhì)量難以控制等問(wèn)題，為提高工作效率、降低工作成本提高了關(guān)鍵作用。

預(yù)制加工將工作重心由安裝現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)移到加工車間，由施工的手工操作為主，變?yōu)橐岳^續(xù)操作為主，使生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，有利于提高生產(chǎn)效率；預(yù)制過(guò)程中的機(jī)械化程度的提高，可節(jié)省相當(dāng)量的勞動(dòng)力；工人工作的內(nèi)容還可以進(jìn)一步專業(yè)化，使工人的操作水平易于提高，同時(shí)可以啟用技術(shù)低的工人來(lái)完成難度較大、技術(shù)性較強(qiáng)的預(yù)制加工任務(wù)。

2.4 進(jìn)度管理

B I M模型不是一個(gè)單一的圖形化模型，它包含著從構(gòu)件材質(zhì)到尺寸數(shù)量以及項(xiàng)目位置和周圍環(huán)境等完整的建筑信息。利用編制項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃的相關(guān)軟件產(chǎn)生施工進(jìn)度計(jì)劃，首先將項(xiàng)目目標(biāo)進(jìn)行分解，判斷并輸入工期的估值，創(chuàng)建時(shí)間列表并按大綱的形式將其組織起來(lái)，給各個(gè)任務(wù)配置資源，決定這些任務(wù)之間的關(guān)系并指定日期。將B I M模型的構(gòu)件與進(jìn)度表聯(lián)系，形成4D模型以直觀展示施工進(jìn)程。

利用4D模型模擬實(shí)際施工建造過(guò)程，通過(guò)虛擬建造，可以檢查進(jìn)度計(jì)劃的工期估值是否合理，即各工作的持續(xù)時(shí)間是否合理，工作之間的邏輯關(guān)系是否準(zhǔn)確等，從而對(duì)項(xiàng)目的進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行檢查和優(yōu)化。將優(yōu)化后的四維虛擬建造動(dòng)畫展示給項(xiàng)目的施工人員，可以讓他們直觀了解項(xiàng)目的具體情況和整個(gè)施工過(guò)程，更深層次地理解設(shè)計(jì)意圖和施工方案要求，減少因信息傳達(dá)錯(cuò)誤而給施工過(guò)程帶來(lái)不必要的問(wèn)題，加快施工進(jìn)度和提高項(xiàng)目建造的質(zhì)量，保證項(xiàng)目決策盡快執(zhí)行。

在工程施工中，利用4D模型可以使全體參建人員很快理解進(jìn)度計(jì)劃的重要節(jié)點(diǎn)；同時(shí)收集項(xiàng)目進(jìn)展信息資料，進(jìn)度計(jì)劃通過(guò)實(shí)際進(jìn)展與模型的對(duì)應(yīng)表示，很容易發(fā)現(xiàn)施工差距，及時(shí)采取措施，進(jìn)行糾偏調(diào)整；即使遇到設(shè)計(jì)變更、施工圖更改，也可以很快速的聯(lián)動(dòng)修改進(jìn)度計(jì)劃。

B I M技術(shù)讓進(jìn)度控制有依可尋、有據(jù)可控，使我們能夠精確控制每項(xiàng)工作，為達(dá)到進(jìn)度履約提供了可靠的保障。

2.5 安全管理

安全管理是企業(yè)的命脈，需要在施工管理中編寫相關(guān)安全管理措施，其主要目的是要抓住施工薄弱環(huán)節(jié)和關(guān)鍵部位。但傳統(tǒng)施工管理中，往往只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)規(guī)范要求編寫相關(guān)安全措施，針對(duì)性不強(qiáng)。在B I M的作用下，這種情況將會(huì)有所改善。

傳統(tǒng)的施工中，施工場(chǎng)地的布置遵循總體規(guī)劃，但在施工現(xiàn)場(chǎng)還是可能會(huì)由于各專業(yè)作業(yè)時(shí)間的交錯(cuò)、施工界面的交錯(cuò)，使得物料堆放混亂，各專業(yè)物料交錯(cuò)，使得工作效率降低，甚至還可能發(fā)生安全隱患。B I M的應(yīng)用對(duì)現(xiàn)場(chǎng)起到了指導(dǎo)作用。B I M模型表現(xiàn)的是施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，B I M根據(jù)進(jìn)度安排和各專業(yè)工作的交錯(cuò)關(guān)系，通過(guò)軟件平臺(tái)，合理規(guī)劃物料的進(jìn)場(chǎng)時(shí)間、堆放空間并規(guī)劃取料路徑，有針對(duì)性地布置臨時(shí)用水、用電位置，在各個(gè)階段確?，F(xiàn)場(chǎng)施工整齊有序，提高施工效率。即使臨時(shí)出現(xiàn)施工順序變動(dòng)或各工種工作時(shí)間拖延，B I M仍可根據(jù)信息模型實(shí)時(shí)分析調(diào)整。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的模擬，還可以有針對(duì)性的編寫安全管理措施。

現(xiàn)場(chǎng)防火設(shè)備的布置多著眼于平面，以覆蓋直徑范圍為依據(jù)，對(duì)于實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的情況考慮并不完善，一方面因?yàn)閳D紙表現(xiàn)的僅只有平面，另一方面立面的建造是由時(shí)間的推進(jìn)逐步建設(shè)起來(lái)的，使得在制定方案的時(shí)候無(wú)法實(shí)時(shí)全面動(dòng)態(tài)的考慮變化過(guò)程。結(jié)合施工進(jìn)度規(guī)劃、現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度情況和現(xiàn)場(chǎng)物料布置堆放，可較為完善地分析安全死角，具有針對(duì)性地對(duì)某些局部存在較大安全隱患的部位設(shè)置安全消防設(shè)施。如在臨時(shí)配電點(diǎn)，配置較為完善的消防措施。通過(guò)B I M的軟件平臺(tái)模擬，還可根據(jù)各階段的建筑模型模擬火災(zāi)逃生情況，在火災(zāi)逃生路徑上有針對(duì)性的布置臨時(shí)消防裝置，以使在火災(zāi)發(fā)生時(shí)可保證人員安全撤離現(xiàn)場(chǎng)，減少人員和物料的損失。

2.6 施工組織協(xié)調(diào)管理

建設(shè)項(xiàng)目施工管理失敗的主要原因之一是缺乏足夠的信息溝通和共享。工程項(xiàng)目的成功建設(shè)依賴于項(xiàng)目各參與方的交流和協(xié)作。當(dāng)前項(xiàng)目參與各方通常將需要傳遞很多的信息，傳播介質(zhì)以二維的圖紙、文字說(shuō)明為主，由于這些信息并非完全一致和同步更新，交流起來(lái)很困難。

B I M利用三維可視化的模型及龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)支持則可以改善這個(gè)問(wèn)題。在企業(yè)內(nèi)部的組織協(xié)調(diào)管理工作中，可以搭建總承包單位和分包單位協(xié)同工作平臺(tái)，通過(guò)B I M模型統(tǒng)計(jì)出來(lái)的工程量合理安排人員和物資，做到人盡其能、物盡其用；在企業(yè)對(duì)外的組織協(xié)調(diào)工作中，有了B I M這樣一個(gè)信息交流的平臺(tái)，可以使業(yè)主、設(shè)計(jì)院、咨詢公司、施工總承包、專業(yè)分包、材料供應(yīng)商等眾多單位在同一個(gè)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，使溝通更為便捷、協(xié)作更為緊密、管理更為有效。

2.7 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控

在施工過(guò)程中，還可以用B I M與數(shù)碼設(shè)備相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的監(jiān)控模式，更有效地管理施工現(xiàn)場(chǎng)，監(jiān)控施工質(zhì)量，使現(xiàn)場(chǎng)管理人員把不用大量的時(shí)間用在現(xiàn)場(chǎng)的巡視監(jiān)控上，可以把更多的精力用在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的提前預(yù)控和對(duì)重要部位、關(guān)鍵產(chǎn)品的嚴(yán)格把關(guān)等準(zhǔn)備工作上，這樣不僅提高了工作效率，相應(yīng)減少管理人員數(shù)量，還可以幫助管理人員在盡早發(fā)現(xiàn)并制止質(zhì)量問(wèn)題成為現(xiàn)實(shí)。同時(shí)，還能使工程項(xiàng)目的遠(yuǎn)程管理成為可能，使項(xiàng)目各參與方的負(fù)責(zé)人都能在第一時(shí)間了解現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。

3 結(jié)語(yǔ)

本文歸納總結(jié)了B I M技術(shù)在施工企業(yè)中的現(xiàn)有應(yīng)用模式并對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)剖析，基于 B I M的工程管理模式是創(chuàng)建信息、管理信息、共享信息的數(shù)字化方式，是建設(shè)行業(yè)數(shù)字化管理的發(fā)展趨勢(shì)，可以預(yù)期施工企業(yè)如能建立以B I M應(yīng)用為載體的項(xiàng)目管理信息化體系，必將有效提升項(xiàng)目生產(chǎn)效率、提高建筑質(zhì)量、縮短工期、降低建造成本。

盡管B I M技術(shù)在施工領(lǐng)域的應(yīng)用還處于初期階段，仍然需要積極探索與實(shí)踐，但是可以認(rèn)為，基于B I M的虛擬建造技術(shù)不僅是可行的，而且會(huì)對(duì)我國(guó)工程項(xiàng)目管理的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

［1］趙 彬，王友群，牛博生.基于B I M的4D虛擬建造技術(shù)在工程項(xiàng)目進(jìn)度管理中的應(yīng)用［J］.建筑經(jīng)濟(jì)，2011，（9）：95-97.

［2］李 恒，郭紅領(lǐng)，黃 霆，等.B I M在建設(shè)項(xiàng)目中應(yīng)用模式研究［J］.工程管理學(xué)報(bào)，2010，（5）：57-61.

［3］王廣斌，張 洋，楊學(xué)英，等.工程項(xiàng)目建設(shè)信息化發(fā)展方向——虛擬設(shè)計(jì)與施工［J］.武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2008，（2）：92-95.

［4］葛文蘭.B I M第二維度：項(xiàng)目不同參與方的B I M應(yīng)用［M］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.