楊樹(shù)瑞+張明慧+馮義顯

摘 要： 本文介紹了BIM技術(shù)在建筑行業(yè)的發(fā)展情況，具體闡述和分析了BIM技術(shù)在施工管理中的應(yīng)用，包括工程信息集成管理上的應(yīng)用、工程項(xiàng)目深化設(shè)計(jì)上的應(yīng)用、工程質(zhì)量過(guò)程管理上的應(yīng)用、工程施工進(jìn)度管理上的應(yīng)用、施工場(chǎng)地優(yōu)化管理上的應(yīng)用、BIM5D在施工成本控制上的應(yīng)用六方面。

關(guān)鍵詞： BIM技術(shù) 施工管理 發(fā)展與應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及和發(fā)展，在建筑工程施工中采用智能方法極大地促進(jìn)了施工技術(shù)和管理水平的提升，從而推動(dòng)施工學(xué)科的不斷進(jìn)步和發(fā)展。通過(guò)在建筑工程施工中引入BIM技術(shù)的工程實(shí)踐證明，建筑工程施工應(yīng)用BIM技術(shù)已經(jīng)成為可能，用BIM技術(shù)研究建筑工程施工，有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)工程項(xiàng)目的精細(xì)化管理和促進(jìn)施工技術(shù)的進(jìn)步。

1.BIM技術(shù)在建筑行業(yè)的發(fā)展情況

BIM，即建筑信息模型（Building Information Modeling）是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立。它讓設(shè)計(jì)、建造、管理同一在一個(gè)平臺(tái)下工作，是建筑工程的集成管理環(huán)境，可以使建筑工程在其整個(gè)進(jìn)程中顯著提高效率、大量減少風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)樵谠缙谠O(shè)計(jì)階段就能發(fā)現(xiàn)后期真正施工階段所會(huì)出現(xiàn)的各種問(wèn)題，提前處理，為后期活動(dòng)打下堅(jiān)固基礎(chǔ)。在后期施工時(shí)能作為施工的實(shí)際指導(dǎo)，也能作為可行性指導(dǎo)，以提供合理的施工方案及人員，材料使用的合理配置，從而最大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)資源的合理運(yùn)用。

目前，工程項(xiàng)目規(guī)模日益擴(kuò)大，結(jié)構(gòu)形式愈加復(fù)雜，尤其是超大型工程項(xiàng)目層出不窮，使企業(yè)和項(xiàng)目都面臨巨大的投資風(fēng)險(xiǎn)、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和管理風(fēng)險(xiǎn)。然而，當(dāng)前的管理模式和信息化手段都無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)的需要。應(yīng)用BIM技術(shù)，從根本上解決建筑生命期各階段和各專業(yè)系統(tǒng)間信息斷層問(wèn)題，從設(shè)計(jì)、施工技術(shù)到管理全面提高信息化水平，已成為建設(shè)企業(yè)的迫切需求。

在BIM技術(shù)成為建筑業(yè)大勢(shì)所趨的今天，它能否在建筑施工領(lǐng)域得以推廣應(yīng)用主要受到以下幾方面的影響。

（1）BIM技術(shù)在建筑施工領(lǐng)域的應(yīng)用并不健全且不成熟，屬于剛剛興起，在沒(méi)有切實(shí)的技術(shù)保障和配套管理機(jī)制的情況下強(qiáng)制在單位或部門(mén)推廣是不太現(xiàn)實(shí)的。

（2）我國(guó)普遍存在項(xiàng)目設(shè)計(jì)周期短、工期緊張的情況，虛擬仿真技術(shù)在初期應(yīng)用過(guò)程中不可避免地會(huì)存在技術(shù)障礙，這有可能導(dǎo)致無(wú)法按期完成設(shè)計(jì)任務(wù)。

（3）BIM技術(shù)的應(yīng)用對(duì)計(jì)算機(jī)軟硬件的要求較高，需要較快的運(yùn)行速度和穩(wěn)定的操作性能及其高質(zhì)量的VR軟件等。

（4）BIM技術(shù)的應(yīng)用需要較高專業(yè)水平的技術(shù)人員，而目前一些施工技術(shù)人員的專業(yè)技能偏低，一定程度上約束了虛擬仿真技術(shù)在施工領(lǐng)域上的發(fā)展步伐。

（5）BIM的應(yīng)用會(huì)增加企業(yè)對(duì)人員及資金的投入，而目前大多數(shù)建筑企業(yè)對(duì)項(xiàng)目效益的追求是以“短、平、快”為宗旨，因此對(duì)虛擬仿真技術(shù)在施工領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生了阻力[1]。

后危機(jī)時(shí)代，實(shí)體經(jīng)濟(jì)走弱、融資成本與人力成本的高漲、加之低碳節(jié)能對(duì)建筑行業(yè)提出了更新更高的要求，建筑轉(zhuǎn)型之路迫在眉睫。虛擬仿真技術(shù)的出現(xiàn)和成熟，將成為當(dāng)前建筑企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的最大法寶。目前的實(shí)踐與調(diào)研的結(jié)果顯示，BIM技術(shù)對(duì)提升項(xiàng)目中標(biāo)率、成本過(guò)程管理、質(zhì)量與安全管理，提升工作效率等有非常大的價(jià)值。

2.BIM技術(shù)給工程建設(shè)帶來(lái)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

在這種工程項(xiàng)目愈加復(fù)雜、行業(yè)利潤(rùn)不斷縮水的情況下，企業(yè)如何進(jìn)行成本控制，盡可能地為企業(yè)創(chuàng)造利潤(rùn)變得尤為重要。在當(dāng)前的建造行業(yè)中，傳統(tǒng)的施工現(xiàn)場(chǎng)管理技術(shù)已經(jīng)不能滿足當(dāng)代工程項(xiàng)目的需要，隨著B(niǎo)IM技術(shù)的推廣和不斷發(fā)展，建筑工程管理信息化、過(guò)程化、精細(xì)化成為可能，從而實(shí)行施工現(xiàn)場(chǎng)的精細(xì)化管理成為必然趨勢(shì)，并不斷得到完善。

BIM5D是在3D建筑信息模型基礎(chǔ)上，融入“時(shí)間進(jìn)度信息”與“成本造價(jià)信息”，形成由“3D模型+進(jìn)度+成本”的具有五個(gè)維度的建筑信息模型。

BIM5D可以讓項(xiàng)目管理人員在施工前預(yù)測(cè)項(xiàng)目建造過(guò)程中每個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的施工現(xiàn)場(chǎng)布置、大型機(jī)械及措施布置方案，還可以預(yù)測(cè)每月、每周所需的資金、材料、勞動(dòng)力情況，提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并優(yōu)化。同時(shí)，將施工模擬應(yīng)用于項(xiàng)目全過(guò)程，可以真正做到前期指導(dǎo)施工、過(guò)程把控施工、結(jié)果校核施工，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的精細(xì)化管理。

3.BIM技術(shù)在施工管理中的應(yīng)用

（1）工程信息集成管理上的應(yīng)用

在工程項(xiàng)目施工的前期設(shè)計(jì)階段，涉及海量的工程信息數(shù)據(jù)，不同專業(yè)的設(shè)計(jì)人員所掌握的數(shù)據(jù)都不盡相同，項(xiàng)目管理人員不能全面而精確的掌握各方面的相關(guān)信息。BIM技術(shù)可以讓項(xiàng)目管理人員快速準(zhǔn)確地獲得工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，協(xié)助管理人員進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)的精細(xì)化管理工作[2]。

BIM5D技術(shù)實(shí)現(xiàn)了接口開(kāi)放，能夠兼容目前市場(chǎng)上主流的BIM建模軟件如Revit、MagiCAD、Tekla、算量軟件等，將其所建造的BIM信息模型在軟件中進(jìn)行集成，形成一個(gè)包含全部專業(yè)信息的BIM建筑模型，再將項(xiàng)目上的安全、質(zhì)量、圖紙、文檔等工程資料信息錄入BIM信息模型中，根據(jù)時(shí)空維度、構(gòu)件類型等進(jìn)行匯總統(tǒng)一管理，建立一個(gè)強(qiáng)大的BIM數(shù)據(jù)庫(kù)，保證項(xiàng)目管理人員快速、準(zhǔn)確地查看所有專業(yè)的項(xiàng)目信息，獲取工程數(shù)據(jù)，進(jìn)行項(xiàng)目統(tǒng)籌管理，為相關(guān)決策提供依據(jù)，大大提升工程項(xiàng)目相關(guān)人員的工作效率。

（2）工程項(xiàng)目深化設(shè)計(jì)上的應(yīng)用

在傳統(tǒng)項(xiàng)目管理模式下，在施工設(shè)計(jì)過(guò)程中都是運(yùn)用二維審圖法進(jìn)行審核，但二維審圖無(wú)法準(zhǔn)確全面地發(fā)現(xiàn)各專業(yè)設(shè)計(jì)上的不足，導(dǎo)致在施工過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)各專業(yè)之間的碰撞問(wèn)題。然而B(niǎo)IM審圖（碰撞檢查）技術(shù)顛覆了傳統(tǒng)的二維審圖方式，以三維模型為基礎(chǔ)，擺脫對(duì)經(jīng)驗(yàn)的依賴，用計(jì)算機(jī)代替人腦，利用BIM技術(shù)，快速、全面、準(zhǔn)確地預(yù)知項(xiàng)目存在的問(wèn)題，并一鍵返回建模軟件，快速修改，從而提高工作效率，增進(jìn)溝通，提升項(xiàng)目管理能力。而且BIM審圖能與土建、安裝、Revit、MagiCAD軟件共享模型，實(shí)現(xiàn)一次建模，多次應(yīng)用。

（3）工程質(zhì)量過(guò)程管理上的應(yīng)用

在施工管理過(guò)程中，對(duì)于工程質(zhì)量的把控至關(guān)重要，而且施工工序繁雜，材料眾多，如何從源頭上控制材料質(zhì)量、從工序上創(chuàng)建過(guò)程精品成為急需解決的問(wèn)題。

對(duì)于工程項(xiàng)目中工序復(fù)雜，技術(shù)交底不夠直觀具體的現(xiàn)象，利用BIM5D軟件技術(shù)復(fù)雜工序模擬的功能，技術(shù)人員可在軟件中編制項(xiàng)目的施工順序并將每一個(gè)工序與其對(duì)應(yīng)的工程模型構(gòu)件進(jìn)行關(guān)聯(lián)，對(duì)模型賦予工序信息，利用動(dòng)畫(huà)的效果直觀展示復(fù)雜工序的運(yùn)作過(guò)程。通過(guò)BIM5D的虛擬復(fù)雜工序展示，技術(shù)人員和實(shí)施人員對(duì)工序過(guò)程了如指掌，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工序設(shè)計(jì)或?qū)嶋H實(shí)施過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，從而減少工程進(jìn)展過(guò)程中因施工工序帶來(lái)的一系列工程問(wèn)題。

（4）工程施工進(jìn)度管理上的應(yīng)用

傳統(tǒng)項(xiàng)目管理過(guò)程中施工進(jìn)度是由技術(shù)人員通過(guò)制作大量的進(jìn)度圖表及相關(guān)材料的形式展示說(shuō)明的，效果不夠直觀具體，缺乏施工經(jīng)驗(yàn)的人員不能很好地了解工程進(jìn)度安排。利用BIM5D軟件技術(shù)，施工技術(shù)人員可以對(duì)工程進(jìn)行流水段按區(qū)按塊劃分，編制網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃，并將計(jì)劃與對(duì)應(yīng)的構(gòu)件模型相關(guān)聯(lián)，即在模型中添加時(shí)間維度的相關(guān)信息，進(jìn)行虛擬施工，直觀快速地將施工計(jì)劃與實(shí)際進(jìn)展進(jìn)行展示，達(dá)到可視化效果，并且可以得出隨著施工發(fā)展過(guò)程中的項(xiàng)目工程量、資金、資源量的發(fā)展曲線，使得施工方、監(jiān)理方和業(yè)主方對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)展情況及工程項(xiàng)目的各種問(wèn)題了如指掌。對(duì)潛在問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)協(xié)調(diào)，大大提高項(xiàng)目管理人員對(duì)整體和局部的施工進(jìn)度情況進(jìn)行把控的能力。

（5）施工場(chǎng)地優(yōu)化管理上的應(yīng)用

施工場(chǎng)地是建造建筑物的場(chǎng)所，是企業(yè)創(chuàng)造價(jià)值的地方，施工場(chǎng)地的布置情況將直接影響工程項(xiàng)目是否能夠安全、有序的進(jìn)展。由于在項(xiàng)目工程的施工場(chǎng)地中包含因素很多，如建筑單體、設(shè)備、設(shè)施等，涉及內(nèi)容多而繁雜。并且在項(xiàng)目實(shí)際發(fā)展過(guò)程中，整體的施工場(chǎng)地布置在不同的施工階段，處于不同的狀態(tài)。為此，BIM5D軟件技術(shù)提供工況設(shè)置功能，結(jié)合場(chǎng)地布置、3DMAX等軟件進(jìn)行項(xiàng)目施工各個(gè)階段的施工場(chǎng)地情況設(shè)置。技術(shù)人員可以將工程場(chǎng)地、建筑單體、場(chǎng)地設(shè)施、設(shè)備導(dǎo)入5D軟件中對(duì)各個(gè)階段的場(chǎng)地施工狀況進(jìn)行設(shè)置，直觀的展示各個(gè)階段的工況情況。管理和技術(shù)人員及時(shí)判斷各階段的施工場(chǎng)地安排的合理性，對(duì)目前可能存在的問(wèn)題及時(shí)調(diào)整，對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行優(yōu)化管理。

（6）BIM5D在施工成本控制上的應(yīng)用

成本管理與控制是進(jìn)行項(xiàng)目精細(xì)化管理的根本，在很多項(xiàng)目管理失敗的案例中，我們發(fā)現(xiàn)大多數(shù)原因都是由于項(xiàng)目管理人員對(duì)工程項(xiàng)目的前期預(yù)算及成本控制不到位而造成的。通過(guò)管理已建立的BIM模型，計(jì)算對(duì)應(yīng)于各施工階段的勞務(wù)、材料、設(shè)備等的需用量及預(yù)算成本，從而制訂材料需求計(jì)劃及成本計(jì)劃。在每個(gè)施工階段開(kāi)始前，可以根據(jù)材料需求計(jì)劃，對(duì)作業(yè)班組進(jìn)行限額領(lǐng)料，以便避免材料方面的超支。在項(xiàng)目施工過(guò)程中，根據(jù)施工完成情況，該模型用于計(jì)算所完成的工程量并向業(yè)主報(bào)量。在每個(gè)施工階段完成后，可對(duì)施工實(shí)際支出進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并將其與上述成本計(jì)劃進(jìn)行比較，若前者較大，則需要通過(guò)分析制定下一階段的壓縮成本措施，以便最終將成本盡可能地控制在預(yù)算之內(nèi)。同時(shí)，通過(guò)BIM5D技術(shù)可以多維度地對(duì)工程量、資源量、分包量等進(jìn)行快速準(zhǔn)確的查詢，使施工方、監(jiān)理和業(yè)主方對(duì)工程項(xiàng)目的整體及局部工程成本了如指掌。

4.結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，BIM技術(shù)在美國(guó)、日本等國(guó)家和中國(guó)香港地區(qū)的建筑工程領(lǐng)域取得了大量應(yīng)用成果。國(guó)內(nèi)不少具有前瞻性與戰(zhàn)略眼光的施工企業(yè)開(kāi)始思考如何應(yīng)用BIM技術(shù)提升項(xiàng)目管理水平與企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。BIM技術(shù)應(yīng)用在施工管理中，大大縮減了工期和成本，提高了工程質(zhì)量，已成為實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)跨越式發(fā)展與科技創(chuàng)新的重要手段。

參考文獻(xiàn)：

[1]王金鋒，易興中.虛擬仿真技術(shù)在建筑工程施工中的應(yīng)用[J].工程科技.

[2]應(yīng)于墾.利用BIM搭建項(xiàng)目精細(xì)化管理平臺(tái)[J].新魯班，2011，2.