嚴(yán)偉民 熊宇璟 黃賀琴 胡 敏 譚詩思 湖南軟件職業(yè)學(xué)院

引言

在大型工程項(xiàng)目中，因?yàn)樯婕暗降沫h(huán)節(jié)眾多，使得工程呈現(xiàn)復(fù)雜性，常規(guī)的管理模式即便是再努力也會在后續(xù)出現(xiàn)一系列問題。BIM技術(shù)本身是匯聚了生命周期的建筑行業(yè)信息化管理新模式，在國外的各項(xiàng)大型工程中都有著廣泛應(yīng)用，基于BIM技術(shù)能為項(xiàng)目成本管理提供有效的幫助，達(dá)到節(jié)約成本提升經(jīng)濟(jì)效益的目的?；贐IM技術(shù)可以協(xié)調(diào)各環(huán)節(jié)的工作，做到精準(zhǔn)把控，是我國未來建筑行業(yè)應(yīng)用的大方向。

一、BIM技術(shù)產(chǎn)生的背景

BIM源于國外，翻譯過來為建筑信息模型。在國外工程施工中更加強(qiáng)調(diào)生命周期，BIM就是基于這種理念誕生的信息化管理方式。并在大型工程中得到廣泛的應(yīng)用，在施工期間進(jìn)行有效的方案管理、數(shù)據(jù)模擬等操作，屬于高效的信息技術(shù)。在整個(gè)工程周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)對項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)等方面的數(shù)據(jù)模擬，優(yōu)化方案，兼顧到施工環(huán)節(jié)中的每一個(gè)細(xì)節(jié)并合理安排，是建筑行業(yè)大力推行的高新技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)化施工。

BIM技術(shù)的優(yōu)勢在于應(yīng)用在工程中，可以有效提升工程價(jià)值。根據(jù)不同的項(xiàng)目構(gòu)建交匯、共享、成本等方面構(gòu)建數(shù)據(jù)模型，幫助節(jié)約各項(xiàng)目成本管理的開銷。其核心理念在于信息分配，借助自身性能對工程的整體信息進(jìn)行分析，以具象化的方式將工程建筑模型呈現(xiàn)出來，幫助施工人員找到施工中隱藏的問題和難點(diǎn)，有利于工程合理開展。

BIM技術(shù)核心優(yōu)勢是借助計(jì)算機(jī)對工程整體的風(fēng)險(xiǎn)與質(zhì)量進(jìn)行精確的計(jì)算和評估。在大型工程模型構(gòu)建的過程中，應(yīng)用BIM技術(shù)可以有效打破以往傳統(tǒng)二維的不足之處，以三維的方式進(jìn)行繪制，基于建立數(shù)據(jù)構(gòu)建出立體模型結(jié)構(gòu)。模型本身具有可視化特征，施工人員可以根據(jù)模型對工程的整體構(gòu)造進(jìn)行全方位的觀測。BIM技術(shù)同時(shí)可以根據(jù)建筑項(xiàng)目為其提供更好的方案，根據(jù)設(shè)計(jì)者的實(shí)際需求，提供工程風(fēng)險(xiǎn)處理方案，有效應(yīng)對各種突發(fā)情況。

BIM技術(shù)自打被研發(fā)出來之后，在建筑行業(yè)得到了廣泛的普及，是國外建筑行業(yè)應(yīng)用的重要技術(shù)。因?yàn)槠浔旧淼膬?yōu)越性，人們也根據(jù)時(shí)代發(fā)展不斷優(yōu)化其功能，意在獲取最大的效益。當(dāng)前其研發(fā)工作也成為我國的研究重點(diǎn)，因?yàn)槠涿宽?xiàng)技術(shù)都具有良好的作用，在工程中有著不可替代的地位。其最關(guān)鍵的技術(shù)在于利用計(jì)算機(jī)對其進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)數(shù)據(jù)參數(shù)構(gòu)建三維模型數(shù)據(jù)庫，通過這項(xiàng)技術(shù)，管理人員可以通過模型對實(shí)際項(xiàng)目開展的情況進(jìn)行有效監(jiān)測。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果獲得決策的有效依據(jù)，在保證工程質(zhì)量的前提下，做出最佳決策，降低工程成本，為工程項(xiàng)目帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益。

二、BIM技術(shù)的特點(diǎn)

(一)信息化

BIM技術(shù)具有信息化的特點(diǎn)，并且這也是該技術(shù)最顯著的特點(diǎn)。BIM技術(shù)依據(jù)信息化建立工程建筑模型，更重要的是進(jìn)行信息集成。在對各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行測量、計(jì)算等環(huán)節(jié)中發(fā)揮著重要的作用。在工程建設(shè)期間，工程建筑基于BIM技術(shù)的作用下，實(shí)現(xiàn)了立體化、可視化等效果。可以從多角度對建筑進(jìn)行觀察，建立出來的模型經(jīng)過BIM技術(shù)呈現(xiàn)出完美的立體效果。

(二)簡便化

在工程管理方面，使用BIM技術(shù)應(yīng)用在管理工作中，可以有效提升管理效率，減少資源浪費(fèi)的現(xiàn)象?；贐IM技術(shù)工程管理，有效地提升了管理效率。對于工程各個(gè)項(xiàng)目都有直接影響，通過BIM技術(shù)工程管理中一些多余的流程被簡化，使得管理工作更加便捷。

(三)模擬性

BIM技術(shù)具有強(qiáng)大的模擬性，即根據(jù)建筑的設(shè)計(jì)方案，將參數(shù)輸入即可根據(jù)設(shè)計(jì)方案構(gòu)建出建筑的三維模型，方便施工人員與設(shè)計(jì)人員觀測。為工程設(shè)計(jì)提供有效數(shù)據(jù)，針對各環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)進(jìn)行真實(shí)模擬，為設(shè)計(jì)人員提供科學(xué)合理的參考依據(jù)，設(shè)計(jì)人員根據(jù)三維模型進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)方案[1]。BIM技術(shù)還能在施工前期對工程施工現(xiàn)場進(jìn)行模擬，便于發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場的不足，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。此外，還能對施工進(jìn)度進(jìn)行模擬，與實(shí)際施工現(xiàn)場的施工情況進(jìn)行實(shí)時(shí)聯(lián)系，把控施工期間的各項(xiàng)環(huán)節(jié)。在維護(hù)階段針對突發(fā)事件等進(jìn)行模擬，制定預(yù)防措施。

三、BIM技術(shù)在成本管理中的應(yīng)用

(一)工程設(shè)計(jì)階段

BIM技術(shù)在工程應(yīng)用中最具優(yōu)勢的特點(diǎn)就是可視化，在設(shè)計(jì)階段就可以依據(jù)設(shè)計(jì)方案對工程建筑構(gòu)建三維立體的虛擬模型。這樣可視化的將建筑展示出來，對于不同區(qū)域進(jìn)行信息交互有很大幫助。傳統(tǒng)工程施工中，設(shè)計(jì)圖紙通常是以二維的形式展現(xiàn)出來，呈現(xiàn)扁平化的效果，對于一些需要多角度觀察的效果都無法實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際施工中只能依靠施工人員的施工經(jīng)驗(yàn)與專業(yè)技術(shù)，并且在施工期間對于突發(fā)問題，經(jīng)常需要變動(dòng)設(shè)計(jì)方案，無法有效控制成本。應(yīng)用BIM技術(shù)則可以妥善解決這項(xiàng)問題，BIM根據(jù)設(shè)計(jì)人員的圖紙參數(shù)構(gòu)建出虛擬模型，設(shè)計(jì)人員在對模型觀察的過程中可以有效找出自身設(shè)計(jì)的缺陷，并及時(shí)作出調(diào)整。在應(yīng)用過程中，BIM技術(shù)基于三個(gè)方面進(jìn)行成本控制。

1.模型優(yōu)化

在工程項(xiàng)目成本管理中，設(shè)計(jì)部門為了合理控制成本，通常使用限額設(shè)計(jì)的方式。這樣設(shè)計(jì)的結(jié)果盡管減少了成本，但是在后續(xù)施工中會出現(xiàn)問題。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)階段過于注重成本問題，在人力、物力上下的功夫較多，對于后期維護(hù)等未能充分考慮，這也導(dǎo)致工程局部設(shè)計(jì)不夠合理，在后期出現(xiàn)問題。而BIM技術(shù)的可視化技術(shù)正好應(yīng)對這種現(xiàn)象進(jìn)行有效處理，通過計(jì)算機(jī)對明細(xì)表等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對設(shè)計(jì)區(qū)域進(jìn)行有效劃分，實(shí)現(xiàn)高精度計(jì)算結(jié)果，提升設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2.工期優(yōu)化

傳統(tǒng)工程中對于工期規(guī)劃時(shí)會采用甘特圖，主要根據(jù)規(guī)劃人員的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，在發(fā)布后會出現(xiàn)反復(fù)修改的情況，增加了項(xiàng)目成本。應(yīng)用了BIM技術(shù)后，規(guī)劃人員可以利用計(jì)算機(jī)對工期進(jìn)行模擬，自動(dòng)識別施工環(huán)節(jié)的重點(diǎn)位置，生成網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖，有效對工期進(jìn)行規(guī)劃，并且根據(jù)施工現(xiàn)場的情況進(jìn)行有效銜接。當(dāng)提前竣工時(shí)，為項(xiàng)目經(jīng)理提供決策依據(jù)，對施工進(jìn)度進(jìn)行調(diào)整，提高工程的經(jīng)濟(jì)效益。通過BIM技術(shù)，項(xiàng)目管理人員可以獲得一定實(shí)用性數(shù)據(jù)對決策有極大幫助。將獲得的數(shù)據(jù)經(jīng)過分析計(jì)算與實(shí)際情況結(jié)合，獲得工程造價(jià)的相關(guān)信息，便于管理人員進(jìn)行更精確的部署，提高決策的準(zhǔn)確性[2]。

進(jìn)入到項(xiàng)目決策的尾聲，需要借助BIM技術(shù)構(gòu)建建筑模型，從中獲取最優(yōu)質(zhì)的決策方案。并且將施工前期需要的相關(guān)材料、人員配置等數(shù)據(jù)進(jìn)行充分整合，初步擬定工程施工方案。通過BIM技術(shù)可以在施工前期將施工方案中存在的隱患及時(shí)排除，幫助施工人員直接發(fā)現(xiàn)問題。并基于相似工程數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對，結(jié)合以往處理經(jīng)驗(yàn)，為現(xiàn)有的施工問題提供更加優(yōu)質(zhì)的解決措施。

3.模擬施工

BIM技術(shù)基于信息化技術(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，可以將大量的工程參數(shù)信息存儲起來，根據(jù)數(shù)據(jù)參數(shù)對工程進(jìn)行模型。在BIM5D的技術(shù)中，原有的BIM技術(shù)構(gòu)建的模型與時(shí)間、造價(jià)共同構(gòu)成了5D，在實(shí)際應(yīng)用中可以以動(dòng)畫的形式將工程各階段的成果展示出來。與此同時(shí)，BIM5D可以在云信息平臺的幫助下將各項(xiàng)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)管道進(jìn)行有效整合，使其呈現(xiàn)在同一個(gè)三維模型中，互相產(chǎn)生信息交互。模型中呈現(xiàn)的精度非常高，通過有效的交互，實(shí)現(xiàn)多種項(xiàng)目共同展示、模擬施工，更明確、直觀的對交互工程進(jìn)行觀察。這也方便了設(shè)計(jì)人員根據(jù)交互時(shí)出現(xiàn)的問題進(jìn)行交流，及時(shí)對問題進(jìn)行處理。針對不足之處不斷完善，再觀察，將方案優(yōu)化到最佳模式，減少施工期間不斷變更設(shè)計(jì)圖紙的現(xiàn)象，降低工程造價(jià)成本。

(二)工程施工階段

BIM技術(shù)建造的模型具有共享性，設(shè)計(jì)單位在施工人員施工期間可以通過構(gòu)建的建筑模型對存在的問題進(jìn)行查找和觀察。當(dāng)出現(xiàn)工程細(xì)節(jié)變更時(shí)，只需要在三維模型中對需要修改的位置進(jìn)行標(biāo)注，相關(guān)的數(shù)據(jù)等也會根據(jù)標(biāo)注自動(dòng)發(fā)生變化，工程量根據(jù)數(shù)據(jù)變動(dòng)自適應(yīng)生成。

而對于施工方來說，這樣方便快捷的操作方式免去了各項(xiàng)繁雜的流程導(dǎo)致的工期延誤，簡化各項(xiàng)流程的同時(shí)，提升工作的準(zhǔn)確性。因?yàn)樾薷牡裙ぷ髦苯釉谌S模型中進(jìn)行，在后期工程竣工后，BIM會根據(jù)最后的施工情況生成相對應(yīng)的竣工圖，幫助施工單位減少時(shí)間成本。此外，BIM構(gòu)建的三維模型本身可以實(shí)現(xiàn)信息共享，各個(gè)施工單位在交接時(shí)也會基于模型提升交接效率。對于設(shè)計(jì)人員來說，所有工程施工期間的變更方案都會在BIM的數(shù)據(jù)庫中有詳細(xì)的記載，成本可控。傳統(tǒng)工程項(xiàng)目管理工作中，出現(xiàn)成本超標(biāo)等現(xiàn)象的原因，是因?yàn)槭┕がF(xiàn)場無法與設(shè)計(jì)進(jìn)行有效聯(lián)系，施工期間過多的項(xiàng)目變更增大了施工量和成本，最后與設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)方案不符。BIM技術(shù)在工程成本管理中的應(yīng)用，從根本上解決了以往工程成本管控問題。

(三)運(yùn)用維護(hù)階段

在傳統(tǒng)工程項(xiàng)目中，運(yùn)行維護(hù)階段信息都是以大量的紙質(zhì)方式進(jìn)行存儲，文件擺放呈現(xiàn)分散狀態(tài)[3]。維護(hù)人員在查找的時(shí)候非常吃力，需要浪費(fèi)大量的人工成本。并且紙質(zhì)數(shù)據(jù)不易保存，很容易出現(xiàn)遺失、損壞等現(xiàn)象。利用BIM 模型有效的將整體工程的相關(guān)信息進(jìn)行整合，在維護(hù)人員需要查找時(shí)，以三維的形式直觀呈現(xiàn)給維護(hù)人員，更有利于其根據(jù)信息完成維護(hù)工作，降低運(yùn)維成本。

四、結(jié)語

綜上所述，科學(xué)迅猛發(fā)展的今天。BIM技術(shù)在建筑行業(yè)大型建筑工程中得到廣泛應(yīng)用，成為建筑行業(yè)中不可或缺的成本控制手段。BIM技術(shù)在建筑行業(yè)涉及眾多領(lǐng)域，通過構(gòu)建信息模型，實(shí)現(xiàn)信息化的集成。利用信息化技術(shù)等方式有效幫助項(xiàng)目經(jīng)理控制建筑工程項(xiàng)目的成本，提高管理水平。BIM技術(shù)的應(yīng)用使工程朝向自動(dòng)化方向發(fā)展，各項(xiàng)工作在其技術(shù)下呈現(xiàn)出可視化，便于及時(shí)找尋安全隱患及時(shí)處理，對于工程建筑非常有利，在未來有更廣闊的發(fā)展空間。■