王紅兵

應(yīng)用BIM技術(shù)構(gòu)建工程項(xiàng)目管理信息化平臺(tái)

王紅兵

（黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑學(xué)院，湖北 黃岡 438002）

應(yīng)用建筑信息（BIM）技術(shù)構(gòu)建模擬化工程項(xiàng)目運(yùn)行，利用“互聯(lián)網(wǎng)+”協(xié)同云管理平臺(tái)軟件實(shí)現(xiàn)建筑全生命期信息化，給未來建筑行業(yè)項(xiàng)目管理帶來信息科學(xué)優(yōu)勢(shì)。通過基于BIM技術(shù)構(gòu)建工程項(xiàng)目的平臺(tái)模式管理特點(diǎn)及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步分析BIM技術(shù)的信息管理平臺(tái)在建設(shè)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工階段的應(yīng)用，結(jié)果證明可以推動(dòng)工程項(xiàng)目建設(shè)生命周期內(nèi)高效運(yùn)用BIM技術(shù)，提升施工項(xiàng)目信息化管理水平。

BIM技術(shù)；建筑項(xiàng)目；管理平臺(tái)；可視化；信息共享；協(xié)同管理

國(guó)務(wù)院、住建部及地方各級(jí)政府自2014年伊始，相繼推出應(yīng)用BIM技術(shù)相關(guān)文件，初步搭建了BIM技術(shù)在應(yīng)用方面所需依據(jù)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)政策法規(guī)體系，使建筑行業(yè)信息化、數(shù)據(jù)化、智能化趨勢(shì)不可逆轉(zhuǎn)，真正為實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍內(nèi)的普及應(yīng)用創(chuàng)造條件。我國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部在頒發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)建筑信息模型應(yīng)用的指導(dǎo)意見》文件中明確提出：企業(yè)管理系統(tǒng)和其他信息技術(shù)至2020年未，建筑行業(yè)應(yīng)掌握并實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)的一體化集成應(yīng)用，建筑行業(yè)甲級(jí)勘察、設(shè)計(jì)單位以及特級(jí)、一級(jí)房屋建筑工程施工企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極參與其中[1]。BIM技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域智慧化發(fā)展應(yīng)用日益廣泛，這是因?yàn)橄鄬?duì)而言房屋建筑工程結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，BIM建模、應(yīng)用比較容易操作，再加之我國(guó)建筑工程項(xiàng)目以房屋建筑項(xiàng)目為主導(dǎo)地位，因而主要應(yīng)用發(fā)展勢(shì)頭集中在房建項(xiàng)目中。當(dāng)前，BIM技術(shù)成為建筑企業(yè)項(xiàng)目管理精細(xì)化水平的體現(xiàn)及推行建筑企業(yè)集成化管理的重要?jiǎng)?chuàng)新平臺(tái)，多地政府相關(guān)部門在推廣BIM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)過程中出臺(tái)了詳細(xì)的指導(dǎo)性意見文件，為BIM的快速發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑項(xiàng)目管理信息化平臺(tái)優(yōu)勢(shì)

BIM 技術(shù)實(shí)施的關(guān)鍵所在是BIM 模型的建立運(yùn)行感觀化，三維模型信息數(shù)據(jù)庫(kù)將建筑項(xiàng)目信息集成匯聚于此，傳統(tǒng)圖紙的二維平面賦予動(dòng)態(tài)的效果予以三維立體化，工程項(xiàng)目實(shí)體所具備的建造及使用功能特性，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息來表達(dá)呈現(xiàn)。建筑工程項(xiàng)目在項(xiàng)目實(shí)施運(yùn)行維護(hù)的全生命周期過程中，可利用BIM技術(shù)創(chuàng)建項(xiàng)目工作平臺(tái)使業(yè)主及監(jiān)理、勘察設(shè)計(jì)、施工等各方從業(yè)人員協(xié)同工作，依據(jù)模型系統(tǒng)庫(kù)收納的大量精準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行提取更新運(yùn)用，從而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目實(shí)施過程中人員之間數(shù)據(jù)信息的共享和傳遞，以便于使建筑模擬信息及項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)、施工運(yùn)行管理達(dá)到一體化程度，行之有效地集成管理了項(xiàng)目建設(shè)各個(gè)階段[2]，既保證了工期如期完成，又能最大限度降低工程生產(chǎn)成本、安全風(fēng)險(xiǎn)及工程信息不對(duì)稱造成資源浪費(fèi)等問題。

1.1 BIM技術(shù)創(chuàng)建了三維立體可視化的空間觀感功能

在設(shè)計(jì)階段建設(shè)方可以通過BIM技術(shù)模型設(shè)計(jì)方案的展示直觀感受到項(xiàng)目竣工后的整體面貌，不需要依靠平面二維設(shè)計(jì)圖紙來進(jìn)行溝通造成雙方感知需求信息不對(duì)稱，使單一、自由的工作流程在循舊固化的設(shè)計(jì)模式下轉(zhuǎn)換成互融整合的狀態(tài)，以便于數(shù)據(jù)、圖形的修改，與各方的溝通交流都搭建了一個(gè)更加精準(zhǔn)的視角定位。在組織準(zhǔn)備及現(xiàn)場(chǎng)施工階段，也可以利用BIM技術(shù)創(chuàng)建可視化信息平臺(tái)，在項(xiàng)目的實(shí)施過程中根據(jù)BIM技術(shù)可視化特點(diǎn)掌握的實(shí)際情況進(jìn)行協(xié)調(diào)平衡達(dá)到預(yù)期目標(biāo)[2]。如在編制施工方案階段：從方案模型創(chuàng)建到方案優(yōu)化再到方案成型審核，全部基于BIM技術(shù)可視化融入到整個(gè)環(huán)節(jié)中去。施工準(zhǔn)備階段：施工現(xiàn)場(chǎng)的工作部署及平面設(shè)計(jì)運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行建模實(shí)施，這樣能夠使項(xiàng)目施工計(jì)劃直觀可視化的呈現(xiàn)于項(xiàng)目建設(shè)各方主體單位。施工運(yùn)營(yíng)階段：對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用的機(jī)電設(shè)備可提前安排可視化模擬操作演示、進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行虛擬現(xiàn)實(shí)可視化測(cè)試等。對(duì)于施工階段復(fù)雜、重難點(diǎn)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)，可以對(duì)該復(fù)雜節(jié)點(diǎn)三維可視化還原，驗(yàn)證與發(fā)現(xiàn)操作行為是否合理，優(yōu)化與調(diào)整復(fù)雜部位施工情況。在施工過程中融入BIM技術(shù)創(chuàng)建可視化施工平臺(tái)具體指導(dǎo)施工技術(shù)、施工部署等施工環(huán)節(jié)，為精細(xì)化施工管理開創(chuàng)有序的工作局面。

1.2 BIM技術(shù)打造了多終端信息實(shí)時(shí)共享的管理平臺(tái)

工程項(xiàng)目在建設(shè)期間考慮到成本、安全、質(zhì)量、進(jìn)度等因素繁多，且建設(shè)周期長(zhǎng)、工程量大、施工難度高等特點(diǎn)，相對(duì)于傳統(tǒng)的功能單一、各自為政、協(xié)同性差、人工操作計(jì)算失誤等溝通效率差的信息平臺(tái)來說，依托BIM協(xié)同平臺(tái)開展多專業(yè)間的數(shù)據(jù)共享，應(yīng)用云端大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、BIM技術(shù)，以虛擬的三維可視化模型為信息樞紐平臺(tái)，將施工現(xiàn)場(chǎng)人員、材料、機(jī)械設(shè)備等重要信息輸入BIM信息管理系統(tǒng)，BIM協(xié)同平臺(tái)整合工程建設(shè)過程中全部不同類型的數(shù)據(jù)信息，使建筑工程項(xiàng)目的管理趨于數(shù)字化、智能化從而共享信息資源。

對(duì)于一個(gè)不同專業(yè)、不同工種、不同施工階段等主體之間需要進(jìn)行密切協(xié)同工作的工程項(xiàng)目，在BIM技術(shù)的應(yīng)用中，所有任務(wù)實(shí)施階段物料構(gòu)件的信息只需輸入一次，基于BIM技術(shù)的協(xié)同管理平臺(tái)即可保證這些信息的完整性、準(zhǔn)確性和可追溯性。各參與方管理人員及作業(yè)人員均能進(jìn)行信息交換、共享和集成化管理。信息共享平臺(tái)相當(dāng)于一個(gè)項(xiàng)目信息數(shù)據(jù)大容器，在建筑工程從可行性報(bào)告分析、立項(xiàng)、投資預(yù)算、設(shè)計(jì)、施工、交付到運(yùn)營(yíng)管理的全生命周期內(nèi)，可以讓政府、建設(shè)方、勘察設(shè)計(jì)、施工單位、監(jiān)理等相關(guān)人員對(duì)項(xiàng)目信息各關(guān)鍵要素全面感知和實(shí)時(shí)互聯(lián)，使政府審批、項(xiàng)目實(shí)施、質(zhì)量監(jiān)督等工作可以通過BIM協(xié)同管理平臺(tái)這個(gè)“信息樞紐”角色呈現(xiàn)出更直觀的項(xiàng)目專業(yè)化、場(chǎng)景化管理。

BIM技術(shù)除了以上顯著特征外，還有技術(shù)模擬性、優(yōu)化性、可出圖性等特征。技術(shù)模擬性可進(jìn)行數(shù)字化模擬建造，BIM4D模型進(jìn)一步升級(jí)為配備5D維度的BIM5D模型，提升功效后的BIM技術(shù)能夠?qū)㈨?xiàng)目中所有的數(shù)據(jù)信息融入其中。包涵施工配構(gòu)件、機(jī)械設(shè)備、安全設(shè)施等，使項(xiàng)目參與方利用物聯(lián)網(wǎng)形象感觀的看到現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)景，同時(shí)還能運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)中的存儲(chǔ)信息對(duì)施工項(xiàng)目可靠性進(jìn)行分析應(yīng)用、更改完善，研判建筑設(shè)備所需的能耗負(fù)荷數(shù)值、能效信息，合理分配人力物料控制成本核算，實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)與建筑；BIM技術(shù)的優(yōu)化性能體現(xiàn)在模擬工程工期、安全質(zhì)量等方面，能提升和優(yōu)化施工平面布置與施工方案的設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，且在特殊項(xiàng)目中還可以做好異型部分成本和工作量的有效管控；其可出圖性則是傳統(tǒng)性的施工圖紙利用BIM技術(shù)將三維信息成果轉(zhuǎn)換而來，除進(jìn)行建筑平面、立面、剖面空間詳圖的輸出外，還可以出碰撞報(bào)告及構(gòu)件加工圖、構(gòu)件生產(chǎn)指導(dǎo)、實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件的數(shù)字化制造，具備了良好的數(shù)據(jù)兼容性。

作為建筑工程行業(yè)技術(shù)水平創(chuàng)新舉措的新標(biāo)桿，建筑工程項(xiàng)目BIM技術(shù)的應(yīng)用與時(shí)俱進(jìn)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益與日俱增。BIM技術(shù)能夠?qū)⒉煌臉?gòu)造體系與建筑體系得以有效融合，及時(shí)協(xié)調(diào)處理每個(gè)實(shí)施區(qū)間的功能模塊存在的隱患問題，在項(xiàng)目投資策劃、勘察設(shè)計(jì)、施工生產(chǎn)及運(yùn)營(yíng)過程中為決策者提供了新型的信息時(shí)代項(xiàng)目管理系統(tǒng)模式。

2 應(yīng)用BIM技術(shù)構(gòu)建工程項(xiàng)目管理信息化平臺(tái)

2.1 項(xiàng)目前期策劃階段BIM信息技術(shù)應(yīng)用

運(yùn)營(yíng)初期的項(xiàng)目可行性調(diào)研策劃階段可以運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行模擬分析，將項(xiàng)目后期需要進(jìn)行的招投標(biāo)、勘察設(shè)計(jì)、施工、竣工驗(yàn)收、維護(hù)運(yùn)營(yíng)工作，逐一精細(xì)化研判在此期間投入的成本管理、安全、質(zhì)量、進(jìn)度、人員安排、機(jī)械使用維護(hù)、設(shè)備材料采購(gòu)等等因素；在投資概算方面，也可以通過信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)處理技術(shù)，較為精確地估算投資造價(jià)及工程量，且利用BIM技術(shù)系統(tǒng)功能完備的信息統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)指標(biāo)，優(yōu)選權(quán)衡投資造價(jià)最佳方案，避免施工過程由于前期策劃信息不準(zhǔn)確導(dǎo)致工程變更、簽證等不可控因素帶來的成本資源損耗[2]。在BIM信息平臺(tái)上還可以輸入現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)圖紙，模擬出建構(gòu)筑物、道路橋梁、河流山巒、綜合管線設(shè)施等地理位置動(dòng)態(tài)環(huán)境，創(chuàng)建施工現(xiàn)場(chǎng)視覺模型，分級(jí)科學(xué)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)區(qū)對(duì)施工安全帶來的影響，為項(xiàng)目的論證提供最優(yōu)方案依據(jù)。

2.2 建筑設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)實(shí)施及應(yīng)用

設(shè)計(jì)階段運(yùn)用BIM技術(shù)平臺(tái)，設(shè)計(jì)端建立3D可視化數(shù)據(jù)信息模型通過相關(guān)的BIM軟件進(jìn)行施工前的可行性分析。施工方可以通過與現(xiàn)實(shí)施工中原比例構(gòu)件模型數(shù)據(jù)制定施工方案，利用BIM模型的拓展性形成BIM 4D模型，可以對(duì)于施工工序、檢驗(yàn)批、分部分項(xiàng)等節(jié)點(diǎn)進(jìn)行事前模擬分析[3]。傳統(tǒng)CAD設(shè)計(jì)都是用2D圖紙來進(jìn)行平面表達(dá)建筑、結(jié)構(gòu)、管線等綜合布局，結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)和管線，風(fēng)管和水管之間在進(jìn)行模型整合時(shí)會(huì)發(fā)生碰撞，這是因?yàn)槿狈αⅢw表現(xiàn)力空間概念難以建立。但通過BIM技術(shù)的導(dǎo)入，將各階段建筑結(jié)構(gòu)所需人、機(jī)、料、環(huán)境等節(jié)點(diǎn)因素大數(shù)據(jù)納入模型之中，建立可視化虛擬畫面與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物相對(duì)應(yīng)，通過Revit系列軟件，將土建結(jié)構(gòu)、水電設(shè)備安裝等專業(yè)進(jìn)行三維化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，直觀明確研判出構(gòu)件之間、建筑結(jié)構(gòu)之前、建筑結(jié)構(gòu)與構(gòu)件之間的沖突點(diǎn)或者是交叉點(diǎn)，項(xiàng)目模型中的數(shù)據(jù)信息核查可運(yùn)用BIM技術(shù)相對(duì)應(yīng)的檢查軟件進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案以減少設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)資源浪費(fèi)從而有效提升設(shè)計(jì)質(zhì)量和工作效率。

BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段的運(yùn)用體現(xiàn)在對(duì)單一建筑或建筑群體的自然通風(fēng)條件、光照時(shí)間角度、景觀空間組織、噪音污染等參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)建模分析。設(shè)計(jì)人員可利用BIM技術(shù)將設(shè)計(jì)圖紙中的構(gòu)配件加工尺寸及清單轉(zhuǎn)換成材料圖表進(jìn)行匯總整合,利用共享建筑模型數(shù)據(jù)庫(kù)信息模擬火災(zāi)場(chǎng)景進(jìn)行建筑消防安全性分析。數(shù)字化建筑中的BIM模型是用虛擬建筑構(gòu)件模擬火災(zāi)場(chǎng)景中的現(xiàn)實(shí)建構(gòu)筑物，軟件模擬火災(zāi)場(chǎng)景的逼真精準(zhǔn)度能使建模人員充分把握火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)救援物質(zhì)設(shè)備及組織機(jī)構(gòu)的配置情況。設(shè)計(jì)人員還可以借助BIM建模技術(shù)對(duì)模擬建筑物所有性能化設(shè)計(jì)計(jì)算日照采光、綠色環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)、能耗功效測(cè)評(píng)、自然通風(fēng)設(shè)計(jì)、給排水管道安裝計(jì)算分析、暖通空調(diào)安裝設(shè)計(jì)計(jì)算等，均可以通過BIM技術(shù)對(duì)建筑區(qū)域各項(xiàng)性能指標(biāo)建立總模型圖進(jìn)行模擬分析，確定確定最優(yōu)化設(shè)計(jì)方案[4]。

2.3 應(yīng)用BIM技術(shù)共享施工階段項(xiàng)目管理信息平臺(tái)

BIM技術(shù)可以直觀看到三維模型建模情形下的現(xiàn)場(chǎng)平面布置圖，結(jié)合綠色施工理念模擬各階段的施工、生活、機(jī)械設(shè)備、道路等區(qū)域的布置規(guī)劃，精確實(shí)施施工平面的動(dòng)態(tài)管理[5]。BIM技術(shù)還可以對(duì)工程項(xiàng)目的重難點(diǎn)部位、采用新工藝新技術(shù)的關(guān)鍵部位進(jìn)行可建性模擬，合理安排施工順序，組織協(xié)調(diào)專業(yè)施工方分包人員、機(jī)械臺(tái)班、原材料進(jìn)場(chǎng)的工作，精確計(jì)算出如：模板工程與腳手架工程、混凝土澆筑工程及支撐工程等分部工程的工程量，對(duì)施工項(xiàng)目的質(zhì)量、安全、進(jìn)度、成本、文明施工等施工要素進(jìn)行合理的管理以期能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)控制的核心任務(wù)。

BIM 技術(shù)在材料成本控制中的應(yīng)用，是利用工程資料信息的集成如：人員、材料、機(jī)械設(shè)備等方面的信息，創(chuàng)建工程施工階段的5D模型并運(yùn)用BIM技術(shù)的算量軟件進(jìn)行計(jì)算，從而準(zhǔn)確計(jì)算出每道工序、每個(gè)環(huán)節(jié)、每個(gè)施工階段節(jié)點(diǎn)的工程量，也可以按照企業(yè)定額核定工程所需構(gòu)件清單量計(jì)價(jià)與施工成本的量?jī)r(jià)分析。為材料擇優(yōu)選購(gòu)、出入庫(kù)等有效管控提供了一定的方向。

建筑項(xiàng)目中涉及的工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜需要實(shí)時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，在信息交流平臺(tái)中BIM技術(shù)并不是孤立的模擬模型，它可以融入進(jìn)度、成本、質(zhì)量安全等控制系統(tǒng)，使BIM施工信息平臺(tái)模型結(jié)合工程項(xiàng)目一體化運(yùn)作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決在工程施工中出現(xiàn)的一系列問題，在保證質(zhì)量前提下充分降低安全風(fēng)險(xiǎn)，精準(zhǔn)把控施工進(jìn)度、施工成本[4]。通過BIM技術(shù)結(jié)合施工方案、施工模擬和現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控，創(chuàng)建各專業(yè)BIM模型，如：建筑、結(jié)構(gòu)、工藝設(shè)備、水利水電、暖通設(shè)備等等，在施工前利用Autodesk Revit系列軟件基于三維管線建模平臺(tái)進(jìn)行碰撞檢查，按照模型碰撞結(jié)果為零的終極目標(biāo)進(jìn)行調(diào)整修改，以達(dá)到設(shè)計(jì)施工規(guī)范及相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還可以利用BIM技術(shù)的三維可視化功能優(yōu)點(diǎn)從不同角度看到不同剖面的可視化效果，使項(xiàng)目進(jìn)行過程中的安裝順序、施工方案以及竣工交付后的實(shí)物圖自始至終呈現(xiàn)在我們面前[6]。

BIM技術(shù)結(jié)合建筑工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)中各個(gè)參數(shù)創(chuàng)建項(xiàng)目管理信息化平臺(tái)模擬空間，為建設(shè)項(xiàng)目順利實(shí)施創(chuàng)造了全新的技術(shù)模式。未來的建筑工程領(lǐng)域?qū)㈤_創(chuàng)以BIM應(yīng)用為載體的精細(xì)化的工程管理理念，按照建筑直觀物理形態(tài)構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫(kù)貫穿于項(xiàng)目的建造及后期的運(yùn)營(yíng)管理的項(xiàng)目全生命周期，使得參建單位共享該項(xiàng)目的主體模型參數(shù)并建立與主體模型同步的數(shù)據(jù)庫(kù)，讓所有項(xiàng)目參與者都能及時(shí)了解各階段施工現(xiàn)狀。BIM技術(shù)為建筑行業(yè)合理優(yōu)化和資源配置提供了可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)平臺(tái)，結(jié)合政府相關(guān)部門大力助推的扶持激勵(lì)政策，必將推動(dòng)以BIM技術(shù)為支撐的建筑工程信息化項(xiàng)目管理模式為常態(tài)，助力我國(guó)綠色建筑行業(yè)長(zhǎng)久穩(wěn)定發(fā)展。

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TU712

A

1672-1047（2022）06-0131-03

10.3969/j.issn.1672-1047.2022.06.34

2022-11-05

王紅兵，男，湖北鐘祥人，副教授。研究方向：建筑工程教學(xué)及職業(yè)技術(shù)教育工作。

[責(zé)任編輯：張孝忠]