何巍巍

摘 要：應(yīng)用BIM技術(shù)的建筑施工智能化具有諸多優(yōu)勢(shì)，可以提升施工效率和質(zhì)量，促進(jìn)建筑施工行業(yè)的創(chuàng)新，并且在提高設(shè)計(jì)效率、降低施工成本、加強(qiáng)項(xiàng)目管理等方面也具有積極的作用?；诖?，探討B(tài)IM技術(shù)在建筑施工智能化方面的應(yīng)用和發(fā)展，以期進(jìn)一步提高建筑施工的水平和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：BIM應(yīng)用技術(shù)；建筑施工；智能化

中圖分類號(hào)：TU741? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-6903（2024）05-0007-03

0引言

BIM是一種基于數(shù)字化、三維化、信息化的建筑信息模型技術(shù)，以模型為核心，通過(guò)整合設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)的信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑全生命周期的管理。因此，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的快速發(fā)展，建筑業(yè)逐漸從傳統(tǒng)的手工操作和紙質(zhì)文檔管理走向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化，建筑信息模型（BIM）應(yīng)運(yùn)而生，其基于數(shù)字化技術(shù)的建筑信息管理方式，旨在將建筑設(shè)計(jì)、施工以及管理相關(guān)信息整合到三維模型中，從而實(shí)現(xiàn)信息共享、協(xié)作、管理和分析等功能[1]。

目前，建筑施工中仍存在一些問(wèn)題和挑戰(zhàn)，比如施工現(xiàn)場(chǎng)存在安全隱患、物資管理不夠精細(xì)、進(jìn)度控制不夠精準(zhǔn)等，這不僅會(huì)影響施工質(zhì)量和進(jìn)度，還會(huì)增加成本和風(fēng)險(xiǎn)。建筑施工中應(yīng)用BIM技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)施工智能化是提高施工效率和質(zhì)量的關(guān)鍵，有利于提高工程質(zhì)量，減少工程變更，節(jié)省時(shí)間和成本。

1基于BIM應(yīng)用技術(shù)的建筑施工智能化

1.1 BIM技術(shù)與建筑施工智能化的結(jié)合

建筑施工從傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單施工向智能化施工的轉(zhuǎn)變，大大提高了施工效率和施工質(zhì)量，降低成本和安全風(fēng)險(xiǎn)。建筑施工涉及設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工、監(jiān)理等多個(gè)環(huán)節(jié)，其中任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)影響整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)展和質(zhì)量。因此，建筑行業(yè)逐漸開(kāi)發(fā)出各種各樣的技術(shù)和工具來(lái)優(yōu)化建筑施工過(guò)程，提高施工效率和質(zhì)量。

BIM技術(shù)是實(shí)現(xiàn)建筑施工智能化所必需的重要工具，可以將建筑物的幾何形狀、結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備、材料等信息整合成一個(gè)完整的數(shù)字模型，能夠?yàn)榻ㄖ┕ぬ峁┴S富的信息，包括建筑物信息、工程量信息、施工過(guò)程信息等，以實(shí)現(xiàn)施工信息共享和協(xié)作，提高施工人員之間的效率。

通過(guò)BIM技術(shù)，將建筑物的各個(gè)因素如材料、構(gòu)造、成本等進(jìn)行模型化，進(jìn)而在建設(shè)項(xiàng)目的整個(gè)生命周期中實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理和協(xié)同工作。在施工階段，BIM技術(shù)能夠幫助施工人員優(yōu)化構(gòu)造和施工組織方案，提高施工效率，減少施工風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約施工成本并提高施工質(zhì)量。

BIM技術(shù)一方面可以幫助施工人員更加準(zhǔn)確地了解建筑物的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，以便更好地進(jìn)行施工工作。另一方面還能夠模擬施工過(guò)程，將施工過(guò)程的信息與建筑物信息相結(jié)合，預(yù)測(cè)施工的時(shí)間和成本并提供優(yōu)化方案，從而實(shí)現(xiàn)智能化施工。

利用BIM技術(shù)能夠進(jìn)行虛擬安全演練，提前預(yù)測(cè)施工過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)，制定針對(duì)性的預(yù)防措施和應(yīng)對(duì)方案，并且在質(zhì)量管理方面也具有顯著的優(yōu)越性，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)建筑施工質(zhì)量，自動(dòng)檢測(cè)施工期間出現(xiàn)的問(wèn)題和潛在的隱患，以便第一時(shí)間進(jìn)行維護(hù)。建筑模型結(jié)構(gòu)生成如圖1所示。

1.2 BIM技術(shù)在建筑施工中的可行性

建筑工程項(xiàng)目中的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件規(guī)格、預(yù)制構(gòu)件拼裝等具體流程，都會(huì)影響建筑施工智能化處理模式。BIM技術(shù)能夠精確定位每個(gè)組件的位置，可以通過(guò)三維可視化實(shí)現(xiàn)對(duì)構(gòu)件在安裝過(guò)程中的匹配情況、尺寸問(wèn)題進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和反饋，確保構(gòu)件拼裝存在及時(shí)準(zhǔn)確，從而避免現(xiàn)場(chǎng)拆裝和加工等返工行為的發(fā)生，提高施工效率。

BIM技術(shù)可以統(tǒng)籌監(jiān)督不同的施工要素，每個(gè)構(gòu)件的詳細(xì)信息，如構(gòu)件尺寸、材料等都能夠在BIM模型中得到體現(xiàn)，以便有效地監(jiān)測(cè)施工進(jìn)度，給出適時(shí)的施工提醒，降低因施工進(jìn)度造成的質(zhì)量問(wèn)題。BIM技術(shù)的可視化模型也可以用來(lái)輔助構(gòu)建安全策略，比如在建筑模型中加入緊急出口、隱患點(diǎn)等信息，利用模型分析策略的可行性，提高施工的安全性[2]。

1.3 基于BIM應(yīng)用技術(shù)的建筑施工智能化的實(shí)現(xiàn)

建筑施工過(guò)程中，需通過(guò)BIM軟件創(chuàng)建建筑模型，將建筑物的各個(gè)因素進(jìn)行模型化，并進(jìn)行相應(yīng)的管理和維護(hù)，以提前發(fā)現(xiàn)施工風(fēng)險(xiǎn)和沖突，可有效解決建筑物在施工過(guò)程中的各種問(wèn)題，優(yōu)化建筑物的施工方案。

基于BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)施工進(jìn)度和資源的數(shù)字化管理，通過(guò)模擬施工進(jìn)程可以優(yōu)化施工計(jì)劃，提前預(yù)測(cè)施工風(fēng)險(xiǎn)，并且借助其成本管理功能可對(duì)施工成本進(jìn)行全面的控制和監(jiān)測(cè)。

BIM技術(shù)是建筑施工流程自動(dòng)化與可視化的關(guān)鍵，不僅能夠利用模型的協(xié)同功能，實(shí)現(xiàn)施工工作的協(xié)調(diào)和協(xié)同，還能夠以模擬的形式呈現(xiàn)出施工過(guò)程，進(jìn)行可視化展示，幫助更全面地理解和掌握施工要點(diǎn)信息，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析和反饋，從而促進(jìn)施工效率與質(zhì)量提升[3]。

實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)同工作是BIM技術(shù)的另一作用。著手于建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)電設(shè)計(jì)等各個(gè)專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)，通過(guò)建筑信息模型的共享和更新，可以在設(shè)計(jì)階段就解決沖突和問(wèn)題，減少施工現(xiàn)場(chǎng)的修補(bǔ)和調(diào)整，從而推動(dòng)建筑施工的智能化發(fā)展。

2建筑施工智能化應(yīng)用BIM技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)

2.1 智能化工地單元

2.1.1施工人員智能化管理

BIM技術(shù)的普及已經(jīng)成為建筑業(yè)中不可或缺的一部分，在施工項(xiàng)目中，BIM技術(shù)可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化搜索和信息匯總。工作人員佩戴的安全帽中內(nèi)嵌智能芯片能夠?qū)崿F(xiàn)定位、記錄和管理員工的信息。通過(guò)芯片的信息傳遞有助于實(shí)時(shí)了解員工的位置、工作內(nèi)容和施工進(jìn)度，及時(shí)進(jìn)行管理和調(diào)度。

BIM技術(shù)可以配合使用系統(tǒng)的門禁功能來(lái)獲取工作人員相關(guān)信息，比如出勤統(tǒng)計(jì)、項(xiàng)目場(chǎng)地行動(dòng)軌跡以及人員分布等，并借助遠(yuǎn)程操作建立有效的溝通和協(xié)作機(jī)制，指導(dǎo)施工人員規(guī)范執(zhí)行施工操作。

2.1.2施工物料智能化平臺(tái)

BIM技術(shù)的引入對(duì)物料管理也有積極的影響，有利于建立和諧且高效的物料管理平臺(tái)。在BIM技術(shù)的幫助下，建筑公司可以更加科學(xué)地管理物料，降低物料管理成本和風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的實(shí)時(shí)監(jiān)控和追蹤，將物料的質(zhì)量和品質(zhì)控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。

在傳統(tǒng)的物料管理中，往往需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力來(lái)跟蹤和管理物料，而且存在一定的誤差和風(fēng)險(xiǎn)。BIM技術(shù)的普及和應(yīng)用，能夠輔助完成采購(gòu)計(jì)劃和限額物料領(lǐng)取工作計(jì)劃等，還可以與物料供應(yīng)商和承包商合作，共同推進(jìn)物料管理的智能化和高效化，提高物料供應(yīng)的質(zhì)量和效率。

2.1.3混凝土鋼筋加工智能化

在鋼筋智能化加工系統(tǒng)中，BIM技術(shù)的應(yīng)用將進(jìn)一步提升鋼筋加工的效率和準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化和全自動(dòng)化加工操作。

通過(guò)BIM模型輸入可以建立智能化的加工操作流程，包括鋼筋的數(shù)量、尺寸、位置等，將其與數(shù)控加工設(shè)備相結(jié)合，可形成一個(gè)智能化的加工操作流程。例如在鋼筋加工系統(tǒng)中輸入BIM模型，可以自動(dòng)規(guī)劃鋼筋的切割長(zhǎng)度、數(shù)量和位置，提高鋼筋加工的效率，降低人為的操作誤差。

BIM模型可以精確獲取鋼筋的尺寸和位置信息，促使數(shù)控加工設(shè)備根據(jù)這些信息進(jìn)行加工操作，實(shí)現(xiàn)加工方案的模擬和優(yōu)化，確保加工方案的可行性和效率[4]。BIM技術(shù)在鋼筋智能化加工系統(tǒng)中的應(yīng)用，還有助于實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度和質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析。加工過(guò)程中的數(shù)據(jù)和信息可以被反饋給BIM模型，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和修改，保證工程的進(jìn)度和質(zhì)量。鋼筋智能化加工如圖2所示。

2.1.4施工成本控制智能化

BIM技術(shù)已成為建筑行業(yè)的主流趨勢(shì)，其中BIM模型的構(gòu)件預(yù)算管理機(jī)制是非常重要的應(yīng)用領(lǐng)域，利用BIM模型可以實(shí)現(xiàn)從建造到維護(hù)的全生命周期管理。

通過(guò)對(duì)BIM模型進(jìn)行智能化分析，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行零部件拆解，并進(jìn)行分類并進(jìn)行篩選，得出特定構(gòu)件的數(shù)量和成本，可實(shí)現(xiàn)構(gòu)件所需數(shù)量和成本的計(jì)算，幫助建設(shè)者在設(shè)計(jì)和建造過(guò)程中更好地掌握工程量和分包量。

利用BIM模型可以對(duì)施工圖紙進(jìn)行分析，確定構(gòu)件的工程量，自動(dòng)將構(gòu)件信息和施工圖紙信息進(jìn)行匹配，分析出特定構(gòu)件在施工圖紙上的質(zhì)量、尺寸、數(shù)量等信息，進(jìn)而得出構(gòu)件的工程量，以便提高成本控制的水平，真正實(shí)現(xiàn)多元、合理的成本控制方案。

BIM技術(shù)還可以統(tǒng)計(jì)分析出特定構(gòu)件的成本結(jié)構(gòu)和成本量，通過(guò)模擬不同方案的成本，幫助建設(shè)者評(píng)估不同方案的可行性，促使在提高建筑質(zhì)量的前提下實(shí)現(xiàn)成本的最優(yōu)化。

2.1.5施工質(zhì)量監(jiān)管智能化

質(zhì)量驗(yàn)收是建筑工程中至關(guān)重要的一項(xiàng)工作，其目的是保證工程的質(zhì)量和安全。要想真正實(shí)現(xiàn)BIM的優(yōu)勢(shì)，必須結(jié)合質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)制定質(zhì)量驗(yàn)收計(jì)劃。BIM模型可以作為一個(gè)管理工具，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程的質(zhì)量控制和管理。通過(guò)建立移動(dòng)終端分析體系，可以在施工現(xiàn)場(chǎng)獲得構(gòu)件相關(guān)信息數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)參數(shù)，利用定位功能模塊實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件的動(dòng)態(tài)識(shí)別，并借助BIM技術(shù)增強(qiáng)對(duì)工程質(zhì)量的有效把控和管理，提高驗(yàn)收的準(zhǔn)確性和效率，以確保滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的預(yù)期要求。

在BIM模型的建立過(guò)程中需充分考慮到質(zhì)量管理的要求，只有在建立BIM模型時(shí)遵循質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，才能保證模型的準(zhǔn)確性和可靠性。還要建立科學(xué)合理的質(zhì)量驗(yàn)收計(jì)劃，制定相應(yīng)的工作流程和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)BIM模型準(zhǔn)確計(jì)算出施工所需的各種材料和工藝流程，實(shí)現(xiàn)工期的精確控制和調(diào)度管理，保證工程進(jìn)度的穩(wěn)定性。

2.2 智能化施工單元

智能化施工單元管理是建筑施工過(guò)程至關(guān)重要的一環(huán)，其中BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠?yàn)榻ㄖ袠I(yè)帶來(lái)前所未有的變革。

BIM技術(shù)是基于數(shù)字化建模的一種工具，將其應(yīng)用于機(jī)電設(shè)備的建模和二次設(shè)計(jì)，不僅便于工程師們對(duì)機(jī)電設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行快速調(diào)整和協(xié)調(diào)，還可以實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程的可視化管理和模擬分析。智能化機(jī)電控制管理系統(tǒng)可以集成各種機(jī)電設(shè)備的4D應(yīng)用模型，實(shí)現(xiàn)施工動(dòng)態(tài)管理和可視化模擬分析，以更好地配合激光掃描元件、GPS軟件、移動(dòng)通信技術(shù)等各種技術(shù)手段，控制施工進(jìn)度和機(jī)電設(shè)備的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度的合理安排和穩(wěn)定運(yùn)行。

匹配BIM技術(shù)建立智能化施工過(guò)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以借助施工BIM模型、分析匯總軟件以及點(diǎn)云模型等實(shí)現(xiàn)全方位的監(jiān)測(cè)，確保施工過(guò)程的規(guī)范性和安全性。通過(guò)每日上傳施工圖片，以此形成云模型，能夠快速發(fā)現(xiàn)施工中的問(wèn)題，及時(shí)采取解決措施，提高施工質(zhì)量并確保施工進(jìn)度的穩(wěn)定性[5]。

實(shí)現(xiàn)智能化施工單元還要結(jié)合建筑施工的生命周期有效構(gòu)建監(jiān)督管理規(guī)劃方案。由于建筑行業(yè)的復(fù)雜性，BIM應(yīng)用目標(biāo)也各不相同，因此在規(guī)劃期間需充分考慮應(yīng)用目標(biāo)，以便更好地指導(dǎo)BIM技術(shù)應(yīng)用。

應(yīng)用階段劃分也是BIM應(yīng)用規(guī)劃的重要環(huán)節(jié)，比如施工階段的BMI技術(shù)應(yīng)用重點(diǎn)在于驗(yàn)收施工進(jìn)度、工程質(zhì)量，而在竣工驗(yàn)收、運(yùn)維、投資控制等各階段持續(xù)應(yīng)用BIM技術(shù)，主要是保證整個(gè)工序的規(guī)范化。應(yīng)用點(diǎn)管理也是BIM應(yīng)用規(guī)劃中需要重視的部分，需與BIM應(yīng)用專項(xiàng)資金的使用相配合，根據(jù)預(yù)算制定合理的應(yīng)用規(guī)劃，確保BIM技術(shù)的高效應(yīng)用。

3結(jié)束語(yǔ)

BIM技術(shù)為建筑施工智能化提供了新的思路和解決方案，盡管在國(guó)內(nèi)建筑施工行業(yè)中還存在一些難點(diǎn)和瓶頸，但隨著技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的深入，建筑施工智能化將成為建筑業(yè)未來(lái)發(fā)展的重要方向，迎來(lái)更加廣闊的發(fā)展空間和更加良好的前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 王佳楠，胡振宇.基于BIM應(yīng)用技術(shù)的建筑施工智能化探究[J].散裝水泥，2022（2）：112-114.

[2] 孫博.基于BIM應(yīng)用技術(shù)的建筑智能化探究[J].佛山陶瓷，2023，33（2）：74-76.

[3] 茹佳歡，赫靚.建筑智能化工程施工過(guò)程中的質(zhì)量管理分析[J].建筑與預(yù)算，2023（4）：25-27.

[4] 周穎.基于BIM技術(shù)的智能化建筑弱電工程施工技術(shù)研究[J].信息系統(tǒng)工程，2023（8）：136-139.

[5] 李連東.基于BIM的建筑施工智能化研究[J].現(xiàn)代物業(yè)：中旬刊，2023（5）：34-36.