论文部分内容阅读
摘 要：随着我国建筑行业BIM技术的迅速发展，BIM在设计、施工、招投标、运维等领域得到广泛应用，促进建筑业的重大技术变革。本文在分析BIM特点的基础上，研究BIM在施工管理中的应用，从工程进度、质量、成本、安全、信息管理五个方便阐述BIM的应用。
关键词：BIM 施工管理 5D模型
中图分类号：TU712 文献标志码：A
一、引言
建筑工程项目规划、设计、施工、运维各方面之间存在信息断层，这对于提升工程建造和管理的整体水平有很大的影响。随着工程建设行业软件的快速发展，并借鉴制造业集CAD 、CAM 于一体的发展理念和基于产品数据管理与标准的产品信息模型技术，建筑工程行业革命性的信息化技术——BIM技术应运而生。BIM最早提出于 19 世纪70 年代，在国外发达国家已发展较快，已得到较好的推广与应用。《美国国家BIM标准NBIMS》中指出：BIM是一个共享的信息和知识资源，为该建筑设施全生命期的所有决策提供可靠依据；在项目的不同阶段，相关各方通过在BIM中录入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业。BIM建筑信息模型 （ Building Information Modeling） 是以三维数字技术为基础，集成建筑工程项目中的相关信息形成“可视化”数字建筑模型。模型主要以3D模型为基础，可以扩展为4D、5D等多维状态。 BIM是对工程项目设施设备物理与功能特性的数字化表达。在国内，BIM技术的应用还未普及，工程实践应用经验不足，理论研究也不够成熟。目前在施工阶段的应用主要体现在以下几个方面：运用BIM进行设计可视化展示，碰撞检测与施工模拟、工程深化设计，施工项目管理。
二、BIM的特点
1.可视性。BIM的可视性是其典型特点，BIM通过建立三维模型，能够将建筑以三维立体的实体图形展现在用户面前，用户能够看到工程从开始施工到竣工的全部过程。BIM信息平台能够将完整的工程信息导入BIM数据库，可以随时调取工程相关节点的信息。
2.协同性。BIM信息模型能够实现进度、成本、物资、图纸、合同、质量、安全等业务信息相关联，一旦某个对象发生变化，与之关联的所有对象都会随之变化，体现了BIM的协同性。
3.模拟性。以BIM平台为核心，以三维模型为基础，加入时间和成本维度形成BIM5D模型。BIM5D可以将建筑模型按照时间进度进行施工过程的展示，以三维动画的形式模拟施工过程，并能自动计算成本，实时跟踪成本信息，有效控制成本。
三、BIM在项目施工管理中的应用
1.基于BIM的施工进度管理。在施工进度管理中，传统的方法是通过进度计划控制施工进度，常用的编制进度计划的方法有横道图法和网络计划法。传统方法对工程的进度安排精细度不够，特别是大型工程，传统的进度管理方法难以实现人工、机械资源的合理分配。工程进度计划往往会受到二维设计图纸的不足、项目管理者的主观判断、进度计划的抽象化等因素的影响，导致进度计划编制的不合理，也难以实现进度的动态分析。在施工进度管理中引入BIM技术，能够有效实现：
1.1施工进度跟踪。BIM技术能够将三维模型与项目进度计划关联，模拟建造过程，实现施工过程的可视化。BIM技术构建进度管理的信息交流平台，形成基于BIM5D的进度管理信息交流平台。BIM5D进度管理能够及时获取流水施工信息，实时了解项目进展，直观的查看项目的组织进程，从子项目的进度着手，进行动态观察分析，一旦发现问题，及时调整进度计划，合理配置资源，保证项目的总进度要求。徐州奥体中心体育场采用全过程与 BIM 模型集成，对现场的施工进度进行每日管理。
1.2施工进度预警。BIM技术将完整的施工进度计划和三维模型相结合，在施工前将建筑模型按照进度对施工过程进行模拟分析，运用BIM模型可视化平台，通过三位漫游、施工流水划分、工况模拟、复杂工序模拟，专项方案动画交底等技术，模拟施工过程，提前发现进度规划中的问题，进行进度预警提醒，及时发现进度可能产生的延迟情况，及时对进度计划进行有效的修正，保证进度计划最优。通过BIM模型能够合理制定施工进度计划，避免施工中可能出现的冲突，能够协调好各工序，控制施工节点，保证各工序的衔接，实现对施工进度的预警。
2.基于BIM的施工成本管理。
2.1自动计算工程量。基于BIM的算量软件，可以准确运用BIM数据库中相关数据，导入不同构件的工程量计算规则，实现自动化算量，可以准确提供设计概算、施工图预算所需的材料价格、综合单价及造价指标等数据，减少传统方法中计算工程量的繁琐工作，提高了算量的效率，使算量的结果更加准確。一旦出现设计变更，可以自动计算变更工程量，提高算量准确性和速度。算量数据可以由设计、施工等部门共同分享，实现资源共享。
2.2成本控制。在施工过程中，需要对成本进行控制，保证目标成本和实际成本的偏差在可接受范围之内。传统的成本控制大多基于手算或者计算机计算，数据量大，对应子项目较多，估算的准确度不够。运用BIM5D模型，可以将建筑三维模型与进度和成本结合起来，实时分析计划成本和实际成本的偏差，若发现超支情况，应及时采取纠偏措施，提高成本的精确性，降低成本。利用BIM信息平台的三维图形，建立成本数据库，实现数据共享，完成成本的汇总和统计分析工作，反映资金投入和资源配置的情况。
2.3下料管理。根据BIM5D模型信息数据库中的施工进度计划和成本计划，可以准确计算出每个工序和构件所需的资源消耗量，建立点对点的材料和设备供应，使材料和设备一次到位，合理安排施工材料和设备进场，避免出现一次下料不准确而导致的二次搬运，减少不必要的措施费，避免物料原因造成进度延迟。使用BIM模型，实行限额采购和限额领用，对物资进行管控。
3.基于BIM的施工质量管理。由于工程项目施工工序复杂，规模大，周期长，因此施工过程中质量管理至关重要。质量安全整改不能有效落实，问题发生易产生扯皮现象，影响施工。传统的施工质量管理是施工前做好施工质量方案，在施工过程中由专业质量管理人员进行现场跟踪管理。通过BIM使用户能够实时观察项目质量，查看项目质量问题的处理结果及反馈，进行质量预警。如在天津117大厦项目通过移动端进行质量安全数据采集，将数据实时发布到BIM平台中。通过BIM进行碰撞检测和技术交底等工作，保证工程质量。（1）碰撞检测。通过BIM土建模型和安装模型，对设备、管线等进行碰撞检测，改变了传统的通过二维平面图纸进行的管线检查，将二维检查转变为三维碰撞检查。这不仅能减少施工过程中的错误和疏漏，更能优化管线布置方案。如在大红门16 号院项目中，共发现了 952 个碰撞点，其中严重碰撞 13 个，需要建筑、结构、机电三个专业调整设计。（2）技术交底。BIM改变了传统的技术交底方式，不再采用枯燥的文字和二维图纸材料，运用BIM的三维图形可视化进行交底，通过模型展示，能够对于交底内容一目了然，减少施工质量问题。
4.基于BIM的施工安全管理。基于BIM的5D模型，可以对临边洞口及危险作业区域进行可视化，提前做好安全防护，隔离危险作业区域，做好安全交底。BIM模型可以让施工方和监理方随时对项目的安全情况进行查看。
5.基于BIM的施工信息管理。BIM技术能够将施工过程中的信息得到有效的组织、追踪和维护，保证施工信息不会发生信息流失，减少信息歧义。通过建立BIM信息平台，使业主、设计单位、施工单位多方共享信息，项目管理人员能够快速掌握工程信息，提高信息的共享和管理水平。减少在施工中信息的流失严重，传递效率低下等想象。
四、结论与展望
随着建筑业的发展，BIM 将成为施工企业未来的主流技术。BIM的可视性、协调性、模拟性等特点可以较好的应用于施工阶段，能够提高施工企业的进度、成本、质量、安全及信息的管理水平，使原本粗放型的施工管理模式逐渐走向数字化、精细化，有效提高施工效率。BIM的发展道路还很长，还有待更深入的进行研究和应用。
参考文献：
[1]程建华，王辉. 项目管理中 BIM 技术的应用与推广[J].施工技术，2012，41（371）：18-21.
[2]张建平，李丁，林佳瑞.颜钢文.BIM 在工程施工中的应用[J]. 施工技术，2012，41（371）：10-17.
[3]刘占省，马锦姝，卫启星，徐瑞龙. BIM 技术在徐州奥体中心体育场施工项目管理中的应用研究[J]. 施工技术，2015，44（6）：35-39.
[4]安培，周晓帆.BIM技术在天津117大厦项目工程总承包管理中的应用[J].工程质量，2014，32（12）：34.
[5]方鹏.大红门16号院项目利用 BIM 技术实现精益建造[J]. 中国建设信息 ，2015（6）：55.
作者简介：杨珊珊，女，（1988——），女，助教，主要从事工程项目管理及工程造价研究。单位：吉林农业科技学院，水利与土木工程学院。
关键词：BIM 施工管理 5D模型
中图分类号：TU712 文献标志码：A
一、引言
建筑工程项目规划、设计、施工、运维各方面之间存在信息断层，这对于提升工程建造和管理的整体水平有很大的影响。随着工程建设行业软件的快速发展，并借鉴制造业集CAD 、CAM 于一体的发展理念和基于产品数据管理与标准的产品信息模型技术，建筑工程行业革命性的信息化技术——BIM技术应运而生。BIM最早提出于 19 世纪70 年代，在国外发达国家已发展较快，已得到较好的推广与应用。《美国国家BIM标准NBIMS》中指出：BIM是一个共享的信息和知识资源，为该建筑设施全生命期的所有决策提供可靠依据；在项目的不同阶段，相关各方通过在BIM中录入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业。BIM建筑信息模型 （ Building Information Modeling） 是以三维数字技术为基础，集成建筑工程项目中的相关信息形成“可视化”数字建筑模型。模型主要以3D模型为基础，可以扩展为4D、5D等多维状态。 BIM是对工程项目设施设备物理与功能特性的数字化表达。在国内，BIM技术的应用还未普及，工程实践应用经验不足，理论研究也不够成熟。目前在施工阶段的应用主要体现在以下几个方面：运用BIM进行设计可视化展示，碰撞检测与施工模拟、工程深化设计，施工项目管理。
二、BIM的特点
1.可视性。BIM的可视性是其典型特点，BIM通过建立三维模型，能够将建筑以三维立体的实体图形展现在用户面前，用户能够看到工程从开始施工到竣工的全部过程。BIM信息平台能够将完整的工程信息导入BIM数据库，可以随时调取工程相关节点的信息。
2.协同性。BIM信息模型能够实现进度、成本、物资、图纸、合同、质量、安全等业务信息相关联，一旦某个对象发生变化，与之关联的所有对象都会随之变化，体现了BIM的协同性。
3.模拟性。以BIM平台为核心，以三维模型为基础，加入时间和成本维度形成BIM5D模型。BIM5D可以将建筑模型按照时间进度进行施工过程的展示，以三维动画的形式模拟施工过程，并能自动计算成本，实时跟踪成本信息，有效控制成本。
三、BIM在项目施工管理中的应用
1.基于BIM的施工进度管理。在施工进度管理中，传统的方法是通过进度计划控制施工进度，常用的编制进度计划的方法有横道图法和网络计划法。传统方法对工程的进度安排精细度不够，特别是大型工程，传统的进度管理方法难以实现人工、机械资源的合理分配。工程进度计划往往会受到二维设计图纸的不足、项目管理者的主观判断、进度计划的抽象化等因素的影响，导致进度计划编制的不合理，也难以实现进度的动态分析。在施工进度管理中引入BIM技术，能够有效实现：
1.1施工进度跟踪。BIM技术能够将三维模型与项目进度计划关联，模拟建造过程，实现施工过程的可视化。BIM技术构建进度管理的信息交流平台，形成基于BIM5D的进度管理信息交流平台。BIM5D进度管理能够及时获取流水施工信息，实时了解项目进展，直观的查看项目的组织进程，从子项目的进度着手，进行动态观察分析，一旦发现问题，及时调整进度计划，合理配置资源，保证项目的总进度要求。徐州奥体中心体育场采用全过程与 BIM 模型集成，对现场的施工进度进行每日管理。
1.2施工进度预警。BIM技术将完整的施工进度计划和三维模型相结合，在施工前将建筑模型按照进度对施工过程进行模拟分析，运用BIM模型可视化平台，通过三位漫游、施工流水划分、工况模拟、复杂工序模拟，专项方案动画交底等技术，模拟施工过程，提前发现进度规划中的问题，进行进度预警提醒，及时发现进度可能产生的延迟情况，及时对进度计划进行有效的修正，保证进度计划最优。通过BIM模型能够合理制定施工进度计划，避免施工中可能出现的冲突，能够协调好各工序，控制施工节点，保证各工序的衔接，实现对施工进度的预警。
2.基于BIM的施工成本管理。
2.1自动计算工程量。基于BIM的算量软件，可以准确运用BIM数据库中相关数据，导入不同构件的工程量计算规则，实现自动化算量，可以准确提供设计概算、施工图预算所需的材料价格、综合单价及造价指标等数据，减少传统方法中计算工程量的繁琐工作，提高了算量的效率，使算量的结果更加准確。一旦出现设计变更，可以自动计算变更工程量，提高算量准确性和速度。算量数据可以由设计、施工等部门共同分享，实现资源共享。
2.2成本控制。在施工过程中，需要对成本进行控制，保证目标成本和实际成本的偏差在可接受范围之内。传统的成本控制大多基于手算或者计算机计算，数据量大，对应子项目较多，估算的准确度不够。运用BIM5D模型，可以将建筑三维模型与进度和成本结合起来，实时分析计划成本和实际成本的偏差，若发现超支情况，应及时采取纠偏措施，提高成本的精确性，降低成本。利用BIM信息平台的三维图形，建立成本数据库，实现数据共享，完成成本的汇总和统计分析工作，反映资金投入和资源配置的情况。
2.3下料管理。根据BIM5D模型信息数据库中的施工进度计划和成本计划，可以准确计算出每个工序和构件所需的资源消耗量，建立点对点的材料和设备供应，使材料和设备一次到位，合理安排施工材料和设备进场，避免出现一次下料不准确而导致的二次搬运，减少不必要的措施费，避免物料原因造成进度延迟。使用BIM模型，实行限额采购和限额领用，对物资进行管控。
3.基于BIM的施工质量管理。由于工程项目施工工序复杂，规模大，周期长，因此施工过程中质量管理至关重要。质量安全整改不能有效落实，问题发生易产生扯皮现象，影响施工。传统的施工质量管理是施工前做好施工质量方案，在施工过程中由专业质量管理人员进行现场跟踪管理。通过BIM使用户能够实时观察项目质量，查看项目质量问题的处理结果及反馈，进行质量预警。如在天津117大厦项目通过移动端进行质量安全数据采集，将数据实时发布到BIM平台中。通过BIM进行碰撞检测和技术交底等工作，保证工程质量。（1）碰撞检测。通过BIM土建模型和安装模型，对设备、管线等进行碰撞检测，改变了传统的通过二维平面图纸进行的管线检查，将二维检查转变为三维碰撞检查。这不仅能减少施工过程中的错误和疏漏，更能优化管线布置方案。如在大红门16 号院项目中，共发现了 952 个碰撞点，其中严重碰撞 13 个，需要建筑、结构、机电三个专业调整设计。（2）技术交底。BIM改变了传统的技术交底方式，不再采用枯燥的文字和二维图纸材料，运用BIM的三维图形可视化进行交底，通过模型展示，能够对于交底内容一目了然，减少施工质量问题。
4.基于BIM的施工安全管理。基于BIM的5D模型，可以对临边洞口及危险作业区域进行可视化，提前做好安全防护，隔离危险作业区域，做好安全交底。BIM模型可以让施工方和监理方随时对项目的安全情况进行查看。
5.基于BIM的施工信息管理。BIM技术能够将施工过程中的信息得到有效的组织、追踪和维护，保证施工信息不会发生信息流失，减少信息歧义。通过建立BIM信息平台，使业主、设计单位、施工单位多方共享信息，项目管理人员能够快速掌握工程信息，提高信息的共享和管理水平。减少在施工中信息的流失严重，传递效率低下等想象。
四、结论与展望
随着建筑业的发展，BIM 将成为施工企业未来的主流技术。BIM的可视性、协调性、模拟性等特点可以较好的应用于施工阶段，能够提高施工企业的进度、成本、质量、安全及信息的管理水平，使原本粗放型的施工管理模式逐渐走向数字化、精细化，有效提高施工效率。BIM的发展道路还很长，还有待更深入的进行研究和应用。
参考文献：
[1]程建华，王辉. 项目管理中 BIM 技术的应用与推广[J].施工技术，2012，41（371）：18-21.
[2]张建平，李丁，林佳瑞.颜钢文.BIM 在工程施工中的应用[J]. 施工技术，2012，41（371）：10-17.
[3]刘占省，马锦姝，卫启星，徐瑞龙. BIM 技术在徐州奥体中心体育场施工项目管理中的应用研究[J]. 施工技术，2015，44（6）：35-39.
[4]安培，周晓帆.BIM技术在天津117大厦项目工程总承包管理中的应用[J].工程质量，2014，32（12）：34.
[5]方鹏.大红门16号院项目利用 BIM 技术实现精益建造[J]. 中国建设信息 ，2015（6）：55.
作者简介：杨珊珊，女，（1988——），女，助教，主要从事工程项目管理及工程造价研究。单位：吉林农业科技学院，水利与土木工程学院。