BIM在施工管理中的應(yīng)用研究

王代兵，謝吉勇

（沈陽(yáng)建筑大學(xué)，遼寧 沈陽(yáng) 110168）

1 BIM的概念

BIM(Building Information Modeling)建筑信息模型，是以建筑工程項(xiàng)目的各種相關(guān)的信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，建立三維數(shù)字化的建筑模型的理念和工具。美國(guó)AEC領(lǐng)域的BIM使用情況進(jìn)行調(diào)查研究的基礎(chǔ)上總結(jié)了目前BIM模型施工管理平臺(tái)的應(yīng)用主要包括：現(xiàn)場(chǎng)整合、方案優(yōu)化、進(jìn)度安排、工程量統(tǒng)計(jì)、安全管理、質(zhì)量管理、成本管理、數(shù)字化建造等。

2 BIM的4D施工模擬動(dòng)態(tài)管理

施工4D模擬是BIM技術(shù)在施工階段的一個(gè)重要的應(yīng)用，它是通過(guò)把建筑物的施工進(jìn)度和三維模型相結(jié)合進(jìn)行施工進(jìn)度模擬的過(guò)程。項(xiàng)目的進(jìn)度計(jì)劃必須具有足夠詳細(xì)的施工順序劃分，這是實(shí)現(xiàn)施工4D模擬的關(guān)鍵因素之一；完整的施工進(jìn)度計(jì)劃和三維建筑模型的鏈接，在BIM的技術(shù)平臺(tái)下，通過(guò)三維可視化的環(huán)境將建筑模型構(gòu)件按照時(shí)間順序依次進(jìn)行虛擬建筑的過(guò)程即是施工4D模擬。

4D模擬是在3D建模的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，以施工進(jìn)度計(jì)劃作為時(shí)間因素模擬建造的過(guò)程。目前，施工中常用的4D模擬軟件主要包括美國(guó)歐特克(Autodesk)公司研發(fā)的施工4D模擬方案，它的具體工作流程是利用Autodesk Revit實(shí)現(xiàn)建筑物的3D 參數(shù)化的BIM模型，基于進(jìn)度編輯軟件編制建筑物的施工進(jìn)度計(jì)劃，然后按照一定的數(shù)據(jù)格式把建筑物的3D模型和施工進(jìn)度計(jì)劃在Navisworks軟件中進(jìn)行集成處理，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的施工4D模擬方案。利用4D模擬可以在施工前對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行模擬，依據(jù)模擬的施工進(jìn)度進(jìn)行資源、成本的動(dòng)態(tài)投入，以及實(shí)現(xiàn)施工場(chǎng)地、施工過(guò)程、復(fù)雜施工程序的信息化、可視化和集成化的管理，從而在實(shí)際施工中可以提高施工管理的效率，實(shí)現(xiàn)進(jìn)度的可視化控制以縮短工期、節(jié)約資源與成本。在施工階段，要依據(jù)實(shí)際的施工進(jìn)度情況對(duì)施工4D模擬方案進(jìn)行數(shù)據(jù)的更新管理，主要是在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，把采集到的有關(guān)項(xiàng)目進(jìn)度的數(shù)據(jù)輸入到Navisworks實(shí)現(xiàn)BIM模型的動(dòng)態(tài)創(chuàng)建。然后，依據(jù)實(shí)際的施工環(huán)境數(shù)據(jù)，進(jìn)行施工順序及施工過(guò)程的反復(fù)模擬，以此對(duì)施工順序進(jìn)行糾偏、不同施工工種的碰撞檢測(cè)、施工資源的合理投入、消除安全隱患、改善作業(yè)空間不足等問(wèn)題，提前調(diào)整施工方案。通過(guò)不斷的模擬施工方案，在施工前最大限度的解決實(shí)際施工可能遇到的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)施工方法的不斷優(yōu)化，在實(shí)際施工中實(shí)現(xiàn)“零沖突、零返工”。

3 BIM的施工5D成本控制

BIM在進(jìn)行4D進(jìn)度控制的同時(shí)，加入成本因素，實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程的5D成本控制，從而可以在施工階段做到準(zhǔn)確的進(jìn)行成本的動(dòng)態(tài)投入，依據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際進(jìn)展情況不斷調(diào)整不同階段、不同時(shí)刻資金的投入計(jì)劃，從分實(shí)現(xiàn)資金的時(shí)間價(jià)值，做到資源的節(jié)約、成本的有效利用。Innovaya推出的BIM施工軟件支持Autodesk revit設(shè)計(jì)軟件以及Sage Timberline預(yù)算的數(shù)據(jù)格式。針對(duì)施工階段的不同工作任務(wù)對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行輔助管理，具體來(lái)說(shuō)，Visual Estimating支持revit模型的自動(dòng)計(jì)算并且顯示工程量信息，將設(shè)計(jì)建筑構(gòu)件連接到預(yù)算數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)工程造價(jià)的管理。應(yīng)用最多的就是基于BIM的Navisworks軟件，它可以在完成進(jìn)度模擬的同時(shí)，加入成本因素，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的成本控制。

項(xiàng)目核心業(yè)務(wù)管理所需要的數(shù)據(jù)是一個(gè)5D關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，3D+1D（時(shí)間）+1D（成本）合而為一，既是完整的信息模型，也是協(xié)同平臺(tái)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，可以數(shù)據(jù)同步，保證同一數(shù)據(jù)源的提供。這5個(gè)D之間存在邏輯關(guān)系，可以在BIM平臺(tái)的基礎(chǔ)上對(duì)他們之間進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)在3D建模的基礎(chǔ)上，在施工管理階段進(jìn)行進(jìn)度、成本控制。在施工階段，利用BIM在進(jìn)行進(jìn)度、成本控制的基礎(chǔ)上，可以實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化，成本的節(jié)約，最大限度的減少浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)綠色施工的目的。

4 5D成本控制的實(shí)現(xiàn)過(guò)程

BIM的5D預(yù)算模型包括建筑構(gòu)件的綜合單價(jià)信息、以及人工、材料、機(jī)械等消耗量數(shù)據(jù)，5D的施工成本控制，完全可以實(shí)現(xiàn)在可視化的基礎(chǔ)上進(jìn)行成本的管理。通過(guò)此模型，系統(tǒng)能識(shí)別并自動(dòng)提取建筑構(gòu)件的清單和工程量等信息。為便于信息模型的有效集成與擴(kuò)展，需要對(duì)建筑構(gòu)件的分類、WBS 劃分進(jìn)行統(tǒng)一，對(duì)模型實(shí)體對(duì)象進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化定義和描述，同時(shí)還要引入 IFC(industry foundation class)標(biāo)準(zhǔn)，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)交換與共享機(jī)制。在5D模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)計(jì)劃的和實(shí)際施工進(jìn)度信息的對(duì)比分析，可以對(duì)不同時(shí)間段，不同工作任務(wù)的計(jì)劃和實(shí)際工程量進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)對(duì)計(jì)劃和實(shí)際的對(duì)比分析，有助于項(xiàng)目管理者了解工程進(jìn)度和工程量的完成情況，進(jìn)行偏差的調(diào)整。在施工分期結(jié)算的過(guò)程中，依據(jù)系統(tǒng)計(jì)算的實(shí)際工程量，可以為施工階段工程款的結(jié)算提供數(shù)據(jù)支持。通過(guò)計(jì)劃用量與實(shí)際用量之間進(jìn)行對(duì)比和分析，進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工程量與計(jì)劃工程量之間發(fā)生偏差時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出預(yù)警，可及時(shí)尋找原因，進(jìn)行改進(jìn)，做到成本的事前控制。其次，基于5D模型可以根據(jù)項(xiàng)目的施工組織設(shè)計(jì)，可視化的進(jìn)行施工人員調(diào)配、工程材料采購(gòu)、大型機(jī)械的進(jìn)出場(chǎng)等工作。

施工過(guò)程成本的實(shí)時(shí)監(jiān)控主要是對(duì)不同WBS節(jié)點(diǎn)進(jìn)行預(yù)算、成本的動(dòng)態(tài)計(jì)算以及實(shí)時(shí)的跟蹤查詢和分析等功能，并且可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)算WBS節(jié)點(diǎn)構(gòu)件的綜合單價(jià)、建筑總造價(jià)等信息。通過(guò)BIM可以得到最準(zhǔn)確的工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，將工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分解到構(gòu)件級(jí)、材料級(jí)，有效控制施工成本，減少工程超支，提高工程項(xiàng)目的管理水平和成本投入的控制能力。

5 結(jié)語(yǔ)

BIM作為信息時(shí)代的產(chǎn)物，它的應(yīng)用不管是在設(shè)計(jì)階段，施工階段，還是后期的運(yùn)維階段，都會(huì)給項(xiàng)目帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果。在施工階段BIM的應(yīng)用，對(duì)進(jìn)度，成本的控制，可以有效地對(duì)實(shí)際施工進(jìn)行指導(dǎo)，以提供合理的施工方案及人員，材料使用的合理配置，從而來(lái)最大限度地實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，合理使用，以促進(jìn)施工管理的可視化，做到建筑節(jié)約，以實(shí)現(xiàn)綠色施工的目的。

［1］張建平，李丁，林佳瑞，等.BIM 在工程施工中的應(yīng)用［J］.施工技術(shù)，2012，8：10-17.

［2］周春波.BIM 技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用研究［J］.青島理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，1：51-54.

［3］王雪青，張康照，謝銀.基于BIM實(shí)時(shí)施工模型的4D模擬［J］.廣西大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012，4：814-819.

［4］姜曦.談BIM技術(shù)在建筑工程中的運(yùn)用［J］.山西建筑，2013，2：109-110.

［5］錢蘇.BIM技術(shù)在施工中的應(yīng)用［J］.城市建筑，2013，2：104-107.

［6］李騰.論究 BIM 在建筑施工中的應(yīng)用［J］.土木建筑工程信息優(yōu)化，2010，3：20-23.

［7］廖志錫.淺談建筑施工管理及綠色建筑施工管理［J］.城市建筑，2012，10：50-53.