基于BIM技術(shù)的施工管理平臺研究

谷洪雁　張現(xiàn)林

摘 要：以BIM技術(shù)應(yīng)用為載體的項(xiàng)目管理信息化，可以提升項(xiàng)目生產(chǎn)效率、提高建筑質(zhì)量、縮短工期、降低建造成本，但是我國目前BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段應(yīng)用較多，施工階段尚屬于探索階段，文章通過研究基于建筑全生命周期的施工管理平臺，通過IFC解析器讀取IFC文件在IFC實(shí)體庫中重構(gòu)IFC模型，根據(jù)施工管理模型視圖從BIM數(shù)據(jù)庫提取模型，以3D視圖、空間結(jié)構(gòu)視圖、WBS視圖等視圖方式顯示模型，可導(dǎo)出為文檔和報(bào)表，供決策支持。

關(guān)鍵詞：BIM；施工管理平臺；IFC WBS視圖

中圖分類號：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）12-0153-01

1 我國建筑行業(yè)存在的問題

自21世紀(jì)，建筑業(yè)作為我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入高速發(fā)展期，目前正面臨著大規(guī)模的基本建設(shè)。而建筑業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)，主要存在著以下問題。

1.1 技術(shù)和管理水平相對落后

在激烈的市場競爭和建筑市場的對外開放，大型建筑企業(yè)技術(shù)和管理水平相對有較明顯的提高，但與發(fā)達(dá)國家相比，我國建筑行業(yè)技術(shù)發(fā)展很不均衡，整體的技術(shù)水準(zhǔn)仍然偏低，裝備較為落后，平均建筑能耗物耗較高，影響到行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。據(jù)有關(guān)部門計(jì)算，我國建筑業(yè)經(jīng)濟(jì)增長中，目前靠技術(shù)進(jìn)步占效益增加的30%遠(yuǎn)低于國際平均水平的40%，設(shè)計(jì)和施工水平都遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上我國快速增長的建設(shè)規(guī)模。

1.2 資源浪費(fèi)嚴(yán)重

在建筑業(yè)中，由于設(shè)計(jì)人員與施工人員溝通不暢，導(dǎo)致設(shè)計(jì)階段經(jīng)常存在著錯(cuò)、漏、碰、缺等現(xiàn)象，不僅在圖紙會(huì)審階段即使進(jìn)入施工階段也需要不斷的進(jìn)行設(shè)計(jì)變更。設(shè)計(jì)變更的出現(xiàn)對設(shè)計(jì)單位、施工單位、開發(fā)商乃至整個(gè)社會(huì)，都將造成人力、物力和財(cái)力的巨大浪費(fèi)，并且建筑垃圾的排放量年年增長，已是不可忽視的問題，這對我國的可持續(xù)性發(fā)展將造成更大的挑戰(zhàn)。

1.3 建筑業(yè)信息可視化化程度水平較低

傳統(tǒng)的建筑信息主要是基于2D-CAD圖紙建立的，隨著國家重視環(huán)境保護(hù)和建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)，工程針對目前建筑業(yè)向低污染、低能耗及可持續(xù)發(fā)展方向的發(fā)展趨勢，已有的2D圖紙已不能滿足業(yè)主等各方的信息需求，另外伴隨著中國加入WTO（世界貿(mào)易組織，World Trade Organization）后大量國際承包商進(jìn)入中國建設(shè)市場，對中國的建筑企業(yè)形成了巨大的挑戰(zhàn)，因此加強(qiáng)信息化技術(shù)是我國建筑企業(yè)提高自身競爭力的有效途徑。

綜上所述，隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的形成，我國建筑業(yè)發(fā)展受阻的主要原因是信息可視化程度較低。因此，在行業(yè)規(guī)模迅速發(fā)展和國際競爭日益激烈的今天，要持續(xù)提高我國建筑企業(yè)的綜合競爭力，必須提高建筑信息化程度。

2 建筑信息化模型及應(yīng)用現(xiàn)狀

BIM（建筑信息模型），全稱為“Building Information Mode-

ling”或“Building Information Model”，BIM應(yīng)用始于美國，美國大多建筑項(xiàng)目都已應(yīng)用BIM，有種類繁多的BIM應(yīng)用，如Spa-

tial Validation，F(xiàn)acility Management，等。目前，美國大多建筑項(xiàng)目已經(jīng)開始應(yīng)用BIM，BIM的應(yīng)用點(diǎn)也種類繁多，而且存在各種BIM協(xié)會(huì)，也出臺了各種BIM標(biāo)準(zhǔn)。BIM的價(jià)值在不斷被認(rèn)可。美國總務(wù)管理局陸續(xù)推出了國家3D-4D-BIM計(jì)劃，系列BIM指南，NBIMS、美國國家CAD 標(biāo)準(zhǔn)（United States Nat-

ional CAD Standard）等一系列應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，某些州設(shè)施委員會(huì)也宣布對州政府投資的設(shè)計(jì)和施工項(xiàng)目提出應(yīng)用BIM 技術(shù)的要求。英國政府要求到2016年，全面協(xié)同3D-BIM，并將全部的文件以信息化管理。日本也在全國范圍內(nèi)推廣BIM技術(shù)，并得到政府大力支持和推進(jìn)。歐洲、韓國也已有多家政府機(jī)關(guān)致力于BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的制定。

BIM在我國作為一種新的理念和技術(shù)，各種各樣類型的建筑項(xiàng)目都在試圖應(yīng)用BIM平臺找到解決自己工程中所存在的問題的辦法。目前BIM技術(shù)主要被應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)階段。另外，還有施工管理、項(xiàng)目管理、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、造價(jià)估算、可視化、文檔資料管理等方面。

3 基于BIM技術(shù)的施工管理平臺研究

BIM技術(shù)在我國主要應(yīng)用于設(shè)計(jì)階段，用BIM軟件進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)及通過對建筑圖與設(shè)備管道圖的碰撞檢測來降低后期施工工期及成本，全面提高工程質(zhì)量。隨著建設(shè)項(xiàng)目規(guī)模的不斷擴(kuò)大和BIM技術(shù)的發(fā)展和成熟，其應(yīng)用也逐漸擴(kuò)散到建設(shè)行業(yè)的各個(gè)階段，例如施工、運(yùn)維等階段，慢慢的形成BIM在建設(shè)項(xiàng)目全壽命周期上應(yīng)用的趨勢。

本文通過IFC解析器讀取IFC文件在IFC實(shí)體庫中重構(gòu)IFC模型，根據(jù)施工管理模型視圖從BIM數(shù)據(jù)庫提取模型，以空間結(jié)構(gòu)視圖、3D視圖WBS視圖等視圖方式顯示模型，可導(dǎo)出為文檔和報(bào)表，供決策支持。建立基于IFC的5D施工管理模型，將建筑物及其施工現(xiàn)場3D模型與施工進(jìn)度相鏈接，實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度4D動(dòng)態(tài)集成管理及施工過程4D可視化模擬。通過建立工程計(jì)價(jià)清單并與WBS節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)，建立全面的動(dòng)態(tài)預(yù)算及成本信息數(shù)據(jù)。

3.1 面向建筑全生命周期的施工管理平臺架構(gòu)

針對施工階段的組織和過程管理特點(diǎn)，考慮組織、過程和信息三要素，動(dòng)態(tài)創(chuàng)建、集成、管理和應(yīng)用建筑工程信息，解決異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化與存儲(chǔ)、模型集成與提取、數(shù)據(jù)一致性控制、并發(fā)訪問管理等問題，建立基于IFC標(biāo)準(zhǔn)面向建筑全生命周期的施工管理平臺架構(gòu)。

3.2 施工管理BIM模型

基于IDM和MVD標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合“基于規(guī)則集”的模型驗(yàn)證方法，準(zhǔn)確定義施工管理BIM模型，實(shí)現(xiàn)施工管理模型提取與集成、并發(fā)訪問控制和一致性約束等技術(shù)。結(jié)合MVD和IFC標(biāo)準(zhǔn)，研究非IFC格式建筑工程信息轉(zhuǎn)化為IFC模型的通用實(shí)現(xiàn)方法和流程，實(shí)現(xiàn)非IFC格式結(jié)構(gòu)化信息集成到BIM模型。引入云計(jì)算和分布式數(shù)據(jù)庫等新型網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)，設(shè)計(jì)基于WEB的BIM服務(wù)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)處于不同地理位置的各參與方便捷的訪問集成BIM模型。

3.3 基于IFC的5D施工管理模塊

將建筑物及其施工現(xiàn)場3D模型與施工進(jìn)度相鏈接，實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度動(dòng)態(tài)集成管理及施工過程4D可視化模擬。通過建立工程計(jì)價(jià)清單并與WBS節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)全面的動(dòng)態(tài)預(yù)算及成本信息數(shù)據(jù)的5D管理。

4 結(jié) 語

建筑業(yè)由于信息孤島的存在，產(chǎn)生大量的“錯(cuò)、漏、碰、缺”，造成建筑資源嚴(yán)重浪費(fèi)。BIM技術(shù)的核心就是解決信息共享、無損傳遞。2007年我國發(fā)布建筑工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑對象數(shù)字化定義》，2010年發(fā)布《工業(yè)基礎(chǔ)類平臺規(guī)范》。本文通過調(diào)研建筑行業(yè)IFC數(shù)據(jù)描述需求和應(yīng)用現(xiàn)狀，在系統(tǒng)研究IFC標(biāo)準(zhǔn)的模型體系的基礎(chǔ)上，利用IFC實(shí)體擴(kuò)展和屬性擴(kuò)展，建立施工管理模型，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從設(shè)計(jì)階段向施工階段的無損傳遞。

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