基于BIM的施工管理優(yōu)化

韓曉征

（山西二建集團(tuán)有限公司 山西太原 030001）

1 概念

建筑信息化模型（BIM）的英文全稱是Building Information Modeling，是利用數(shù)字信息虛擬出項目實體的功能和物理特性。通過建立項目實體電子信息的過程，實現(xiàn)碰撞分析、工程分析、可視化、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)檢查、竣工驗收的產(chǎn)品、工程造價、編制預(yù)算和其他用途。其技術(shù)支持整個建設(shè)工程項目的全生命周期。

2 BIM的發(fā)展現(xiàn)狀

BIM起源于美國，隨著BIM技術(shù)的不斷得發(fā)展，在英國、德國、日本等國家進(jìn)行推廣和應(yīng)用。

近些年來BIM在國內(nèi)工程建設(shè)業(yè)逐漸形成一股潮流，在此推動下政府有關(guān)部門、高等院校、研究機構(gòu)等也加入應(yīng)用并且宣傳BIM的行列。

在生產(chǎn)行業(yè)中，開始只有一些大型設(shè)計院、施工企業(yè)、咨詢公司進(jìn)行研發(fā)、使用和推廣。目前，經(jīng)過多年的發(fā)展，業(yè)主對BIM這項技術(shù)逐漸認(rèn)可。許多型房地產(chǎn)商探索并應(yīng)用BIM技術(shù)，把BIM作為一種策略，作為其產(chǎn)業(yè)未來核心競爭力，大型項目要求施工單位使用BIM把控建筑的全生命周期。許多建設(shè)方招投標(biāo)時要求施工企業(yè)用BIM做標(biāo)書，這儼然成為一道門檻，也會有更多的項目將會寫入招標(biāo)合同中。但是無論是深度還是廣度方面來看，國內(nèi)BIM技術(shù)還只是開端而已，未來的路還很長。無論是設(shè)計、施工單位還是咨詢公司都對BIM的發(fā)展起到很大作用，這項技術(shù)竟會融入到工程建設(shè)各行業(yè)，站在當(dāng)前世界角度來看，BIM無疑已是主要潮流。

3 BIM的特征

（1）協(xié)調(diào)性。在建筑物的設(shè)計階段，專業(yè)設(shè)計人員之間可能存在的溝通問題，往往會造成各專業(yè)之間發(fā)生碰撞。BIM建筑信息模型可盡早地發(fā)現(xiàn)項目在施工現(xiàn)場當(dāng)中出現(xiàn)的錯、漏、碰、缺等設(shè)計失誤。這樣就可以減少現(xiàn)場的施工變更，更有效的組織施工，減少因返工造成的經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量、工期等損失。

（2）可視化?？梢暬瘜τ诮ㄖI(yè)的意義非常大。例如，設(shè)計院出的各類圖紙只是各個構(gòu)件的信息，在圖紙上以線條繪制表達(dá)，構(gòu)造形式就需要技術(shù)人員去自行想象。如果建筑結(jié)構(gòu)簡單，那么沒有太大的問題，但是近幾年復(fù)雜造型的建筑越來越多，那么光靠想象就不太實際的。BIM以三維的立體形態(tài)將建筑物展示在人們的面前。

（3）優(yōu)化性。在BIM模型中，包含了許多實際建筑物包含的信息，如材料信息、圖紙信息、規(guī)劃信息等，當(dāng)建筑物變化后相應(yīng)的信息也會變化。

有兩項工作可以通過BIM優(yōu)化：

①優(yōu)化施工方案。

②優(yōu)化特殊的施工項目設(shè)計。

（4）可模擬性。在設(shè)計階段BIM可以對節(jié)能、緊急疏散、日照和熱能傳導(dǎo)等設(shè)計上需要進(jìn)行的模擬的一些事件進(jìn)行模擬實驗。在招投標(biāo)和施工階段可以根據(jù)施工組織設(shè)計模擬實際施工，從而確定最優(yōu)施工方案。

（5）可出圖性。使用BIM繪制的圖紙，不同于設(shè)計院所出的建筑圖、施工圖、加工圖等，是通過對建筑物進(jìn)行協(xié)調(diào)、模擬和優(yōu)化后，繪制出的綜合管線圖、綜合結(jié)構(gòu)留洞圖以及碰撞檢測偵錯報告和改進(jìn)方案。

4 BIM模型應(yīng)用

（1）仿真分析及優(yōu)化。利用BIM可視化特點，在設(shè)計、施工等各階段對建設(shè)工程項目進(jìn)行仿真分析及優(yōu)化，如：設(shè)計階段通過對結(jié)構(gòu)、能耗等進(jìn)行分析，對建筑性能進(jìn)行模擬以實現(xiàn)對設(shè)計的優(yōu)化；施工階段利用模型進(jìn)行三維審圖、虛擬建造、施工方案、工藝優(yōu)化等仿真分析。

（2）多專業(yè)協(xié)同工作。體現(xiàn)工程項目施工過程中的多專業(yè)、多參與方之間的有效溝通與協(xié)同。包括以模型為中心，通過碰撞檢查定位出本專業(yè)內(nèi)部及各專業(yè)間的碰撞點，提前解決圖紙問題，減少返工。

（3）模型創(chuàng)建、維護(hù)。對建筑工程實體進(jìn)行全專業(yè)建模（建筑、結(jié)構(gòu)、機電等），對施工過程中的設(shè)計變更及時錄入、修改、更新，確保其準(zhǔn)確性，實現(xiàn)對模型的實時動態(tài)管理。

（4）施工模擬。施工模擬總體來說就是虛擬建造的過程，主要為：施工工藝流程的模擬、施工進(jìn)度的模擬、施工順序的模擬等。

（5）方案模擬及優(yōu)化。對工程的重難點、關(guān)鍵點、復(fù)雜節(jié)點以及危險性較大的分部、分項工程進(jìn)行施工方案、工藝流程的模擬及優(yōu)化，如：深基坑支護(hù)及土方開挖方案模擬、模架系統(tǒng)方案模擬、二次結(jié)構(gòu)施工方案模擬等。

（6）進(jìn)度管理。主要實現(xiàn)實際進(jìn)度與計劃進(jìn)度的對比，檢驗進(jìn)度計劃的合理性，輔助調(diào)整進(jìn)度計劃，并在施工過程中，根據(jù)進(jìn)度計劃合理配置人、材、機等各類資源。

（7）場地布置。通過三維建模反映出符合公司安全文明標(biāo)準(zhǔn)化要求的施工場地布置，并在施工過程中，對不同階段的場地布置進(jìn)行優(yōu)化。

（8）算量和成本管理。同階段的量價分析與應(yīng)用，如：投標(biāo)階段報價、策劃階段的項目目標(biāo)成本的制定、施工階段的對外造價管理、對內(nèi)的成本控制以及結(jié)算階段的對外結(jié)算、分包結(jié)算等。具體工程項目施工中，可通過BIM模型進(jìn)行工程量統(tǒng)計、工程量審核；通過項目基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析，進(jìn)行階段性資金控制；通過多算對比，分析盈虧情況等。

（9）深化設(shè)計。用于鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計、套材下料、優(yōu)化排版；管線預(yù)制化加工的深化；鋼筋下料翻樣，輸出鋼筋下料表等。

（10）現(xiàn)場數(shù)字化?，F(xiàn)場數(shù)字化施工是對施工過程信息的數(shù)字化管理，BIM與物聯(lián)網(wǎng)的集成就是其中一項應(yīng)用，如：通過二維碼識讀設(shè)備、射頻識別（RFID）裝置、紅外感應(yīng)器等信息傳感設(shè)備進(jìn)行施工材料跟蹤、現(xiàn)場安全監(jiān)測等。

（11）設(shè)備物料管理。根據(jù)BIM模型，輸出精細(xì)化材料計劃，對材料領(lǐng)用進(jìn)行審核，避免材料超領(lǐng)造成浪費，具體應(yīng)用如：出入庫管理、限額領(lǐng)料管理、材料用量分析對比、材料二次搬運/垂直運輸控制等。

（12）質(zhì)量安全管理。質(zhì)量管理：樣板引路模型的創(chuàng)建、質(zhì)量控制點的跟蹤管控等；安全管理：臨邊防護(hù)等安全文明標(biāo)準(zhǔn)化樣板模型的創(chuàng)建、輔助安全專項方案的編制及現(xiàn)場交底等；質(zhì)量安全管理均可通過移動終端瀏覽BIM模型和圖紙，標(biāo)記發(fā)現(xiàn)的問題，附加以現(xiàn)場照片，方便現(xiàn)場巡檢人員對發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行動態(tài)跟蹤管理。

（13）數(shù)字化加工。數(shù)字化加工是在應(yīng)用已經(jīng)建立的數(shù)字模型基礎(chǔ)上，利用生產(chǎn)設(shè)備完成對產(chǎn)品的加工。BIM技術(shù)與數(shù)字化加工集成應(yīng)用主要體現(xiàn)在三個方面：預(yù)制混凝土板生產(chǎn)、管線預(yù)制加工和鋼結(jié)構(gòu)加工。

（14）模擬預(yù)拼裝（如鋼結(jié)構(gòu)預(yù)拼裝）。通過BIM模型的創(chuàng)建，對鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜構(gòu)件進(jìn)行預(yù)拼裝處理，可以是對拼裝順序的模擬，也可以通過對控制點坐標(biāo)進(jìn)行大量采集，對整個拼裝過程進(jìn)行數(shù)字化處理。

（15）竣工模型交付。通過將圖紙、工程檔案等資料與模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并定期維護(hù)和更新，形成完整的BIM竣工模型。

（16）信息集成及二次開發(fā)。BIM應(yīng)用將從單獨BIM軟件單點的業(yè)務(wù)應(yīng)用向集成應(yīng)用模式轉(zhuǎn)變，根據(jù)不同需要，將不同業(yè)務(wù)或不同專業(yè)模型信息進(jìn)行集成；如：通過開發(fā)基于BIM的項目管理系統(tǒng)或?qū)IM專業(yè)軟件進(jìn)行二次開發(fā)，實現(xiàn)信息的集成應(yīng)用。

（17）其他創(chuàng)新應(yīng)用。BIM與GIS、3D掃描儀、測量定位裝置的集成；BIM與云平臺的集成應(yīng)用；BIM在裝配式施工中的應(yīng)用等。