BIM虛擬施工技術(shù)在工程管理中的應(yīng)用

劉 巧 會(huì)

(鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，河南 新鄭 451100)

1 BIM技術(shù)的基本原理

建筑信息模型(Building Information Modeling，簡稱BIM)，被認(rèn)為是繼CAD之后，建筑業(yè)第二次“科技革命”。BIM以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，是對工程項(xiàng)目設(shè)施實(shí)體與功能特性的數(shù)字化表達(dá)。應(yīng)該說，BIM是一個(gè)3D結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫，它甚至可以將數(shù)據(jù)具體到一個(gè)構(gòu)件或是一種材料。通過BIM信息模型技術(shù)的應(yīng)用可以避免可能導(dǎo)致工期延遲的各種問題，讓建筑工程在其整個(gè)施工進(jìn)程中明顯提高效率、大幅降低風(fēng)險(xiǎn)。

2 工程項(xiàng)目的BIM建模內(nèi)容

BIM貫穿整個(gè)工程中，BIM所闡述的工程項(xiàng)目各工序工作對象都將在計(jì)算機(jī)中的建筑模型中完成。擬建工程的施工建造是一個(gè)大的環(huán)節(jié)，牽扯到大量的人力、物力、財(cái)力的消耗。在施工前期如果不將施工過程規(guī)劃好，一個(gè)小小的疏忽，可能會(huì)造成難以彌補(bǔ)的損失。用BIM模型，可以對工程的進(jìn)度進(jìn)行計(jì)劃，根據(jù)進(jìn)度計(jì)劃可以確定工程施工過程中每階段應(yīng)該消耗多少人工、材料等物質(zhì)；對于施工現(xiàn)場的布置規(guī)劃也是工程管理人員的主要工作，通過正確合理的現(xiàn)場布局，可以節(jié)約大量的現(xiàn)場物料囤積場地，縮短現(xiàn)場材料的二次搬運(yùn)距離，控制和減少存在安全隱患的場所。對于工程質(zhì)量的控制和保證，也是工程管理人員的工作內(nèi)容之一，無論是在投標(biāo)還是施工過程中，工程質(zhì)量都是第一要保證的，從施工技術(shù)交底到具體施工到工程完結(jié)后的質(zhì)量驗(yàn)收，都需要一個(gè)完整的計(jì)劃，以便施工過程中的相關(guān)人員共同執(zhí)行。

3 BIM虛擬施工技術(shù)在工程管理中的應(yīng)用

3.1 規(guī)劃設(shè)計(jì)管理中的應(yīng)用

3.1.1三維建模

三維建模是應(yīng)用BIM技術(shù)最關(guān)鍵的步驟。首先，使用相關(guān)的軟件輸入需要構(gòu)建組件的信息，如類型、材料、大小、位置、規(guī)范等，將二維施工圖用計(jì)算機(jī)形成一個(gè)模型。建立完成一個(gè)三維模型之后，系統(tǒng)可以計(jì)算出相應(yīng)工程量，經(jīng)過對模型的持續(xù)改進(jìn)，最終的二維繪圖可以轉(zhuǎn)換為直觀的三維模型。

3.1.2模型展示

三維視圖的可視化，不僅能讓管理者快速理解建筑功能、結(jié)構(gòu)、空間和項(xiàng)目的設(shè)計(jì)意圖，還能讓復(fù)雜的工程結(jié)構(gòu)一目了然，比如靈活的模型剖切視圖等。業(yè)主和非專業(yè)人士也可以了解項(xiàng)目信息。

3.1.3碰撞檢查

BIM技術(shù)可以進(jìn)行多個(gè)專業(yè)，如建筑、結(jié)構(gòu)、暖通、機(jī)電和設(shè)備等，使用BIM軟件的碰撞檢測功能，快速找出不同專業(yè)的碰撞點(diǎn)然后修改可以加快效率。專業(yè)管理人員可以減少返工，提高施工效率。在規(guī)劃和設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)的好處是:

1)BIM技術(shù)能準(zhǔn)確計(jì)算工程量，便于施工單位采購物料的統(tǒng)計(jì)和安排。

2)通過三維模型，可以設(shè)計(jì)和優(yōu)化未施工的部分。

3)BIM技術(shù)包括漫游技術(shù)，相關(guān)人員能夠了解工程信息并有效參與溝通，從而形成最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。

3.2 管控造價(jià)成本

在建筑工程的施工管理當(dāng)中，施工成本不但包含了消耗原材料所產(chǎn)生的費(fèi)用，同時(shí)也包括施工機(jī)械所產(chǎn)生的費(fèi)用、施工人員的工資以及進(jìn)行施工組織所產(chǎn)生的費(fèi)用。一般來說，建筑工程屬于勞動(dòng)力相對密集的工程，在實(shí)際的施工過程中會(huì)消耗大量的成本費(fèi)用，且其的施工流程較為繁雜，不易管理人員進(jìn)行有效地管控，不利于實(shí)現(xiàn)建筑工程企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益的最大化。而通過應(yīng)用BIM技術(shù)可以對施工成本進(jìn)行預(yù)測、計(jì)劃、核算等管控工作，能夠從根本上實(shí)現(xiàn)對施工成本進(jìn)行實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)管理。舉個(gè)例子來說，工作人員可以根據(jù)具體的施工區(qū)域，利用BIM技術(shù)建立人材成本管理數(shù)據(jù)庫，能夠?qū)κ┕げ牧?、機(jī)械設(shè)備以及人工的成本實(shí)現(xiàn)清單提取的要求，同時(shí)也可以為項(xiàng)目商務(wù)部門進(jìn)行工程量提取以及分析成本的相應(yīng)管控工作。另外，在實(shí)際施工的過程中，施工人員可以通過構(gòu)建BIM模型，實(shí)時(shí)地更新材料出入庫信息，實(shí)現(xiàn)信息化的管理要求。

3.3 BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目管理實(shí)施階段的應(yīng)用

3.3.1BIM技術(shù)與質(zhì)量管理

在項(xiàng)目質(zhì)量管理中，應(yīng)用BIM技術(shù)建立精確的信息化模型，將模型關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)與大地坐標(biāo)系統(tǒng)一，從而得到設(shè)備任意構(gòu)件的精確坐標(biāo)，利用GPS和全站儀精確定位，能夠提高放線、驗(yàn)線的精確度和效率，為項(xiàng)目質(zhì)量管理提供保障。目前，項(xiàng)目質(zhì)量管理的最小單元為檢驗(yàn)批，通過BIM建模系統(tǒng)，可以明確標(biāo)示每一檢驗(yàn)批所在位置、構(gòu)造、材質(zhì)等質(zhì)量要求，無論施工單位、建設(shè)單位、監(jiān)理單位，都可以通過BIM平臺調(diào)用所需參數(shù)，快速檢查核實(shí)，避免質(zhì)量檢查中的“蜻蜓點(diǎn)水”“走馬觀花”等現(xiàn)象。

3.3.2BIM技術(shù)與進(jìn)度控制

傳統(tǒng)的進(jìn)度控制，例如應(yīng)用Microsoft公司出品的Project軟件，輸入各專業(yè)、各工序的相關(guān)時(shí)間參數(shù)，可以自動(dòng)生成施工進(jìn)度橫道圖、網(wǎng)絡(luò)圖等進(jìn)度計(jì)劃表，通過優(yōu)化關(guān)鍵路線等途徑，優(yōu)化工期設(shè)置；通過在時(shí)標(biāo)進(jìn)度網(wǎng)絡(luò)圖中，按周期標(biāo)示比較前鋒線等方法進(jìn)行進(jìn)度控制。BIM技術(shù)的介入，可模擬整個(gè)工程施工過程，更加直觀地確定關(guān)鍵路線、劃分施工段，統(tǒng)籌資源調(diào)度；并且通過BIM系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)控、直觀比較已完工程與擬完工程之間的時(shí)間差異，從而更加明確、有效地進(jìn)行進(jìn)度控制。

3.3.3BIM技術(shù)與協(xié)調(diào)管理

在項(xiàng)目管理中，企業(yè)內(nèi)部信息傳遞，企業(yè)外部與建設(shè)單位、監(jiān)理單位以及政府監(jiān)管部門、中介機(jī)構(gòu)等溝通協(xié)調(diào)，是非常重要的工作。傳統(tǒng)的溝通方式，更多地依賴于語言的表述能力以及各專業(yè)的圖紙等手段。BIM技術(shù)的引入，通過視頻短片等方式進(jìn)行多方案演示，將為協(xié)調(diào)與溝通工作帶來直觀、生動(dòng)、便捷的元素。比如，采用BIM技術(shù)進(jìn)行“視頻”交底，可以將復(fù)雜的施工過程逐一分解、演示，生動(dòng)形象、直觀易懂，激發(fā)現(xiàn)場工人“觀看”交底的積極性，從而提升各類交底的實(shí)質(zhì)意義。

3.3.4BIM技術(shù)與精細(xì)化管理

項(xiàng)目管理過程中，需要生成各類以年、月、周為周期的報(bào)表，如生產(chǎn)計(jì)劃、采購計(jì)劃、進(jìn)度報(bào)表等等?；贐IM的企業(yè)級基礎(chǔ)數(shù)據(jù)系統(tǒng)建設(shè)，會(huì)將多個(gè)項(xiàng)目的海量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化，通過云計(jì)算，實(shí)現(xiàn)企業(yè)級精細(xì)統(tǒng)計(jì)分析，從而使基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集成管理成為可能，實(shí)現(xiàn)集約化的采購、提升企業(yè)資金運(yùn)營能力。

3.4 在運(yùn)維階段的應(yīng)用

通過對BIM技術(shù)的高效使用，可以準(zhǔn)確地掌握工程和其中各專業(yè)設(shè)備的價(jià)值信息，便于維護(hù)管理，從而能夠提高管理效率，減少項(xiàng)目總體運(yùn)維成本，提高建筑運(yùn)營管理水平。

1)有利于建筑的運(yùn)行和管理。

BIM技術(shù)在操作階段的應(yīng)用，不僅可以提供工程的數(shù)據(jù)信息，還可以提供建設(shè)項(xiàng)目交付后的一些信息，如建筑年限，入住率，便于運(yùn)營商管理。

2)預(yù)集成信息為后期的操作和維護(hù)提供了數(shù)據(jù)保障和物業(yè)管理與設(shè)備管理的支持。

BIM技術(shù)所有的數(shù)據(jù)可以為管理層提供項(xiàng)目信息，使經(jīng)營管理工作有依據(jù)，還可以大大降低維護(hù)和管理成本，從而減少經(jīng)濟(jì)損失。

3)BIM技術(shù)在運(yùn)營階段的應(yīng)用也有利于規(guī)劃管理。

由于許多零售商在不同區(qū)域都有自己的連鎖店，在安排這些商店的相對位置時(shí)可以使用BIM技術(shù)進(jìn)行規(guī)劃，比如利用不同的位置信息，人數(shù)信息等判斷在某地設(shè)置連鎖店是否有較高盈利可能。

4 結(jié)語

BIM在工程管理中得以運(yùn)用，能夠有效地提高工程管理的工作效率及工作質(zhì)量，極大程度上能夠降低返工現(xiàn)象的發(fā)生頻率，具有較大的應(yīng)用意義。然而在實(shí)際應(yīng)用的過程中，工作人員需要注意一點(diǎn)，一定要完善地處理好數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，做好BIM互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)平臺的構(gòu)建工作，盡可能地提升BIM施工技術(shù)在工程管理中的應(yīng)用效果，進(jìn)而為提高工程質(zhì)量和管理質(zhì)量奠定夯實(shí)的基礎(chǔ)。