淺析BIM技術(shù)在施工模擬優(yōu)化中的應(yīng)用

黃誠(chéng)　楊煥云　彭何新　高長(zhǎng)貴　潘家祺

【摘 要】文章通過(guò)總結(jié)廣西建工集團(tuán)第五建筑工程有限責(zé)任公司大量在建工程在施工模擬與優(yōu)化方面應(yīng)用BIM技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)，較為詳細(xì)地分析了施工組織模擬與優(yōu)化、施工工藝與優(yōu)化等方面的內(nèi)容，展現(xiàn)了在基于BIM技術(shù)下施工模擬優(yōu)化的先進(jìn)性，在BIM技術(shù)逐漸普及的今天，將對(duì)施工組織模擬、施工工藝模擬產(chǎn)生積極的影響。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù)；施工工藝模擬；施工組織模擬

【中圖分類(lèi)號(hào)】TU722 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2018）03-0155-03

1 一般規(guī)定

1.1 內(nèi)容要求

主要包含施工組織及工藝模擬優(yōu)化。

1.2 施工模擬模型創(chuàng)建

模型宜根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)模型或其他深化設(shè)計(jì)模型來(lái)設(shè)計(jì)及建立，創(chuàng)建的模型對(duì)施工組織、工藝信息等進(jìn)行施工模擬，并及時(shí)優(yōu)化，生成分析報(bào)告及可視化施工指導(dǎo)文件。

1.3 施工模擬模型分析

注重BIM技術(shù)對(duì)項(xiàng)目中需進(jìn)行施工模擬的施工組織項(xiàng)、重難點(diǎn)工藝，最終確定模擬對(duì)象、各階段的成果文件及成果文件驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

1.4 施工模擬模型適用范圍

對(duì)于施工難度大、施工工藝復(fù)雜及采用新技術(shù)、新材料、新工藝、新設(shè)備的分項(xiàng)宜應(yīng)用BIM技術(shù)。

1.5 施工模擬模型檢查范圍

檢查包括碰撞檢查和沖突檢查，該檢查涵蓋構(gòu)件、機(jī)電設(shè)備安裝、作業(yè)面空間、時(shí)間、資源等沖突檢查。

1.6 施工模擬模型優(yōu)化

模擬工作結(jié)束后，參照優(yōu)化方案及時(shí)優(yōu)化施工過(guò)程模型，同時(shí)進(jìn)一步關(guān)聯(lián)該階段或與該階段相關(guān)的施工方案。

1.7 施工模擬模型具備功能

模型應(yīng)具備的功能有以下方面：模型的創(chuàng)建工作；各個(gè)工作面區(qū)域不同功能模型的劃分工作；施工模擬模型和相同或相關(guān)模擬信息的關(guān)聯(lián)工作；過(guò)程的碰撞檢查工作；過(guò)程的模擬優(yōu)化工作；過(guò)程的計(jì)算分析工作。

2 施工組織模擬優(yōu)化

2.1 應(yīng)用內(nèi)容

應(yīng)用內(nèi)容包括現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度的模擬工作、現(xiàn)場(chǎng)工序的模擬工作、現(xiàn)場(chǎng)的資源組織（包括“人、材、機(jī)”等）模擬工作、現(xiàn)場(chǎng)的施工平面布置模擬工作。

2.2 施工組織模擬優(yōu)化要點(diǎn)

施工組織模擬優(yōu)化要點(diǎn)如圖1所示。

2.3 施工組織模擬前期工作

前期工作根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)模型、按照項(xiàng)目的進(jìn)度要求，編制工程初步（有條件可設(shè)計(jì)各階段）施工方案及有針對(duì)性地實(shí)施計(jì)劃。

2.4 施工進(jìn)度模擬調(diào)整

通過(guò)實(shí)際進(jìn)度和計(jì)劃進(jìn)度跟蹤對(duì)比分析，判斷是否超過(guò)設(shè)定的警戒值和分析誤差原因，有針對(duì)性地修正或調(diào)整。

2.5 工序組織優(yōu)化

結(jié)合項(xiàng)目施工工作內(nèi)容、工藝及現(xiàn)場(chǎng)資源配置等，進(jìn)一步優(yōu)化工序組織。

2.6 資源配置優(yōu)化

資結(jié)合施工進(jìn)度計(jì)劃、招標(biāo)文件及合同等相關(guān)信息，進(jìn)一步優(yōu)化資源配置。

2.7 施工平面布置模擬優(yōu)化

參照施工進(jìn)度的安排，進(jìn)一步優(yōu)化各階段施工現(xiàn)場(chǎng)的塔吊布置，實(shí)現(xiàn)資源利用最大化。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)車(chē)間加工的布置及現(xiàn)場(chǎng)施工道路的布置等，不僅需要滿(mǎn)足施工現(xiàn)場(chǎng)的要求，還需避免碰撞，減少搬運(yùn)次數(shù)和距離，保證工序暢通，使施工按照計(jì)劃開(kāi)展。

2.8 記錄問(wèn)題

模擬過(guò)程中應(yīng)當(dāng)記錄發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，并要做好問(wèn)題分析，形成指導(dǎo)文件，避免問(wèn)題再次發(fā)生。

2.9 對(duì)比模擬成果優(yōu)化

模擬后對(duì)比模擬成果，對(duì)進(jìn)度計(jì)劃、現(xiàn)場(chǎng)工序及相關(guān)資源的配置等進(jìn)一步按照模擬結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，并更新信息到模型中。

2.10 施工組織模擬模型內(nèi)容

施工組織模擬模型除了包括施工圖設(shè)計(jì)模型、深化設(shè)計(jì)模型、預(yù)制加工模型等上游模型內(nèi)容外，還包括場(chǎng)地布置、平面組織、工序安排等信息（見(jiàn)表1）。

2.11 施工進(jìn)度模擬優(yōu)化BIM交付成果內(nèi)容

內(nèi)容應(yīng)包括與本模型有關(guān)的關(guān)聯(lián)信息、動(dòng)畫(huà)或相關(guān)影音文件、碰撞檢查的原因分析、施工組織優(yōu)化文件。

3 施工工藝模擬優(yōu)化

3.1 應(yīng)用內(nèi)容

應(yīng)用內(nèi)容包括現(xiàn)場(chǎng)的土方工程模擬工作、現(xiàn)場(chǎng)的模板工程模擬工作、現(xiàn)場(chǎng)的臨時(shí)支撐模擬工作及其他復(fù)雜節(jié)點(diǎn)或重難點(diǎn)模擬工作等。

3.2 施工工藝模擬優(yōu)化BIM應(yīng)用內(nèi)容

應(yīng)用流程如圖2所示。

3.3 確認(rèn)工藝流程

模擬前，根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)模型等上游模型或其他資料，編制相關(guān)的技術(shù)要求或標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 土方工程模擬

根據(jù)結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)模型，設(shè)定相關(guān)工藝，對(duì)開(kāi)挖量、順序、現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械、土方運(yùn)輸?shù)裙ぷ鬟M(jìn)行編排優(yōu)化，并可進(jìn)行可視化展示或施工交底。

3.5 模板工程模擬

根據(jù)現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)模型，設(shè)計(jì)好模板類(lèi)型及數(shù)量等要素，進(jìn)行可視化展示或施工交底，確保施工質(zhì)量及安全。

3.6 臨時(shí)支撐模擬

根據(jù)結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)模型，確定支撐類(lèi)型、尺寸、受力、數(shù)量等要素，進(jìn)行可視化展示或施工交底。

3.7 復(fù)雜節(jié)點(diǎn)模擬

根據(jù)結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)模型，確定構(gòu)件尺寸、空間大小、連接方法等要素，進(jìn)行可視化展示或施工交底。

3.8 腳手架模擬

根據(jù)結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)模型，確定安全網(wǎng)搭設(shè)、腳手架數(shù)量、場(chǎng)地條件等要素，進(jìn)行可視化展示或施工交底。

3.9 垂直運(yùn)輸模擬

根據(jù)結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)模型，確定運(yùn)輸能力、運(yùn)輸數(shù)量等要素，進(jìn)行可視化展示或施工交底。

3.10 大型設(shè)備及構(gòu)件安裝模擬

根據(jù)結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)模型，確定運(yùn)輸路徑、貨物送達(dá)時(shí)間、墻體等要素，進(jìn)行可視化展示或施工交底。

3.11 預(yù)制構(gòu)件預(yù)拼裝模擬

根據(jù)結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)模型，確定拼裝部位、拼裝方式、作業(yè)空間等要素，進(jìn)行可視化展示或施工交底。

3.12 模擬過(guò)程關(guān)聯(lián)

有關(guān)工作時(shí)間、工作場(chǎng)地、勞動(dòng)力、機(jī)械要求等與模型關(guān)聯(lián)。

3.13 方案優(yōu)化指導(dǎo)文件

及時(shí)記錄過(guò)程中出現(xiàn)的工序問(wèn)題、施工定位問(wèn)題或其他相關(guān)內(nèi)容，形成報(bào)告及優(yōu)化文件，避免再次出現(xiàn)類(lèi)似的問(wèn)題。

3.14 協(xié)調(diào)優(yōu)化

根據(jù)模擬成果對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化，更新信息。

3.15 施工工藝模擬模型內(nèi)容

施工工藝模擬模型內(nèi)容見(jiàn)表2。

3.16 調(diào)整模型

可能存在碰撞的，應(yīng)進(jìn)一步細(xì)化模型，確定工作面位置及大??；有施工穿插的，應(yīng)進(jìn)一步明確當(dāng)中的邏輯關(guān)系，同時(shí)滿(mǎn)足其他相關(guān)要求。

3.17 成果交付

施工工藝模擬優(yōu)化BIM交付成果應(yīng)包括以下內(nèi)容：施工工藝模型及關(guān)聯(lián)信息、動(dòng)畫(huà)漫游文件、碰撞與沖突檢查分析報(bào)告、施工工藝模擬分析報(bào)告。

參 考 文 獻(xiàn)

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[2]張弘，秦佑國(guó).計(jì)算機(jī)集成建筑系統(tǒng)（CIBS）構(gòu)想實(shí)現(xiàn)的前提[J].建筑學(xué)報(bào)，2007（5）：92-94.

[3]吳國(guó)芳.基于CIM的計(jì)算機(jī)集成建造系統(tǒng)的研究[D].黑龍江：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2004.

[4]王要武，吳宇迪.智慧建設(shè)理論與關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題研究[J].科技進(jìn)步與對(duì)策，2012，29（18）：13-16.

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[責(zé)任編輯：陳澤琦]