建筑工程管理應(yīng)用BIM技術(shù)的效率提高方法分析

王中琴

（硅湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 昆山 215300）

1 建筑工程管理現(xiàn)狀

建筑工程管理即建設(shè)工程項(xiàng)目管理，在管理過(guò)程中所涉及到的內(nèi)容多種多樣，主要包括安全管理、進(jìn)度管理、合同管理、造價(jià)管理、質(zhì)量管理、信息管理等多個(gè)方面。主要工作內(nèi)容可以概括為三個(gè)部分：第一部分是質(zhì)量控制，此部分主要工作是根據(jù)現(xiàn)行法律法規(guī)規(guī)定的基本要求，針對(duì)建筑工程建設(shè)期間質(zhì)量要求和標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行深入的分析，編制質(zhì)量控制的基本方案，針對(duì)設(shè)計(jì)方、施工方、監(jiān)理方、采購(gòu)方等參建主體在質(zhì)量控制中的具體權(quán)責(zé)作出明確規(guī)定；第二部分是成本控制，此部分主要工作是基于對(duì)建筑工程項(xiàng)目可行性的研究，論證建筑項(xiàng)目總投資目標(biāo)，編制初步預(yù)算規(guī)劃，深度分析總投資目標(biāo)實(shí)現(xiàn)期間所面臨的風(fēng)險(xiǎn)，編制投資風(fēng)險(xiǎn)管理方案；第三部分是進(jìn)度控制，此部分主要工作是通過(guò)對(duì)建筑工程項(xiàng)目總進(jìn)度目標(biāo)的分析與論證，編制進(jìn)度計(jì)劃，對(duì)進(jìn)度目標(biāo)實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行科學(xué)分析，引入風(fēng)險(xiǎn)管理工作理念形成施工組織設(shè)計(jì)方案并指導(dǎo)實(shí)施。

當(dāng)前，在建筑工程管理工作的開(kāi)展中，仍然面臨著一定的問(wèn)題，直接影響了工程管理的工作效率：第一，參與建筑工程管理的各方責(zé)任主體工作流程銜接不合理，不連續(xù)，導(dǎo)致建筑工程項(xiàng)目的成本以及工期控制存在較大缺陷；第二，相關(guān)單位技術(shù)質(zhì)量不合格，難以對(duì)工程建設(shè)中存在的問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)，直接對(duì)工程質(zhì)量目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生了不良影響；第三，各個(gè)部門(mén)與單位存在信息割據(jù)的問(wèn)題，信息共享與傳遞效率不高，導(dǎo)致組織協(xié)調(diào)面臨較大難度。

2 BIM技術(shù)概述

BIM（building information modeling）即是“建筑信息模型”的意思。BIM的實(shí)質(zhì)就是用一個(gè)個(gè)模型來(lái)表達(dá)建設(shè)項(xiàng)目所有的功能屬性，是一個(gè)可以進(jìn)行信息、資源共享的大平臺(tái)，能夠?yàn)榻ㄔO(shè)全過(guò)程中的所有問(wèn)題提供參考意見(jiàn)；例如，在建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施的各個(gè)程序中，都可以利用BIM技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的插入、提取、更新等。

目前，BIM技術(shù)已經(jīng)在全世界普遍應(yīng)用于建設(shè)工程中，而且隨著應(yīng)用實(shí)踐技術(shù)不斷發(fā)展升級(jí)，已成為我國(guó)“十二五”規(guī)劃的重點(diǎn)工程項(xiàng)目。BIM技術(shù)主要是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)建立建設(shè)項(xiàng)目的三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中發(fā)生的各種變化進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)調(diào)整，可以讓相關(guān)單位隨時(shí)準(zhǔn)確調(diào)用各類(lèi)相關(guān)數(shù)據(jù)，以提升建設(shè)的質(zhì)量，加快建設(shè)的進(jìn)度，從而降低建設(shè)項(xiàng)目管理與控制的成本、保障建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量，達(dá)到提升經(jīng)濟(jì)效益的目的。

BIM技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用的推廣，進(jìn)一步推動(dòng)著建筑工程軟件不斷地發(fā)展，特別是工程造價(jià)工程管理軟件，從二維向著三維、靜態(tài)向著動(dòng)態(tài)的方向發(fā)展，更好地促使建筑工程全過(guò)程造價(jià)管理能夠不斷地出現(xiàn)新突破，達(dá)到提高建設(shè)項(xiàng)目的精準(zhǔn)度、提高完成工程量計(jì)量與計(jì)價(jià)的效率。BIM技術(shù)在建筑工程管理中的應(yīng)用中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，在充分發(fā)揮BIM自身技術(shù)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了價(jià)值最大化。

3 BIM技術(shù)的主要內(nèi)容

第一是建立模型。運(yùn)用BIM技術(shù)建立各專(zhuān)業(yè)模型，通過(guò)模型對(duì)整個(gè)施工過(guò)程進(jìn)行虛擬，用于施工過(guò)程中的質(zhì)量控制、進(jìn)度控制、成本控制。虛擬模型可以結(jié)合各項(xiàng)屬性和相關(guān)參數(shù)，來(lái)動(dòng)態(tài)地反映出施工模型和設(shè)計(jì)模型之間的關(guān)系。施工模型一旦建立好之后，如果有變化可以在原模型上修改，即施工模型具有重復(fù)使用的功能，隨著施工過(guò)程的不斷推進(jìn)，模型展示越來(lái)越精細(xì)、準(zhǔn)確，所以，需要通過(guò)BIM技術(shù)建立施工模型。

第二是仿真。BIM仿真首先是應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)將現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)抽象和簡(jiǎn)化形成模型，然后再對(duì)此模型分析后進(jìn)行運(yùn)行，由此得到一些統(tǒng)計(jì)結(jié)果。BIM仿真的基本步驟如下：系統(tǒng)研究—數(shù)據(jù)收集—系統(tǒng)模型建立—仿真算法確定—仿真模型建立—仿真模型運(yùn)行—結(jié)果輸出，根據(jù)仿真的程度不同又可以分為數(shù)值仿真、可視化仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)VR仿真。

第三是優(yōu)化。首先通過(guò)仿真技術(shù)將現(xiàn)實(shí)建設(shè)項(xiàng)目轉(zhuǎn)化為虛擬模型，然后根據(jù)建設(shè)的目標(biāo)和計(jì)算的方法，進(jìn)行更進(jìn)一步的優(yōu)化，目的是使建設(shè)目標(biāo)在限定條件內(nèi)達(dá)到最接近，為建設(shè)相關(guān)參與方提供科學(xué)的定性或定量參考數(shù)據(jù)。其中優(yōu)化的方法有很多種，例如：運(yùn)籌學(xué)、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、線(xiàn)性與非線(xiàn)性規(guī)劃等。

第四是虛擬現(xiàn)實(shí)。此部分內(nèi)容主要是通過(guò)操作者對(duì)多種媒體的感受與交互作用，能夠?qū)⒔ㄔO(shè)中所要解決的問(wèn)題在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下得以解決。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為虛擬建設(shè)的核心部分，融合了多種綜合信息技術(shù)，例如計(jì)算機(jī)圖形、工業(yè)建筑多媒體、人工智能、機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)等。通過(guò)多種感官的模擬，不但讓人有一種身臨其境的感覺(jué)，而且人還可以與之互動(dòng)，最終使人對(duì)建設(shè)項(xiàng)目有直觀上認(rèn)識(shí)。

4 BIM技術(shù)在建筑工程管理中的應(yīng)用

BIM技術(shù)是當(dāng)前建筑領(lǐng)域最為先進(jìn)的三維數(shù)字設(shè)計(jì)軟件，可提供具有可視化特點(diǎn)的數(shù)字建筑模型。作為一種集工程設(shè)計(jì)、建造以及管理于一體的數(shù)據(jù)化工具，BIM可通過(guò)參數(shù)模型的方式對(duì)建筑工程項(xiàng)目相關(guān)信息進(jìn)行全面整合，在工程管理的全生命周期中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的高效傳遞與共享，為工作人員對(duì)建筑信息的理解與應(yīng)用提供便利，從而發(fā)揮提高建筑工程項(xiàng)目管理效率，縮短工程建設(shè)周期，節(jié)約建設(shè)成本等優(yōu)勢(shì)。目前，BIM技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)覆蓋至工程項(xiàng)目全壽命周期中，在工程管理方面的應(yīng)用體現(xiàn)在以下幾個(gè)階段：

第一是BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段中的應(yīng)用。BIM技術(shù)應(yīng)用下，工作人員可以直接展開(kāi)對(duì)建筑、結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部設(shè)備的設(shè)計(jì)工作，提供三維設(shè)計(jì)模型，在各個(gè)環(huán)節(jié)間共享設(shè)計(jì)模型數(shù)據(jù)。如，設(shè)計(jì)單位在根據(jù)建設(shè)單位要求建立三維模型后，可將該模型轉(zhuǎn)交至結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員，錄入結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)，再轉(zhuǎn)交至設(shè)備設(shè)計(jì)工程師，錄入設(shè)備設(shè)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)、設(shè)備等環(huán)節(jié)間的高效銜接。除此以外，基于BIM技術(shù)下的相關(guān)專(zhuān)用軟件，能夠以現(xiàn)行建筑設(shè)計(jì)規(guī)范為依據(jù)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行自動(dòng)校核，將三維設(shè)計(jì)模型中的相關(guān)數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入軟件中，支持對(duì)綠色建筑、能耗、以及日照水平等關(guān)鍵參數(shù)的模擬分析。

第二是BIM技術(shù)在施工階段中的應(yīng)用。根據(jù)設(shè)計(jì)階段所確定的三維設(shè)計(jì)模型數(shù)，可以展開(kāi)對(duì)建筑項(xiàng)目的虛擬建造，在高度仿真的環(huán)境下預(yù)演建造過(guò)程，以發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目實(shí)際施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，以便及時(shí)改進(jìn)設(shè)計(jì)方案中存在的不足。例如，在建筑工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)檢測(cè)中，可以通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用及時(shí)掌握結(jié)構(gòu)間可能出現(xiàn)的碰撞關(guān)系，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整，以便后續(xù)施工中出現(xiàn)方案變更的問(wèn)題，達(dá)到提高施工管理效率的目的。

第三是BIM技術(shù)在運(yùn)維階段中的應(yīng)用。工作人員可以通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)的方式為建筑經(jīng)營(yíng)管理奠定基礎(chǔ)，利用前期集成化信息數(shù)據(jù)為建筑工程項(xiàng)目后續(xù)運(yùn)行維護(hù)階段的設(shè)備管理、物業(yè)管理等工作提供必要的數(shù)據(jù)支持。除此以外，BIM技術(shù)還能夠提供與互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)的工作接口，通過(guò)調(diào)用BIM數(shù)據(jù)庫(kù)的方式及時(shí)掌握故障發(fā)生的具體信息，以便對(duì)問(wèn)題加以及時(shí)解決。

5 BIM技術(shù)提高建筑工程管理效率的措施

既往大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，建筑領(lǐng)域中對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)出了參數(shù)化、模擬性、協(xié)調(diào)性、可出圖性、可視化等多個(gè)方面的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)。在建筑工程項(xiàng)目全壽命周期的管理實(shí)踐中，積極應(yīng)用BIM技術(shù)能夠起到優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，節(jié)約項(xiàng)目建造成本，保障項(xiàng)目建設(shè)工期，同時(shí)完善組織協(xié)調(diào)溝通關(guān)系的目的。在具體應(yīng)用中，BIM技術(shù)與建筑工程項(xiàng)目全壽命周期管理的結(jié)合關(guān)系可以概括如見(jiàn)圖1所示。

圖1 BIM技術(shù)與建筑工程項(xiàng)目全壽命周期管理的結(jié)合關(guān)系示意圖

根據(jù)建筑工程項(xiàng)目的具體情況，可以將工程項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容劃分為土建工程、結(jié)構(gòu)工程以及機(jī)電工程這三個(gè)部分。在應(yīng)用BIM技術(shù)時(shí)，可以先構(gòu)建包括墻體、樓板、樓梯以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)門(mén)窗等在內(nèi)的建筑模型，然后對(duì)結(jié)構(gòu)模型以及機(jī)電模型進(jìn)行補(bǔ)充與完善，實(shí)現(xiàn)各個(gè)專(zhuān)業(yè)間的信息共享。以現(xiàn)實(shí)工作任務(wù)為依據(jù)的BIM模型能夠提供不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件間的碰撞檢測(cè)功能，預(yù)先掌握項(xiàng)目建設(shè)期間潛在的設(shè)計(jì)以及質(zhì)量問(wèn)題，并對(duì)質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)。

圖2 建筑工程管理中BIM的細(xì)化流程示意圖

除此以外，通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)三維仿真以及虛擬施工過(guò)程等功能的應(yīng)用，能夠以一套科學(xué)有效的施工組織方案對(duì)項(xiàng)目全過(guò)程施工進(jìn)行模擬，在保障工期合理性方面有重要意義。在具體應(yīng)用中，建筑工程管理中BIM的細(xì)化流程可概括如圖2所示。

6 結(jié)語(yǔ)

在BIM推廣應(yīng)用相關(guān)政策陸續(xù)出臺(tái)的背景下，建筑領(lǐng)域?qū)IM技術(shù)的應(yīng)用呈現(xiàn)出了廣泛化、普及化的發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)前，BIM技術(shù)已支持通過(guò)模型構(gòu)建、碰撞檢測(cè)、虛擬仿真等途徑完成對(duì)建筑工程項(xiàng)目全壽命周期的管理，能夠在確保工程項(xiàng)目質(zhì)量目標(biāo)的基礎(chǔ)之上，合理降低工程建設(shè)期間各類(lèi)資源的消耗量，促進(jìn)建筑工程管理效率的全面提升。可以預(yù)見(jiàn)的是，在BIM技術(shù)的支持下，建筑工程管理流程將日趨完善與清晰，并在彌補(bǔ)當(dāng)前建筑工程管理所存在的一系列問(wèn)題上發(fā)揮著重要的作用。