基于BIM的大型建設(shè)項目優(yōu)化技術(shù)研究

賀雷

摘 要：當前，我國很多行業(yè)還比較落后，其中包括工程建設(shè)行業(yè)。在這一行業(yè)還存在許多薄弱環(huán)節(jié)。比如工程建設(shè)技術(shù)基礎(chǔ)不夠雄厚，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的進程比較慢，程度也不高。工程建設(shè)管理方法也不夠先進甚至有些滯后。這與新時代加快發(fā)展現(xiàn)代化建設(shè)的步伐存在著一定的差距。目前來看，適合工程建設(shè)的科學(xué)理想完善的工程建設(shè)機制還沒有完全形成和建立。就目前國情而言，我國已進入了一個飛速發(fā)展的新時代，建立健全完善的神會主義發(fā)展機制迫在眉睫。因此建設(shè)行業(yè)發(fā)展的過程中我們要不斷的進行技術(shù)革新，引經(jīng)據(jù)典，去其糟粕取其精華，不斷的推廣新技術(shù)，新觀念和新方案等，以此來提高生產(chǎn)效率，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，縮短工期，提高工程建設(shè)的核心競爭力，使整個國民經(jīng)濟水平得到顯著地提高。從而響應(yīng)國家建立健全完善的工程建設(shè)機制的號召。隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，工程項目規(guī)模也在不斷的擴大，結(jié)構(gòu)也更加的趨向復(fù)雜化特殊化，投資者的要求也在不斷變高。為了滿足市場需求，研究優(yōu)化一套適合工程建設(shè)的方法是形勢所趨。也是基于以上情況，我們很有必要對BIM在建設(shè)項目進度控制中的應(yīng)用進行更加深入的研究。

關(guān)鍵詞：工程建設(shè)項目; BIM技術(shù);優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用;項目優(yōu)化

中圖分類號：TU71;TU17 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）19-0113-02

0 引言

本文在文獻調(diào)研的基礎(chǔ)上，做出了總結(jié)和分析，綜合國內(nèi)外大型工程項目在工程建設(shè)的各個階段出現(xiàn)的問題做出了以下的研究：對大型工程項目在設(shè)計結(jié)構(gòu)上的研究;對大型工程建設(shè)動工過程工藝技術(shù)的研究，對大型工程建設(shè)管理方法和投資成本的研究等等，以便得出更優(yōu)化的技術(shù)來解決大型工程建設(shè)中遇到的問題，從而滿足市場需求。本文引用了一個新的技術(shù)即BIM技術(shù)。通過對BIM技術(shù)的理論指導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用與大型工程建設(shè)的實際施工過程相結(jié)合，做到建模數(shù)據(jù)虛擬形態(tài)的變化與大型工程建設(shè)施工進度的同步，以便找出我國大型工程建設(shè)在施工的過程中出現(xiàn)的薄弱環(huán)節(jié)和出現(xiàn)的問題與優(yōu)化的技術(shù)結(jié)合起來進行分析研究，得出結(jié)論，從而不斷的提高工程建設(shè)的效率。

1 大型工程建設(shè)項目

大型工程建設(shè)項目的英文名字叫做Construction Project，包含的內(nèi)容極為廣泛，例如根據(jù)法律簽訂法律合同準備新建的工程項目，在建設(shè)過程中及時發(fā)現(xiàn)了問題正在改建的工程建設(shè)，后期由于某種原因需要加大規(guī)模建設(shè)的各項工程等。工程建設(shè)是有始有終的，他是一組相互關(guān)聯(lián)的科學(xué)有序的過程，包括前期的設(shè)計，規(guī)劃和勘察，中期的采購施工和模擬運行以及工程建設(shè)后期的檢查驗收和提交。

工程建設(shè)項目用它的自然屬性來理解指的是為人類在自然社會中的生產(chǎn)活動提供資源幫助和技術(shù)指導(dǎo)的各種建設(shè)物或者工程設(shè)備與設(shè)施的總稱。建設(shè)工程也涵蓋了我們生活的許多方面，比如水利工程建設(shè)，土木工程建設(shè)，市政工程建設(shè)，公路工程建設(shè)，民航林業(yè)，石油天然氣，電子通信工程建設(shè)等等。如果按照投資的作用我們可以將工程建設(shè)分為兩種，一種是生產(chǎn)性的項目建設(shè)，另一種時非生產(chǎn)性項目建設(shè)。工程項目建設(shè)具有多個特性，例如：唯一性，一次性，風險性，系統(tǒng)性，流動性和固定性等。處在新時代的背景下，為了更加的鞏固和完善工程建設(shè)機制，我們對BIM技術(shù)在大型建設(shè)項目中的作用進行優(yōu)化研究。

2 BIM技術(shù)在工程建設(shè)勘察設(shè)計階段的應(yīng)用

BIM技術(shù)應(yīng)用到工程建設(shè)的設(shè)計階段使工程建設(shè)更加趨向科學(xué)化，有序化，更加直觀化。BIM通過對現(xiàn)有地的基地設(shè)施以及區(qū)域的狀況進行建模使原本抽象的設(shè)計更加直觀具體。另外應(yīng)用BIM技術(shù)對現(xiàn)有基地的立體空間規(guī)模以及建好的模型進行研究，從而得出該項目建立最佳基地位置的結(jié)論。

BIM技術(shù)在工程建設(shè)的空間設(shè)計環(huán)節(jié)也發(fā)揮了很大的作用，例如我們設(shè)計階段想讓業(yè)主對某項工程建設(shè)有個更直觀的了解，包括建筑空間，結(jié)構(gòu)空間，使用空間等，都可以采用BIM技術(shù)使用3D軟件建造該工程的模型，進行相關(guān)的分析總結(jié)看看他們在空間設(shè)計，結(jié)構(gòu)設(shè)計，機電設(shè)計等方面還有哪里需要改進以便深入探究來滿足投資者的需求。總而言之，BIM技術(shù)對工程建設(shè)勘察設(shè)計起到了輔助作用。

2.1 工程勘察

工程勘察是所有工程建設(shè)都要進行的首要環(huán)節(jié)，也是工程建設(shè)順利進行的基礎(chǔ)工作，目前我國進行工程勘察這一環(huán)節(jié)獲取和計量信息的方法很大一部分還是采用比較傳統(tǒng)的平面設(shè)計以及簡單的二維建模。呈現(xiàn)形式單一，模式比較虛擬，給人感覺也很抽象。而BIM技術(shù)則與之相反而，它為我們構(gòu)建了一個儲存，分析信息數(shù)據(jù)的軟件。輸入的數(shù)據(jù)信息通過這一軟件的集成分析處理，從而是虛擬抽象的數(shù)據(jù)可視化具體化，在我們勘查的過程中起到很好的輔助作用。BIM技術(shù)不僅應(yīng)用在工程勘察的過程中也應(yīng)用在勘察的結(jié)果中，讓我們勘察的結(jié)果更加直觀。把BIM的理論與我們的實踐相結(jié)合，也證明了工程建設(shè)建筑物的具體結(jié)構(gòu)和其下方的地基構(gòu)造信息的多維融合是具有可控性的。

目前，國際上已經(jīng)應(yīng)用了這些三維建筑模型的軟件。例如GOCAD Autocad Civil3d、理正地質(zhì)GIS和Geomo3D等等，但是像這些具有專業(yè)針對性領(lǐng)域的三維模擬軟件還很少。例如我們在勘察巖土這一領(lǐng)域時能夠應(yīng)用的三維模擬軟件太少了，從而導(dǎo)致我們對這一領(lǐng)域的勘察結(jié)果不夠直觀，缺乏針對性而，難以滿足市場需求。在這一領(lǐng)域我國也開發(fā)了三維巖土工程助察信息系統(tǒng)，但任存在很多不足，不能滿足建筑結(jié)構(gòu)等專業(yè)數(shù)據(jù)資源共享互通有無這一十分理想的結(jié)果，難以進行專業(yè)與專業(yè)之間的輔助協(xié)調(diào)工作。

2.2 BIM的環(huán)保性分析

人類的資源總體可以分為兩種，一種是可再生資源，另一種是不可再生資源，而關(guān)于能源的可持續(xù)發(fā)展一直是我們的戰(zhàn)略部署和模式[1]。因此在工程建設(shè)的過程中我們也要秉承可持續(xù)發(fā)展的理念，把工程建設(shè)過程中環(huán)保建設(shè)也放在重要的位置。

而BIM技術(shù)的應(yīng)用大大節(jié)約了工程建設(shè)的成本，在工程建設(shè)的過程中需要很多軟件對數(shù)據(jù)進行分析比對，總結(jié)，以便對方案中存在的問題進行相應(yīng)的調(diào)整與評估。BIM作為一種先進的技術(shù)剛好為我們提供了有利平臺，可以是抽象的建筑工程與實際的工程相結(jié)合分析數(shù)據(jù)的一致性和協(xié)調(diào)性，從很大程度上節(jié)約能源，提高工程建設(shè)效率，同時BIM技術(shù)為建筑性能的超前體驗和應(yīng)用提供了很大幫助。下面我們就來看一下哪些方面應(yīng)用了BIM技術(shù)，例如;a室外環(huán)境模擬;b室內(nèi)自然風模擬;c小區(qū)熱環(huán)境模擬分析;d建筑環(huán)境噪聲模擬分析;e室外綠化環(huán)分析;f日照分析;g節(jié)能設(shè)計等等。BIM技術(shù)雖然應(yīng)用到這些方面，但是任然不夠完善，為了節(jié)約能源，我們在建筑材料的選用和分析方面還存在不足，為此我們要做出更深入的研究。

2.3 協(xié)調(diào)設(shè)計部分

任何一項大型工程建設(shè)不僅僅需要建設(shè)人員的參與，還需要大量的技術(shù)人員，設(shè)計人員，管理人員，檢測人員等協(xié)同合作[2]。通過他們對BIM技術(shù)的了解掌握和科學(xué)的應(yīng)用，才能更加圓滿的促進工程建設(shè)的完成。工程建設(shè)之前我們都要對工作人員進行專業(yè)的培訓(xùn)，尤其是技術(shù)人員必須熟練的應(yīng)用BIM相關(guān)軟件。在這一過程中我國投入了大量的人力物力和財力，花費了很多時間經(jīng)歷。這些因素也導(dǎo)致了BIM技術(shù)在國內(nèi)推廣的不是很順利。

常言道有投資就會有風險，我國建筑業(yè)當前比較突出的問題是工程建設(shè)設(shè)計時間斷，工期緊張，對于BIM技術(shù)還不能很好的掌握，在技術(shù)應(yīng)用的過程中勢必會遇到一些問題影響工程建設(shè)的效率約束國際競爭力。因此我國政府也大力鼓勵高科技人才在相關(guān)領(lǐng)域更多的應(yīng)用BIM技術(shù)進行相關(guān)的協(xié)調(diào)。設(shè)計與研究，并不斷的總結(jié)，使BIM技術(shù)不斷得到優(yōu)化提升。

3 BIM技術(shù)在工程建設(shè)進度中的應(yīng)用

就我國目前的建設(shè)工程管理技術(shù)來看還不夠完善，有諸多地方需要改進，例如我國實行工程建設(shè)的時間比較短，效率比較低，質(zhì)量也不高，同時也缺乏這方面更專業(yè)更深入的探討與研究。雖然我國在工程管理方面取得了一些成績，但還遠遠不夠。BIM技術(shù)在工程建設(shè)進度的應(yīng)用為工程建設(shè)提供了相當大的幫助，最明顯的一點就是縮短了工期，節(jié)約了人力物理，資金場地設(shè)備等的投入。而任何工程建設(shè)它都不是一個永久性的建設(shè)，它都有一定的時效性，也就是說建設(shè)工程施工有一定的工期限制，如果工程延期施工方是要承擔相應(yīng)的法律責任的。這就要求我們在工程建設(shè)的過程中一定要把控好工程進度。雖然工程建設(shè)自立項以后已經(jīng)制定好詳細周密的施工進度方案，正如我們常說的計劃趕不上變化，誰都不能保證一項工程能完全按照計劃階段指定的施工計劃表順利完成。以為在這個過程中可能會受到天氣，人力物資等種種因素的影響。因此我們把BIM應(yīng)用到我們施工過程中，來更好的控制工程進度。

在設(shè)計施工進度方案時我們通常采用的是平面設(shè)計，這種比較傳統(tǒng)的方法比較抽象，不能很好的展示施工進度[3]。BIM技術(shù)是采用三維生成圖像的原理直觀地展示施工進度情況，很大程度上彌補了平面設(shè)計的不足。此項技術(shù)有一定的直觀性和靈活性，可以根據(jù)施工情況及時做出調(diào)控。從而保證施工建設(shè)安全有序的進行，縮短工期，提高安全系數(shù)，使工程建設(shè)保質(zhì)保量的完成。但是目前國家對與BIM技術(shù)研究的學(xué)術(shù)性文獻相對而言還是很少的。這是應(yīng)為與之前傳統(tǒng)的工程進度管理方式相比，BIM技術(shù)在數(shù)控建模，安全施工，控制造價等方面有著本質(zhì)的跨越。而這種跨越的必然結(jié)果正式工程建設(shè)進度管理的不斷提升。這種質(zhì)的飛躍表現(xiàn)在工程建設(shè)的很多方面，例如Javier Irizarry的研究報告證明了，BIM和GIS相結(jié)合從而節(jié)省了人力物理財力，縮短工期，很大程度上大大加強了工程建設(shè)的效果，使資源的利用效率也的到了很大的提高，一定程度上防止了建設(shè)資源缺乏情況的發(fā)生，顯而易見，BIM技術(shù)在工程建設(shè)中的應(yīng)用加快了工程建設(shè)進度：Sijie Zhang的研究證明BIM能夠模擬項目安全計劃的實施情況，以此來找出項目實施中的問題所在，通過數(shù)控建模，三維和思維相結(jié)合使抽象進度更加的直觀，從而與實際進度作對比，從而發(fā)現(xiàn)工程進度中存在的安全隱患，以及計劃中的漏洞，以此來減少安全事故的發(fā)生，使工程建設(shè)更加完善。很顯然工程建設(shè)進度的不斷完善與工程建設(shè)過程中安全事的故減少、工程建設(shè)過程中安全系數(shù)提高成正相關(guān)，也是BIM應(yīng)用的必然結(jié)果。而Changmin Kim等人應(yīng)用BIM技術(shù)對工程項目進度只是做了簡單的統(tǒng)計與計量備注，總體來說還是很片面的，應(yīng)為在這個過程中沒有應(yīng)用到四維計量方式，沒有一套系統(tǒng)的有效的計量方法。

綜上所述，隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，工程項目規(guī)模也在不斷的擴大，結(jié)構(gòu)也更加的趨向復(fù)雜化特殊化，投資者的要求也在不斷變高。為了滿足市場需求，研究優(yōu)化一套適合工程建設(shè)的方法是形勢所趨。也是基于以上情況，我們很有必要對BIM在建設(shè)項目進度控制中的應(yīng)用進行更加深入的研究。

4 結(jié)語

在整個工程建設(shè)的過程中利用BIM技術(shù)數(shù)據(jù)庫的集成優(yōu)化研究，對規(guī)劃設(shè)計運作等減少資源浪費，實施可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。應(yīng)用BIM軟件是工程建設(shè)規(guī)劃更加直觀，通過建立3D型，可以減少設(shè)計變更，提高施工的管理效率;在運營階段，根據(jù)每個階段工程建設(shè)情況，可以找出一個最優(yōu)的運行方案，降低運行成本和設(shè)備的損耗?；贐IM技術(shù)的建設(shè)工程，正在逐漸地向綠色環(huán)保的方向發(fā)展，而在發(fā)展的過程中所產(chǎn)生的技術(shù)問題，在以后的研究中不斷的完善，以利于BIM技術(shù)在工程建設(shè)領(lǐng)域的全面化應(yīng)用。

參考文獻

[1] 許曉剛.建筑工程監(jiān)理與施工技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)系研究[J].居舍，2019（26）：6.

[2] 劉揚.針對頂管施工技術(shù)在水利建設(shè)工程應(yīng)用[J].居舍，2019（26）：47.

[3] 王亮亮.市政路橋工程現(xiàn)場施工管理難點及改進[J].居舍，2019（26）：143.