BIM+VR在施工管理中的應用研究

董婉婉

洛陽理工學院土木工程學院

1 引言

在建筑全壽命周期中，傳統(tǒng)的建筑施工管理方法弊端逐漸凸顯，而BIM（建筑信息模型）技術(shù)在項目全周期能進行信息共享、過程管控，且基于BIM 模型的虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有交互性、直觀性、場景化等優(yōu)點。BIM 技術(shù)最初是由美國佐治亞技術(shù)學院建筑與計算機專業(yè)的扎克伊士曼提出的，把不同階段、不同專業(yè)的所有建筑信息，整合集成在統(tǒng)一的三維模型中，實現(xiàn)設(shè)計方、施工方、運營方等各方在設(shè)計過程、施工過程、運營管理過程的信息共享、協(xié)同工作。

2 BIM技術(shù)在施工管理中的優(yōu)勢

2.1 可視化

在傳統(tǒng)的工程項目管理過程中，對于甲方、設(shè)計方、施工方等各參與方，在項目實施前和實施過程中建筑產(chǎn)品是“不可見不可觸”的，且各方更多的是通過二維圖紙、CAD模型、現(xiàn)場實地考察等方式溝通交流。利用BIM 技術(shù)可以實現(xiàn)建筑產(chǎn)品的可視化，“不可見”變“可見”，2D變3D。利用refit軟件創(chuàng)建3D數(shù)字化信息模型，二維到三維的轉(zhuǎn)變，不僅使得建筑產(chǎn)品可視化，而且所有構(gòu)件信息參數(shù)化，且具有互動性和反饋性，便于項目實施過程中實時溝通交流，及時反饋信息，減少信息差。

2.2 協(xié)調(diào)性

一個工程項目的順利完成，需要各方通力協(xié)作，不同專業(yè)協(xié)調(diào)溝通。施工過程中的溝通不暢、反饋不及時等，均可能造成施工效率降低、成本增加、工期拖延。項目前期建立BIM3D模型的過程中，通過碰撞檢查，可避免硬碰撞和軟碰撞問題產(chǎn)生。且在前期模型建立過程中，從結(jié)構(gòu)、機電、水暖等的設(shè)計到施工，都可以利用三維模型信息進行溝通協(xié)調(diào)，及時發(fā)現(xiàn)并解決問題，減少返工、縮短工期、節(jié)約成本。

2.3 模擬性

BIM 技術(shù)不只是模型的可視化展示，還可以進行虛擬動態(tài)模擬，比如進行主體結(jié)構(gòu)施工，可以基于refit導出的GCL.文件進行4D施工模擬，預先了解施工過程，優(yōu)化施工方案?；?D施工模擬可以進行成本控制5D 模擬，在水電暖設(shè)計時，可以進行水流、節(jié)能等模擬，預估可能發(fā)生的安全問題可進行緊急疏散模擬等。

3 BIM+VR技術(shù)在施工管理中的優(yōu)勢

VR 虛擬現(xiàn)實綜合利用了計算機圖形學、仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)，模擬人的視覺、聽覺、觸覺等感覺器官功能，使人能夠沉浸在計算機生成的虛擬境界中，并且能夠通過語言、手勢等自然的方式與之進行實時交互。VR 作為一種新興的可視化溝通技術(shù)和溝通平臺，與BIM 技術(shù)的結(jié)合應用，能夠發(fā)揮出二者的優(yōu)勢。二維圖紙到BIM 模型是“2D”到“3D”，“不可見不可觸”到“可見不可觸”的轉(zhuǎn)變，而BIM 到BIM+VR 的應用是“可見不可觸”到“可見可觸”的轉(zhuǎn)變。BIM 與VR 技術(shù)的結(jié)合應用，使得原來“可視化”的模型“場景化”，參與者可以進行場景漫游，預覽建筑實體，觀察施工過程，了解施工進度，掌握成本控制，查看構(gòu)件狀態(tài)信息等。BIM與VR的關(guān)系中，BIM模型是內(nèi)核，提供建筑信息，VR是外觀，提供建筑信息的直觀表現(xiàn)。

4 BIM+VR在施工管理中的應用

BIM+VR 技術(shù)可面向的對象多樣化，涵蓋的階段全面化，覆蓋的過程動態(tài)化，二維到三維可視化動態(tài)控制管理，有利于項目實施管理最終達到工期短、成本低、質(zhì)量高、安全好等目標。

4.1 進度管理

在refit 建立的BIM 模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合編制的網(wǎng)絡進度計劃，可以形成4D 虛擬施工模擬。例如，將實體模型、場地模型、施工進度計劃導入BIM5D軟件中，通過模型整合、劃分流水段等操作，可以完成基于BIM的4D虛擬施工。4D虛擬施工實現(xiàn)了施工動態(tài)化模擬，施工現(xiàn)場三維化可視化，網(wǎng)絡進度計劃的調(diào)整，場地方案的改變等均可在虛擬施工過程中實現(xiàn)。對于實際過程中遇到的有關(guān)施工進度、施工操作等問題，可以做到提前發(fā)現(xiàn)，及時優(yōu)化。

4.2 成本管理

工程項目成本控制涉及整個項目過程各方面的資源消耗，如人工、設(shè)備、材料等。BIM 模型中包含各構(gòu)件相關(guān)屬性信息，基于4D虛擬施工模擬，模型與數(shù)據(jù)掛接關(guān)聯(lián)，從而通過5D模擬實現(xiàn)成本預算和成本控制。如需進行模型修改或施工方案調(diào)整，相應關(guān)聯(lián)的成本可以進行動態(tài)調(diào)控，便于施工單位做好成本控制及信息化管理。

4.3 質(zhì)量管理

工程項目質(zhì)量管理需全周期、全過程、全方位把控?；贐IM的4D虛擬施工可以實時監(jiān)控和跟蹤各個階段施工質(zhì)量，實時監(jiān)控和調(diào)控，實現(xiàn)各參與方信息共享，避免信息偏差，提高效率和質(zhì)量。

4.4 安全管理

在安全管理制度健全的基礎(chǔ)上，建立BIM 安全信息模型和平臺，線上線下定期巡查各個環(huán)節(jié)安全問題。同時，基于BIM的4D、VR 等技術(shù)可以使參與人通過可視化場景、侵入式漫游等方式進行安全培訓，真實化的安全情景模擬利于增強當事人安全意識，鍛煉安全應急管理能力。

5 結(jié)束語

BIM 技術(shù)在國內(nèi)已經(jīng)得到普遍重視和應用，也是近些年建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢。在數(shù)字信息飛速發(fā)展的時代，BIM 技術(shù)和VR 技術(shù)相結(jié)合，有利于提高建筑工程效率，更有益于建筑模型信息化的常態(tài)化發(fā)展。但是現(xiàn)有專業(yè)BIM 從業(yè)人員有限，BIM技術(shù)應用深度不夠，硬件需求跟不上等問題也是BIM 技術(shù)發(fā)展道路上需要解決的問題。