BIM 技術(shù)在國內(nèi)建設(shè)項目中的應(yīng)用研究和分析

史少英，王偉君

（1.中鐵隧道集團建設(shè)有限公司，南寧530000；2.華都國際工程設(shè)計有限公司，廣州510000）

1 引言

傳統(tǒng)建設(shè)項目管理模式的高消耗低產(chǎn)能是相對突出的，管理模式缺乏信息化手段，上傳下達執(zhí)行力度欠缺，專業(yè)之間協(xié)調(diào)困難，量化把控手段弱等問題。且由于建設(shè)項目的全過程施工周期比較長、涉及單位多、不可重復(fù)和技術(shù)含量高的特點，新智慧城市的提出，讓近年整個建設(shè)行業(yè)步入了快速發(fā)展的時期，BIM 在整個發(fā)展過程中給予了建設(shè)項目新的活力。

在BIM 發(fā)展到現(xiàn)如今的時境，如何創(chuàng)建新階段的BIM 統(tǒng)一標準；如何整合協(xié)調(diào)BIM 的各專業(yè)模型；如何確保模型信息的精確性；如何保證模型信息共享傳遞的穩(wěn)定；如何保證BIM技術(shù)標準落地的可行性；如何貫徹BIM 技術(shù)應(yīng)用的執(zhí)行力度；如何在建設(shè)項目的各個階段準確、有效地實施BIM 的技術(shù)應(yīng)用等，是提高國內(nèi)工程建設(shè)信息化實施覆蓋率的重要舉措，也是提高國內(nèi)BIM 技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量的關(guān)鍵。這就要求在建設(shè)項目的全生命周期中應(yīng)用BIM 時，有些必要履行的程序應(yīng)得到深度重視。

2 制訂BIM 全過程生命周期實施計劃

Building SMART International 在BIM 項目全生命周期中應(yīng)用內(nèi)容如圖1 所示。

BIM 項目實施計劃確定一般應(yīng)包含以下內(nèi)容：（1）明確建設(shè)項目目標，明確建設(shè)項目BIM 應(yīng)用目標，應(yīng)項目特征和需求貫徹實施；（2）明確BIM 技術(shù)應(yīng)用流程和執(zhí)行模式，制定建設(shè)項目中各階段BIM 應(yīng)用的內(nèi)容和BIM 成果交付標準；（3）明確BIM 團隊的定位方向，明確BIM 架構(gòu)體系中的角色和職責(zé)；（4）制定模型執(zhí)行標準，建立BIM 質(zhì)量控制計劃；（5）明確BIM 管理模式的相關(guān)制度和要求，貫徹項目整體管理執(zhí)行力；確定BIM 信息交換要求和BIM 進度計劃執(zhí)行[1]。

圖1 Building SMART International在BIM 項目全生命周期中應(yīng)用

結(jié)合國內(nèi)建設(shè)項目全生命周期的現(xiàn)狀以及智慧城市建設(shè)的形勢，BIM 項目應(yīng)該在更深層次的方向上去規(guī)定團隊角色和職責(zé)，成立一個完善的BIM 架構(gòu)體系以實現(xiàn)建設(shè)項目BIM團隊各方的信息交換，如圖2 所示。

圖2 BIM 角色和職責(zé)圖

3 BIM 模型以及其他成果的標準執(zhí)行

創(chuàng)建完整協(xié)調(diào)一致的建筑信息模型是發(fā)揮BIM 應(yīng)用價值的基礎(chǔ)。模型的標準執(zhí)行必須明確顏色的標準和模型精度等級，根據(jù)BIM 管理模式的相關(guān)制度和要求，確保創(chuàng)建出來標準統(tǒng)一、整合各專業(yè)的BIM 模型，完整地傳遞各階段模型數(shù)據(jù)，實現(xiàn)準確地數(shù)據(jù)共享。

3.1 BIM 模型精度標準

BIM 模型在不斷階段的發(fā)展以及該階段構(gòu)件所應(yīng)包含的信息定義為5 個級別，分別為LOD100、LOD200、LOD300、LOD400 和LOD500。

表1 BIM 模型的信息定義級別

3.2 BIM 模型線型與顏色的標準

建立模型系統(tǒng)布置標準和模型相關(guān)顏色標準，確保各參建單位BIM 建模標準統(tǒng)一，滿足后期全專業(yè)整合協(xié)調(diào)、模型維護、數(shù)據(jù)共享等需求，對模型的顏色、線型、視圖樣板等標準進行統(tǒng)一要求[2]。

3.2.1 建筑專業(yè)

按規(guī)劃、方案或設(shè)計中已明確的要求執(zhí)行構(gòu)件外觀輪廓、線型和顏色；沒有明確要求的構(gòu)件由BIM 團隊商定方案，并下發(fā)整個BIM 團隊執(zhí)行。

3.2.2 結(jié)構(gòu)專業(yè)

可按規(guī)劃、方案或設(shè)計明確的要求執(zhí)行構(gòu)件外觀輪廓、線型和顏色；由BIM 團隊人員組織確定各項構(gòu)件材質(zhì)要求和標準，并傳達BIM 團隊落實執(zhí)行此標準。

3.2.3 機電專業(yè)

由BIM 團隊人員組織確定機電專業(yè)各相關(guān)構(gòu)件的顏色標準和線型標準，并將此標準傳達下發(fā)至整個團隊，顏色線型標準例如圖3 所示。

圖3 機電構(gòu)件的顏色和線型標準

4 BIM 質(zhì)量控制計劃

4.1 質(zhì)量策劃

在建設(shè)項目的伊始階段，應(yīng)對建?；顒拥馁|(zhì)量標準進行詳細討論。在建?；顒娱_始之前，項目BIM 團隊應(yīng)該確定以下事宜：（1）明確質(zhì)量保證和質(zhì)量控制內(nèi)容以及各階段各專業(yè)技術(shù)成果輸出標準；（2）針對建模過程的詳細質(zhì)量保證方法，針對各階段建立各專業(yè)系統(tǒng)統(tǒng)一樣板等；（3）形成有效的管理制度來鑒定執(zhí)行力度，交付成果必須滿足BIM 質(zhì)量標準的要求。要確保整個BIM 架構(gòu)體系人員嚴格執(zhí)行項目實施過程中涉及的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制方法，

4.2 BIM 質(zhì)量保證體系

BIM 質(zhì)量保證體系是為了確保項目BIM 團隊成員和項目其他管理人員嚴格執(zhí)行BIM 擬定實施計劃中制定的各種質(zhì)量標準，保證BIM 的相關(guān)技術(shù)方案落地實施，基本的質(zhì)量保證內(nèi)容應(yīng)包括：（1）拆分樣板建模過程，分析檢驗其該階段的精度要求，以明確滿足最低建模要求的相關(guān)內(nèi)容，為后續(xù)工作的順利進行打下良好基礎(chǔ)；（2）驗證BIM 信息資源的可用性和團隊建模的執(zhí)行能力，防止個別數(shù)據(jù)差異影響整個項目信息質(zhì)量；（3）嚴格把控信息交換相關(guān)內(nèi)容，防止屬性轉(zhuǎn)換形成的數(shù)據(jù)丟失或者錯誤，以確保交付成果的內(nèi)容是清晰和準確的；（4）制定過程審查周期，對過程模型各標準成果過濾篩查，確保執(zhí)行過程與計劃保持一致；（5）加強體系末端執(zhí)行力度，宣貫BIM 技術(shù)應(yīng)用成效給班組成員，形成建模校核文檔為下一步工作完善基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

4.3 BIM 質(zhì)量控制體系

質(zhì)量控制是為保證交付的BIM 成果滿足項目要求的過程，體系是形成組織性的過程把控確保提交整個項目所需要的交付成果和標準，并滿足制定BIM 實施計劃的相關(guān)內(nèi)容。BIM 質(zhì)量控制體系必須在所有提交給建設(shè)單位的項目數(shù)據(jù)中貫徹執(zhí)行，其主要的內(nèi)容包括：（1）對制訂BIM 實施計劃中BIM 模型成果、信息資料以及其他相關(guān)文件進行驗證；（2）對于文件類型、文件的命名規(guī)則、構(gòu)件的命名規(guī)則、專業(yè)系統(tǒng)的命名規(guī)則和適用的APP 或軟件等完成它們的合理性的驗證；（3）根據(jù)BIM 實施計劃中的成果標準和數(shù)據(jù)信息交換要求對最后提交的模型相關(guān)文件進行驗證；（4）檢驗BIM 實施計劃與建設(shè)項目的各項需求中是否存在沖突，并制定解決方案。

5 BIM 在項建、初設(shè)、設(shè)計、深化、施工和運維的應(yīng)用和聯(lián)系

BIM 技術(shù)的本質(zhì)是信息集成、傳遞和共享。集成是整合各專業(yè)信息之根本，集成和協(xié)調(diào)會使項目實施的可行性更具說服力和執(zhí)行力；傳遞就是各參建方根據(jù)項目的具體需求以不同的方式在該基礎(chǔ)模型上針對性地錄入項目相關(guān)信息即插即用。這樣隨著項目階段更迭，BIM 模型信息的需求也產(chǎn)生變化，BIM模型的信息數(shù)據(jù)會在量值和特性上相應(yīng)疊加，達到一模多維度多信息的效果。BIM 技術(shù)應(yīng)用是在整個建設(shè)項目的全過程生命周期中，應(yīng)用建筑信息模型去實現(xiàn)各種特定目標的方法[3]。建設(shè)項目的全過程生命周期BIM 應(yīng)用主要包括BIM 的基本應(yīng)用、BIM 的常規(guī)應(yīng)用和BIM 的多維度應(yīng)用。

5.1 BIM 的基本應(yīng)用

BIM 的基本應(yīng)用包括以下內(nèi)容：

1）現(xiàn)狀建模。根據(jù)項目實際情況，在不同的階段對場地、原有建筑物或特定區(qū)域所需信息模型，區(qū)分需求，利用有效的方式進行場地選址，完成地質(zhì)勘察、拆除、改造等相關(guān)內(nèi)容的分析和模擬。

2）設(shè)計建模。結(jié)合項目需求、模型精度規(guī)則和相關(guān)規(guī)范標準，在不同的階段，使用BIM 專業(yè)相關(guān)軟件完成各專業(yè)的信息模型。

3）設(shè)計審核。利用各種分析方案對基于各階段各專業(yè)模型進行校核，校核該狀態(tài)下的成果是否達到現(xiàn)行規(guī)范標準和項目需求。

4）協(xié)同。為了確保設(shè)計方案的可行性，用BIM 技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用集成和整合，對復(fù)雜的節(jié)點進行協(xié)同深化來達到施工的可行性。

5）模型化記錄。記錄不同階段的模型中包含階段性的項目信息，基本構(gòu)件信息可以實現(xiàn)往下一個階段的傳遞和共享。

6）量化分析。以實物量的形式直觀表達量化信息。

5.2 BIM 的常規(guī)應(yīng)用

BIM 的常規(guī)應(yīng)用包括以下內(nèi)容：

1）場布臨建?；谇耙浑A段的設(shè)計模型信息或者設(shè)計信息，利用BIM 專業(yè)軟件完成施工場地布置，完成地下管線遷移拆改，有效利用場地資源，利用水電專業(yè)的設(shè)計模型完成臨邊、臨水、臨電及其支架及其布置等。

2）3D 模擬仿真。基于各階段模型數(shù)據(jù)完成凈高分析、安全分析、性能分析、場景漫游檢驗等各項應(yīng)用，有的放矢地輸出方案模擬成果和檢測成果。

3）量價分析。在量化分析的基礎(chǔ)上完成對應(yīng)階段性經(jīng)濟指標、費用編制等工作，參數(shù)化標記或控制因簽證、變更引起的費用變化，便于控制投資管理。

4）深化出圖。在協(xié)同的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)制圖標準，出具平面、立面、剖面、斷面和節(jié)點爆炸視圖，形成定制標準后也可直接出具歸檔使用的的全套深化圖。

5.3 BIM 的多維度應(yīng)用

BIM 的多維度應(yīng)用主要包括：

1）BIM5D。5D 應(yīng)用已經(jīng)成為國內(nèi)大體量項目的常用手段之一，時間管理和資金控制成為5D 的雙翼，使其成為高效的BIM 集成平臺，駕駛艙模式也讓項目管理滲透得更加全面。

2）數(shù)字化加工。數(shù)字化加工使建設(shè)行業(yè)在裝配式項目以及一些預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)的項目中有了更加標準的一體化流程。

3）集成平臺搭建。國內(nèi)建設(shè)項目往往參與單位眾多，集成平臺的搭建可結(jié)合階段性BIM 模型及其數(shù)據(jù)形成數(shù)據(jù)流共享溝通，整體達到更高的項目管理水平。

4）資產(chǎn)管理。根據(jù)項目進展情況，結(jié)合建筑信息模型參控變化分析，進行短期或者長期的資金計劃和投資決策，例如，材料進場計劃、班組進場計劃等。其次，利用運維模型信息數(shù)據(jù)，改造、更新和評估建筑資產(chǎn)的費用，建立運維模型數(shù)據(jù)庫。

5）應(yīng)急消防聯(lián)控。在集成運維模型的基礎(chǔ)下，制定應(yīng)急預(yù)案，模擬演練。利用傳感布控和視頻監(jiān)控定位突發(fā)事件具體位置點，突發(fā)事件點周邊建筑、設(shè)備等相關(guān)信息可以直接映射消防系統(tǒng)，啟動應(yīng)急預(yù)案或再制定應(yīng)急預(yù)案，在控制事態(tài)發(fā)展的過程中有著絕對的反應(yīng)機制，進一步減少相關(guān)損失，增加救援成功率。

BIM 技術(shù)的應(yīng)用讓國內(nèi)建設(shè)項目有了新的挑戰(zhàn)，是一個信息集成、多維管理的新模式，國內(nèi)建設(shè)項目復(fù)雜多異，BIM技術(shù)并不是萬能鑰匙，根據(jù)建設(shè)項目特征合理利用好BIM 技術(shù)，不刻意抵觸也別盲從的生搬硬套，方能使建設(shè)項目管理達到新高度。

6 結(jié)語

BIM 技術(shù)的廣泛應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展、智慧城市的呼聲漸漲等都標志著國內(nèi)建設(shè)行業(yè)信息化已經(jīng)邁入一個新的階段，建設(shè)行業(yè)已開始進駐大數(shù)據(jù)時代。本文主要表達了關(guān)于國內(nèi)建設(shè)項目中基于BIM 的一些管理和應(yīng)用方式，從制定BIM 全過程生命周期實施計劃、BIM 模型以及其他成果的標準執(zhí)行、BIM 質(zhì)量控制計劃、BIM 在項建、初設(shè)、設(shè)計、深化、施工和運維的應(yīng)用和聯(lián)系幾個方面闡述了BIM 的現(xiàn)行方式，可以得到以下幾個結(jié)論：

1）根據(jù)建設(shè)項目特征進行應(yīng)用目標定位，制訂BIM 實施計劃，重視BIM 基礎(chǔ)模型創(chuàng)建，模型細度決定BIM 應(yīng)用落地程度。

2）形成標準并貫徹執(zhí)行標準，標準才能決定模型的下限，而BIM 技術(shù)的應(yīng)用不允許有馬虎的標準，所以建設(shè)項目的BIM 標準執(zhí)行至關(guān)重要。

3）重視BIM 信息的集成、維護和更新，各專業(yè)的協(xié)調(diào)、相關(guān)信息的集成、維護和更新在建設(shè)項目的實施過程以及后期運營維護中帶來了更加系統(tǒng)的管理方式。