BIM5D在建筑項目施工管理中的應用研究

■中鐵十八局集團第二工程有限公司 張松

建筑業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，施工階段是建設項目全生命周期中的重要階段，做好這一階段的管理尤為重要。為了從根本上提高建筑工程施工的管理水平，必須在施工管理中引入更加先進的管理技術和管理模式，而BIM技術的出現(xiàn)為實現(xiàn)施工管理智能化提供了可能[1]-[3]。所有的參建方可以基于BIM平臺進行協(xié)同工作，大大提高各部門的工作效率，降低信息傳遞錯誤的風險。同時，利用BIM的特性，還可以集成項目各個階段的工程信息，保證施工質(zhì)量和合同的順利執(zhí)行，有效降低施工成本、減少項目返工[4]。

BIM5D是BIM3D衍生出來的一項新技術，基于BIM的進度管理通常被稱為“4D管理”，在3D的技術上增加一維進度信息。把4D進度計劃和成本數(shù)據(jù)導入BIM5D云平臺可以得到BIM5D模型，進而實現(xiàn)所有信息的集成，使管理人員實現(xiàn)對各種信息的集成管理[5]。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，建筑項目的參與方越來越多，建設周期變長、建筑難度增大，如何做好項目管理成為擺在各參與方面前的一個嚴峻課題。本文圍繞BIM5D技術在施工階段的應用，重點分析了其對施工現(xiàn)場進度成本及質(zhì)量安全的管理應用，以期為行業(yè)企業(yè)的項目管理提供參考和借鑒。

1.BIM5D在施工進度管理中的優(yōu)勢

基于BIM3D模型與計劃進度進行關聯(lián)整合，形成BIM4D模型，可以為施工管理人員提供進度計劃管理平臺和數(shù)據(jù)支撐。把BIM4D技術應用到施工項目管理中，首先，根據(jù)BIM模型的模擬性對施工中的物資、方案、關鍵工作進行模擬施工，通過BIM對施工過程虛擬模擬，來評估計劃方案的可行性，識別關鍵工作點，從而實現(xiàn)4D模型對項目實施的各級計劃進度進行優(yōu)化模擬；其次，以BIM4D模型作為載體集成各種進度計劃追蹤信息，并將招采、計劃方案、設計情況輸入模型中并且進行信息追蹤，管理人員可以根據(jù)平臺信息對現(xiàn)場情況進行更直觀了解，有助于其進行方案的調(diào)整和優(yōu)化，同時為工程量的提取、物資的用量以及人員分配提供了依據(jù)。

基于集成BIM模型后的施工進度計劃，可以將各參與方從復雜的計劃圖、圖紙中解放出來，以BIM模型作為信息溝通的載體，可以把全生命周期的數(shù)據(jù)信息都集中在統(tǒng)一模型中，避免信息量超載的情況發(fā)生，有助于提高各參與方的溝通和工作效率，節(jié)約時間。根據(jù)Autodesk公司的數(shù)據(jù)調(diào)查，使用BIM技術可以將項目各專業(yè)溝通的效率提高到80%左右，并且由于BIM三維可視化，可縮短將近6%—10%的施工工期，各個專業(yè)的溝通協(xié)調(diào)時間至少減少20%。

而BIM5D技術的出現(xiàn)，突破了四維模型的限制，在進度管理過程中突出的優(yōu)勢表現(xiàn)在以下幾個方面：

一是實現(xiàn)動態(tài)管理，及時進行優(yōu)化。BIM5D對施工進度的管理可概括為實際進度和計劃進度的對比，在BIM5D平臺中導入模型后事先與計劃進度文件關聯(lián)，這樣在平臺中可以實現(xiàn)對施工各個階段隨時進行施工進度模擬。

二是確保施工信息的完整性，便于各方溝通，提高工作效率。BIM5D平臺集成了項目全生命周期的工程信息，還可以把各種維度的信息毫無保留地展現(xiàn)，項目各參與方都可以從自己的用戶上迅速獲得想要的數(shù)據(jù)信息。一方面，便于不同專業(yè)的施工人員了解目前工程的進度，選擇合理的施工方案，通過BIM5D平臺的計算，減少溝通協(xié)調(diào)，提高工作效率；另一方面，現(xiàn)場人員通過手機移動端拍照上傳系統(tǒng)，也提升了層級之間的溝通效率，便于管理人員發(fā)現(xiàn)計劃進度與實際進度的差異，及時進行調(diào)整。

三是整合、優(yōu)化施工進度計劃。項目各參與方都在同一平臺上編制自己的施工進度計劃，要想實現(xiàn)整體效益，各參與方都要考慮其他參與方的進度編制計劃，最后把所有的進度計劃整合到一起，進行檢測、審核，優(yōu)化調(diào)整，減少生產(chǎn)和采購信息獲取不及時的問題，保證物資按時進場，減少窩工情況。BIM5D精準的計劃，可以提高生產(chǎn)和采購效率，縮短項目進度。

四是加快流程審核。由于傳統(tǒng)的結算流程都是依靠文件進行一級一級的審核，這種形式會導致程序繁瑣，浪費不必要的時間。而BIM5D平臺，改變了原來復雜的流程，管理者可以通過電腦端接收項目進展實時動態(tài)，對提交的審核文件進行一鍵處理，可以快速進行結算和工序進展，使雙方達到互利共贏。

五是提高施工和決策效率，實現(xiàn)精細化進度管理。BIM5D為施工管理提供了數(shù)據(jù)和平臺支撐，各參與方可以利用手機、電腦端進行溝通協(xié)調(diào)。

2.BIM5D技術成本管理應用分析

BIM5D在成本管理中的應用點主要有以下幾方面：

2.1 利用BIM5D平臺可以快速精確進行成本核算

在實際操作中，BIM5D平臺可以提取不同維度的工程量信息，如進度、流水段、樓層等。另外，BIM5D平臺可以承載大量、復雜的模型信息，可以解決傳統(tǒng)算量過程中計算機崩潰死機的情況出現(xiàn)。

2.2 BIM5D平臺可以利用資金資源曲線進行成本分析

通過三維模型關聯(lián)成本信息后，平臺可以自動生成資金和資源曲線，我們可以根據(jù)自己的需求來選取各個階段的資源和資金曲線，進而進行成本分析，實時調(diào)整資金計劃。如圖1所示，通過提取施工階段的資金曲線可以明確施工階段的成本目標，為管理者提供成本管理的依據(jù)，便于資金的分配和協(xié)調(diào)。

圖1 資金曲線

2.3 利用BIM5D進行成本三算對比分析

筆者發(fā)現(xiàn)，在運用BIM5D進行成本分析時，該平臺具有多維測算的功能，可以在時間、空間、工序三個不同維度進行操作。一般成本人員分析成本時往往是按照單一工程去分析，這樣通過成本報表很難發(fā)現(xiàn)工序和分項問題，可能會讓某個分項超支。而BIM5D提供成本三算對比功能，可以把各個維度（工序、成本、模型）信息關聯(lián)，實現(xiàn)動態(tài)成本管控。

3.BIM5D技術在施工質(zhì)量與安全管理中的應用

3.1 BIM5D在施工質(zhì)量管理中的優(yōu)勢

一是通過控制設計圖紙質(zhì)量來提高施工質(zhì)量。質(zhì)量問題在設計階段就已萌生，在設計階段引入BIM模型，可提高整體項目的質(zhì)量和安全，將質(zhì)量問題降到最低。三維模型的可視化，控制了施工圖的質(zhì)量，從而提升施工質(zhì)量。

二是運用BIM技術的模擬性可以優(yōu)化施工方案，確保施工質(zhì)量。針對施工關鍵節(jié)點，進行BIM施工模擬。通過施工現(xiàn)場環(huán)境的查驗，對構件、危險區(qū)域、車輛情況、緊急疏散口進行施工模擬，管理者可以直觀地看到現(xiàn)場情況，迅速識別潛在危險源，及時發(fā)現(xiàn)施工設計圖紙和計劃方案的問題，并對問題進行優(yōu)化，確保施工質(zhì)量和安全。

三是基于BIM5D云工程管理平臺，實時跟蹤質(zhì)量與安全管理?，F(xiàn)場施工人員把施工作業(yè)結果和BIM模型進行比較，將檢查好的信息和構件關聯(lián)起來，便于構建信息的追蹤。

3.2 BIM5D在施工安全管理中的優(yōu)勢

由于大多數(shù)項目施工場地較小，各專業(yè)施工作業(yè)交叉，一旦安排不合理就會給施工帶來安全隱患。施工安全管理貫穿整個項目周期，利用BIM5D技術可以進行各個階段的施工現(xiàn)場模擬。在BIM5D平臺中導入三維模型后，可以對整個建筑物的三維信息進行查看，并且可以識別高處墜落的危險源，讓管理者提前進行管控。BIM5D還可以對每個構件進行跟蹤定位，讓管理人員實時監(jiān)測碰撞和墜落隱患，更好地調(diào)整施工方案，運用BIM可視化對施工安全進行動態(tài)管理。利用BIM5D平臺既可以提前預判施工安全隱患，也可以讓項目管理人員更加精確地了解施工進展情況，提前識別危險因素，提高安全管控。

完善施工方案，防止類似問題的再次出現(xiàn)，是質(zhì)量安全管理的關鍵環(huán)節(jié)之一。質(zhì)量管理過程中，BIM5D平臺會自動推送當前任務相關的常見質(zhì)量問題，便于質(zhì)檢員隨時檢查。當發(fā)現(xiàn)問題時，通過手機端直接拍照、錄像、語音記錄等方式，將質(zhì)量問題上傳到云端并通知責任人，并自動生成整改通知單，狀態(tài)自動跟蹤提醒，實時上傳進行全過程記錄，實現(xiàn)質(zhì)量的PDCA閉環(huán)管理，避免了傳統(tǒng)管理中問題記錄不清晰、過程難追溯的情況，能夠大幅度提高整改效率。針對安全管理，安全主管可根據(jù)事故常發(fā)生處進行定點巡視設置，并將巡視項同步到相關安全人員手機中，定時巡視并實時提交巡視結果。將安全要求落實到現(xiàn)場，管理層可通過BIM5D的Web端、移動端隨時查看問題詳情和統(tǒng)計分析結果。

3.3 基于BIM5D技術的施工質(zhì)量與安全管理應用分析

一是二維碼標識。筆者利用BIM5D的構件追蹤功能，對施工現(xiàn)場的構件進行了定位追蹤。BIM5D軟件具有二維碼標識及打印功能，還可以在手機端下載APP，在現(xiàn)場掃描二維碼就可以顯示出構件的詳細信息。經(jīng)過多方查詢，發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場每一個構件都有唯一的二維碼標識，掃描二維碼就可以查看構件，然后把構件問題反饋到平臺上，便于管理人員第一時間發(fā)現(xiàn)問題所在。圖2為BIM5D生成二維碼標識的過程。

圖2 二維碼標識打印圖

二是移動端APP共享。如圖3和圖4所示，在實際使用BIM5D軟件時，筆者同時在移動端、電腦端都下載了客戶端軟件，經(jīng)過實際操作發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場人員可以使用手機端APP及時收集施工現(xiàn)場各種質(zhì)量安全信息，而且可以快速上傳云平臺進行信息共享，這樣就可以隨時在BIM5D平臺查看到施工現(xiàn)場情況。其具體應用體現(xiàn)在：施工現(xiàn)場質(zhì)安巡查員可以利用BIM5D技術協(xié)同平臺，利用動終端APP采集相關問題并上傳Web端檢查，問題可以快速顯示在BIM5D平臺三維模型的具體位置。

圖3 移動端記錄質(zhì)量安全問題

圖4 質(zhì)量安全問題跟蹤處理

4.結論

本文分析了傳統(tǒng)施工管理方法的不足以及BIM5D技術在施工管理中的優(yōu)勢，經(jīng)過大量模型模擬及深入研究，得出了BIM5D在施工進度管理方面的應用成效；對BIM5D的應用總流程和具體應用流程進行了分析研究，得出了各個目標相應的管理方案；對實際案例進行了分析，證明了BIM5D技術在施工管理中應用的可行性。

BIM5D技術作為BIM技術的升級版，其進一步優(yōu)化了整個施工管理過程的專業(yè)性和流暢性。BIM5D通過平臺集成模型、進度成本、資料等各種信息，讓參與方在同一平臺上進行溝通交流，和實際的施工需求吻合。由于現(xiàn)場施工的工序繁瑣復雜，很多資料文件溝通會出現(xiàn)滯后性，導致各種工作溝通不及時，最終導致工程工期的延誤，而BIM5D技術為解決這些傳統(tǒng)問題提供了新的解決方案。