BIM 技術(shù)在建筑工程施工管理中的應(yīng)用分析

馬承毅

（中國(guó)建筑第六工程局有限公司，山東 濟(jì)南 250200）

隨著現(xiàn)代建筑不斷向信息化、智能化方向發(fā)展，BIM 技術(shù)已經(jīng)成為建筑工程建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)，其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，在應(yīng)對(duì)日益結(jié)構(gòu)化、復(fù)雜化的建筑工程建設(shè)方面有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。BIM 技術(shù)具有可視化、模擬性、協(xié)同性等優(yōu)勢(shì)，在建筑工程施工全生命周期中，能夠有效優(yōu)化施工準(zhǔn)備、實(shí)施動(dòng)態(tài)化施工模擬、加強(qiáng)施工全面管控，從而優(yōu)化施工質(zhì)量、加快施工進(jìn)度、保障施工安全，促進(jìn)建筑行業(yè)穩(wěn)健發(fā)展。

1 BIM 技術(shù)簡(jiǎn)介

BIM 技術(shù)是信息建模技術(shù)，用在建筑工程方面主要是利用已知數(shù)據(jù)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行三維建模。利用數(shù)據(jù)信息來(lái)模擬建筑施工的過(guò)程，可以最大限度地模擬施工過(guò)程，并能模擬施工過(guò)程中的技術(shù)難點(diǎn)和對(duì)可能出現(xiàn)的安全隱患進(jìn)行分析。這樣不僅可以分析出施工中的重難點(diǎn)，還可以縮短工期，保證工程質(zhì)量能通過(guò)驗(yàn)收工作。BIM 技術(shù)可以輔助施工過(guò)程中的安全管理，將施工現(xiàn)場(chǎng)的安全設(shè)施構(gòu)件到軟件內(nèi)，可以了解施工現(xiàn)場(chǎng)安全設(shè)施是否符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。且BIM 技術(shù)還可以通過(guò)建模，隨時(shí)與實(shí)際建筑工程的進(jìn)度進(jìn)行比對(duì)，從而方便建筑項(xiàng)目管理人員和技術(shù)人員研究建筑項(xiàng)目的質(zhì)量和安全隱患，方便隨時(shí)了解建筑工程的情況。

2 BIM 技術(shù)在施工中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

2.1 提升管理效率的需要

工程項(xiàng)目建設(shè)主要有現(xiàn)場(chǎng)勘查、主體設(shè)計(jì)、物料管理、工程施工、監(jiān)理、驗(yàn)收等多個(gè)環(huán)節(jié)，而建筑施工是一切工程建設(shè)實(shí)施的主要階段，同時(shí)也是周期最長(zhǎng)、安全管理壓力最大的階段。建筑項(xiàng)目施工具有一定的高危性和復(fù)雜性，最重要的就是要做好施工各主體的信息溝通，才可以做到施工過(guò)程中的高效協(xié)同。傳統(tǒng)的項(xiàng)目施工管理，雖然也有信息化的施工管理工具，但僅僅只是二維或三維技術(shù)，不能全面表達(dá)或查閱建筑項(xiàng)目的重要信息，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的安全管理具有一定的局限性。施工圖紙多采用二維技術(shù)，僅僅是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難以展現(xiàn)建筑的參數(shù)信息，管理人員無(wú)法直觀地對(duì)建筑內(nèi)部和施工過(guò)程進(jìn)行了解[1]。此外，在傳統(tǒng)的信息管理模式下，人工方式的信息傳遞和交流溝通效率低下，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理施工過(guò)程中的問(wèn)題和隱患，因此，建筑安全管理效率亟待提高。

2.2 節(jié)約材料，降低成本

材料成本在建筑成本中占據(jù)很大比例，在傳統(tǒng)的建筑工程建設(shè)中，由于管理模式和方法比較單一和粗放，造成材料不合理地使用和浪費(fèi)，增加了工程的總造價(jià)。施工過(guò)程中，施工人員對(duì)于物料需求的預(yù)算誤差和規(guī)格設(shè)計(jì)偏差，產(chǎn)生了很多無(wú)用的邊角料，造成建筑材料浪費(fèi)。采用BIM 技術(shù)的數(shù)據(jù)處理功能，通過(guò)專業(yè)軟件可以根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的參數(shù)計(jì)算出使用材料的規(guī)格和數(shù)量，然后根據(jù)材料清單進(jìn)行下料，實(shí)現(xiàn)了對(duì)建筑材料的精準(zhǔn)裁剪，提高了建筑材料的利用率，降低了施工過(guò)程中邊角廢料的產(chǎn)生率，顯著提高了建筑項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 科學(xué)管理的需要

在工程建設(shè)施工過(guò)程中，由于建筑項(xiàng)目工程量大、點(diǎn)多面廣，科學(xué)有效的管理體系是工程建設(shè)高效完成的保障。但是，在傳統(tǒng)的管理模式下，信息傳遞局限于二維設(shè)計(jì)圖紙，安全管理人員無(wú)法直觀有效地理解設(shè)計(jì)意圖，對(duì)工程細(xì)節(jié)或者注意事項(xiàng)采用文字進(jìn)行標(biāo)注，管理人員了解施工設(shè)計(jì)方案難度較大，導(dǎo)致設(shè)計(jì)與施工環(huán)節(jié)技術(shù)交底和信息傳遞效率低下，影響了施工的安全管理效率。基于BIM 技術(shù)搭建的數(shù)據(jù)信息平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的動(dòng)態(tài)化管理，確保工程數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性、全面性、一致性，參建各方在權(quán)限范圍內(nèi)可以及時(shí)查閱或者更新工程數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)處理和信息溝通的及時(shí)性。BIM 技術(shù)結(jié)合射頻識(shí)別等專業(yè)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)施工過(guò)程中的物料、機(jī)械、人員等進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤和管控，當(dāng)人員處于危險(xiǎn)環(huán)境下或者現(xiàn)場(chǎng)存在安全隱患時(shí)，系統(tǒng)可以及時(shí)發(fā)出預(yù)警信息避免事故發(fā)生。BIM 技術(shù)的應(yīng)用提高了現(xiàn)場(chǎng)施工管理的規(guī)范性和科學(xué)性。

3 BIM 技術(shù)在建筑工程施工管理中的應(yīng)用分析

3.1 優(yōu)化施工準(zhǔn)備流程

在施工準(zhǔn)備階段，管理人員需統(tǒng)計(jì)人力資源、施工技術(shù)、建材設(shè)備等信息，并對(duì)各部門進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和協(xié)調(diào)，詳細(xì)工作內(nèi)容包括確定施工設(shè)計(jì)方案、施工設(shè)備材料進(jìn)出場(chǎng)計(jì)劃、施工進(jìn)度等。

1.仿真模擬試驗(yàn)。通過(guò)BIM 技術(shù)對(duì)建筑工程施工流程進(jìn)行模擬，注重關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)施工布局合理性的檢驗(yàn)，若發(fā)現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)有出入之處，需進(jìn)行細(xì)部調(diào)整，排除安全質(zhì)量隱患。

2.檢驗(yàn)施工設(shè)計(jì)方案。傳統(tǒng)管理模式中對(duì)施工設(shè)計(jì)方案的檢驗(yàn)多依賴于管理人員的工作經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)素養(yǎng)，在實(shí)際工作中會(huì)因個(gè)人工作疏漏和工作量大等問(wèn)題造成檢驗(yàn)工作不全面。應(yīng)用BIM 技術(shù)的可視化屬性，設(shè)計(jì)人員可與檢驗(yàn)人員對(duì)方案進(jìn)行檢驗(yàn)，匯總風(fēng)險(xiǎn)要素和存在的問(wèn)題，基于BIM 模型對(duì)已有設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化[2]。

3.實(shí)地考察。施工單位需組織人員對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面考察，為建筑模型的創(chuàng)建提供數(shù)據(jù)支持。需注意的是，在實(shí)際工作中，需應(yīng)用BIM 信息模型對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與錄入，通過(guò)信息整合優(yōu)化作業(yè)模型，以保證模型的標(biāo)準(zhǔn)化。在創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)化模型后，施工管理人員可經(jīng)過(guò)建筑構(gòu)造及碰撞試驗(yàn)等工作確保施工安全與質(zhì)量。

3.2 工程量統(tǒng)計(jì)分析

建筑項(xiàng)目施工管理工作中，應(yīng)用BIM 模型便于工作人員獲取和提取相關(guān)的信息和資料，在模型中能夠直接形成較為完整且詳細(xì)的施工材料明細(xì)表，方便對(duì)于施工材料的管理，也能通過(guò)該模型了解到所需要的材料和設(shè)備等方面的內(nèi)容。此外，基于BIM 技術(shù)還能創(chuàng)建具備可視性的三維鋼筋結(jié)構(gòu)模型，相關(guān)的工作人員可以通過(guò)該模型實(shí)現(xiàn)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的指導(dǎo)工作，可在很大程度上提升施工質(zhì)量和效率。項(xiàng)目在正式開(kāi)展施工之前，可以通過(guò)BIM 技術(shù)對(duì)整個(gè)工程進(jìn)行模擬和仿真，這樣就能全面地解決建筑在建設(shè)過(guò)程中或者投入使用時(shí)可能遇到的問(wèn)題，做好實(shí)時(shí)預(yù)防，有效提高施工質(zhì)量，使得建筑項(xiàng)目更加順利地開(kāi)展。

3.3 BIM 技術(shù)在安全組織管理中的應(yīng)用

隨著施工技術(shù)和施工設(shè)備的進(jìn)步，建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境安全等級(jí)得到了提高，但是安全管理手段和方法并沒(méi)有改進(jìn)，仍然依靠管理人員的人工巡視監(jiān)管，并且依賴于管理人員的經(jīng)驗(yàn)式主觀判斷能力，這些都嚴(yán)重影響了施工安全管理的整體效率。在建筑安全管理工作中引進(jìn)BIM 技術(shù)，可以改變傳統(tǒng)的安全管理模式，通過(guò)對(duì)安全管理流程和細(xì)節(jié)重新設(shè)計(jì)，并采用數(shù)據(jù)算法，實(shí)現(xiàn)安全管理的細(xì)節(jié)流程化、資源配置最優(yōu)化，以較低的成本取得最優(yōu)的安全管理效果。對(duì)建筑施工過(guò)程的安全管理中涉及的問(wèn)題跟蹤整改，傳統(tǒng)的人工管理無(wú)法對(duì)細(xì)節(jié)性問(wèn)題做到監(jiān)督，BIM 技術(shù)通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比和程序設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)安全管理的精細(xì)化?；贐IM 技術(shù)搭建的模型可以實(shí)現(xiàn)對(duì)施工方案的模擬，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工工序的碰撞檢測(cè)，并對(duì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)施工中各工序和資源整合優(yōu)化，消除施工碰撞的安全隱患。同時(shí)BIM 技術(shù)與現(xiàn)場(chǎng)感應(yīng)技術(shù)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)區(qū)域的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)施工人員與危險(xiǎn)區(qū)域距離超過(guò)限度時(shí)，系統(tǒng)及時(shí)發(fā)出告警并提醒人員遠(yuǎn)離危險(xiǎn)。除此之外，基于BIM 技術(shù)的安全管理還可以應(yīng)用到水電施工、結(jié)構(gòu)、安裝等環(huán)節(jié)，確保施工組織更加科學(xué)合理、安全可靠。

3.4 施工進(jìn)度管理

建筑施工中對(duì)于施工進(jìn)度的把控是非常重要的，加強(qiáng)進(jìn)度管理能夠最大程度保障施工在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成。因此，為了確保建筑施工的管理目標(biāo)有效落實(shí)，可科學(xué)地應(yīng)用BIM 技術(shù)。首先，運(yùn)用BIM 技術(shù)對(duì)施工過(guò)程中的全部信息，包括施工環(huán)境、施工材料、施工方案、施工技術(shù)等進(jìn)行全面復(fù)盤，運(yùn)用技術(shù)分析及時(shí)發(fā)現(xiàn)建筑施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)因素，進(jìn)而采取一系列防范措施，調(diào)整并改進(jìn)施工技術(shù)，最大程度縮短實(shí)際施工與施工方案之間的差距。其次，影響施工進(jìn)度的因素除了施工過(guò)程存在的潛在問(wèn)題，還凸顯在管理層面上。通過(guò)BIM 技術(shù)可以促使部門間的協(xié)調(diào)組織能力得到提升，并建立三維建筑施工模型，能夠清晰了解與施工相關(guān)的信息，其包括人員信息、施工相關(guān)信息、施工各階段管理信息等，通過(guò)不斷調(diào)整優(yōu)化這些信息，將存在不合理的地方全部去除掉，并在實(shí)際施工中加強(qiáng)管控能力、提高施工效率，從而實(shí)現(xiàn)縮短施工周期的目標(biāo)。

3.5 施工成本效益性管控

在BIM 模型中，結(jié)合施工設(shè)計(jì)與進(jìn)度，能夠?qū)ㄖ镏腥魏我粋€(gè)構(gòu)件的成本信息進(jìn)行完整、直觀的呈現(xiàn)，并且結(jié)合施工進(jìn)度、質(zhì)量、安全等各方面要求，根據(jù)構(gòu)件工程量，制定合理的資金需求計(jì)劃。一方面，BIM 模型中包括建筑物全部數(shù)據(jù)信息，且覆蓋項(xiàng)目全生命周期，在其中進(jìn)行施工成本管控，可以通過(guò)模型中工程量信息與材料、價(jià)格等內(nèi)容進(jìn)行智能化連接，不用再進(jìn)行人工成本核算，且能夠保證成本核算的精確性；另一方面，BIM 模型中的成本管理系統(tǒng)通過(guò)將成本信息與系統(tǒng)服務(wù)器對(duì)接，能夠?qū)崿F(xiàn)成本數(shù)據(jù)的自動(dòng)化整理分析，并建立成本參數(shù)庫(kù)，為項(xiàng)目施工成本的動(dòng)態(tài)化管理提供重要依據(jù)，最大限度優(yōu)化施工成本，提高成本效益性[3]。

3.6 施工質(zhì)量管理

為了最大限度地保障建筑施工的成果，需要全面化、精細(xì)化地加強(qiáng)建筑施工的管理力度，對(duì)于施工各環(huán)節(jié)的質(zhì)量問(wèn)題開(kāi)展管控工作。在這個(gè)過(guò)程中，應(yīng)利用BIM 技術(shù)對(duì)建筑施工的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，在前期建模階段，提前對(duì)施工開(kāi)展過(guò)程中可能存在的潛在問(wèn)題展開(kāi)調(diào)查，采取措施行動(dòng)，對(duì)問(wèn)題不斷優(yōu)化調(diào)整，增強(qiáng)立體模型在建筑施工管理中的現(xiàn)實(shí)意義，并且針對(duì)施工過(guò)程中存在的違規(guī)行為進(jìn)行預(yù)估，促使管理者提前意識(shí)到這些問(wèn)題，在實(shí)際施工中提前準(zhǔn)備現(xiàn)代化管理手段應(yīng)對(duì)潛在問(wèn)題，最大化地保障建筑的施工安全質(zhì)量。另外，借助BIM 技術(shù)可以預(yù)估并掌握建筑施工中的實(shí)際情況，通過(guò)模型的數(shù)據(jù)信息對(duì)施工圖紙進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，對(duì)人員布局進(jìn)行調(diào)整，加強(qiáng)施工管理，合理配置施工人員，促使其全面地參與到建筑施工中，同時(shí)加強(qiáng)管控，將潛在的施工質(zhì)量問(wèn)題提前篩查出來(lái)，保證房屋施工建設(shè)在質(zhì)量與效果方面都能夠符合相關(guān)機(jī)構(gòu)的建設(shè)要求標(biāo)準(zhǔn)。并且不斷加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)人員對(duì)BIM 技術(shù)的掌握與了解，通過(guò)定期開(kāi)展培訓(xùn)，使工作人員充分熟練掌握BIM 相關(guān)技術(shù)，確保能夠通過(guò)數(shù)據(jù)指標(biāo)清楚施工問(wèn)題所在，從而展開(kāi)相應(yīng)的施工流程，全方位提高建筑的整體質(zhì)量。

4 BIM 技術(shù)應(yīng)用體會(huì)與反思

通過(guò)對(duì)BIM 技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用分析可知，其在提高建筑工程施工整體效益方面具有顯著作用。但是，由于目前我國(guó)對(duì)于BIM 技術(shù)的應(yīng)用起步較晚，經(jīng)驗(yàn)欠缺，因此在實(shí)際應(yīng)用中還可能出現(xiàn)一些問(wèn)題，影響B(tài)IM 技術(shù)的深度應(yīng)用[4]。從實(shí)際情況看，BIM 技術(shù)在建筑工程施工應(yīng)用中，在各種技術(shù)問(wèn)題方面的應(yīng)用已經(jīng)相對(duì)較為深入，能夠有效保障施工質(zhì)量、進(jìn)度及安全，實(shí)現(xiàn)施工效益最大化。然而，在建筑施工項(xiàng)目整體統(tǒng)籌管理方面的應(yīng)用還相對(duì)薄弱。建筑工程施工過(guò)程涉及開(kāi)發(fā)投資方、設(shè)計(jì)方、總承包、專業(yè)分包、監(jiān)理方、政府及相關(guān)部門等等，各方在項(xiàng)目建設(shè)不同時(shí)期均承擔(dān)著重要角色。在建筑工程施工管理中，利用BIM 實(shí)現(xiàn)各方的統(tǒng)籌管理，才能更好地實(shí)現(xiàn)BIM 技術(shù)在建筑施工中的整體應(yīng)用。因此，在未來(lái)研究中，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)重視應(yīng)用BIM進(jìn)行項(xiàng)目統(tǒng)籌管理的研究，從而推進(jìn)BIM 技術(shù)應(yīng)用體系與建筑工程建設(shè)全過(guò)程的深度融合，充分發(fā)揮BIM 技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，BIM 技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)建筑工程的管理是一項(xiàng)革命性的革新，對(duì)建筑工程建設(shè)模式的改變具有至關(guān)重要的作用。在建筑工程中采用BIM 技術(shù)，不僅改變了傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)模式，提高了建筑項(xiàng)目信息的透明度，優(yōu)化了施工作業(yè)方案，避免了施工沖突和返工現(xiàn)象的發(fā)生；同時(shí)，其數(shù)據(jù)共享能力加強(qiáng)了各環(huán)節(jié)、各單位的信息溝通效率，提高了施工管理的精益化水平。BIM 技術(shù)將在廣泛應(yīng)用的同時(shí)，不斷進(jìn)行完善與革新，推動(dòng)建筑行業(yè)不斷向著科技化方向發(fā)展。