BIM在建筑工程管理中的應(yīng)用研究

喬耀飛

【摘要】目前我國(guó)城市化發(fā)展和各行各業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)建筑水平提升速度也很快，BIM技術(shù)在建筑施工中使用越來越普遍。對(duì)于建筑工程規(guī)模和復(fù)雜程度的要求也在逐漸提高。而通過BIM技術(shù)恰好可以解決工程現(xiàn)在面臨的問題，應(yīng)用其技術(shù)不僅能夠提高建筑工程管理的效率，減少問題發(fā)生率，還為建筑工程的順利開展提供了一定條件。除此之外，BIM的技術(shù)應(yīng)用不僅可以提高建筑管理效率，促使管理計(jì)劃科學(xué)有效實(shí)施。還可以通過其獨(dú)特的數(shù)字技術(shù)建立三維立體模型，從而制作科學(xué)的建筑工程施工計(jì)劃。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);建筑工程管理;應(yīng)用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.10.032

引言：

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑工程施工及管理水平日益提升，BIM技術(shù)作為一種較為典型的信息技術(shù)類型，也被應(yīng)用于工程的精細(xì)化管理，對(duì)于提高工程施工效率及經(jīng)濟(jì)效益具有重要作用。本文就此展開探究，對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析。首先，闡述BIM技術(shù)的內(nèi)涵及特點(diǎn)，其次對(duì)BIM技術(shù)在施工管理中的應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)，然后結(jié)合實(shí)例論證BIM技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值[1]。

1、BIM的概念

BIM，即建筑領(lǐng)域的信息架構(gòu)模型，主要指一個(gè)完整而具體的信息模型。它可以集成設(shè)計(jì)工程的整個(gè)過程周期，可以使管理的方法更加簡(jiǎn)單直接，對(duì)工程的各個(gè)階段與過程進(jìn)行整合。特別是利用三維數(shù)字技術(shù)，模擬建筑中不同的真實(shí)數(shù)據(jù)和信息，為以后的建設(shè)和施工創(chuàng)造更加協(xié)調(diào)統(tǒng)一的信息模型，全面實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和施工工作的統(tǒng)一形式，這種形式可以大大降低項(xiàng)目的投資成本，全面保證建設(shè)項(xiàng)目的整體質(zhì)量和進(jìn)度。此外，在實(shí)際應(yīng)用過程中，BIM技術(shù)主要采用當(dāng)今時(shí)代最新、最現(xiàn)代的IT技術(shù)?；诖思夹g(shù)形式，IT處理和處理土木工程中使用的數(shù)據(jù)和信息，并最終創(chuàng)建能夠全方面把控土木工程施工全過程的數(shù)據(jù)模型[2]。

2、在建筑工程管理中應(yīng)用BIM技術(shù)的特點(diǎn)

2.1可視化特點(diǎn)

可視化是將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑工程管理最為突出的特點(diǎn)?？梢暬褪侵附ㄖこ坦芾碚?，通過運(yùn)用BIM技術(shù)，能夠?qū)⒔ㄖこ添?xiàng)目的全部信息，以圖形、圖像的形式在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出來，展現(xiàn)建筑工程在全周期、各個(gè)階段中的數(shù)據(jù)，進(jìn)而為工程項(xiàng)目管理工作提供支持。相較于以往的二維建筑工程管理形式，BIM技術(shù)能夠顯著降低建筑工程管理人員的工作難度，能夠以更直觀的數(shù)據(jù)信息，提升建筑工程管理工作的準(zhǔn)確性與時(shí)效性。在一些較為復(fù)雜的工程環(huán)節(jié)中，BIM技術(shù)的作用發(fā)揮得尤為顯著，對(duì)保證建筑工程管理順利進(jìn)行而言具有重要作用。

2.2模擬性特點(diǎn)

BIM技術(shù)在建筑工程管理中的應(yīng)用，還具有突出的模擬性特點(diǎn)。具體而言，運(yùn)用BIM技術(shù)模擬工程施工，能夠保證施工者在后期施工中準(zhǔn)確、安全地完成操作，讓施工人員的操作過程更加順利，實(shí)現(xiàn)對(duì)一些會(huì)干擾工程順利施工的問題的提前預(yù)知、主動(dòng)規(guī)避，這對(duì)于提升工程施工的效率與質(zhì)量而言具有重要意義。

2.3協(xié)調(diào)性特點(diǎn)

BIM技術(shù)在建筑工程管理中的應(yīng)用，還具有一定的協(xié)調(diào)性特點(diǎn)。這里的協(xié)調(diào)性指的主要就是能夠?qū)こ添?xiàng)目在現(xiàn)場(chǎng)的施工過程實(shí)施預(yù)先的調(diào)節(jié)，運(yùn)用BIM技術(shù)，完成對(duì)建筑項(xiàng)目的提前監(jiān)測(cè)，模擬建筑施工的多種情況，得到工程項(xiàng)目模型。目前，我國(guó)建筑工程的規(guī)模越來越大，在多種高新的科學(xué)技術(shù)被引入后，工程的復(fù)雜程度越發(fā)提升，建筑企業(yè)為保證每個(gè)部門與工作人員的工作價(jià)值能夠最大化發(fā)揮，就應(yīng)當(dāng)重視應(yīng)用BIM技術(shù)提升工程管理的協(xié)調(diào)性，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程管理中可能存在的沖突與矛盾的預(yù)先控制，讓不同部門的工作人員能夠通力合作，進(jìn)而提升工程建設(shè)的效率與質(zhì)量。

3、BIM技術(shù)用于建設(shè)工程管理中的應(yīng)用價(jià)值

現(xiàn)階段，建設(shè)工程項(xiàng)目管理主要基于建設(shè)過程的全生命周期開展，將工程項(xiàng)目建設(shè)過程劃分為決策規(guī)劃、勘察設(shè)計(jì)、施工和竣工驗(yàn)收等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，針對(duì)每一環(huán)節(jié)分析管理風(fēng)險(xiǎn)并制定具體的管理措施，在項(xiàng)目實(shí)施過程中逐一落實(shí)。傳統(tǒng)的建設(shè)工程項(xiàng)目管理主要基于二維施工設(shè)計(jì)方案和圖紙開展。BIM技術(shù)最主要的特點(diǎn)是擺脫了幾何模型束縛，在模型中承載更多的非幾何信息，如材料耐火等級(jí)、構(gòu)件造價(jià)、采購(gòu)信息、質(zhì)量等一系列擴(kuò)展信息;可以模擬建筑設(shè)施的一些非幾何屬性，如能耗分析、照明分析、沖突檢查等;可以基于時(shí)間維度利用施工數(shù)據(jù)對(duì)工程項(xiàng)目甚至整個(gè)建設(shè)過程進(jìn)行三維可視化建模，通過對(duì)模型的分析和演算實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)分析，進(jìn)行有效控制和管理。利用BIM技術(shù)進(jìn)行工程項(xiàng)目建設(shè)全周期過程管理，可以在決策階段計(jì)算整個(gè)項(xiàng)目的工程量，為最優(yōu)施工方案的選擇提供支持。在設(shè)計(jì)階段，可以利用三維模型科學(xué)分析工序技術(shù)的可行性，開展仿真驗(yàn)證工作;在施工階段，可以對(duì)施工過程中出現(xiàn)的問題在數(shù)字化模型中進(jìn)行推演，針對(duì)影響因素逐一進(jìn)行排查，確定工程項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量的影響因素;在竣工階段，可以快速獲取工程技術(shù)數(shù)據(jù)，為進(jìn)度、成本和質(zhì)量控制以及驗(yàn)收管理提供技術(shù)支撐。

4、存在的缺陷及不足

BIM技術(shù)的使用盡管為建筑工程施工管理帶來很多便利，但仍存在不足，主要表現(xiàn)為信息存儲(chǔ)占用空間大和信息安全兩個(gè)方面。（1）BIM雖然功能多，但同時(shí)占用存儲(chǔ)空間大，僅是施工階段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量就可以達(dá)到十幾甚至上百吉字節(jié)，這對(duì)計(jì)算機(jī)的選擇和使用也產(chǎn)生了一定要求，要想運(yùn)行BIM軟件，必須選擇高配置高效能的計(jì)算機(jī)。在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上打開多個(gè)BIM文件也會(huì)產(chǎn)生很多問題。（2）在信息數(shù)據(jù)泄露屢見不鮮的今天，BIM技術(shù)的信息存儲(chǔ)是否安全也是值得重視的問題。

5、建筑工程管理中BIM的應(yīng)用要點(diǎn)分析

5.1安全管理方面的應(yīng)用

建筑工程安全的管理狀況，決定著人員安全、設(shè)備安全和工程管理水平等。因此，在對(duì)建筑工程安全方面進(jìn)行科學(xué)管理的同時(shí)，仍然需要重視BIM技術(shù)的應(yīng)用。以此來促使管理過程中技術(shù)的發(fā)展，從而達(dá)到計(jì)劃有效的實(shí)施效果。具體表現(xiàn)為以下方面。（1）為了降低作業(yè)計(jì)劃中的安全事故發(fā)生率，達(dá)到建筑工程安全的管理要求，需要在BIM的支持下，通過對(duì)建筑工程現(xiàn)場(chǎng)施工的情況去進(jìn)行安全，管理等方便的綜合考慮，通過構(gòu)建數(shù)據(jù)模型來對(duì)工程建設(shè)全過程進(jìn)行科學(xué)分析，從而找出安全隱患。（2）通過對(duì)作業(yè)人員的區(qū)域定位分析，實(shí)時(shí)實(shí)地監(jiān)督工作人員的操作行為，避免安全事故發(fā)生，由此也可以豐富安全管理中所需要的參考信息。

5.2在場(chǎng)地分析中的應(yīng)用

在實(shí)際的建筑工程建設(shè)中，對(duì)工程方案的設(shè)計(jì)，以及工程的施工質(zhì)量通常都會(huì)受到施工現(xiàn)場(chǎng)情況的影響，因此有必要在工程建設(shè)的前期環(huán)節(jié)，完成對(duì)施工場(chǎng)地的勘察與分析，而這是一項(xiàng)相對(duì)復(fù)雜、涉及技術(shù)繁多，對(duì)工作人員的專業(yè)素質(zhì)具有一定要求的工作。例如在對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的參數(shù)展開分析的時(shí)候，如果工作人員的專業(yè)素質(zhì)不高，就有可能出現(xiàn)重視定性分析、忽視定量分析的情況，為后續(xù)的工程建設(shè)帶來一定的問題。而應(yīng)用BIM技術(shù)就能夠?qū)⑸鲜鰡栴}有效避免。具體而言，將BIM技術(shù)應(yīng)用到場(chǎng)地分析階段，能夠?qū)⒍ㄐ苑治雠c定量分析結(jié)合在一起，通過定位系統(tǒng)將施工場(chǎng)地模擬化，進(jìn)而為工作人員分析各項(xiàng)場(chǎng)地?cái)?shù)據(jù)提供一定的支持，提升工程施工規(guī)劃設(shè)計(jì)的合理性。

5.3在方案設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

運(yùn)用BIM技術(shù)不僅能夠模擬出建筑工程的模型，還能夠反饋出建筑工程的施工效果，因此在建筑工程方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，設(shè)計(jì)人員可以運(yùn)用BIM技術(shù)模擬建筑工程的施工情況，調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)，讓建筑工程方案設(shè)計(jì)更加科學(xué)合理。特別是對(duì)于那些施工環(huán)境較為復(fù)雜的建筑工程項(xiàng)目，工作人員可借助BIM技術(shù)，以及建筑物的形態(tài)，設(shè)計(jì)出多種不同的施工方案，通過幾種不同施工方案的對(duì)比，得出最優(yōu)化的方案，這能夠提升建筑工程方案設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，為后續(xù)的工程施工工作帶來有力的參考。

5.4 BIM技術(shù)在工程造價(jià)中的使用

BIM技術(shù)之所以能在工程造價(jià)中被廣泛使用，主要是基于其信息共享和透明。在項(xiàng)目施工中各建筑主體都共用同一個(gè)BIM建筑模型，很容易獲得建筑的各類數(shù)據(jù)，擁有工程造價(jià)中需要的建材信息、構(gòu)建信息等。除此之外，還可以采用線條式對(duì)構(gòu)建信息進(jìn)行信息化管理，通過三維建?？梢詫⒏鱾€(gè)單元的造價(jià)信息展現(xiàn)出來。BIM軟件計(jì)算的造價(jià)和手工運(yùn)算方式結(jié)合可以準(zhǔn)確預(yù)估建筑建設(shè)完成時(shí)所需要的造價(jià)，也容易中標(biāo)，值得在工程造價(jià)中廣泛運(yùn)用。比如，使用BIM土建模型算量對(duì)建筑進(jìn)行造價(jià)預(yù)估之前，可以先新建一個(gè)單位工程，根據(jù)圖紙信息將工程中的建筑面積、地面標(biāo)高、地震等級(jí)等基本信息輸入軟件，接下來處理具體圖紙，將標(biāo)準(zhǔn)層、底層和頂層的梁板柱等構(gòu)件按照構(gòu)建要求進(jìn)行繪制，再將全部構(gòu)件繪制完成后重新檢查自己的模型是否與圖紙要求相符。沒問題后可以直接進(jìn)行軟件的造價(jià)計(jì)算，軟件算好后將計(jì)算稿導(dǎo)出與自己的人工計(jì)算稿進(jìn)行核對(duì)，可以很快發(fā)現(xiàn)計(jì)算中存在的問題，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，保證預(yù)估造價(jià)的準(zhǔn)確性。不僅是土建軟件，在鋼筋算量中也同樣適用。

5.5在物料控制方面的應(yīng)用

在建筑工程管理中，建筑材料不僅決定著工程的成本，也決定著建筑工程的質(zhì)量。從資金成本的角度來看，BIM技術(shù)可以對(duì)項(xiàng)目的各種材料數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類歸檔，而源自BIM平臺(tái)軟件的材料控制系統(tǒng)可以自動(dòng)同步材料成本、規(guī)格、質(zhì)量等信息。確保材料的基本質(zhì)量符合施工要求，避免因成本投入過多造成資金浪費(fèi)。從建設(shè)工程質(zhì)量的角度來看，BIM技術(shù)對(duì)不同類型的材料采取不同的管理和維護(hù)方式，以減少因儲(chǔ)存不當(dāng)造成的材料損壞，而BIM平臺(tái)軟件則可以不斷完善材料管理的相關(guān)控制流程，進(jìn)一步減少了施工過程中的經(jīng)濟(jì)損失。

5.6在進(jìn)度管理方面的應(yīng)用

在建設(shè)項(xiàng)目管理中如何處理好施工質(zhì)量與施工進(jìn)度的關(guān)系，是所有管理者面臨的重大課題。BIM技術(shù)通過監(jiān)督和管理兩個(gè)方面有效防止工期延誤的施工事故。首先，BIM技術(shù)可以及時(shí)監(jiān)控施工現(xiàn)場(chǎng)所有施工人員的工作狀態(tài)，從而劃分清晰的施工責(zé)任區(qū)間，合理拆解整個(gè)環(huán)節(jié)的所有施工項(xiàng)目，不僅消除了工人的問題，又能夠?qū)κ┕みM(jìn)度進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化;其次是為了提高施工方的施工效率，BIM平臺(tái)軟件對(duì)所有施工信息數(shù)據(jù)進(jìn)行研究分析，當(dāng)施工過程中發(fā)生事故時(shí)，BIM平臺(tái)軟件還可以根據(jù)施工計(jì)劃及時(shí)調(diào)整，大大減少工期延誤的發(fā)生。

5.7質(zhì)量管理方面的應(yīng)用

建筑工程質(zhì)量問題是否有效取決于其潛在應(yīng)用價(jià)值和壽命是否延長(zhǎng)等方面。因此，在加強(qiáng)其質(zhì)量管理，優(yōu)化及管理工作方式的過程中，需要對(duì)BIM的應(yīng)用過程中的因素進(jìn)行全面考慮。對(duì)此，要做到以下幾點(diǎn)。（1）通過對(duì)材料設(shè)備等要素信息的采集及整合利用等去了解工程質(zhì)量狀況，并處理其中的不良因素，保證建筑工程的質(zhì)量，進(jìn)一步提升科學(xué)管理的技術(shù)水平，從而完成BIM支持下的建筑工程質(zhì)量管理。（2）工程管理人員需要對(duì)BIM科學(xué)運(yùn)用方面進(jìn)行深入思考，通過到對(duì)信息的高效利用，實(shí)時(shí)監(jiān)督和管理工程進(jìn)度，對(duì)建筑工程質(zhì)量進(jìn)行高效管理，以避免其發(fā)生質(zhì)量問題，從而達(dá)到長(zhǎng)效發(fā)展的目的。

5.8 BIM技術(shù)在項(xiàng)目勘察設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

勘察設(shè)計(jì)階段包含工程項(xiàng)目建設(shè)的較多基礎(chǔ)性工作，如地基處理、施工方法選擇、施工初步設(shè)計(jì)等。這一階段的工作內(nèi)容多由專業(yè)技術(shù)人員完成，BIM技術(shù)可以為其溝通、交流、協(xié)調(diào)提供便捷。進(jìn)行工程項(xiàng)目勘察設(shè)計(jì)時(shí)，地質(zhì)勘察單位提供基礎(chǔ)的地理構(gòu)型數(shù)據(jù)信息，建設(shè)方基于此對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目的建設(shè)情況進(jìn)行初步三維建模，地基設(shè)計(jì)人員可以利用三維模型計(jì)算土層的承重力，根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇夯實(shí)方法。機(jī)電、水暖專業(yè)人員可以在三維模型中進(jìn)行各種管道線路的布局，發(fā)現(xiàn)管線走向或者位置發(fā)生沖突時(shí)，及時(shí)進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)，避免在施工過程中發(fā)生“碰撞”問題，降低重復(fù)建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)隱患。

5.9 BIM技術(shù)在項(xiàng)目施工階段的應(yīng)用

項(xiàng)目施工階段主要是根據(jù)施工圖紙進(jìn)行工序?qū)嵤?，傳統(tǒng)的施工圖紙是二維的，只有建筑物的數(shù)字信息，使用不便，實(shí)時(shí)更新性不強(qiáng)。在施工過程中發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)偏差時(shí)，需要出具施工技術(shù)更改通知單進(jìn)行單獨(dú)修正，不便于在施工原圖上進(jìn)行修訂。建設(shè)方利用BIM技術(shù)構(gòu)建的三維模型可以在施工過程中根據(jù)工序進(jìn)展順序和完成程度進(jìn)行補(bǔ)充和完善，始終確保BIM模型對(duì)未完成工作具有指導(dǎo)性、對(duì)已完成工作具有數(shù)字復(fù)現(xiàn)性。參建各方可以根據(jù)模型進(jìn)行施工進(jìn)度與計(jì)劃的對(duì)比，進(jìn)行施工成本核算，提前辨析質(zhì)量控制風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，制定應(yīng)急預(yù)案。

6、在竣工管理中的應(yīng)用

在工程竣工環(huán)節(jié)中應(yīng)用BIM技術(shù)，也是將BIM技術(shù)應(yīng)用到工程管理中的一個(gè)重要方面，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工程竣工中各項(xiàng)內(nèi)容的可靠分析，例如能夠解決工程的遺留缺陷、能夠優(yōu)化工程的驗(yàn)收流程、能夠以信息化的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)工程項(xiàng)目，等等，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)竣工驗(yàn)收內(nèi)容的全方位控制，有助于工程竣工階段效益的進(jìn)一步優(yōu)化。甚至對(duì)于工程在后期階段中的維修、運(yùn)營(yíng)，應(yīng)用BIM技術(shù)也具有一定的優(yōu)勢(shì)，能夠讓維修工作更加準(zhǔn)確、可靠，讓建筑工程的運(yùn)營(yíng)更加穩(wěn)定。

7、智能化對(duì)BIM技術(shù)的改進(jìn)分析

BIM技術(shù)與傳統(tǒng)工程項(xiàng)目管理技術(shù)相融合，在建設(shè)過程的質(zhì)量、工期和成本管理中取得良好的應(yīng)用效果，提高全壽命周期管理的效果，大幅度提高施工效率。智能化是當(dāng)今時(shí)代發(fā)展的主題，各種先進(jìn)智能算法最大限度發(fā)揮了硬件系統(tǒng)的功能，也能夠?qū)IM技術(shù)以及工程項(xiàng)目建設(shè)管理產(chǎn)生促進(jìn)作用。（1）可以利用智能控制算法的預(yù)測(cè)功能對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。智能算法的理論基礎(chǔ)是大數(shù)據(jù)分析，可以根據(jù)當(dāng)前采樣點(diǎn)獲取的數(shù)據(jù)對(duì)特征進(jìn)行分析、聚類，對(duì)后續(xù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。利用BIM技術(shù)可以對(duì)建筑工程項(xiàng)目進(jìn)行三維建模，基于模型可以預(yù)判質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)隱患，根據(jù)智能算法的預(yù)測(cè)功能，可以對(duì)辨識(shí)的風(fēng)險(xiǎn)隱患發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果制定風(fēng)險(xiǎn)隱患消除措施，減少消除措施中的冗余項(xiàng)目和風(fēng)險(xiǎn)防范開支進(jìn)而降低工程項(xiàng)目建設(shè)成本。（2）在BIM模型中嵌入硬件設(shè)備可以增強(qiáng)施工過程的演示效果[3]。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，在BIM技術(shù)的支持下，通過科學(xué)管理，不僅能夠全面提高相應(yīng)管理工作的效率和質(zhì)量，還能夠?qū)崿F(xiàn)成本最低化和效益最大化，從而為建筑工程的科學(xué)管理提供專業(yè)保障，因此，未來應(yīng)給予BIM技術(shù)更多的關(guān)注，在提升管理水平和管理方式的過程中，確保相應(yīng)管理計(jì)劃實(shí)施的有效性，在其技術(shù)手段的基礎(chǔ)上，可以使建筑工程處于良好的建設(shè)狀態(tài)，有利于擴(kuò)寬其科學(xué)管理方面的工作思路。因此，為了更好地運(yùn)用BIM技術(shù)，政府有必要制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和指南，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的互聯(lián)，逐步完善BIM信息平臺(tái)，保證BIM信息的安全。同時(shí)，高校也應(yīng)該開展BIM相關(guān)課程，培養(yǎng)專業(yè)人才，實(shí)現(xiàn)校企的有利結(jié)合[4-5]。

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