BIM+智慧建造在總承包施工管理中的應用

尹祥宇

（山東青建智慧建筑科技有限公司， 山東 青島 266000）

由于建筑結構體系更為復雜， 施工現場管理難度進一步提升。 為促進贊助施工工作高質高效開展， 還需要配合使用先進的BIM技術與智慧建造理念， 構建起工程三維模型， 及時發(fā)現并解決存在于工程施工期間的各類問題， 結合此些問題不斷優(yōu)化工程施工方案， 制定出專項可行的施工管控機制。

1 概述BIM技術與智慧建造

1.1 BIM技術

BIM技術是一種新型建模技術， 可以模擬出施工現場復雜的環(huán)境特征， 不斷優(yōu)化施工方案， 實現綠色施工管理要求。 相較于其他技術體系而言， BIM技術具有較為鮮明的可視化特征、 模擬特征、 協調特征。

其中， 可視化特征主要體現在BIM技術可以應用更加先進的數字化手段， 將建筑內部結構以三維立體方式展現出來， 確保施工人員能夠及時掌握工程結構特征， 及時發(fā)現工程建設期間存在的各類問題。 BIM技術可以為建筑工程綠色施工提供可視化思路， 確保建筑施工期間的各個環(huán)節(jié)均能夠得到形象表達， 從根本上提高綠色施工期間的安全性與可靠性。

模擬特征主要體現在通過高效使用BIM技術， 可以將建筑工程主體結構、 施工形式直觀展現出來， 根據建筑三維模型不斷優(yōu)化綠色施工方案， 使建筑綠色施工期間的各類情況能夠被更好模擬出來， 便于綠色施工的安全管控工作。

協調特征主要體現在建筑工程施工期間， 各施工流程密切關聯， 需要加強工程協調管控工作。 如在施工期間出現安全事故時， 需要立即開展多組織配合工作， 找尋出事故發(fā)生原因， 制定出專項可行的解決方案。 而通過應用BIM技術， 可以使各專業(yè)施工理念直觀展現在三維立體模型中， 建筑各施工流程的協調性能夠從根本上表現出來。

1.2 智慧建造

智慧主要就是基于生物神經感官的高級綜合能力， 包括感知、 知識、 記憶及理解等。 智慧建造是智慧城市、 智慧建筑的延伸概念。 在智慧建造過程中，需要配合使用智能技術及其他相關技術體系， 提高建造過程智能化水平， 增強建筑智能化管控效果， 減少建筑工程建設及運營全過程對人力資源的依賴程度。

智慧建造同時還需要以智能技術及其他技術的應用為前提， 如感知技術、 物聯網技術、 定位技術、 移動終端、 觸摸終端等。

值得注意的是， 智慧建造與企業(yè)信息化、 數字化、 智能化之間的關系較為密切。 隨著智慧建造工作逐步向深度、 廣度、 集成化發(fā)展， 還需要配合使用功能完善的管理系統(tǒng)、 技術系統(tǒng)， 推動建造行業(yè)智慧組織、 智慧施工、 智慧制造及智慧施工目標實現。

2 BIM+智慧建造在總承包施工管理中的應用重要性

通過將BIM+智慧建造應用在總承包施工管理過程中， 能夠從根本上提升總承包施工管控水平， 使工程能夠盡早實現經濟效益最大化目標。

首先， 現階段各類建設工程造價均由分部分項清單綜合價格組成， 實際管控難度較大。 使用BIM軟件可拾取構件造價， 可以將整體造價的組成部分具象表達出來， 節(jié)省造價計算及控制期間的時間及精力， 為從根本上提高工程造價管理水平奠定了堅實技術基礎。 總承包施工工程量計算工作主要采用廣聯達、 魯班等軟件， 借助Excel表格計算式檢查計算結果期間，數值與建筑構件的對應難度較大。 而借助BIM軟件，可以對工程可拾取構件進行抽取識別， 獲得構件本身以及其他結構層的三維立體模型， 使得后續(xù)工程量計算工作簡單明了， 具有更為顯著的對應性， 輔助專項可行工程造價控制機制建立健全。

其次， 由于建筑工程建設規(guī)模不斷擴大， 工程各環(huán)節(jié)變更問題發(fā)生幾率進一步提升。 在施工變更或技術變更期間， 工程量往往需要再次計算， 需要花費較多的人力及物力。 借助BIM+智慧建造理念， 對抽取識別的可識取構件分布分項模型進行標注、 修改能夠更加科學的解決工程變更實體調整問題， 使后續(xù)工程造價能夠高效管控。

最后， BIM+智慧建造理念具有可視化及參數化特征， 可以依照類似工程或改建工程項目完成精細化施工工作， 模擬工程施工全過程。 通過構建起建筑三維模型， 可以幫助施工單位切實展現出施工內容， 獲得施工產品部分的可計算屬性。 BIM技術也可使造價審核工作更加直觀， 借助BIM模型發(fā)現構件施工存在的各類問題， 避免在建筑工程施工過程中經常出現變更問題。 同時， 三維模型中的定額信息及市場價格可以存儲在數據庫中， 將類似工程數據庫輸入模型內， 獲得更加精準的計算結果。 BIM模型構件屬性信息可以實時修改， 實現信息動態(tài)更新目標。 模型數據通過被快速讀取以及分析， 可生成項目估算書， 指導后續(xù)項目成本管控工作有序開展， 避免在工程造價管理期間出現信息孤島問題。

3 BIM+智慧建造總承包施工管理中的應用方向

3.1 規(guī)劃策略

著重推動BIM+智慧建造技術在總承包工程施工階段的應用， 構建BIM項目管理信息系統(tǒng)， 注重開發(fā)新管理模式與協同機制， 實現產業(yè)鏈一體化目標。 著重關注BIM技術下總承包工程建設維護信息平臺的構建工作， 充分發(fā)揮出現有信息技術的積極作用， 從根本上提高總承包工程施工科技含量及維護管理水平。

當BIM+智慧建造技術應用在總承包工程項目計劃統(tǒng)籌中。 收集工程建設期間材料備品、 零部件數量、 設備等數據， 并將這些數據輸入到模型內處理，以查閱每個監(jiān)督工程環(huán)境中的支出投入比例對照。 統(tǒng)計后續(xù)工作人員， 要求施工人員應當依照分配結果進行安排調配， 核算管理材料備品倉庫。 將統(tǒng)計出的數字制作成表格， 結合工序數字信息安排工作任務，使制定出的項目施工進度計劃及技術方案全面統(tǒng)籌，在提升工程規(guī)劃水平中發(fā)揮出重要作用。

3.2 場地分析

原有總承包工程施工工作是將建筑結構繪制在平面圖紙上， 難以對總承包工程實際施工現場環(huán)境進行系統(tǒng)分析， 導致工程施工方案在后期使用期間經常會出現較多變更問題， 對工程整體施工進度與效率造成嚴重不利影響。 通過將BIM+智慧建造技術應用在總承包工程施工中， 可以配合使用更加先進的建模手段， 支持施工人員輸入施工場地地形地理條件等參數數值， 構建起立體施工場地地形圖， 確保施工人員能夠更好評估出施工場地及施工環(huán)境對總承包工程施工提出的特別要求， 對總承包工程施工方案內容進行不斷優(yōu)化。

3.3 協調流程

在總承包工程施工中， 涉及了較多的技術專業(yè)，實際施工難度較大。 為從根本上提高總承包工程施工水平， 可配合使用先進的BIM+智慧建造系統(tǒng)， 實現跨專業(yè)式施工管控目標。 由于BIM技術內部具有強大的數據共享功能， 可以對不同專業(yè)下的總承包工程施工環(huán)節(jié)進行數據共享， 確保相關施工部門能夠積極有效溝通， 更加清晰地了解到建筑結構整體施工要求以及現有技術方案中存在的各類不足之處。 同時在BIM技術的帶動下， 各總承包工程施工部門可形成較為完善的合作配合工作模式， 使總承包工程施工效率得到進一步提升， 使后續(xù)建筑施工指導及管控工作能夠有序開展。

配合使用BIM技術， 基于BIM模型對安全方案及質量控制方案進行交底。 重點標注工程質量及安全管控重點環(huán)節(jié)。 交底過程中還需要明確工程各參與方工作職責， 消除存在于工程管理期間的主觀判斷以及信息不對等問題。

將BIM技術應用在工程商務管理過程中。 最大限度發(fā)揮出BIM協同管理平臺中的合約規(guī)劃、 合同登記、 合同單據審批等功能。 輔助監(jiān)理工作完成項目實施期間報量單、 變更單、 簽證單的在線報批與審批，從根本上提升EPC工程項目整體管控水平。

3.4 現場管控

總承包工程施工方案需要肩負起指導建設工程有序開展、 評估建筑結構全壽命周期的重要職責。 為確保總承包工程施工方案能夠在建設施工期間發(fā)揮出重要作用， 因此需將BIM+智慧建造技術應用在建筑施工過程中， 控制總承包工程施工期間質量問題及安全事故發(fā)生概率。 現場管理水平可直接影響到建筑工程實際施工效果， 需要采用合理方式加強施工現場管控力度， 做好材料管理及安全管理工作， 保障工程有序規(guī)范開展。 而將BIM+智慧建造技術與建筑工程現場管理工作結合在一起， 可以通過建立建筑工程施工現場模型， 確定各類材料的物資堆放場地， 切實保障工程整體建設效果。

3.5 進度管理

為確保建筑工程能夠在規(guī)定期間內高質高效完成， 需要加強建筑工程施工過程中的進度管理工作，在保障工程建設質量的基礎上最大限度縮短工程建設周期。 通過將BIM+智慧建造技術應用在建筑進度管理過程中， 可以對工程建設期間的各類信息進行全面復盤， 模擬不同施工方式下對建筑建設工期造成潛在影響的不利因素， 有效解決前期施工圖紙與工程施工施工差距較大問題。

同時， 利用BIM技術也可以增強建筑工程參與各部門之間的信息溝通及聯絡水平， 保障建筑工程施工信度管控效果。 在構建起的建筑三維立體模型基礎信息的支持下， 不斷優(yōu)化建筑工程施工進度控制方案，及時處理存在于工程實際施工期間的各類問題， 確保建筑工程能夠實現高質高效建設目標。

3.6 質量管理

為增強總承包工程綜合建設效果， 還需要著重加強工程施工期間的質量管控力度。 由于建筑工程施工期間涉及到的因素較多， 僅采用人工管理方式無法及時發(fā)現隱藏在建筑工程實施期間的質量隱患問題， 需要配合使用BIM+智慧建造技術， 借助建模手段模擬建筑工程實施過程中的難點及重點， 并對各類問題進行優(yōu)化調整， 確保建筑工程施工期間的各類缺陷可得到及時解決。

BIM+智慧建造技術也可以對建筑工程施工期間的各類違規(guī)行為進行針對性處理， 技術保障工程綜合管控效果。 通過設置項目組織架構以及工作站， 配置固定BIM軟件開發(fā)人員維護及協議團隊， 使BIM軟件能夠結合工程施工現場的具體情況， 不斷優(yōu)化施工圖紙內容， 使工程施工期間變更問題發(fā)生幾率被控制在最低范圍之內。

BIM+智慧建造技術的應用還可對施工人員展開專業(yè)培訓， 使施工人員能夠明確認識到各施工環(huán)節(jié)開展要點， 規(guī)范化使用各類施工技術及施工設施， 增強建筑工程整體建設水平。

3.7 成本管理

通過使用BIM+智慧建造技術， 也可以增強建筑工程成本管控力度， 促進工程經濟利益最大化目標實現。 由于BIM+智慧建造技術能夠結合建筑工程基礎信息構建起全面精準的立體三維模型， 可以對建筑工程施工期間的各類風險問題進行及時判斷， 控制施工變更問題出現， 最大限度節(jié)約工程建設成本。

BIM+智慧建造技術的應用可以使建筑工程施工期間的各類資源得到優(yōu)化配置， 實時監(jiān)控建筑工程施工階段各類資源的實際消耗量以及資金使用情況， 結合建筑工程具體施工要求對建筑施工方案內容進行進一步優(yōu)化。 舉例而言， 在建筑工程開展期間， 可以利用BIM技術評估建筑工程各位置混凝土材料的消耗量， 在保障工程結構力學性能的基礎上提升混凝土材料實際利用率， 使工程實施期間的經濟效益得到根本上保障。 通過將BIM技術與建筑工程成本管理工作結合在一起， 也可以使收集到的各項建筑建設信息在制定建筑工程成本管控方案中發(fā)揮出重要作用， 切實增強工程整體成本管控效果。

4 BIM+智慧建造技術在總承包工程施工管理中的應用流程

4.1 BIM平臺選擇

總承包工程實施期間涉及許多專業(yè)， 各專業(yè)之間的聯系頻繁， 需要開展協同施工工作。 結合現有總承包工程施工BIM系統(tǒng)研究成果， 可借助GIS 技術、 互聯網技術等構建起一套全流程、 全專業(yè)、 智能化的總承包工程施工體系， 為BIM技術在工程施工中的應用提供重要平臺與數據支持， 確保制定出的施工方案更加全面。

要求選擇出的BIM平臺軟件需要具備全面性、 參數聯動性、 三維可視化、 一鍵出圖等功能， 能夠有效兼容各平臺， 實現模型互導目標， 使施工方案更為全面。

4.2 BIM基礎數據準備

在建立BIM三維模型過程中， 需要首先建立起三維數字地面模型， 配合使用機載激光雷達測量技術、無人機傾斜攝影技術， 對公路沿線進行航拍， 獲取高分辨率影像數據， 從而形成更為全面的三維地形模型、 三維數字模型。

4.3 BIM模型建立

借助BIM技術構建數字化總承包信息模型， 可以使后續(xù)施工工作能夠圍繞該模型的細節(jié)及參數數值展開。 通過使用可視化輔助圖形編輯軟件建立起總承包工程三維模型， 然后利用測繪及地質調查等基礎信息， 建立參數化數據庫， 對總承包尺度、 規(guī)格等參數進行標注。 結合現有施工圖紙及資料搭建BIM平臺下的信息化數據模型， 細致分析工程建設期間各環(huán)節(jié)實施要點， 確保建立起的模型能夠切實滿足工程建設特征， 避免在工程建設過程中因信息交流不通暢引發(fā)施工質量及效率問題。

基于BIM 模型， 整合項目類信息， 創(chuàng)建材料清單， 以快速總結各部件材料使用情況， 為制造商提供材料生產依據， 并為工程造價管控人員提供精準工程量， 為實現總承包工程施工管理統(tǒng)一化、 標準化生產目標提供充足理論依據。

4.4 BIM數據庫建立

在總承包工程施工管理過程中， 需要依靠眾多信息資源支持， 這些數據全面且復雜， 僅依靠傳統(tǒng)人工管控方式無法從根本上提高數據利用率， 因此還需要借助BIM軟件， 對各類信息數據進行全面收集， 增強工程建設全過程管控水平。 利用BIM技術還能夠自動計算出裝配式總承包工程量， 預算工程實際建設成本， 增強工程建設綜合經濟效益。 通過搭建起模量庫管理平臺， 使工程建設全過程信息數據能夠得到最大限度資源共享， 增強工程整體數字化管控水平。

5 結語

總而言之， 配合使用BIM模型， 對各專業(yè)的BIM模型進行集成管控。 可從根本上提升各專業(yè)軟件之間的互通性， 確保這些軟件能夠實現靈活對接目標。 就目前來看， BIM+智慧建造技術是現階段建筑行業(yè)重要發(fā)展趨勢， 為充分發(fā)揮出先進技術體系在推動總承包管理工程中的積極作用， 還需要構建起一支高素質管理及施工團隊。