BIM在機(jī)電安裝施工管理中的應(yīng)用

方 照，李瓊慧，劉子翔，楊 陳

(湖南航天建筑工程有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410205)

0 引 言

機(jī)電安裝施工管理中，建筑信息模型的合理化應(yīng)用，在保證安裝工程設(shè)計(jì)合理化的基礎(chǔ)上，對(duì)于提高安裝工程投資回報(bào)以及提升項(xiàng)目施工質(zhì)量、節(jié)約工程施工成本等方面都表現(xiàn)出了顯著優(yōu)勢(shì)，是安裝工程高質(zhì)量發(fā)展的重要保障?，F(xiàn)階段對(duì)于建筑行業(yè)而言，由于建筑環(huán)境的復(fù)雜以及模塊化，在建筑使用性能方面人們的關(guān)注度在不斷提高。相比傳統(tǒng)電子信息技術(shù)手段，BIM技術(shù)在具體化運(yùn)用過(guò)程中，工作人員可通過(guò)建立可視化圖像信息給予工程安裝以及規(guī)劃建議，以便于后期在工程調(diào)整后通過(guò)對(duì)信息模型的數(shù)據(jù)調(diào)整來(lái)進(jìn)行指導(dǎo)。

1 機(jī)電安裝施工管理中BIM技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)剖析

與其他施工管理相比，機(jī)電安裝施工管理貫穿工程施工作業(yè)始終，且還存在相對(duì)復(fù)雜的運(yùn)行階段，再加上工期緊張、二次施工以及涉及面廣(電氣、給排水、通風(fēng)系統(tǒng)以及消防工程)的顯著特點(diǎn)，在施工時(shí)為盡可能保證安裝質(zhì)量以及效率，保證BIM技術(shù)的合理化應(yīng)用具有重要意義。

BIM技術(shù)也被稱為建筑信息模型，是電子信息化產(chǎn)業(yè)時(shí)代背景下一種常用于工程管理的電子信息技術(shù)手段，在施工時(shí)工作人員可根據(jù)工程施工過(guò)程中的相關(guān)數(shù)據(jù)，用以對(duì)建筑不同階段的圖像進(jìn)行復(fù)原，以此在保證規(guī)劃合理化的前提下加快施工進(jìn)度以及提升施工質(zhì)量。相比傳統(tǒng)二維圖像模式，BIM技術(shù)本質(zhì)上而言是一種三維立體模型，較強(qiáng)的可模擬性、可觀察性、可協(xié)調(diào)性能較強(qiáng)、可出圖性、可優(yōu)化性是其技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)(圖1)，具體而言通過(guò)借助三維數(shù)字技術(shù)以及構(gòu)建三維立體模型，為后期施工管理工作的高效落實(shí)創(chuàng)造良好條件。

除此之外，現(xiàn)階段在復(fù)雜多變的建筑環(huán)境中，在機(jī)電安裝施工管理中，BIM技術(shù)還具有如下應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：

1.1 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1.1.1 全建筑信息

在機(jī)電安裝工程施工管理中，“全建筑信息”是BIM技術(shù)應(yīng)用的顯著優(yōu)勢(shì)之一。相對(duì)于“傳統(tǒng)建筑信息”，“全建筑信息”是指在施工始末，建筑施工管理各領(lǐng)域的參與者(客戶、業(yè)主、設(shè)計(jì)人員、施工人員)、相關(guān)部門(mén)(監(jiān)管、運(yùn)營(yíng))以及信息(設(shè)計(jì)信息、施工信息、生產(chǎn)信息、運(yùn)營(yíng)信息)都涉獵其中，信息量的龐大化以及物料種類(lèi)的豐富化為后期監(jiān)護(hù)信息模型的高效構(gòu)建創(chuàng)造良好條件。在后期施工管理過(guò)程中，管理者可通過(guò)借助建筑信息模型對(duì)機(jī)電安裝工程各領(lǐng)域的內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)一管理，在降低錯(cuò)誤率的同時(shí)為后期工作的高效開(kāi)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[1]。

1.1.2 全生命周期覆蓋

新市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)常態(tài)下，建筑環(huán)境的復(fù)雜化在增加工程施工難度的同時(shí)，管理工作能否有效落實(shí)，對(duì)于工程效益的影響是十分巨大的。機(jī)電安裝工程作為建設(shè)工作的重要組成部分，其貫穿于工程始終，相比傳統(tǒng)電子信息技術(shù)手段，在進(jìn)行管理時(shí)BIM技術(shù)通過(guò)合理化運(yùn)用到建筑生命周期管理(圖2)中，在一定程度上不僅降低了信息查閱和更改難度，同時(shí)作為一種可后續(xù)拓展技術(shù)，BIM并不會(huì)受到建筑生命周期的影響，因此在任何階段管理者都可運(yùn)用BIM技術(shù)，通過(guò)結(jié)合各階段的具體需求進(jìn)行模型的構(gòu)建，由此在保證信息平臺(tái)共享的基礎(chǔ)上，全面提高工程改造質(zhì)量和效率。

圖2 全生命周期

1.1.3 全過(guò)程協(xié)同化

不同于傳統(tǒng)二維圖像技術(shù)手段，BIM技術(shù)在機(jī)電安裝工程施工管理中，過(guò)程協(xié)同化管理也是其顯著的技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在有效推進(jìn)施工進(jìn)度的同時(shí)還全面提高了施工質(zhì)量和效率。在生命周期中，不同單位的關(guān)注側(cè)重點(diǎn)并不相同，若各階段所有參與者(設(shè)計(jì)單位、物料供應(yīng)商、運(yùn)營(yíng)單位以及監(jiān)管部門(mén))各自從事自身工作內(nèi)容，未能進(jìn)行統(tǒng)一化管理，在一定程度上不僅影響了施工進(jìn)度，同時(shí)也不利于行業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的達(dá)成，反觀若保證BIM技術(shù)的合理應(yīng)用，通過(guò)構(gòu)建統(tǒng)一化的協(xié)同場(chǎng)所和平臺(tái)，各參與者可通過(guò)相對(duì)協(xié)調(diào)以及共同管理，來(lái)保證管理工作的有序、有效開(kāi)展。

1.2 價(jià)值優(yōu)勢(shì)

1.2.1 有利于提高經(jīng)濟(jì)效益

在機(jī)電安裝工程施工管理中，BIM技術(shù)的應(yīng)用，不僅能降低成本消耗，同時(shí)在保證資金高效利用的同時(shí)還提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。BIM技術(shù)在應(yīng)用前，施工單位在管理時(shí)通過(guò)會(huì)消耗大量“三力”資源來(lái)完成規(guī)劃、設(shè)計(jì)等工作，后期在具體施工時(shí)若建筑施工發(fā)生變化，圖紙信息的更改以及計(jì)算又需要消耗大量資源，并在一定程度上延長(zhǎng)了施工周期，反觀若借助建筑信息模型，通過(guò)輸入更換的圖形信息數(shù)據(jù)來(lái)快速獲取具體的安裝規(guī)劃，不僅降低了圖形信息更改資源的消耗，同時(shí)在加快施工進(jìn)度以及提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益等方面，都發(fā)揮了重要作用。

1.2.2 有利于提升規(guī)劃效率

在安裝工程開(kāi)展過(guò)程中，規(guī)劃工作效率的高低是影響安裝質(zhì)量的重要因素，換言之為全面提高工程經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，在管理時(shí)全面提升規(guī)劃效率，對(duì)于推動(dòng)行業(yè)良性發(fā)展而言具有重要意義。現(xiàn)階段對(duì)于不同建筑體量以及形態(tài)的建筑而言，工作難易程度也各不相同，若在進(jìn)行安裝規(guī)劃階段施工單位未能合理化運(yùn)用BIM技術(shù)，在影響工程管理工作效率的同時(shí)也對(duì)安裝實(shí)用性和安裝質(zhì)量造成了十分不利的影響，反觀若通過(guò)運(yùn)用可視化的圖像信息，施工單位可及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工整體以及細(xì)節(jié)部分存在的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)施工過(guò)程的優(yōu)化來(lái)解決相關(guān)問(wèn)題，以此來(lái)全面提高了規(guī)劃質(zhì)量和效率。

1.2.3 有利于及時(shí)傳輸信息

建筑設(shè)計(jì)中，信息傳輸是否及時(shí)、準(zhǔn)確，是影響設(shè)計(jì)工作質(zhì)量和效率的重要因素，在進(jìn)行傳輸時(shí)為盡可能實(shí)現(xiàn)精細(xì)化設(shè)計(jì)目標(biāo)，合理化運(yùn)用BIM信息技術(shù)來(lái)進(jìn)行信息共享，是保證信息傳輸完整性和時(shí)效性的有效渠道。在建筑設(shè)計(jì)中，施工單位通過(guò)建立BIM建筑模型來(lái)對(duì)監(jiān)控項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，從而在有效處理2D圖紙信息交互難問(wèn)題的同時(shí)，增加了信息交流速度，并在準(zhǔn)確預(yù)測(cè)項(xiàng)目開(kāi)展的前提下，保證信息的快速化傳播。

1.2.4 有利于全面展示信息內(nèi)容

可視化、可出圖性、協(xié)調(diào)性好以及量值精度高是BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，隨著近年來(lái)工程建設(shè)規(guī)模和數(shù)量的逐年遞增，為保證高質(zhì)量設(shè)計(jì)目標(biāo)的達(dá)成，在設(shè)計(jì)時(shí)通過(guò)合理化運(yùn)用BIM技術(shù)是極為必要的。建立BIM模型在一定程度上不僅能將改造項(xiàng)目以可視化效果呈現(xiàn)在施工人員面前，另外通過(guò)憑借3D效果還能精準(zhǔn)表達(dá)建設(shè)單位的設(shè)計(jì)內(nèi)容，并制定出具體的針對(duì)性設(shè)計(jì)方案，由此在規(guī)避施工風(fēng)險(xiǎn)的前提下減少工程造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)，保證工程施工目標(biāo)的達(dá)成[2]。

1.3 參與者優(yōu)勢(shì)

1.3.1 客戶方面

作為機(jī)電安裝工程施工管理的參與者之一，在現(xiàn)階段復(fù)雜化的建筑市場(chǎng)環(huán)境中，將BIM技術(shù)合理化運(yùn)用其中，從某方面而言在保證投資效益信息獲取時(shí)效性的前提下，為客戶的多樣化選擇提供了可能。除此之外基于“客戶”視角，BIM技術(shù)的使用還可協(xié)助客戶在檢測(cè)設(shè)計(jì)方面是否滿足需求的同時(shí)，縮短了投資單位以及政府部門(mén)的決策時(shí)間。

1.3.2 設(shè)計(jì)師方面

在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)師作為活動(dòng)主要參與者，設(shè)計(jì)內(nèi)容是否規(guī)范、合理、科學(xué)，是影響工程整體施工質(zhì)量和效率的重要因素。在機(jī)電安裝工程中，規(guī)劃設(shè)計(jì)階段通過(guò)合理化運(yùn)用BIM技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)對(duì)空間、外觀等功能分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析能耗以及成本，保證了初期設(shè)計(jì)的科學(xué)性。除此之外基于“設(shè)計(jì)師”視角，BIM技術(shù)的使用還可在保證圖紙報(bào)告信息實(shí)時(shí)更新的同時(shí)，為協(xié)同化設(shè)計(jì)創(chuàng)造了良好條件，由此保證了行業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的達(dá)成[3]。

1.3.3 施工單位方面

施工管理階段，施工單位作為參與管理的主要執(zhí)行單位，在以往管理中由于管理理念和手段的傳統(tǒng)化，在影響管理質(zhì)量的同時(shí)也不利于行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。BIM技術(shù)作為現(xiàn)階段在建筑領(lǐng)域一種常用的電子信息技術(shù)手段，通過(guò)構(gòu)建信息模型，施工單位可在及時(shí)發(fā)現(xiàn)、反饋和完善施工問(wèn)題的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對(duì)施工進(jìn)度和成本的合理化控制。除此之外基于“施工單位”視角，BIM技術(shù)的使用還可在實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)化跟蹤施工現(xiàn)場(chǎng)的同時(shí)，來(lái)全面提高施工質(zhì)量[4]。

2 機(jī)電安裝施工管理中BIM技術(shù)具體化應(yīng)用剖析

2.1 優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)施工方案，全面提高工作效率

機(jī)電安裝工程中，施工方案是否合理，對(duì)于工作效率的影響是不容忽視的。BIM技術(shù)最初是用于辦公運(yùn)營(yíng)中，可隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步以及技術(shù)在建筑領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，BIM技術(shù)在復(fù)雜化建筑市場(chǎng)環(huán)境中，為確保自身優(yōu)勢(shì)的最大化發(fā)揮，在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段提高做好相關(guān)調(diào)研工作是十分重要的。在施工方案制定時(shí)，首先施工單位需要提高做好技術(shù)交底工作，并基于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況來(lái)構(gòu)建科學(xué)建筑信息模型，以便于工程參與者在明確掌握和了解相關(guān)信息的基礎(chǔ)上為后期工作的開(kāi)展創(chuàng)造良好條件；其次由于施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的瞬息萬(wàn)變，當(dāng)施工環(huán)境抑或是其他方面發(fā)生變化時(shí)，需要對(duì)建筑信息模型進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，為便于對(duì)方案進(jìn)行及時(shí)討論、修改和優(yōu)化，施工單位可通過(guò)利用移動(dòng)設(shè)備來(lái)展現(xiàn)BIM模型，在保證現(xiàn)場(chǎng)情況實(shí)時(shí)呈現(xiàn)的基礎(chǔ)上提高施工質(zhì)量和效率；最后在模型導(dǎo)入階段，為便于參與者明確自身職責(zé)，施工單位可根據(jù)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行導(dǎo)入，由此在保證信息專(zhuān)業(yè)性的同時(shí)保證各方在方案優(yōu)化時(shí)能結(jié)合自身需求視角進(jìn)行優(yōu)化，以此來(lái)保證方案的高效化應(yīng)用[5]。

2.2 構(gòu)建云平臺(tái)工作組，合理控制現(xiàn)場(chǎng)返工率

在施工管理階段，云平臺(tái)工作組(圖3)的合理化構(gòu)建，也是BIM技術(shù)高效化運(yùn)用的重要前提，是有效控制現(xiàn)場(chǎng)返工率以及誤差問(wèn)題發(fā)生率的重要保證。通常來(lái)講，在機(jī)電安裝工程施工管理階段，為全面提高工作質(zhì)量和效率，加快云平臺(tái)工作組的創(chuàng)建是十分必要的，究其原因主要是因?yàn)橛捎跈C(jī)電安裝工程參與者相對(duì)復(fù)雜，且各部門(mén)關(guān)注度以及側(cè)重點(diǎn)各不相同，在管理時(shí)若管理方關(guān)注于自身重點(diǎn)內(nèi)容，在很大程度上不僅難以保證管理質(zhì)量和效率，更不利于行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。云平臺(tái)工作組的創(chuàng)建，其目的在于保證參建單位的模型能得到一致性的保護(hù)，模型更新后借助云平臺(tái)工作組參建方可獲取最新的模型同步信息，并針對(duì)反饋信息就圖像信息做出調(diào)整，相比傳統(tǒng)工作組，云平臺(tái)工作組的高效構(gòu)建，在一定程度上技術(shù)人員和用戶之間形成了一種十分緊密的聯(lián)系，通過(guò)平臺(tái)工作組來(lái)快速傳遞信息，不僅有利于改善當(dāng)前工作現(xiàn)狀，與此同時(shí)在降低返工率以及錯(cuò)誤率方面也表現(xiàn)除了顯著優(yōu)勢(shì)，保證了行業(yè)的良性發(fā)展[6]。

圖3 基于BIM的全過(guò)程管理云平臺(tái)

2.3 高效管理物資設(shè)備，全面提高經(jīng)濟(jì)效益

物資設(shè)備管理作為機(jī)電安裝工程管理的重要組成部分，管理工作形式化在增加資金不必要損耗的同時(shí)，也是影響企業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)能否達(dá)成的重要因素。在以往物料管理中，由于管理者未能提高對(duì)其的關(guān)注度，粗放型管理方式的采用極大地影響了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，反觀若在管理時(shí)采用了BIM技術(shù)，管理者在進(jìn)行采購(gòu)時(shí)可根據(jù)模型計(jì)算出采購(gòu)所需的物資，在一定程度上不僅避免了物資的過(guò)量采購(gòu)，同時(shí)也全方位地加強(qiáng)了對(duì)物料應(yīng)用質(zhì)量的控制，保證了工程的施工進(jìn)度。除此之外隨著近年來(lái)建筑環(huán)境的復(fù)雜多樣化，物料種類(lèi)、數(shù)量和價(jià)格呈現(xiàn)出多樣化的變化趨勢(shì)，施工單位可利用BIM技術(shù)來(lái)全面統(tǒng)籌物料工作，并通過(guò)計(jì)算施工成本以及采購(gòu)計(jì)劃，來(lái)進(jìn)行采購(gòu)和管理，由此極大地提高了管理質(zhì)量和效率[7]。

2.4 動(dòng)態(tài)化管理識(shí)別，全面提高管理工作質(zhì)量和效率

BIM技術(shù)是電子信息技術(shù)在機(jī)電安裝工程中常用的一種現(xiàn)代化技術(shù)手段，在進(jìn)行具體化應(yīng)用過(guò)程中為保證應(yīng)用質(zhì)量和效率，管理者需借助較為先進(jìn)的設(shè)備，因此設(shè)備管理能否落實(shí)到位，也是影響B(tài)IM技術(shù)使用質(zhì)量和效率的重要因素。在進(jìn)行設(shè)備管理時(shí)，若管理方采用傳統(tǒng)靜態(tài)管理方式，面對(duì)復(fù)雜的管理內(nèi)容不僅未能對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性處理，甚至還會(huì)影響后期工程的施工進(jìn)度，從而對(duì)企業(yè)整體發(fā)展造成極為不利的影響，因此為真正做到同步進(jìn)行，在設(shè)備管理時(shí)管理者需采用動(dòng)態(tài)化管理方式，具體而言就是當(dāng)工程有更新出現(xiàn)時(shí)，項(xiàng)目人員則可以根據(jù)更新后的三維模型，動(dòng)態(tài)的管理工程的成本[8]。

3 結(jié)束語(yǔ)

概括而言，在工程施工管理中，對(duì)于機(jī)電安裝施工而言，作為建設(shè)工作的重要組成部分，施工管理工作是否科學(xué)以及技術(shù)手段是否合理，是影響工程經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益的重要因素，為改善當(dāng)前管理工作質(zhì)量和效率，將BIM技術(shù)合理化應(yīng)用其中，對(duì)于推動(dòng)行業(yè)良性發(fā)展而言具有重要意義。