BIM在建筑工程管理中的應用研究

文／喬耀飛 南通洋呂鐵路開發(fā)建設有限公司 江蘇南通 226000

引言：

隨著科學技術的不斷發(fā)展，建筑工程施工及管理水平日益提升，BIM 技術作為一種較為典型的信息技術類型，也被應用于工程的精細化管理，對于提高工程施工效率及經濟效益具有重要作用。本文就此展開探究，對BIM 技術的應用進行分析。首先，闡述BIM 技術的內涵及特點，其次對BIM技術在施工管理中的應用進行總結，然后結合實例論證BIM技術的應用價值[1]。

1、BIM 的概念

BIM，即建筑領域的信息架構模型，主要指一個完整而具體的信息模型。它可以集成設計工程的整個過程周期，可以使管理的方法更加簡單直接，對工程的各個階段與過程進行整合。特別是利用三維數字技術，模擬建筑中不同的真實數據和信息，為以后的建設和施工創(chuàng)造更加協調統(tǒng)一的信息模型，全面實現設計和施工工作的統(tǒng)一形式，這種形式可以大大降低項目的投資成本，全面保證建設項目的整體質量和進度。此外，在實際應用過程中，BIM 技術主要采用當今時代最新、最現代的IT 技術。基于此技術形式，IT 處理和處理土木工程中使用的數據和信息，并最終創(chuàng)建能夠全方面把控土木工程施工全過程的數據模型[2]。

2、在建筑工程管理中應用BIM 技術的特點

2.1 可視化特點

可視化是將BIM 技術應用于建筑工程管理最為突出的特點?？梢暬褪侵附ㄖこ坦芾碚撸ㄟ^運用BIM 技術，能夠將建筑工程項目的全部信息，以圖形、圖像的形式在計算機屏幕上顯示出來，展現建筑工程在全周期、各個階段中的數據，進而為工程項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，能夠以更直觀的數據信息，提升建筑工程管理工作的準確性與時效性。在一些較為復雜的工程環(huán)節(jié)中，BIM 技術的作用發(fā)揮得尤為顯著，對保證建筑工程管理順利進行而言具有重要作用。

2.2 模擬性特點

BIM 技術在建筑工程管理中的應用，還具有突出的模擬性特點。具體而言，運用BIM 技術模擬工程施工，能夠保證施工者在后期施工中準確、安全地完成操作，讓施工人員的操作過程更加順利，實現對一些會干擾工程順利施工的問題的提前預知、主動規(guī)避，這對于提升工程施工的效率與質量而言具有重要意義。

2.3 協調性特點

BIM 技術在建筑工程管理中的應用，還具有一定的協調性特點。這里的協調性指的主要就是能夠對工程項目在現場的施工過程實施預先的調節(jié)，運用BIM 技術，完成對建筑項目的提前監(jiān)測，模擬建筑施工的多種情況，得到工程項目模型。目前，我國建筑工程的規(guī)模越來越大，在多種高新的科學技術被引入后，工程的復雜程度越發(fā)提升，建筑企業(yè)為保證每個部門與工作人員的工作價值能夠最大化發(fā)揮，就應當重視應用BIM 技術提升工程管理的協調性，實現對工程管理中可能存在的沖突與矛盾的預先控制，讓不同部門的工作人員能夠通力合作，進而提升工程建設的效率與質量。

3、BIM 技術用于建設工程管理中的應用價值

現階段，建設工程項目管理主要基于建設過程的全生命周期開展，將工程項目建設過程劃分為決策規(guī)劃、勘察設計、施工和竣工驗收等關鍵環(huán)節(jié)，針對每一環(huán)節(jié)分析管理風險并制定具體的管理措施，在項目實施過程中逐一落實。傳統(tǒng)的建設工程項目管理主要基于二維施工設計方案和圖紙開展。BIM 技術最主要的特點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、構件造價、采購信息、質量等一系列擴展信息；可以模擬建筑設施的一些非幾何屬性，如能耗分析、照明分析、沖突檢查等；可以基于時間維度利用施工數據對工程項目甚至整個建設過程進行三維可視化建模，通過對模型的分析和演算實現項目建設風險分析，進行有效控制和管理。利用BIM 技術進行工程項目建設全周期過程管理，可以在決策階段計算整個項目的工程量，為最優(yōu)施工方案的選擇提供支持。在設計階段，可以利用三維模型科學分析工序技術的可行性，開展仿真驗證工作；在施工階段，可以對施工過程中出現的問題在數字化模型中進行推演，針對影響因素逐一進行排查，確定工程項目建設質量的影響因素；在竣工階段，可以快速獲取工程技術數據，為進度、成本和質量控制以及驗收管理提供技術支撐。

4、存在的缺陷及不足

BIM技術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，主要表現為信息存儲占用空間大和信息安全兩個方面。（1）BIM 雖然功能多，但同時占用存儲空間大，僅是施工階段產生的數據量就可以達到十幾甚至上百吉字節(jié)，這對計算機的選擇和使用也產生了一定要求，要想運行BIM軟件，必須選擇高配置高效能的計算機。在同一臺計算機上打開多個BIM 文件也會產生很多問題。（2）在信息數據泄露屢見不鮮的今天，BIM 技術的信息存儲是否安全也是值得重視的問題。

5、建筑工程管理中BIM 的應用要點分析

5.1 安全管理方面的應用

建筑工程安全的管理狀況，決定著人員安全、設備安全和工程管理水平等。因此，在對建筑工程安全方面進行科學管理的同時，仍然需要重視BIM 技術的應用。以此來促使管理過程中技術的發(fā)展，從而達到計劃有效的實施效果。具體表現為以下方面。（1）為了降低作業(yè)計劃中的安全事故發(fā)生率，達到建筑工程安全的管理要求，需要在BIM 的支持下，通過對建筑工程現場施工的情況去進行安全，管理等方便的綜合考慮，通過構建數據模型來對工程建設全過程進行科學分析，從而找出安全隱患。（2）通過對作業(yè)人員的區(qū)域定位分析，實時實地監(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 在場地分析中的應用

在實際的建筑工程建設中，對工程方案的設計，以及工程的施工質量通常都會受到施工現場情況的影響，因此有必要在工程建設的前期環(huán)節(jié)，完成對施工場地的勘察與分析，而這是一項相對復雜、涉及技術繁多，對工作人員的專業(yè)素質具有一定要求的工作。例如在對施工現場的參數展開分析的時候，如果工作人員的專業(yè)素質不高，就有可能出現重視定性分析、忽視定量分析的情況，為后續(xù)的工程建設帶來一定的問題。而應用BIM 技術就能夠將上述問題有效避免。具體而言，將BIM 技術應用到場地分析階段，能夠將定性分析與定量分析結合在一起，通過定位系統(tǒng)將施工場地模擬化，進而為工作人員分析各項場地數據提供一定的支持，提升工程施工規(guī)劃設計的合理性。

5.3 在方案設計中的應用

運用BIM 技術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計環(huán)節(jié)中，設計人員可以運用BIM 技術模擬建筑工程的施工情況，調整設計參數，讓建筑工程方案設計更加科學合理。特別是對于那些施工環(huán)境較為復雜的建筑工程項目，工作人員可借助BIM 技術，以及建筑物的形態(tài)，設計出多種不同的施工方案，通過幾種不同施工方案的對比，得出最優(yōu)化的方案，這能夠提升建筑工程方案設計的科學性與合理性，為后續(xù)的工程施工工作帶來有力的參考。

5.4 BIM 技術在工程造價中的使用

BIM 技術之所以能在工程造價中被廣泛使用，主要是基于其信息共享和透明。在項目施工中各建筑主體都共用同一個BIM 建筑模型，很容易獲得建筑的各類數據，擁有工程造價中需要的建材信息、構建信息等。除此之外，還可以采用線條式對構建信息進行信息化管理，通過三維建?？梢詫⒏鱾€單元的造價信息展現出來。BIM 軟件計算的造價和手工運算方式結合可以準確預估建筑建設完成時所需要的造價，也容易中標，值得在工程造價中廣泛運用。比如，使用BIM 土建模型算量對建筑進行造價預估之前，可以先新建一個單位工程，根據圖紙信息將工程中的建筑面積、地面標高、地震等級等基本信息輸入軟件，接下來處理具體圖紙，將標準層、底層和頂層的梁板柱等構件按照構建要求進行繪制，再將全部構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行軟件的造價計算，軟件算好后將計算稿導出與自己的人工計算稿進行核對，可以很快發(fā)現計算中存在的問題，及時進行調整，保證預估造價的準確性。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量。從資金成本的角度來看，BIM 技術可以對項目的各種材料數據信息進行分類歸檔，而源自BIM 平臺軟件的材料控制系統(tǒng)可以自動同步材料成本、規(guī)格、質量等信息。確保材料的基本質量符合施工要求，避免因成本投入過多造成資金浪費。從建設工程質量的角度來看，BIM 技術對不同類型的材料采取不同的管理和維護方式，以減少因儲存不當造成的材料損壞，而BIM 平臺軟件則可以不斷完善材料管理的相關控制流程，進一步減少了施工過程中的經濟損失。

5.6 在進度管理方面的應用

在建設項目管理中如何處理好施工質量與施工進度的關系，是所有管理者面臨的重大課題。BIM 技術通過監(jiān)督和管理兩個方面有效防止工期延誤的施工事故。首先，BIM 技術可以及時監(jiān)控施工現場所有施工人員的工作狀態(tài)，從而劃分清晰的施工責任區(qū)間，合理拆解整個環(huán)節(jié)的所有施工項目，不僅消除了工人的問題，又能夠對施工進度進行調整優(yōu)化；其次是為了提高施工方的施工效率，BIM 平臺軟件對所有施工信息數據進行研究分析，當施工過程中發(fā)生事故時，BIM平臺軟件還可以根據施工計劃及時調整，大大減少工期延誤的發(fā)生。

5.7 質量管理方面的應用

建筑工程質量問題是否有效取決于其潛在應用價值和壽命是否延長等方面。因此，在加強其質量管理，優(yōu)化及管理工作方式的過程中，需要對BIM 的應用過程中的因素進行全面考慮。對此，要做到以下幾點。（1）通過對材料設備等要素信息的采集及整合利用等去了解工程質量狀況，并處理其中的不良因素，保證建筑工程的質量，進一步提升科學管理的技術水平，從而完成BIM 支持下的建筑工程質量管理。（2）工程管理人員需要對BIM 科學運用方面進行深入思考，通過到對信息的高效利用，實時監(jiān)督和管理工程進度，對建筑工程質量進行高效管理，以避免其發(fā)生質量問題，從而達到長效發(fā)展的目的。

5.8 BIM 技術在項目勘察設計階段的應用

勘察設計階段包含工程項目建設的較多基礎性工作，如地基處理、施工方法選擇、施工初步設計等。這一階段的工作內容多由專業(yè)技術人員完成，BIM 技術可以為其溝通、交流、協調提供便捷。進行工程項目勘察設計時，地質勘察單位提供基礎的地理構型數據信息，建設方基于此對整個工程項目的建設情況進行初步三維建模，地基設計人員可以利用三維模型計算土層的承重力，根據計算結果選擇夯實方法。機電、水暖專業(yè)人員可以在三維模型中進行各種管道線路的布局，發(fā)現管線走向或者位置發(fā)生沖突時，及時進行溝通協調，避免在施工過程中發(fā)生“碰撞”問題，降低重復建設的風險隱患。

5.9 BIM 技術在項目施工階段的應用

項目施工階段主要是根據施工圖紙進行工序實施，傳統(tǒng)的施工圖紙是二維的，只有建筑物的數字信息，使用不便，實時更新性不強。在施工過程中發(fā)現設計偏差時，需要出具施工技術更改通知單進行單獨修正，不便于在施工原圖上進行修訂。建設方利用BIM 技術構建的三維模型可以在施工過程中根據工序進展順序和完成程度進行補充和完善，始終確保BIM 模型對未完成工作具有指導性、對已完成工作具有數字復現性。參建各方可以根據模型進行施工進度與計劃的對比，進行施工成本核算，提前辨析質量控制風險點，制定應急預案。

6、在竣工管理中的應用

在工程竣工環(huán)節(jié)中應用BIM 技術，也是將BIM 技術應用到工程管理中的一個重要方面，能夠實現對工程竣工中各項內容的可靠分析，例如能夠解決工程的遺留缺陷、能夠優(yōu)化工程的驗收流程、能夠以信息化的數據呈現工程項目，等等，以此實現對竣工驗收內容的全方位控制，有助于工程竣工階段效益的進一步優(yōu)化。甚至對于工程在后期階段中的維修、運營，應用BIM 技術也具有一定的優(yōu)勢，能夠讓維修工作更加準確、可靠，讓建筑工程的運營更加穩(wěn)定。

7、智能化對BIM 技術的改進分析

BIM 技術與傳統(tǒng)工程項目管理技術相融合，在建設過程的質量、工期和成本管理中取得良好的應用效果，提高全壽命周期管理的效果，大幅度提高施工效率。智能化是當今時代發(fā)展的主題，各種先進智能算法最大限度發(fā)揮了硬件系統(tǒng)的功能，也能夠對BIM 技術以及工程項目建設管理產生促進作用。（1）可以利用智能控制算法的預測功能對BIM 技術進行改進。智能算法的理論基礎是大數據分析，可以根據當前采樣點獲取的數據對特征進行分析、聚類，對后續(xù)發(fā)展趨勢進行預測。利用BIM 技術可以對建筑工程項目進行三維建模，基于模型可以預判質量風險隱患，根據智能算法的預測功能，可以對辨識的風險隱患發(fā)展趨勢進行預測。根據預測結果制定風險隱患消除措施，減少消除措施中的冗余項目和風險防范開支進而降低工程項目建設成本。（2）在BIM 模型中嵌入硬件設備可以增強施工過程的演示效果[3]。

結語：

綜上所述，在BIM 技術的支持下，通過科學管理，不僅能夠全面提高相應管理工作的效率和質量，還能夠實現成本最低化和效益最大化，從而為建筑工程的科學管理提供專業(yè)保障，因此，未來應給予BIM 技術更多的關注，在提升管理水平和管理方式的過程中，確保相應管理計劃實施的有效性，在其技術手段的基礎上，可以使建筑工程處于良好的建設狀態(tài)，有利于擴寬其科學管理方面的工作思路。因此，為了更好地運用BIM 技術，政府有必要制定統(tǒng)一的標準和指南，實現數據和信息的互聯，逐步完善BIM 信息平臺，保證BIM信息的安全。同時，高校也應該開展BIM 相關課程，培養(yǎng)專業(yè)人才，實現校企的有利結合[4-5]。