淺析BIM技術(shù)在工程管理中的應(yīng)用

劉忠厚 周垾玉 劉松松

中核工程咨詢有限公司 北京 100073

引言

在各類工程建設(shè)管理過程中，整個項目建造過程的工程管理工作是至關(guān)重要的一環(huán)，只有事先制定合理高效的工程實施計劃，有效銜接整體項目的各個實施階段，才能夠為工程建設(shè)項目提供質(zhì)和量的保障。BIM技術(shù)作為新興的先進(jìn)工程管理技術(shù)方式，在工程建設(shè)各行業(yè)得到越來越多的關(guān)注和重視。將BIM技術(shù)引入工程建設(shè)管理項目中，能夠有效地提升工程項目的推進(jìn)速度，幫助工作人員加速工作進(jìn)程，促進(jìn)建筑行業(yè)的長足發(fā)展。

1 BIM技術(shù)的定義及特征

1.1 BIM技術(shù)的定義

BIM技術(shù)的英文全稱為Building Information Modeling，就是通俗意義上的建筑信息規(guī)劃模型，這種技術(shù)在建筑工程項目當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用，其通過將監(jiān)護物的功能特性以及生命周期等相關(guān)信息進(jìn)行數(shù)字化整理，以數(shù)據(jù)模型的方式向項目管理人員展示，給項目的整體計劃和應(yīng)用提供技術(shù)支持。

BIM技術(shù)是在三維數(shù)字的技術(shù)基礎(chǔ)之上，收集匯總建設(shè)項目相關(guān)的所有工程數(shù)據(jù)進(jìn)行集成、存儲、加工處理，最后搭建一個直觀的數(shù)字化平臺予以展示。BIM技術(shù)將各類的幾何模型信息、建筑構(gòu)件性能、建筑功能需求整合歸類，把一個建設(shè)工程的整個生命周期全部涵蓋在同一個數(shù)據(jù)模型當(dāng)中，其中包含了項目策劃、建造進(jìn)度、驗收管理、運維管理、建設(shè)評估等步驟。通過BIM技術(shù)，工程管理人員能夠系統(tǒng)全面地了解目標(biāo)工程的建設(shè)信息，對于建設(shè)項目建筑的不同生命階段有清晰的認(rèn)識和掌握，便于后期建筑項目的高效率高質(zhì)量實施。

BIM技術(shù)在我國的應(yīng)用為各類項目領(lǐng)域，特別是工程建設(shè)項目的設(shè)計、策劃、實施、管理等各項流程提供了先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)知識，實現(xiàn)了多個環(huán)節(jié)之間的信息實時共享，為建筑工程的管理工作提供便利，大大促進(jìn)了我國建筑工程策劃實施與項目工程管理的快速發(fā)展。

1.2 BIM技術(shù)的特征

BIM技術(shù)作為當(dāng)前工程建設(shè)管理領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，相較于其他工程管理技術(shù)來說有著許多先進(jìn)性及自有特征，具體的特征包括協(xié)調(diào)性、模擬性、可視化、優(yōu)化性、可出圖性等。

首先，BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)性是指BIM技術(shù)能夠?qū)庸こ探ㄔO(shè)項目的各個環(huán)節(jié)，有效解決工程項目在策劃、實施、監(jiān)管、運維等工作當(dāng)中的信息斷層問題，保持工程項目各個步驟之間的信息數(shù)據(jù)共享互通。通過BIM技術(shù)聯(lián)結(jié)工程項目的各個環(huán)節(jié)，能夠協(xié)調(diào)各部門之間的有效溝通，提升工程建設(shè)項目實施的效率。

其次，BIM技術(shù)具備模擬性的特征，這與其建立數(shù)據(jù)信息模型的功能有著直接聯(lián)系。利用BIM技術(shù)進(jìn)行工程建設(shè)項目的設(shè)計，就是利用采集到的各項數(shù)據(jù)建立一個數(shù)字化的模型，模擬出建筑項目生命周期的各個階段，便于項目相關(guān)人員進(jìn)行策劃、管理和維護。BIM技術(shù)的模擬性還體現(xiàn)在能夠通過模擬工程建設(shè)項目，幫助項目人員綜合分析全方面因素，擬定選取最適合的項目方案，為工程項目的開展實施提供技術(shù)支持。例如在進(jìn)行建筑物結(jié)構(gòu)內(nèi)部管線的布置設(shè)計時，可以利用BIM技術(shù)進(jìn)行模擬策劃，結(jié)合建筑內(nèi)部實際具體的通道、樓梯、隔斷等情況進(jìn)行管線排布設(shè)置，從而擬定出最便捷最節(jié)省經(jīng)濟成本的設(shè)計方案。有了BIM技術(shù)無論在項目規(guī)劃設(shè)計，還是在實際建造過程中，都能起到直觀高效的模擬功能，為工程項目的穩(wěn)步實施起到指引作用[1]。

最后，BIM技術(shù)具備可視化的特性，在建筑項目管理過程當(dāng)中，利用BIM技術(shù)收集數(shù)據(jù)并建立起的數(shù)字化模型可以起到直觀地了解工程建設(shè)的整體效果，實時掌握建筑的階段性進(jìn)程和形象進(jìn)度。除此之外，BIM技術(shù)的可視性功能還為建筑項目管理任務(wù)的及時調(diào)整提供了有力幫助，為了使建筑成果達(dá)到預(yù)期的效果，運用BIM技術(shù)及時進(jìn)行項目管理和維護是十分必要的。

工程人員通過BIM技術(shù)建立起的數(shù)字化模型，能夠直觀找出工程實施過程中存在的問題，并結(jié)合現(xiàn)場實際情況及時采取調(diào)整策略，體現(xiàn)了BIM技術(shù)的可優(yōu)化性特征；將模型優(yōu)化處理之后，BIM技術(shù)還可自動消除系統(tǒng)錯誤，提供綜合管線圖、碰撞檢查報告、結(jié)構(gòu)預(yù)留圖、改進(jìn)建議等示圖和方案，體現(xiàn)出BIM技術(shù)的可出圖性能特征。

2 BIM技術(shù)的操作流程及原理

2.1 BIM技術(shù)的操作流程

BIM技術(shù)最根本的運行就是進(jìn)行各類信息數(shù)據(jù)收集和建立數(shù)字化模型，BIM技術(shù)目的是進(jìn)行過程模擬，這種虛擬的過程是不會消耗任何的現(xiàn)實成本和資源，但是卻能夠通過可視的模型了解工程建設(shè)的生命全周期，進(jìn)行工程施工的管理控制，在合理的范圍之內(nèi)有效進(jìn)行成本壓縮，對于建筑施工的安全風(fēng)險也起到一定的預(yù)防作用。

BIM技術(shù)操作可遵循先試后建原則，為確保工程施工的有效開展，首先應(yīng)該制定合理的施工規(guī)劃，BIM技術(shù)可以將建筑施工的周圍條件和環(huán)境進(jìn)行信息收集，并且建立起可視的建筑模型，幫助工程技術(shù)人員更快速地選取適用的建筑材質(zhì)、材料尺寸以及各種機械。BIM技術(shù)通過處理采集到的實際工程信息數(shù)據(jù)，幫助項目人員制定出合理高效的施工策略，并且通過模擬建筑各個階段的形態(tài)，助力相關(guān)人員掌握工程進(jìn)度，為了達(dá)成預(yù)期的效果及時作出方案調(diào)整。BIM技術(shù)還可以搭建一個溝通的平臺，幫助施工各個流程的工作人員之間進(jìn)行信息互通共享，有效地避免設(shè)計和施工中的沖突矛盾，解決建筑施工的質(zhì)量問題和返工浪費，確保工程建設(shè)的順利實施[2]。

2.2 BIM技術(shù)的運行原理

BIM技術(shù)的運行原理如前文所示，是基于信息數(shù)據(jù)技術(shù)搭建形成的數(shù)字化模型，利用三維技術(shù)從而模擬現(xiàn)實當(dāng)中的建筑物體，給項目管理決策人員和工作人員直觀的視覺感受，便于建筑項目的計劃制定和具體實施。利用BIM技術(shù)建立起來的模型中包含了空間信息、建筑物信息、工藝設(shè)備安裝系統(tǒng)相關(guān)的信息等多種數(shù)據(jù)，利用這些信息能夠建造出虛擬的建筑物模型，將建筑物進(jìn)行參數(shù)化處理，直觀地展示出建筑物當(dāng)中各個部位及構(gòu)件之間結(jié)構(gòu)關(guān)系。這種技術(shù)突破了傳統(tǒng)工程建設(shè)設(shè)計的二維的局限性，將建筑物的設(shè)計規(guī)劃更加立體細(xì)化，能夠為項目設(shè)計人員提供先進(jìn)的技術(shù)支持。除此之外，立體的建筑模型還能夠幫助項目技術(shù)人員實現(xiàn)深化設(shè)計，發(fā)現(xiàn)細(xì)節(jié)上的設(shè)計缺陷問題從而采取精進(jìn)策略，在改善完成之后還能通過BIM技術(shù)看到調(diào)整后的成果及效果，提升了工程設(shè)計的推進(jìn)效率。先進(jìn)的BIM技術(shù)能夠通過數(shù)據(jù)處理，防止一些設(shè)計漏洞和缺陷瑕疵，確保工程建設(shè)施工的穩(wěn)步推進(jìn)。

3 BIM技術(shù)的應(yīng)用價值

工程建設(shè)的質(zhì)量是工程管理當(dāng)中的重中之重，也是關(guān)系工程各企業(yè)生死發(fā)展的關(guān)鍵，以往一些工程建設(shè)質(zhì)量管理技術(shù)有時阻礙了建筑行業(yè)的快速發(fā)展，尤其是某些粗放式的工程管理技術(shù)模式，如今已經(jīng)逐漸被時代所淘汰，取而代之的必然是先進(jìn)的新型技術(shù)，如BIM技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)。將BIM技術(shù)應(yīng)用于工程建設(shè)管理過程中，能夠助力建筑行業(yè)各企業(yè)適應(yīng)市場需求及時調(diào)整發(fā)展模式，BIM技術(shù)通過將工程管理信息數(shù)字化，從而解決各個項目人員和流程之間的信息不連續(xù)問題，是疏通和連接工程建設(shè)項目中各個步驟的橋梁。BIM技術(shù)通過建立工程數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)整個項目全生命周期的信息互通共享，幫助工程項目技術(shù)人員和參建方對項目的策劃設(shè)計、實施進(jìn)程、造價成本等方面有全方位的了解和把握，實現(xiàn)各個環(huán)節(jié)的協(xié)同鏈接，提高了工程項目管理的成效，確保圓滿實現(xiàn)工程建設(shè)目標(biāo)[3]。

4 BIM技術(shù)在工程建設(shè)中的應(yīng)用領(lǐng)域

4.1 實現(xiàn)數(shù)字化施工技術(shù)

在工程建設(shè)管理策劃階段，結(jié)合實地的現(xiàn)場情況，運用BIM技術(shù)將工程項目的施工現(xiàn)場進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換，確保工程技術(shù)人員了解現(xiàn)場施工綜合實情，依據(jù)實際施工情況做出方案調(diào)整。BIM技術(shù)可以應(yīng)用于施工的策劃和總平面管理，在建設(shè)項目開始施工之前利用BIM技術(shù)采集信息，繪制出三維立體綜合平面圖，向項目技術(shù)人員直觀立體的展現(xiàn)施工現(xiàn)場的布置實況，幫助技術(shù)人員合理高效的安排施工物項設(shè)置以及通道布置，避免施工現(xiàn)場雜亂無序的現(xiàn)象發(fā)生。與此同時，BIM技術(shù)還能準(zhǔn)確收集高空的吊裝作業(yè)數(shù)據(jù)，確保高處作業(yè)的安全運行，利用BIM技術(shù)匯總臨時設(shè)施及實體分部分項工程量，為工程階段性結(jié)算提供數(shù)據(jù)支撐。

4.2 協(xié)調(diào)管理各參建方

工程項目在實施過程當(dāng)中，通常會有許多參建方參與實施，如投資方、建設(shè)方、設(shè)計方、勘察方、施工方、供貨方、物業(yè)方等等，有的由于工程項目的建設(shè)任務(wù)繁多且工期長，各參建方之間的協(xié)同合作相對復(fù)雜，而BIM技術(shù)可以通過實現(xiàn)建筑項目的數(shù)據(jù)共享來保持各參建方之間的協(xié)作，為各參建方提供一個溝通交流的平臺。在BIM平臺上，各項目參建方不但能夠及時獲取工程建設(shè)的各項數(shù)據(jù)，還能夠進(jìn)行多維管理，與其他方共同探討溝通，確定最佳的工程管理措施。

4.3 掌控工程進(jìn)度

通過BIM數(shù)據(jù)共享平臺，獲得授權(quán)的各參建方都能夠及時分享最新數(shù)據(jù)，減少信息傳遞所浪費的時間。BIM技術(shù)利用收集到的最新數(shù)據(jù)調(diào)整建筑立體模型，確保項目工作人員能夠?qū)椖康倪M(jìn)程有直觀的了解。特別是在資金計劃、階段性結(jié)算、臨時設(shè)施費等環(huán)節(jié)上提供真實充分的數(shù)據(jù)支撐，推動建筑項目的順利建設(shè)，除此之外，及時快速的信息互通能夠確保數(shù)據(jù)真實準(zhǔn)確，加速建筑施工進(jìn)度，同時降低管理成本。

4.4 監(jiān)督工程質(zhì)量

工程建設(shè)中建筑施工的質(zhì)量一直是參建各方關(guān)注的重點，在實際建筑施工過程中，建筑工程質(zhì)量受到多方面因素的影響，BIM技術(shù)能夠通過數(shù)據(jù)模擬幫助項目工程技術(shù)人員預(yù)判可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，同時還可綜合考慮現(xiàn)場環(huán)境條件、機械設(shè)備、建筑材料等多重因素，建立起全面立體的建筑模型，幫助項目管理人員監(jiān)督管理施工過程質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題并作出整改。

4.5 檢查碰撞問題

BIM技術(shù)能夠在建造三維立體模型的過程中，對于設(shè)計施工圖紙進(jìn)行進(jìn)一步深化校對。通過對建筑結(jié)構(gòu)分布、工藝布置、機電系統(tǒng)等多專業(yè)圖紙進(jìn)行磕碰矛盾問題模擬并實施審查核對，進(jìn)而在建設(shè)工程施工開始之前解決圖紙中的錯誤紕漏，為建筑施工降低成本、節(jié)約費用。BIM技術(shù)能夠?qū)C電安裝過程綜合全面的管線布置模擬，確保機電管線分布合理，避免實際施工當(dāng)中出現(xiàn)管線管道交錯重疊，進(jìn)而出現(xiàn)拆改返工現(xiàn)象，為工程施工的穩(wěn)步推進(jìn)提供技術(shù)保障。BIM技術(shù)通過模擬管線的孔洞定位，為管線預(yù)留出適當(dāng)空間，有效解決管線安裝和墻體砌筑間的沖突問題。如果在建筑施工的過程當(dāng)中，一旦出現(xiàn)機電安裝與砌筑之間的沖突問題，BIM系統(tǒng)能夠及時監(jiān)測，工程管理人員依據(jù)BIM系統(tǒng)的技術(shù)支持，提出可行的糾正措施建議，采取適當(dāng)調(diào)整措施，保證建設(shè)工程施工的順利進(jìn)行[4]。

5 結(jié)束語

科學(xué)技術(shù)及先進(jìn)管理工具的發(fā)展日新月異，BIM技術(shù)不斷得到發(fā)展完善，隨著此技術(shù)在工程項目管理工作上的應(yīng)用和推廣，助推工程建設(shè)在項目規(guī)劃、實施、驗收及運維管理等方面工作有效開展。