數(shù)字化管理BIM助力項(xiàng)目轉(zhuǎn)型智慧工地研究

時(shí)瑞

中新天津生態(tài)城建設(shè)管理中心 天津 300457

引言

數(shù)字化管理BIM技術(shù)應(yīng)用助力了智慧工地項(xiàng)目轉(zhuǎn)型，利用現(xiàn)代化、智能化方式對(duì)建筑工地與建筑設(shè)計(jì)等方方面面進(jìn)行科學(xué)合理管控，降低了工程造價(jià)、減少了設(shè)計(jì)和施工方面誤差、保證了工程質(zhì)量、提高了各部門(mén)之間配合能力，為建筑行業(yè)作出科學(xué)的規(guī)劃，加快智慧工地項(xiàng)目快速轉(zhuǎn)型從而促進(jìn)其快速發(fā)展。

1 數(shù)字化管理BIM技術(shù)在智慧工地中應(yīng)用要點(diǎn)

1.1 協(xié)調(diào)應(yīng)用

BIM技術(shù)在智慧工地中應(yīng)用是目前社會(huì)發(fā)展、科技進(jìn)步必經(jīng)之路，是二維向三維轉(zhuǎn)化的過(guò)程，是采用一種智慧方式改進(jìn)工程與各崗位人員之間相互交流與協(xié)調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)工作與交流之間更加準(zhǔn)確、靈活，提升整體工作效率。因?yàn)锽IM技術(shù)引入到管理系統(tǒng)當(dāng)中，有效改善管理人員協(xié)調(diào)工作減少以往施工現(xiàn)場(chǎng)的一些矛盾，為建筑工程提供良好的工作氛圍。并且通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與三維技術(shù)便捷施工人員與技術(shù)人員工作方法，在正式施工之前可以先進(jìn)行模擬和檢查，檢查工程是否存在問(wèn)題，如果存在那么系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)設(shè)計(jì)解決方案，并且可以模擬出施工人員施工全過(guò)程，還會(huì)檢測(cè)各條管線(xiàn)碰撞點(diǎn)，極大程度地保護(hù)了施工人員與工程的安全問(wèn)題。所以BIM技術(shù)應(yīng)用到智慧工地項(xiàng)目轉(zhuǎn)型中提高了以往人工工作的工作效率和準(zhǔn)確率，最大限度減少工程失誤和安全問(wèn)題，有效協(xié)同了各方面工作。

1.2 可視化應(yīng)用

通過(guò)三維設(shè)計(jì)平臺(tái)對(duì)工程進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)并且設(shè)計(jì)具體模型，實(shí)現(xiàn)可視化效果。BIM技術(shù)在智慧工地項(xiàng)目轉(zhuǎn)型中最大技術(shù)特點(diǎn)就是可以對(duì)工程進(jìn)行模擬，將各項(xiàng)數(shù)據(jù)和工程步驟、信息等清晰呈現(xiàn)，對(duì)設(shè)計(jì)施工方案、監(jiān)管施工現(xiàn)場(chǎng)操作具有重要幫助。在設(shè)計(jì)施工方案時(shí)，相關(guān)技術(shù)人員需要確保各項(xiàng)工程數(shù)據(jù)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，這樣在建造時(shí)才能呈現(xiàn)出清晰準(zhǔn)確的施工模型，在正式施工時(shí)才能將失誤率降到最低。通過(guò)BIM的可視化特點(diǎn)，對(duì)施工方案進(jìn)行模擬，對(duì)施工人員進(jìn)行3D動(dòng)畫(huà)交底，提高了交底的可行性，同時(shí)在制定完成施工進(jìn)度計(jì)劃之后，通過(guò)系統(tǒng)軟件將施工進(jìn)度計(jì)劃與BIM模型相連接，對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行模擬。再將實(shí)際工程進(jìn)度與模擬進(jìn)度進(jìn)行對(duì)比，可以直觀地看出工程是否滯后，分析滯后的原因，以確保工程按計(jì)劃完工，并且在工程進(jìn)行時(shí)才能發(fā)揮出監(jiān)督功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化管理。

1.3 管理應(yīng)用

BIM技術(shù)應(yīng)用對(duì)于施工質(zhì)量和成本管理都具有很大作用，建筑工程一般都屬于大型建筑，需要多項(xiàng)技術(shù)組合、各項(xiàng)機(jī)械設(shè)備和建材、高技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才等共同完成建筑工程，這也就意味著其投入成本巨大。傳統(tǒng)建筑工程因?yàn)闆](méi)有專(zhuān)業(yè)模擬設(shè)備、數(shù)據(jù)分析技術(shù)等，所以在施工時(shí)很容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、安裝建造錯(cuò)誤，所以會(huì)損失大量人力、物力、財(cái)力。應(yīng)用BIM技術(shù)可以在設(shè)計(jì)方案時(shí)規(guī)避掉很多設(shè)計(jì)失誤，并且通過(guò)科學(xué)合理設(shè)計(jì)和規(guī)劃還可以節(jié)省很多成本，在施工過(guò)程中通過(guò)模型與現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行比對(duì)、科學(xué)評(píng)估和檢驗(yàn)，按照既定標(biāo)準(zhǔn)全面提升施工質(zhì)量。對(duì)于施工技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，通過(guò)BIM技術(shù)可以得到完整的安裝操作方法，為其提供重要參考依據(jù)，并且模型設(shè)計(jì)更加直觀，技術(shù)人員可以在設(shè)計(jì)初期及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題等都提高了施工質(zhì)量與成本投入，使建筑工程可以在順利開(kāi)展和保證工程質(zhì)量前提下最大限度節(jié)省投入成本，從而實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理的管理。

2 智慧工地項(xiàng)目轉(zhuǎn)型中數(shù)字化管理BIM技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用

2.1 智能規(guī)劃與模擬

規(guī)劃整體布置方案通過(guò)BIM技術(shù)可以創(chuàng)建出更適合建筑場(chǎng)地的全面建筑模型。對(duì)于傳統(tǒng)只利用二維圖紙，通過(guò)數(shù)據(jù)標(biāo)注和文字注釋的規(guī)劃方案，無(wú)法清晰明確地將施工中疑點(diǎn)、難點(diǎn)等關(guān)鍵問(wèn)題表示清楚。通過(guò)BIM技術(shù)建造出來(lái)的模型可視化特點(diǎn)，利用新型技術(shù)三維形式使設(shè)計(jì)方案更加準(zhǔn)確，無(wú)論是建筑中多么細(xì)小環(huán)節(jié)都可以清晰明確進(jìn)行規(guī)劃、把控，對(duì)后續(xù)建筑工程優(yōu)化調(diào)整有很大幫助作用。智能規(guī)劃與模擬和傳統(tǒng)建筑模式相比，BIM技術(shù)全方位、無(wú)死角呈現(xiàn)出建筑工程設(shè)計(jì)效果，將其設(shè)計(jì)方案更好地展示給施工團(tuán)隊(duì)和技術(shù)人員，將建筑項(xiàng)目整體布局和結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)直觀地通過(guò)BIM技術(shù)可視化特點(diǎn)呈現(xiàn)出來(lái)，各單位和施工團(tuán)隊(duì)都能準(zhǔn)確、快速、全面獲取建筑設(shè)計(jì)相關(guān)信息，有利于方案設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性與施工過(guò)程中質(zhì)量保證，從而帶動(dòng)工程建筑效率。但是傳統(tǒng)建筑模式花費(fèi)大量精力和人力也無(wú)法確保方案準(zhǔn)確性，并且經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題，所以BIM技術(shù)在智慧工地項(xiàng)目轉(zhuǎn)型中做出了巨大貢獻(xiàn)。

BIM技術(shù)應(yīng)用在建筑工程智能模擬中，需要技術(shù)人員對(duì)施工地進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量和勘察收集，將建筑所需基礎(chǔ)構(gòu)件如柱、梁、板和建筑參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量和收集，之后將相關(guān)數(shù)據(jù)輸入到BIM平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中，就可以自動(dòng)生成建筑模型，同時(shí)通過(guò)BIM平臺(tái)對(duì)建筑進(jìn)行具體分析與大數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行搜索對(duì)比制定設(shè)計(jì)方案。按照建筑清單和定額計(jì)算規(guī)則對(duì)工程量進(jìn)行計(jì)算，也可以通過(guò)將工程圖紙導(dǎo)入三維建模軟件中，對(duì)圖中建筑基礎(chǔ)構(gòu)件進(jìn)行智能識(shí)別，建筑構(gòu)件參數(shù)得出后就可以通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算工程量，實(shí)現(xiàn)智能規(guī)劃與模擬建筑工程。

2.2 二維碼技術(shù)應(yīng)用

BIM技術(shù)中二維碼技術(shù)應(yīng)用改變傳統(tǒng)建筑工程方法從而彌補(bǔ)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的不足、改進(jìn)設(shè)計(jì)人員在施工過(guò)程中還要深度設(shè)計(jì)方法、提高對(duì)工程建設(shè)的理解和溝通效率、建設(shè)單位對(duì)后期運(yùn)維的需求等。傳統(tǒng)施工單位在拿到建筑設(shè)計(jì)圖時(shí)，需要人工對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行審核和提問(wèn)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)會(huì)對(duì)其進(jìn)行一一作答。顯然這種方法存在著遺漏和缺失，施工人員可能在考慮問(wèn)題時(shí)不全面或提問(wèn)方式有誤，設(shè)計(jì)人員在回答問(wèn)題時(shí)也可能抓不到重點(diǎn)，既浪費(fèi)彼此時(shí)間，又得不到準(zhǔn)確信息，同時(shí)使施工人員與設(shè)計(jì)人員工作關(guān)系緊張，影響工程進(jìn)度，這些問(wèn)題通過(guò)二維碼技術(shù)都可以得到全面解決，掃碼后所有信息資料都會(huì)清晰呈現(xiàn)[1]。

傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)中有很多設(shè)計(jì)方法和理念在圖紙上不能全面地表達(dá)清楚，并且很多問(wèn)題需要實(shí)際施工中在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行解決，比如機(jī)電管道橋梁之間沖突問(wèn)題、機(jī)電與結(jié)構(gòu)建筑中位置沖突等，都需要依照現(xiàn)場(chǎng)情況而定。傳統(tǒng)建筑方案設(shè)計(jì)中，通過(guò)二維圖紙和建筑工人三維想象很容易出現(xiàn)失誤，對(duì)施工團(tuán)隊(duì)有極高專(zhuān)業(yè)和分析圖紙要求，并且還會(huì)浪費(fèi)施工時(shí)間。二維碼技術(shù)應(yīng)用直接可以將三維立體建筑模型呈現(xiàn)出來(lái)，優(yōu)化了傳統(tǒng)建筑中需要到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐設(shè)計(jì)的方法。傳統(tǒng)施工現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)施工人員花費(fèi)大量時(shí)間研究設(shè)計(jì)圖紙，或發(fā)生施工團(tuán)隊(duì)與設(shè)計(jì)人員發(fā)生沖突，其主要原因是設(shè)計(jì)方案不夠立體、理解難度較大、設(shè)計(jì)不夠全面等，所以，二維碼技術(shù)既解決了技術(shù)上難題還緩解了工作矛盾。二維碼技術(shù)不僅可以清晰設(shè)計(jì)理念和方案，還可以保證管線(xiàn)綜合排布的實(shí)施、保證施工進(jìn)度和目標(biāo)施工成本的落實(shí)等，減少施工現(xiàn)場(chǎng)失誤和沖突。

二維碼技術(shù)操作和使用都極其簡(jiǎn)單，只需要將二維碼技術(shù)輸入到BIM平臺(tái)當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員和施工人員通過(guò)二維碼識(shí)別掃描就可以得到管線(xiàn)綜合技術(shù)流程、施工材料領(lǐng)取流程、物資精細(xì)化管理流程等具體施工素材，施工人員可以根據(jù)個(gè)人工作領(lǐng)域進(jìn)行選擇。設(shè)計(jì)人員也可以根據(jù)工程進(jìn)度和施工問(wèn)題對(duì)方案進(jìn)行調(diào)整，解決了以往設(shè)計(jì)方案上的不足、減少設(shè)計(jì)誤差。這種技術(shù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了工作人員之間有效溝通、建筑施工質(zhì)量得到保證、減少施工成本、提高整體管理水平，從而促進(jìn)相關(guān)工程部門(mén)快速發(fā)展。

2.3 智能碰撞檢查

在傳統(tǒng)建筑工程施工過(guò)程中，往往會(huì)出現(xiàn)未預(yù)留孔洞、機(jī)電、設(shè)備管線(xiàn)安裝時(shí)發(fā)生碰撞。當(dāng)發(fā)生這種問(wèn)題時(shí)會(huì)加大施工難度、影響整體工程進(jìn)度，只能將有碰撞區(qū)域墻體或樓板砸開(kāi)，擴(kuò)大建筑空間從而實(shí)際使用空間被縮小。智慧工地中BIM技術(shù)可以利用智能檢查，在設(shè)計(jì)圖紙時(shí)盡量避免標(biāo)高、剪力墻、柱等位置不一致或梁與門(mén)沖突、設(shè)備管道與柱沖突、各專(zhuān)業(yè)與管線(xiàn)沖突、管線(xiàn)末端與室內(nèi)吊頂沖突、管線(xiàn)空間布局或機(jī)房過(guò)道狹小等問(wèn)題。設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)BIM技術(shù)提前看到設(shè)計(jì)效果，對(duì)其作出科學(xué)合理的評(píng)估和分析，通過(guò)高科技技術(shù)模擬建筑各處碰撞問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)碰撞檢查[2]。

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)因?yàn)榻ㄖ^(guò)程中各種碰撞問(wèn)題，耗費(fèi)了施工團(tuán)隊(duì)大量時(shí)間和精力，并且影響了其施工質(zhì)量。通過(guò)BIM技術(shù)進(jìn)行智能碰撞檢查，對(duì)建筑物進(jìn)行綜合建模，對(duì)建筑項(xiàng)目土建、管線(xiàn)、結(jié)構(gòu)、工藝設(shè)備、預(yù)留孔洞、機(jī)電等進(jìn)行管線(xiàn)綜合及碰撞檢查，在有效消除硬碰撞和軟碰撞的同時(shí)還優(yōu)化了工程設(shè)計(jì)，減少設(shè)計(jì)失誤和返工現(xiàn)象。并且采用輕量化模型技術(shù)，將建筑中專(zhuān)業(yè)的三維模型數(shù)據(jù)利用直觀、可視功能存儲(chǔ)在展示模型中，再通過(guò)碰撞點(diǎn)和標(biāo)識(shí)簽對(duì)各個(gè)關(guān)鍵部位作出明顯標(biāo)識(shí)，施工人員就可以準(zhǔn)確定位其位置減少碰撞，降低了建筑中各個(gè)管線(xiàn)交錯(cuò)、碰撞問(wèn)題，節(jié)省了建筑時(shí)間、減少了資源浪費(fèi)等現(xiàn)象[3]。

2.4 資源調(diào)配的應(yīng)用

隨著社會(huì)的發(fā)展和大自然中各種資源的快速消耗，節(jié)能環(huán)保已經(jīng)成為當(dāng)下急需解決的問(wèn)題，各行各業(yè)都需要作出改變減少資源使用和浪費(fèi)。在建筑行業(yè)中BIM技術(shù)對(duì)環(huán)保發(fā)展具有很重要意義，對(duì)智慧工地項(xiàng)目轉(zhuǎn)型具有推動(dòng)作用。因?yàn)锽IM技術(shù)可視化模擬建筑結(jié)構(gòu)與各項(xiàng)數(shù)據(jù)，可以在建筑工程開(kāi)展之前作出全方位了解，制作出科學(xué)、合理的建筑方案，最大限度優(yōu)化其建筑同時(shí)降低耗材、減少失誤浪費(fèi)等，對(duì)所有資源進(jìn)行合理規(guī)劃和調(diào)配，從而帶動(dòng)建筑工程效能。BIM技術(shù)在資金使用計(jì)劃、人工消耗計(jì)劃、材料消耗計(jì)劃和機(jī)械消耗等方面可以根據(jù)模型和大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算得到合理安排。在BIM技術(shù)中模型設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)配，從而實(shí)現(xiàn)4D模型對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行仿真模擬，在這個(gè)過(guò)程中將各施工流程、方案進(jìn)行專(zhuān)業(yè)比對(duì)，工程負(fù)責(zé)人員可以根據(jù)模擬結(jié)果總結(jié)出具體實(shí)施時(shí)工作進(jìn)度和如何調(diào)配各方面資源，使工程在規(guī)范時(shí)間內(nèi)保質(zhì)、保量地完成。

在有效分析項(xiàng)目施工計(jì)劃與合理安排各項(xiàng)工作中降低造價(jià)，合理優(yōu)化資金投入，通過(guò)模擬對(duì)各種建材與組合架構(gòu)進(jìn)行調(diào)配，可以減少建材使用，選擇物美價(jià)廉的建材。在傳統(tǒng)的建筑建設(shè)過(guò)程之中，所有建材采購(gòu)都是設(shè)計(jì)部門(mén)和施工部門(mén)預(yù)估出來(lái)的結(jié)果，很多時(shí)候?yàn)榱吮ＷC工程進(jìn)度和損耗會(huì)多采購(gòu)一些建材，所以導(dǎo)致支出巨大，并且在施工過(guò)程中由于經(jīng)常出現(xiàn)失誤或用錯(cuò)材料現(xiàn)象，同時(shí)為了保證建筑質(zhì)量而浪費(fèi)很多建材，再加上各個(gè)部門(mén)如果沒(méi)有對(duì)建材進(jìn)行妥善管理和調(diào)配，很容易產(chǎn)生矛盾，影響工程施工效率[4]。

BIM技術(shù)結(jié)合云數(shù)據(jù)庫(kù)，在采購(gòu)時(shí)根據(jù)工程需求進(jìn)行采購(gòu)降低了采購(gòu)資金，在建材使用過(guò)程中因?yàn)橛心Ｐ妥鳛閰⒖紲p少了建筑失誤，并且在建材使用時(shí)，每個(gè)部門(mén)或負(fù)責(zé)人需要將工程進(jìn)度和建材使用情況合理報(bào)備到數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)督。因?yàn)閿?shù)據(jù)資源共享功能加強(qiáng)了各部門(mén)之間溝通與協(xié)作，將有限資源得到合理配置，降低浪費(fèi)資源情況的同時(shí)，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。將BIM技術(shù)運(yùn)用到智慧工地項(xiàng)目轉(zhuǎn)型中，既提高各專(zhuān)業(yè)、各部門(mén)之間協(xié)同配合，又實(shí)現(xiàn)建筑工程數(shù)字化、智能化發(fā)展。

3 結(jié)束語(yǔ)

BIM技術(shù)改變了傳統(tǒng)建筑工程工作模式，為工程設(shè)計(jì)以及工作開(kāi)展提供了大量數(shù)字和信息。幫助施工人員與設(shè)計(jì)人員工作對(duì)接，減少設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中的失誤、減少了工程造價(jià)、縮短了建筑工期等，實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)助力項(xiàng)目轉(zhuǎn)型智慧工地，帶動(dòng)其工作實(shí)現(xiàn)智能化管理和設(shè)計(jì)，推動(dòng)建筑行業(yè)的快速發(fā)展。