基于BIM技術(shù)的工程項目協(xié)同課程建設(shè)

覃亞男

摘要：為滿足建筑生命全周期管理日益精細(xì)化需求，BIM技術(shù)提供高效開放平臺，為項目管理、建筑信息共享及多部門協(xié)同工作提供重要支撐。BIM技術(shù)在對接建筑行業(yè)數(shù)字化、智能化發(fā)展中具有重要作用，相關(guān)高質(zhì)量技術(shù)人才培養(yǎng)需進(jìn)一步加強。對建筑工程技術(shù)專業(yè)高職教育中的BIM知識技能培養(yǎng)進(jìn)行分析研究，明晰基于BIM技術(shù)的工程項目協(xié)同課程定位、體系架構(gòu)及實施方案。

關(guān)鍵詞：BIM；課程建設(shè)；工程項目協(xié)同；職業(yè)教育

一、前言

建筑信息模型（BIM）是基于數(shù)字化技術(shù)構(gòu)建智能可視化交互式的建筑3D模型[1]，可應(yīng)用于建筑生命全周期。隨著BIM技術(shù)廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)，BIM技術(shù)人才需求日益增大。當(dāng)前，BIM人才培養(yǎng)主要依托企業(yè)項目訓(xùn)練，對于人才培養(yǎng)的方案制訂及培訓(xùn)缺乏系統(tǒng)性。基于此，文中對建筑工程技術(shù)專業(yè)高職教育中的BIM相關(guān)知識技能培養(yǎng)進(jìn)行分析研究，明晰BIM課程定位及體系架構(gòu)。

二、BIM技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及人才培養(yǎng)意義

建筑信息模型BIM為“Building Information Modeling”簡稱，最初由美國查克·伊士曼在20世紀(jì)70年代提出的“建筑產(chǎn)品模型”演化而來，并在Autodesk公司的發(fā)展下形成被當(dāng)下熟知的建筑信息模型（BIM）概念。BIM在三維模型基礎(chǔ)上可添加多種建筑信息，包括建筑空間位置、尺寸、材料及其功能、施工工藝、進(jìn)度成本等信息。

BIM發(fā)展至今已形成龐大的軟件開發(fā)及應(yīng)用體系。在建設(shè)可行性研究及設(shè)計階段有Autodesk公司開發(fā)的REVITR軟件，主要包括建筑專業(yè)模塊Revit Architecture、結(jié)構(gòu)專業(yè)模塊Revit Structure、機電專業(yè)模塊Revit MEP，并同時能實現(xiàn)模塊間的協(xié)同溝通。Bently公司開發(fā)的同名建筑信息模型軟件，在市政橋梁設(shè)計項目中應(yīng)用較為廣泛。CATIA由法國達(dá)索公司開發(fā)，廣泛應(yīng)用于汽車輪船等領(lǐng)域，也在橋梁等建筑工程中得到應(yīng)用。在施工協(xié)同階段的應(yīng)用軟件主要有Navisworks，主要進(jìn)行輕量化三維視圖可視化交底展現(xiàn)及施工場地模擬構(gòu)建等。BIM在項目管理過程中與大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)融合發(fā)展，主要體現(xiàn)協(xié)調(diào)的功能，常應(yīng)用在VR虛擬場景體驗、施工場布策劃、進(jìn)度計劃編制、5D動態(tài)模擬施工及智慧工地管理平臺[2]。

目前，BIM技術(shù)人才的培養(yǎng)主要是依托企業(yè)的項目訓(xùn)練，對于人才培養(yǎng)方案的制訂及培訓(xùn)缺乏系統(tǒng)性?？辶漳取·克萊溫格爾[3]認(rèn)為在教學(xué)中加入BIM課程單元，通過以整個項目貫徹課程實踐的方式可提高學(xué)生BIM競爭力。目前我國高職院校對于BIM人才的培訓(xùn)深度還不夠[4]，其中涉及到師資缺乏實際項目工程經(jīng)驗、BIM相關(guān)實訓(xùn)室建設(shè)不完善及缺乏專業(yè)團(tuán)隊對課程內(nèi)容進(jìn)行支撐等問題。廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院建筑工程學(xué)院建立了BIM協(xié)同中心，基于Revit、Navisworks、Lumion及BIM運維軟件開展BIM實訓(xùn)項目，將1+X建筑信息模型職業(yè)技能融通到課程教學(xué)，提高了校企合作質(zhì)量，就業(yè)率達(dá)到95%以上，學(xué)生平均薪酬上升2-3%，學(xué)生的核心競爭力能夠滿足企業(yè)生產(chǎn)工作的需求[5]。

三、BIM課程建設(shè)

職業(yè)院校土建類專業(yè)的人才培養(yǎng)應(yīng)立足于建筑行業(yè)專業(yè)化、智能化發(fā)展，加強數(shù)字化建設(shè)。建立BIM相關(guān)的課程體系應(yīng)基于現(xiàn)行企業(yè)對BIM人才的需求和BIM相關(guān)的1+X職業(yè)技能等級證書要求，完成建筑行業(yè)數(shù)字化、智能化發(fā)展需求對接。文中對BIM課程建設(shè)進(jìn)行研究，確定BIM課程主要側(cè)重“協(xié)同”方向；以高職類職業(yè)院校學(xué)生對應(yīng)的企業(yè)工作任務(wù)確定課程培養(yǎng)目標(biāo)及課程實施方案，提高土建類專業(yè)技術(shù)人才的BIM實踐能力，以更好適應(yīng)建筑業(yè)發(fā)展。

（一）BIM協(xié)同設(shè)計課程建設(shè)

BIM設(shè)計是建筑各專業(yè)技術(shù)人員協(xié)同作業(yè)的3D建筑信息模型建立過程。BIM模型可實現(xiàn)最大限度信息共享，包括建筑構(gòu)造、結(jié)構(gòu)構(gòu)件、設(shè)備管道信息，減少各專業(yè)融合障礙。模型各參數(shù)聯(lián)動，確保建模過程高效且準(zhǔn)確，為后期建筑成本控制、施工管理提供基礎(chǔ)的模型信息?，F(xiàn)階段建筑信息模型設(shè)計多為“反向翻?！保匆罁?jù)現(xiàn)有的二維設(shè)計圖紙進(jìn)行二次加工，二維轉(zhuǎn)化為三維。目前的建筑工程資料提交往往包含BIM模型。BIM建模技能是土建類高職院校畢業(yè)生就業(yè)的重要技能，故BIM協(xié)同設(shè)計課程的設(shè)置有其現(xiàn)實必要性。

1.BIM協(xié)同設(shè)計課程目標(biāo)

BIM模型包括結(jié)構(gòu)、建筑及機電模塊，在結(jié)構(gòu)和建筑模塊完成后可進(jìn)行機電建模，在機電圖紙建模中應(yīng)遵守機電管綜排布原則。設(shè)計階段需要解決建筑各構(gòu)件的碰撞問題，并進(jìn)行可視化交底。BIM協(xié)同設(shè)計課程目標(biāo)是培養(yǎng)高職類院校學(xué)生利用BIM軟件基于二維建筑施工圖構(gòu)建三維建筑模型的專業(yè)能力，包括熟悉軟件的模塊及建模步驟，能夠依據(jù)給定圖紙完成建筑模型實操訓(xùn)練，培育嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的職業(yè)精神和團(tuán)隊合作的職業(yè)素養(yǎng)。

2.BIM協(xié)同設(shè)計課程實施

BIM協(xié)同設(shè)計課程實施是在學(xué)習(xí)者具有建筑工程識圖能力基礎(chǔ)上開展，側(cè)重知識技能項目實操。以具體的項目建模實踐過程為依托，結(jié)合培訓(xùn)對象的知識技能儲備，合理設(shè)置操作任務(wù)，在漸進(jìn)式任務(wù)訓(xùn)練中完成知識技能的掌握，最終能獨立完成項目的綜合建模任務(wù)，詳見表1。

（二）BIM協(xié)同施工組織管理課程建設(shè)

建筑工程項目施工階段涉及部門眾多，包括項目投資單位，項目勘察設(shè)計單位、施工單位、監(jiān)理單位及相關(guān)行政管理單位等。建筑工程項目施工方部門包括工程技術(shù)、質(zhì)量安全、物資設(shè)備及財務(wù)等部門，大型項目設(shè)置有專項實驗室、綜合管理部門等。工程施工階段人員涉及多部門跨單位、跨專業(yè)、跨學(xué)歷等復(fù)雜狀況。工程進(jìn)度計劃涉及人員、材料、機械及環(huán)境影響。工程項目的管理應(yīng)綜合上述因素，實時選取合理的工作方案，時刻選擇最優(yōu)解是當(dāng)下管理層的主要挑戰(zhàn)?，F(xiàn)階段建筑項目管理主要利用BIM三維模型與大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)融合，加強工程項目的數(shù)字化管理[6]。土建類專業(yè)特別是建筑工程技術(shù)專業(yè)技術(shù)人員的就業(yè)方向主要是施工員、監(jiān)理員及質(zhì)量安全方面的崗位。基于上述崗位工作需求和土建類人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，需培育學(xué)生對于建筑施工合同及技術(shù)資料管理、進(jìn)度計劃管理、安全質(zhì)量控制和成本控制能力。故BIM協(xié)同管理課程有其現(xiàn)實必要性。

1.BIM協(xié)同施工組織管理課程內(nèi)容

當(dāng)前我國建筑業(yè)BIM協(xié)同施工過程包括施工場地布置模擬、土方開挖、放線定位、建筑材料設(shè)備進(jìn)場、主體結(jié)構(gòu)施工、模板工程施工、腳手架工程施工、竣工驗收及交付使用等多個階段。項目管理涉及施工方案的制訂、人員管理協(xié)調(diào)、時間成本管控，還包括安全質(zhì)量管理等?，F(xiàn)階段施工項目組織管理主要是以5D協(xié)同平臺為主，即在原有的建筑BIM 3D模型基礎(chǔ)上拓展出時間（4D）和成本（5D）兩個維度。協(xié)同平臺將建筑三維模型導(dǎo)入平臺實時分析及可視化交底，利用進(jìn)度計劃模塊導(dǎo)入平臺與BIM模型融合形成施工模擬進(jìn)度以更加高效控制時間成本，利用平臺人員類型權(quán)限及應(yīng)用模塊設(shè)置等協(xié)調(diào)施工現(xiàn)場管理，利用Iot/AI 等技術(shù)增強施工現(xiàn)場感知與反饋，最終基于工地云平臺高效率實現(xiàn)項目運行智能化、智慧化管理。

BIM協(xié)同施工組織課程目標(biāo)是培養(yǎng)高職類院校學(xué)生基于BIM施工類應(yīng)用軟件對建筑工程技術(shù)資料、施工計算、安全質(zhì)量及成本控制的專業(yè)能力，包括熟悉BIM施工類應(yīng)用的模塊及建模步驟，能夠依據(jù)施工組織管理要求完成實操訓(xùn)練，培育團(tuán)隊合作及依據(jù)規(guī)范施工嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的職業(yè)素養(yǎng)。

2.BIM協(xié)同施工組織管理課程實施

BIM協(xié)同施工組織管理課程實施是在學(xué)習(xí)者掌握建筑施工技術(shù)、建筑施工組織管理及成本控制技能基礎(chǔ)上開展。課程將繁雜的知識技能要點融入到項目管理實踐中，分角色演練管理組織架構(gòu)及項目實施流程，內(nèi)容詳見表2。

四、結(jié)論及成果

BIM建模技術(shù)及基于BIM模型的各類軟件應(yīng)用教學(xué)是適應(yīng)建筑行業(yè)數(shù)字化發(fā)展、培養(yǎng)高質(zhì)量BIM技術(shù)人才的重要途徑。本文分析了BIM在建筑行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀，依托于崗位職業(yè)能力及高職類院校的人才標(biāo)準(zhǔn)，確定基于BIM技術(shù)的工程協(xié)同設(shè)計及管理課程的建設(shè)內(nèi)容。探索BIM技術(shù)應(yīng)用的教學(xué)實施，以期為建筑數(shù)字化發(fā)展提供切實可行的人才培養(yǎng)課程建設(shè)方案。

參考文獻(xiàn)

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