BIM 技術(shù)在建筑工程管理中的應(yīng)用

文／朱黎黎 廣西師范大學(xué) 廣西桂林 541000

引言：

在信息技術(shù)背景下，建筑施工過程逐漸趨向于智能化、信息化，而BIM 技術(shù)已經(jīng)逐漸發(fā)展成工程施工中的核心技術(shù)，有助于提高建筑管理效率，加強促進(jìn)各部門之間的溝通聯(lián)系，為信息共享與交流提供平臺，真正實現(xiàn)強化管理效能的目標(biāo)。相較于傳統(tǒng)技術(shù)，BIM 技術(shù)更具有現(xiàn)代社會信息化特征，可以加強多個環(huán)節(jié)直接的聯(lián)系，對提高管理效果，保障施工質(zhì)量，縮短工期及節(jié)約成本均具有促進(jìn)作用。另外，BIM 技術(shù)還可以實時跟蹤，掌握施工情況，及時優(yōu)化配置資源，保障工程在工期內(nèi)完成，從而推動建筑企業(yè)的發(fā)展。

1.BIM 技術(shù)相關(guān)內(nèi)容概述

1.1 BIM 技術(shù)梗概

BIM（Building Information Modeling）是一種數(shù)字化建筑信息模型技術(shù)，是在建筑工程生命周期的各個階段使用計算機軟件創(chuàng)建、管理和共享建筑信息的過程。BIM 技術(shù)包括三維建模、數(shù)據(jù)庫管理、可視化分析等等多項綜合性服務(wù)內(nèi)容，其主要的技術(shù)應(yīng)用場景覆蓋了整個建筑工程建設(shè)周期，能為其提供數(shù)據(jù)端管理服務(wù)支持。

1.2 BIM 技術(shù)特點

BIM 技術(shù)作為集多種專業(yè)技術(shù)能力于一身的技術(shù)類型，從其專業(yè)應(yīng)用角度來看，BIM 技術(shù)有以下技術(shù)特點：

（1）三維數(shù)字化建模能力：BIM 采用三維數(shù)字化建模方法，可以對建筑物的結(jié)構(gòu)、機電設(shè)備、管道等各個方面進(jìn)行全面而精細(xì)的模擬和設(shè)計。

（2）數(shù)據(jù)共享能力：BIM 技術(shù)可以將設(shè)計、施工和運營管理等各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行共享，使得不同領(lǐng)域的專業(yè)人員可以在同一個平臺上進(jìn)行溝通和協(xié)作，從而提高工作效率和準(zhǔn)確性。

（3）可視化能力：BIM 技術(shù)可以將建筑物的各個方面以可視化的形式呈現(xiàn)出來，包括模型、數(shù)據(jù)、圖表、動畫等，便于相關(guān)人員對建筑物進(jìn)行分析、評估和決策。

（4）流程管理能力：BIM 技術(shù)可以將設(shè)計、施工和運營管理等各個環(huán)節(jié)的工作流程進(jìn)行管理，便于項目管理人員對整個建筑項目進(jìn)行跟蹤和控制，從而確保項目按時、按質(zhì)、按量完成。

（5）數(shù)據(jù)分析能力：BIM 技術(shù)可以對建筑物的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和優(yōu)化，包括建筑物的結(jié)構(gòu)、材料、能耗等方面，從而提高建筑物的效率、安全性和可持續(xù)性。

2.BIM 技術(shù)在建筑工程管理中的優(yōu)勢

2.1 提升管理效率

工程項目施工環(huán)節(jié)多，參與方多，施工周期長，任何因素都會影響建筑工程施工質(zhì)量，降低管理效率，現(xiàn)場勘查，施工方案設(shè)計、材料和設(shè)備等都是建筑工程施工過程中的重要環(huán)節(jié)，施工建設(shè)則是最關(guān)鍵的一項，它關(guān)系建筑整體的安全性和穩(wěn)定性，建筑工程施工通常周期較長，具有一定的難度系數(shù)，所以在安全方面要做好監(jiān)管，否則會影響建筑工程項目整體的質(zhì)量。復(fù)雜性和高危性均是建筑項目的特征。為此，施工人員與監(jiān)管人員則需要做好二者的協(xié)調(diào)工作，實現(xiàn)工作的高效完成。傳統(tǒng)實施項目管理中的信息化管理模式極為落后，技術(shù)落后，為此無法將建筑項目中的信息準(zhǔn)確地表達(dá)出來，易造成局限，影響建筑施工管理效率。除此之外，傳統(tǒng)施工技術(shù)都是利用二維技術(shù)展示施工圖紙，無法將建筑項目的具體參數(shù)展示出來，不利于施工人員對建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的了解。而利用BIM 技術(shù)建筑模型能夠?qū)⑵脚_情況直觀地展示出來。BIM 技術(shù)具有可視化的優(yōu)勢，設(shè)計人員可以借助此技術(shù)完成對數(shù)據(jù)的整合，然后建立仿真模型，這樣有助于更好地將設(shè)計效果充分地體現(xiàn)出來，促使建筑施工圖紙中的內(nèi)容和三維效果全方位地展示出來。利用BIM 技術(shù)為此提供高質(zhì)量的施工平臺，可以保障施工過程中參與的人員加強交流和溝通，在短時間內(nèi)完成工作內(nèi)容，同時也可以提高工作效率，節(jié)約施工成本，保障建筑企業(yè)發(fā)展過程中的經(jīng)濟效益。

2.2 節(jié)約建設(shè)成本

建筑項目施工成本會涉及非常多緩解，材料成本在建筑成本中所占比重非常大。因為傳統(tǒng)工程建筑管理模式單一，粗放，導(dǎo)致建筑施工過程中無法保障建筑材料合理使用，而且施工人員也會因為人為操作而發(fā)生各種計算錯誤，這種錯誤的出現(xiàn)非常容易導(dǎo)致材料嚴(yán)重浪費，這樣就會導(dǎo)致施工成本迅速增加。而BIM 技術(shù)應(yīng)用在建筑施工過程中能夠很好地避免上述問題的發(fā)生，可以通過利用數(shù)據(jù)處理功能結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)特性選擇合適的材料規(guī)格進(jìn)行處理和計算，這樣就可以為采購人員合理計算數(shù)據(jù)采購材料，不僅可以避免材料浪費，還可以保障建筑材料建筑施工中的應(yīng)用價值，提高建筑材料的利用率，無形中便會起到節(jié)約材料，降低成本的作用。

3.建筑工程管理中BIM 技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 項目管理問題

BIM 技術(shù)在項目管理中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在建模、可視化和信息共享方面。BIM 技術(shù)可以提供3D 建模和可視化效果，幫助項目管理人員更好地理解設(shè)計方案和施工進(jìn)度。同時，BIM 技術(shù)還可以實現(xiàn)信息共享和數(shù)據(jù)管理，方便各方面的溝通和協(xié)調(diào)。但是，在實際應(yīng)用中，由于各方面的信息不完整和不規(guī)范，導(dǎo)致信息共享和協(xié)調(diào)存在問題，建模效果和可視化成果受阻，信息共享能力不足，并不能充分發(fā)揮BIM 技術(shù)的優(yōu)勢。且受現(xiàn)實因素所困，很多工程項目在管理過程中依然會以傳統(tǒng)管理模式為背書，在基礎(chǔ)管理之上增加部分BIM 技術(shù)內(nèi)容，使技術(shù)應(yīng)用效益大打折扣。未來還需要各方面共同努力來完善信息管理，提高BIM 技術(shù)的應(yīng)用效果。

3.2 設(shè)計管理問題

BIM 技術(shù)在設(shè)計管理中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在設(shè)計優(yōu)化、協(xié)同設(shè)計和模擬分析方面。BIM 技術(shù)可以幫助設(shè)計師進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化和模擬分析，提高設(shè)計質(zhì)量和效率。同時，BIM技術(shù)還可以實現(xiàn)協(xié)同設(shè)計，方便各方面的溝通和協(xié)調(diào)。但是，在實際應(yīng)用中，由于設(shè)計師和施工方面的技術(shù)差異以及使用不同的BIM 應(yīng)用軟件匹配度太低的問題，導(dǎo)致協(xié)同設(shè)計存在問題。因此BIM 技術(shù)在設(shè)計階段的體現(xiàn)效果并不明顯，協(xié)同設(shè)計能力較弱，比較強勢的模擬分析技術(shù)在應(yīng)用過程中稍顯“單薄”，缺乏協(xié)同能力和應(yīng)用穩(wěn)定性。

3.3 施工檢查問題

施工檢查管理是工程管理至關(guān)重要的部分，貫穿項目施工全過程，而BIM 技術(shù)在施工檢查中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在施工檢查和質(zhì)量控制方面。BIM 技術(shù)可以幫助施工管理人員進(jìn)行施工檢查和質(zhì)量控制，提高施工質(zhì)量和效率，但是在實際應(yīng)用的過程中BIM 技術(shù)的能力發(fā)揮受主觀人員因素的影響，經(jīng)常無法起到關(guān)鍵作用。同時，BIM 技術(shù)還可以實現(xiàn)施工信息的可視化和數(shù)據(jù)管理，方便各方面的溝通和協(xié)調(diào)，但是工程項目管理各個環(huán)節(jié)的信息溝通本身存在問題，很多施工項目缺乏信息協(xié)同能力，導(dǎo)致BIM 技術(shù)的應(yīng)用受阻，施工檢查存在諸多問題，檢查方法和質(zhì)量控制能力亟待完善和提高。

3.4 施工全過程管理問題

BIM 技術(shù)在施工全過程管理中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在施工計劃、資源調(diào)配和進(jìn)度控制方面。BIM 技術(shù)可以幫助施工管理人員進(jìn)行施工計劃和資源調(diào)配，提高施工效率和管理水平。同時，BIM 技術(shù)還可以實現(xiàn)施工信息的可視化和數(shù)據(jù)管理，方便各方面的溝通和協(xié)調(diào)。而對于施工全過程管理來說，BIM 技術(shù)的應(yīng)用也有一些問題存在。首先，在施工現(xiàn)場實施BIM 技術(shù)需要高效的計算機和網(wǎng)絡(luò)支持，但是這些設(shè)備和技術(shù)成本較高，對于一些小型施工企業(yè)而言，難以承擔(dān)。其次，施工現(xiàn)場操作人員需要掌握一定的BIM技術(shù)操作技能，這對于一些缺乏相關(guān)技術(shù)人員和培訓(xùn)機制的企業(yè)來說也是一個難點。此外，BIM 技術(shù)在施工現(xiàn)場的應(yīng)用也需要充分的協(xié)同和溝通，包括與設(shè)計、監(jiān)理、業(yè)主等各方的溝通協(xié)作，但是在實踐中還存在信息共享不足、角色分工不明確等問題。最后全過程管理要求調(diào)動施工程序，匹配施工環(huán)節(jié)，控制施工質(zhì)量，其管理難點和要點問題諸多，由于現(xiàn)場管理過程中對BIM 技術(shù)的應(yīng)用能力不強，因此技術(shù)與實際管理模式的匹配度不高，很多管理環(huán)節(jié)和管理內(nèi)容都沒有BIM 技術(shù)的體現(xiàn)，管理效率并不高。后續(xù)在實際工程管理過程中還需要針對不同的管理環(huán)節(jié)，增強技術(shù)的應(yīng)用水平，并提高技術(shù)占比，帶領(lǐng)建筑工程管理模式朝現(xiàn)代化和智能化方向發(fā)展。

4.建筑工程管理應(yīng)用BIM 技術(shù)的策略

4.1 項目管理

利用BIM 技術(shù)加強對建筑工程施工的管理不僅僅是利用軟件系統(tǒng)，而且還需要積極轉(zhuǎn)變建筑工程項目的管理方式，只有將原有的項目管理結(jié)構(gòu)和人員配置全部進(jìn)行個性，優(yōu)化建筑施工管理流程，才可以保障BIM 技術(shù)在施工中的應(yīng)用價值。首先，利用BIM 技術(shù)對建筑工程管理人員和工作類型進(jìn)行劃分，提高施工管理水平。簡單來講就是，利用BIM 技術(shù)就是從建模開始，至實際應(yīng)用結(jié)束，貫穿整個建筑施工的過程。施工管理涉及建筑工程的多項內(nèi)容和施工單位，人員構(gòu)成也需要涵蓋不同專業(yè)人員，需要項目經(jīng)理或由專人進(jìn)行負(fù)責(zé)，做好雙方合作之間的協(xié)調(diào)和管理[1]。BIM 技術(shù)作為一種三維建筑模型，構(gòu)建模型的時候要將建筑工程的各個結(jié)構(gòu)納入其中，由專業(yè)工程師進(jìn)行處理分析，結(jié)合自身專業(yè)管理和施工經(jīng)驗分析模型的標(biāo)準(zhǔn)程度和規(guī)范性是否符合標(biāo)注，做好全方位的控制。模型建立后則需要由技術(shù)人員進(jìn)行審核，對異常地方進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，成本管理、進(jìn)度管理都需要管理人員利用BIM 技術(shù)進(jìn)行管理。其次，依照建筑狀況確立BIM 施工管理體系，保障BIM 技術(shù)能夠滿足不同項目管理需求[2]。通常來講，項目管理包括職能式、項目式和矩陣式三種模式。職能式屬于傳統(tǒng)管控體系，使用應(yīng)用小型技術(shù)性施工建設(shè)；項目式管理應(yīng)用在技術(shù)繁瑣、規(guī)模較大的管理模式中；矩陣式管理適合應(yīng)用在工作人員多、涉及專業(yè)復(fù)雜的建筑工程施工涉中。

4.2 施工圖設(shè)計

BIM 技術(shù)在建筑工程施工過程中能夠為施工任務(wù)提供有利的幫助。通過利用BIM技術(shù)對建筑工程圖紙進(jìn)行設(shè)計，可以借助大量的信息數(shù)據(jù)來解決施工問題，節(jié)約施工材料。在新時代下，在建筑施工圖設(shè)計中廣泛使用BIM 技術(shù)，通過建立數(shù)字模型為建筑物的設(shè)計提供良好的發(fā)展空間，同時也可以對建筑物的發(fā)展情況進(jìn)行深入性的分析，全面保障建筑的質(zhì)量和安全性。建筑工程施工圖紙設(shè)計的時候則需要利用施工模型完成對施工材料的分析和設(shè)計，然后結(jié)合數(shù)據(jù)結(jié)果完成對材料大小的選擇和分析，這樣可以在滿足施工需求的同時，節(jié)約施工材料，確保建筑工程順利進(jìn)行[3]。通過建筑BIM 技術(shù)，將技術(shù)人員分析過的數(shù)據(jù)直接輸入到整個模型中，確保各個參數(shù)相互匹配。在設(shè)計過程中，一旦出現(xiàn)參數(shù)不完善或者參數(shù)不合適的現(xiàn)象，能夠在第一時間對施工圖紙進(jìn)行調(diào)整，確保施工圖紙的完整性。另外，通過選擇與建筑物相匹配的材料和設(shè)備，能夠保障設(shè)計圖紙的完整性和合理性。BIM 技術(shù)的應(yīng)用能夠指導(dǎo)施工人員嚴(yán)格按照施工圖紙進(jìn)行工作，促使建筑工程順利進(jìn)行。

4.3 碰撞檢查

建筑碰撞檢查作為建筑圖紙設(shè)計中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，建筑工程師需要在建筑項目的各個環(huán)節(jié)做好評估和分析，全面優(yōu)化建筑中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。例如：施工過程中的建筑物污水與消防設(shè)施發(fā)生沖突，影響建筑使用的安全。通過利用BIM 技術(shù)中的可視化分析功能對存在沖突部分及不符合實際情況的設(shè)計進(jìn)行調(diào)整，加工施工圖紙設(shè)計的效率，同時也能夠及時避免各建筑物部分發(fā)生明顯的碰撞，從而降低施工隱患。建筑物碰撞共包括兩種，一種是硬碰撞，一種軟碰撞，通過利用BIM 可視化技術(shù)，施工人員在建造之前需要做好對項目、管線及設(shè)備的綜合考量，可以更好地完成碰撞檢查，這樣一來可以將兩種不同類型的碰撞情況全部消除，而且可以徹底消除工程的設(shè)計中存在各種安全隱患，防止在施工的過程中因各種因素和問題導(dǎo)致企業(yè)發(fā)展存在經(jīng)濟問題，影響后期工作的進(jìn)行，避免因人為因素、經(jīng)濟及安全問題影響施工的進(jìn)度[4]。另外，施工人員利用碰撞后的三維管線還可以保障確保施工交底工作順利進(jìn)行，同時還可以保障施工模擬工作有序進(jìn)行，促使建筑工程施工質(zhì)量得到顯著地保障，無形中可以加強與業(yè)主之間的溝通和聯(lián)系。利用輕量化模型技術(shù)能夠?qū)⑷S模型的具體情況展示出來，同時做好對信息數(shù)據(jù)的展示和保存，便于為后期工作的開展提供有效數(shù)據(jù)，模型碰撞信息通暢都是選擇“碰撞點”和“標(biāo)識簽”表示，再利用結(jié)構(gòu)樹標(biāo)識簽確定碰撞的位置。

4.4 施工過程

施工之前，技術(shù)人員需要利用BIM 模型將施工現(xiàn)場情況展示出來，然后讓施工人員準(zhǔn)確地將施工圖紙內(nèi)容清晰的體現(xiàn)出來，在此過程中施工還需要增強施工人員的認(rèn)知程度，促使施工人員能夠掌握施工過程中的注意事項，避免施工安全問題不在出現(xiàn)，降低各種施工安全問題，同時提高施工的進(jìn)展速度和效率，其次，加強專業(yè)協(xié)調(diào)。各專業(yè)分包之間需要做好組織之間的協(xié)調(diào)，這樣可以推動建筑工程順利開展，促使建筑工程在規(guī)定的期限完工，可以減少不必要的矛盾和經(jīng)濟開支，從而縮短施工期限，真正實現(xiàn)高質(zhì)量的施工目標(biāo)。當(dāng)前工程施工過程中涉及到的多個內(nèi)容，無論是施工現(xiàn)場情況、專業(yè)技術(shù)及技術(shù)使用情況等，都缺乏良好的配合性，很難在施工的過程中順利開展，促使各種安全問題隨之不斷出現(xiàn)，嚴(yán)重影響了建筑工程的進(jìn)行，而且還會出現(xiàn)很多安全問題，在無法保障工程順利進(jìn)行同時還會影響施工整體質(zhì)量。BIM 技術(shù)的應(yīng)用能夠做好檢查控制，預(yù)留埋設(shè)，可以實現(xiàn)施工模擬，確保各項問題得到有效地解決，從而降低施工過程中的不良事件，同時也可以減少安全問題的出現(xiàn)，確保整個施工過程中的安全性，幫助施工企業(yè)獲取經(jīng)濟效益的最大化。

4.5 施工質(zhì)量

事前質(zhì)量控制。建筑工程施工規(guī)模大，管線排布復(fù)雜，為確保后續(xù)施工順利進(jìn)行，避免設(shè)計出現(xiàn)變更或者返工的現(xiàn)象，施工前期需要利用BIM 技術(shù)進(jìn)行碰撞檢查。判斷其是否存在異常問題，“是”則需要及時上報，下發(fā)處理方案，修改在此進(jìn)行檢查，結(jié)果為“否”后，即可交構(gòu)建好的施工模型進(jìn)行上交。事中質(zhì)量控制。合理利用BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對三維模型的渲染，直觀展現(xiàn)施工現(xiàn)場情況，確保工程相關(guān)人員看到的三模模型更加接近實際情況，便于及時對建筑工程項目的了解?？梢暬┕ぜ夹g(shù)交底中的漫游與VR 技術(shù)可以在施工之前為相關(guān)人員提供真實的場景，及時了解施工現(xiàn)場情況，針對較為復(fù)雜的施工工序，同樣可以利用此方式完成技術(shù)交底，保障建筑工程的施工質(zhì)量。事后質(zhì)量控制[5]。建筑工程質(zhì)量管理工作中，利用BIM 技術(shù)就可以掌握工程項目實施過程中所設(shè)涉及到的數(shù)據(jù)，分析后可以將其作為保障建筑工程施工質(zhì)量的有效依據(jù)可解決問題的可行性方案，數(shù)據(jù)歸納整理保存后，便于后期工程對施工進(jìn)度及質(zhì)量問題的解決，以免影響施工進(jìn)度，延長交工時期。同時，利用BIM 技術(shù)還可以形成技術(shù)文件以及質(zhì)量檢驗數(shù)字報告，確保建筑工程整體質(zhì)量，在規(guī)定期限內(nèi)完工，防止不良事件對的發(fā)生對工程質(zhì)量造成影響，從而提高管理效率。

結(jié)語：

綜上所述，BIM 技術(shù)應(yīng)用于建筑工程管理中是建筑歷史上的一次偉大革新，改變了整個建筑工程的建設(shè)模式和管理理念，可以實現(xiàn)對建筑工程施工全過程的管控和信息跟蹤，保證資源優(yōu)化配置，實時共享，從而提高建筑工程管理水平，強化工程項目建設(shè)。新時代下，建筑企業(yè)要想穩(wěn)固前進(jìn)，成為應(yīng)用信息技術(shù)強化建設(shè)效果的領(lǐng)頭軍，則需要在BIM 技術(shù)應(yīng)用期間做到與時俱進(jìn)，保證持續(xù)性的探索與前進(jìn)。