探討B(tài)IM技術(shù)在施工階段管理中的運(yùn)用價(jià)值論文
摘要：在項(xiàng)目施工管理中推廣BIM技術(shù)已成大勢所趨。在介紹BIM概況的基礎(chǔ)上，提出施工階段的BIM應(yīng)用方案，基于某工程的BIM模型，通過虛擬施工、計(jì)劃制定等，探討B(tài)IM在施工階段的進(jìn)度、質(zhì)量、成本等目標(biāo)控制中的應(yīng)用價(jià)值，為推動BIM在施工管理中的普及和深入應(yīng)用提供借鑒與參考。
關(guān)鍵詞：BIM;施工管理；應(yīng)用方案；目標(biāo)控制。
Abstract:Popularizing BIM technology has become a trend in construction management. This paper introducesthe general situation of BIM and puts forward the application scheme of BIM in construction stage. Based onBIM model of a project,explores the value of BIM application in object control of project construction suchas schedule,quality and cost by virtual construction and planling,and provides reference for the in-depthapplication of BIM in construction management.
Keywords:BIM;construction management;application scheme;object control.
1 引 言。
近年來，BIM受到國內(nèi)外學(xué)者和從業(yè)人員的廣泛關(guān)注。BIM包含一個建筑物從概念到拆除的全生命周期中的所有信息，在項(xiàng)目各個階段，不同參與方通過在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持各參與方的協(xié)同工作，充分利用模型中的信息進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化、施工管理、運(yùn)營維護(hù)等。2003年3D參數(shù)化設(shè)計(jì)被引進(jìn)中國，經(jīng)歷十幾年發(fā)展，BIM技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。住建部規(guī)定（建質(zhì)函〔2015〕159號），到2020年末，以國有資金投資為主的大中型建筑等新立項(xiàng)項(xiàng)目的BIM集成應(yīng)用比率應(yīng)達(dá)到90%.在當(dāng)前的國內(nèi)建筑市場中，設(shè)計(jì)階段的BIM應(yīng)用較為成熟，而施工階段BIM應(yīng)用的廣度和深度亟待提升。
2 BIM概述。
2.1 BIM軟件。
在建設(shè)項(xiàng)目的全生命周期中，從項(xiàng)目決策、規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建造到運(yùn)維管理，BIM涉及不同專業(yè)、多參與方在項(xiàng)目不同階段的應(yīng)用，僅靠一個或一類軟件很難實(shí)現(xiàn)BIM在項(xiàng)目全生命周期中的集成應(yīng)用。了解不同BIM軟件的功能與特點(diǎn)，是BIM在項(xiàng)目中成功應(yīng)用的前提。
2.2 BIM應(yīng)用價(jià)值。
通過在統(tǒng)一的BIM模型中實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地共享信息，實(shí)現(xiàn)不同階段、多參與方的協(xié)同工作，BIM可以提高項(xiàng)目全生命周期的管理水平，保證項(xiàng)目的質(zhì)量和收益。設(shè)計(jì)方創(chuàng)建相應(yīng)精度的BIM模型，綜合碰撞檢測并調(diào)整后，施工方參照模型施工，可以減少返工與變更，控制進(jìn)度，降低合同履行的風(fēng)險(xiǎn)。工程交付后，BIM模型還能為設(shè)備維護(hù)、能源監(jiān)管等提供支持，有效控制項(xiàng)目的運(yùn)維成本。
BIM的集成化應(yīng)用是一個系統(tǒng)工程，需要具備針對各階段、各環(huán)節(jié)的BIM應(yīng)用軟件以及必要的BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。目前這樣的條件尚未完備，但BIM可以大幅提升項(xiàng)目的整體效益，在建筑業(yè)普及BIM勢在必行，BIM應(yīng)用價(jià)值的發(fā)揮與建筑企業(yè)未來的發(fā)展密切相關(guān)。
3 施工階段BIM應(yīng)用方案。
3.1 應(yīng)用目標(biāo)。
當(dāng)前，設(shè)計(jì)方的BIM應(yīng)用已相對成熟，推廣BIM的重點(diǎn)是發(fā)揮BIM在施工階段的應(yīng)用價(jià)值。通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，改進(jìn)建設(shè)流程，減少浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的精益建造，促進(jìn)建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型與升級。在施工階段，可以應(yīng)用施工BIM模型實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：
（1）可視化施工指導(dǎo)，如三維交底、虛擬施工。施工交底時(shí)，通過BIM模型可查看工程的細(xì)部構(gòu)造，場地布置、腳手架布置、管網(wǎng)管道布設(shè)、復(fù)雜節(jié)點(diǎn)鋼筋等情況。
不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)的虛擬建造情況也可指導(dǎo)現(xiàn)場人員的管理工作，使施工人員在動工前直觀了解施工內(nèi)容，減少返工情況的發(fā)生。
（2）精細(xì)化施工管理，包括信息、進(jìn)度、質(zhì)量、資源、資金等管理。將各種工程資料即時(shí)匯總至BIM模型后，可便捷查詢各類工程信息，結(jié)合虛擬施工的情況，進(jìn)行工程的進(jìn)度控制和質(zhì)量管理。根據(jù)具體需求對施工BIM模型進(jìn)行資源分析后，管理者可按消耗量制定采購計(jì)劃，實(shí)行限額領(lǐng)料，調(diào)整資金計(jì)劃，以精細(xì)化的管理來控制項(xiàng)目的施工成本。
不同的項(xiàng)目因工程特點(diǎn)、軟件平臺、企業(yè)期望等不同，應(yīng)用BIM所要達(dá)到的目標(biāo)不盡相同。一個項(xiàng)目BIM應(yīng)用的具體目標(biāo)應(yīng)該依工程實(shí)際情況而定，既要讓BIM落地，又要有所倚重，不宜求全求大，使BIM流于形式，而影響其價(jià)值的發(fā)揮。
3.2 施工模型。
可準(zhǔn)確計(jì)量的3D模型只是一個基礎(chǔ)，施工階段更多應(yīng)用的是附加了時(shí)間、價(jià)格信息的4D、5D模型，創(chuàng)建方式有兩種：一是對設(shè)計(jì)方的3D模型補(bǔ)充施工信息得到所需模型；二是依據(jù)設(shè)計(jì)圖重新創(chuàng)建施工所用BIM模型。
第一種是在項(xiàng)目全生命周期應(yīng)用BIM的理想方式。從設(shè)計(jì)到施工，再到運(yùn)維，使用統(tǒng)一的BIM模型，在不同階段分別向模型錄入對應(yīng)信息，隨著項(xiàng)目的進(jìn)行，模型所含信息逐漸豐富，應(yīng)用價(jià)值越來越大。而目前設(shè)計(jì)所用BIM軟件多是由國外開發(fā)，創(chuàng)建的模型不符合國內(nèi)計(jì)量規(guī)范和圖集，不能直接進(jìn)行施工應(yīng)用。通過一些插件，可將設(shè)計(jì)模型導(dǎo)入國內(nèi)軟件繼續(xù)進(jìn)行BIM應(yīng)用，但當(dāng)前的插件沒有完全解決軟件之間的.接口問題，依然存在數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)。
第二種方式也稱翻模，是目前推廣BIM的過程中施工企業(yè)普遍采用的方式。施工方大多采用國內(nèi)軟件，因其建模思路、軟件操作易于掌握，較少出現(xiàn)有悖相關(guān)規(guī)范的情況，便于應(yīng)用BIM模型開展施工管理工作。然而對于項(xiàng)目全生命周期的BIM應(yīng)用而言，二次建模是一種耗時(shí)的重復(fù)工作，阻礙了模型價(jià)值的充分發(fā)揮，降低了基于BIM的施工管理效率，是BIM集成化應(yīng)用的缺口。
3.3 應(yīng)用流程。
在3D模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合定額、信息價(jià)、市場價(jià)等可得成本模型，考慮施工組織方案與進(jìn)度安排，可得進(jìn)度模型。將成本與進(jìn)度結(jié)合，利用5D BIM模型，模擬工程建造的過程，制定按區(qū)域、時(shí)間等劃分的資源及資金需求計(jì)劃，基于BIM進(jìn)行施工管理。圖1為施工階段的BIM應(yīng)用流程。
4 施工管理BIM應(yīng)用實(shí)踐。
BIM應(yīng)用的案例工程位于四川大學(xué)江安校區(qū)，為框架結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)樓，建筑面積5295.03m2,高度20.45m.結(jié)合工程資料、軟件等情況，確定了下述應(yīng)用目標(biāo)，探索BIM在施工管理中的應(yīng)用價(jià)值。
4.1 信息管理。
掃描構(gòu)件二維碼可查看信息，既有名稱、規(guī)格、材質(zhì)、工程量等基本信息，也包含班組、質(zhì)量報(bào)告、驗(yàn)收單等施工信息�；谶@些信息進(jìn)行管理，施工出現(xiàn)問題時(shí)，能夠究責(zé)到人。除構(gòu)件信息以外，在BIM瀏覽器上還可查詢圖紙、清單表、現(xiàn)場圖片、會審記錄、簽證單等資料，依據(jù)各種相關(guān)信息管理施工過程。基于BIM信息的管理功能，將管理人員從項(xiàng)目繁雜資料的查找中解放出來，通過標(biāo)簽可快速找到所需資料，有更多的時(shí)間與精力分析、解決問題，更為有效地進(jìn)行項(xiàng)目管理。
4.2 進(jìn)度管理。
將模型與進(jìn)度計(jì)劃、造價(jià)信息掛接，得到5D BIM模型，利用駕駛艙，通過虛擬施工管控項(xiàng)目進(jìn)度。隨著時(shí)間推移，模型逐漸建造起來，施工任務(wù)和造價(jià)曲線也不斷變化。圖2、3分別表示施工任務(wù)提前或滯后完成，還可按實(shí)際需要查看任意指定時(shí)間節(jié)點(diǎn)的建造情況。依據(jù)模型虛擬施工的情況，管理人員可掌握項(xiàng)目整體進(jìn)度和資金趨勢，確定相應(yīng)的工期計(jì)劃及資金計(jì)劃。
4.3 質(zhì)量管理。
現(xiàn)場人員利用移動端查看工程模型，對比實(shí)際施工情況，將工地的項(xiàng)目進(jìn)展、簽證表單、驗(yàn)收記錄等照片及時(shí)上傳到BIM系統(tǒng)，便于管理人員隨時(shí)核查現(xiàn)場的施工情況。當(dāng)現(xiàn)場施工與BIM模型有偏差時(shí)，除了上傳偏差點(diǎn)圖片，現(xiàn)場人員還可將自己的意見錄音反饋至系統(tǒng)，為質(zhì)量管理工作提供參考。
4.4 資源管理。
按照不同需求，基于區(qū)域、時(shí)間或構(gòu)件等統(tǒng)計(jì)施工材料的用量進(jìn)行資源管理。得到相應(yīng)需求的材料用量，考慮市場價(jià)格等因素后，管理者就可以制定采購計(jì)劃，適時(shí)購入材料。既規(guī)避了材料不足造成工期延誤的風(fēng)險(xiǎn)，又避免了材料過剩導(dǎo)致的施工成本增加。此外，BIM軟件也可以生成派工單，進(jìn)行施工班組管理，實(shí)現(xiàn)安全文明施工和勞動力資源的合理利用。
4.5 資金管理。
對不同區(qū)域進(jìn)行資金管理時(shí)，可以按造價(jià)形式查看各分部分項(xiàng)工程的造價(jià)及所占比例，也可以進(jìn)一步查看該區(qū)域的人工、材料、機(jī)械等費(fèi)用組成。管理人員進(jìn)行多種形式的費(fèi)用分析后，可以確定成本控制關(guān)鍵點(diǎn)，調(diào)整資金分配方案，保障項(xiàng)目順利竣工。工程結(jié)算后，管理者可以對本項(xiàng)目的預(yù)算價(jià)、合同價(jià)、結(jié)算價(jià)等進(jìn)行對比，分析總結(jié)整個工程的資金使用情況，為企業(yè)后續(xù)項(xiàng)目的資金管理工作提供依據(jù)。
5 結(jié) 語。
BIM在大型復(fù)雜工程中的應(yīng)用價(jià)值顯著，該類項(xiàng)目是BIM推廣的重要領(lǐng)域。目前，從設(shè)計(jì)階段到施工階段，重復(fù)建模阻礙了BIM模型的有效應(yīng)用。突破軟件方面的技術(shù)壁壘，發(fā)布行業(yè)統(tǒng)一的BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，彌補(bǔ)集成化應(yīng)用的缺口，是推動BIM 2.0時(shí)代發(fā)展的必行之路；適應(yīng)BIM給工程項(xiàng)目帶來的管理流程變化是施工企業(yè)成功應(yīng)用BIM的重要基礎(chǔ)。
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