基于BIM技術的施工管理平臺研究

谷洪雁　張現林

摘 要：以BIM技術應用為載體的項目管理信息化，可以提升項目生產效率、提高建筑質量、縮短工期、降低建造成本，但是我國目前BIM技術在設計階段應用較多，施工階段尚屬于探索階段，文章通過研究基于建筑全生命周期的施工管理平臺，通過IFC解析器讀取IFC文件在IFC實體庫中重構IFC模型，根據施工管理模型視圖從BIM數據庫提取模型，以3D視圖、空間結構視圖、WBS視圖等視圖方式顯示模型，可導出為文檔和報表，供決策支持。

關鍵詞：BIM；施工管理平臺；IFC WBS視圖

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）12-0153-01

1 我國建筑行業存在的問題

自21世紀，建筑業作為我國國民經濟的支柱產業已進入高速發展期，目前正面臨著大規模的基本建設。而建筑業快速發展的同時，主要存在著以下問題。

1.1 技術和管理水平相對落后

在激烈的市場競爭和建筑市場的對外開放，大型建筑企業技術和管理水平相對有較明顯的提高，但與發達國家相比，我國建筑行業技術發展很不均衡，整體的技術水準仍然偏低，裝備較為落后，平均建筑能耗物耗較高，影響到行業的進一步發展。據有關部門計算，我國建筑業經濟增長中，目前靠技術進步占效益增加的30%遠低于國際平均水平的40%，設計和施工水平都遠遠跟不上我國快速增長的建設規模。

1.2 資源浪費嚴重

在建筑業中，由于設計人員與施工人員溝通不暢，導致設計階段經常存在著錯、漏、碰、缺等現象，不僅在圖紙會審階段即使進入施工階段也需要不斷的進行設計變更。設計變更的出現對設計單位、施工單位、開發商乃至整個社會，都將造成人力、物力和財力的巨大浪費，并且建筑垃圾的排放量年年增長，已是不可忽視的問題，這對我國的可持續性發展將造成更大的挑戰。

1.3 建筑業信息可視化化程度水平較低

傳統的建筑信息主要是基于2D-CAD圖紙建立的，隨著國家重視環境保護和建設資源節約型社會，工程針對目前建筑業向低污染、低能耗及可持續發展方向的發展趨勢，已有的2D圖紙已不能滿足業主等各方的信息需求，另外伴隨著中國加入WTO（世界貿易組織，World Trade Organization）后大量國際承包商進入中國建設市場，對中國的建筑企業形成了巨大的挑戰，因此加強信息化技術是我國建筑企業提高自身競爭力的有效途徑。

綜上所述，隨著全球經濟一體化的形成，我國建筑業發展受阻的主要原因是信息可視化程度較低。因此，在行業規模迅速發展和國際競爭日益激烈的今天，要持續提高我國建筑企業的綜合競爭力，必須提高建筑信息化程度。

2 建筑信息化模型及應用現狀

BIM（建筑信息模型），全稱為“Building Information Mode-

ling”或“Building Information Model”，BIM應用始于美國，美國大多建筑項目都已應用BIM，有種類繁多的BIM應用，如Spa-

tial Validation，Facility Management，等。目前，美國大多建筑項目已經開始應用BIM，BIM的應用點也種類繁多，而且存在各種BIM協會，也出臺了各種BIM標準。BIM的價值在不斷被認可。美國總務管理局陸續推出了國家3D-4D-BIM計劃，系列BIM指南，NBIMS、美國國家CAD 標準（United States Nat-

ional CAD Standard）等一系列應用標準，某些州設施委員會也宣布對州政府投資的設計和施工項目提出應用BIM 技術的要求。英國政府要求到2016年，全面協同3D-BIM，并將全部的文件以信息化管理。日本也在全國范圍內推廣BIM技術，并得到政府大力支持和推進。歐洲、韓國也已有多家政府機關致力于BIM應用標準的制定。

BIM在我國作為一種新的理念和技術，各種各樣類型的建筑項目都在試圖應用BIM平臺找到解決自己工程中所存在的問題的辦法。目前BIM技術主要被應用到建筑設計階段。另外，還有施工管理、項目管理、建筑結構設計、造價估算、可視化、文檔資料管理等方面。

3 基于BIM技術的施工管理平臺研究

BIM技術在我國主要應用于設計階段，用BIM軟件進行建筑設計及通過對建筑圖與設備管道圖的碰撞檢測來降低后期施工工期及成本，全面提高工程質量。隨著建設項目規模的不斷擴大和BIM技術的發展和成熟，其應用也逐漸擴散到建設行業的各個階段，例如施工、運維等階段，慢慢的形成BIM在建設項目全壽命周期上應用的趨勢。

本文通過IFC解析器讀取IFC文件在IFC實體庫中重構IFC模型，根據施工管理模型視圖從BIM數據庫提取模型，以空間結構視圖、3D視圖WBS視圖等視圖方式顯示模型，可導出為文檔和報表，供決策支持。建立基于IFC的5D施工管理模型，將建筑物及其施工現場3D模型與施工進度相鏈接，實現施工進度4D動態集成管理及施工過程4D可視化模擬。通過建立工程計價清單并與WBS節點關聯，建立全面的動態預算及成本信息數據。

3.1 面向建筑全生命周期的施工管理平臺架構

針對施工階段的組織和過程管理特點，考慮組織、過程和信息三要素，動態創建、集成、管理和應用建筑工程信息，解決異構數據轉化與存儲、模型集成與提取、數據一致性控制、并發訪問管理等問題，建立基于IFC標準面向建筑全生命周期的施工管理平臺架構。

3.2 施工管理BIM模型

基于IDM和MVD標準，結合“基于規則集”的模型驗證方法，準確定義施工管理BIM模型，實現施工管理模型提取與集成、并發訪問控制和一致性約束等技術。結合MVD和IFC標準，研究非IFC格式建筑工程信息轉化為IFC模型的通用實現方法和流程，實現非IFC格式結構化信息集成到BIM模型。引入云計算和分布式數據庫等新型網絡和信息技術，設計基于WEB的BIM服務機制，實現處于不同地理位置的各參與方便捷的訪問集成BIM模型。

3.3 基于IFC的5D施工管理模塊

將建筑物及其施工現場3D模型與施工進度相鏈接，實現施工進度動態集成管理及施工過程4D可視化模擬。通過建立工程計價清單并與WBS節點關聯，實現全面的動態預算及成本信息數據的5D管理。

4 結 語

建筑業由于信息孤島的存在，產生大量的“錯、漏、碰、缺”，造成建筑資源嚴重浪費。BIM技術的核心就是解決信息共享、無損傳遞。2007年我國發布建筑工業行業標準《建筑對象數字化定義》，2010年發布《工業基礎類平臺規范》。本文通過調研建筑行業IFC數據描述需求和應用現狀，在系統研究IFC標準的模型體系的基礎上，利用IFC實體擴展和屬性擴展，建立施工管理模型，實現數據從設計階段向施工階段的無損傳遞。

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