施工階段技術革新的對策思考

“十三五”時期，我國經濟發展進入新常態，增速放緩，結構優化升級，驅動力由投資驅動轉向創新驅動。以發揮市場在資源配置中起決定性作用和更好發揮政府作用為核心的全面深化改革進入關鍵時期。新型城鎮化、京津冀協調發展、長江經濟帶發展和“一帶一路”建設，形成建筑業未來發展的重要推動力和寶貴機遇。

當前，隨著全社會對可持續發展的認識的提高，建筑工程可持續發展逐步成為共識，給建筑工程的設計、施工和運營維護提出了進一步要求。在建筑工程中，施工企業通過利用建筑信息模型可以帶來顯著價值。

多維表現 優化管理

在施工階段中，BIM應用表現形式包括多個方面，例如三維表現，利用三維、材質、光影等方式，用圖像、視頻、動畫等形式直觀形象的展示模型相應信息。主要應用在前期溝通、項目投標、施工方案交底等環節；三維表現的特點是以展示為主，注重直觀效果，根據任務的不同，三維表現的要求也不盡相同，模型精度根據應用點需求調整，粗可到層或區域，細可到材料，同時模型信息以幾何信息為主。三維表現的精度不同，在前期溝通可能只有兩張方案圖，在交底可能是深化設計圖紙，實現的功能是三維表現。

專業深化與設計綜合。在設計模型或前期模型基礎上，基于專業深化和制作、安裝要求，進行細節設計，形成深化設計模型；將建筑、結構、給排水、暖通、電氣、鋼結構、幕墻等多專業模型進行綜合和碰撞，找出優化點和專業間配合要求。碰撞檢查不能作為簡單的BIM應用的一個分類，深化設計是不同專業，各自專業內部進行深化，多專業之間進行設計綜合，找出一些問題，或者是再進一步地進行優化，碰撞檢查是在建模過程中產生的非常簡單的效果；主要應用在設計、深化設計環節。具體而言，專業深化以設計模型或者前期模型為基礎，關注選型規格、制作、安裝方面的專業要求；設計綜合則解決設計各專業間系統不夠的通病。專業模型應為深化設計模型，模型涉及專業越多，綜合優化、碰撞檢查的價值越高。模型精度一般為構件級、材料級，模型信息主要為設計信息，包括幾何尺寸、空間做標、規格型號等。

方案模擬優化。針對工程量統計、進度管理、數字化加工、質量、材料、安全等施工方案關鍵點和關鍵流程，結合相關專業及周邊環境進行模擬、比選、分析和優化，提高方案科學性、經濟性和可行性，主要應用在施工方案編制環節。方案模擬優化特別適用于復雜節點、復雜環境的建模和預演，效果直觀，從而提高實施的可靠性；模型精度一般為構件級、材料級，模型信息主要為設計信息、方案措施信息，包括材料、設備、人員和資金等。

工程量統計。在模型精度和設計深化基礎上，對構件和材料根據輸入信息分類進行工程量的提取和統計，主要應用在設計和施工環節。這一應用形式根據需求建模和提取，較為靈活。模型精度和設計深度決定了工程量統計的效果，但與三維算量現有技術、計價軟件對接存在困難，在生產、方案，成本管理方面存在巨大潛力。模型精度一般到材料級，模型信息包括設計信息、方案措施信息、定額指標信息等。

進度管理。在項目管理WBS基礎上合理拆分BIM模型，進行相關的進度計劃安排、資源調配以及平衡、過程監視和調整、效果評估等管理活動，主要應用在施工方案編制和生產管理環節。這一應用方式體現了WBS施工部署，改變常規進度計劃粗線條，日常管理作用不大的問題，同時，如果能將現場實際與材料、資金需求計劃串聯起來，可以顯著提升項目管理精細化水平。模型信息一般包括設計信息、時間參數等。

數字化加工。在深化設計模型基礎上，將相應構件、半成品加工信息提取并交付加工制作，主要應用在構件、半成品加工制作環節。可以生成設備數據文件直接進行數控加工，大幅度提供工作效率。

質量管理。利用模型結構，將施工過程的材料進場、半成品加工、技術復核、分部分項驗收、工程技術資料等環節質量信息進行統一管理，提高管理效率和質量，主要應用在施工過程。這一應用方式可使質量信息、工程資料直觀查詢，便于檢查，并實現管理上可追溯；模型信息則包括設計信息、驗收信息。以3D激光掃描質量校核為例，利用當今最先進的3D激光掃描測繪技術，采集現狀數據點云 ，通過專業軟件逆向出現狀模型，再與設計模型進行差異對比，進行現場施工質量精細化校核、管理，施工比對誤差可控在±2mm以內。

認清本質 探索價值

建筑施工行業的BIM應用已經有一段時間了，但對于施工行業從業人員來講，BIM的概念是否真正清晰呢？實際上，通過相關調研發現，一些施工行業從業人員認為BIM“好看”，除了看到建成后的效果不知道還能干什么；有人認為BIM“費勁”，不需要用BIM，常規方法也可以做；有人認為BIM只為業主創造價值；還有些同行則是看到行業內其他企業在應用BIM，為了“跟風”而應用；還有人則認為BIM對復雜項目有用，對簡單項目則沒有用。

實際上，施工階段有諸多特點：首先是工程實體動態實現的過程，有大量實體的移動、融合、組合、拼裝，實體材料的形態多樣，同時在工程實體的形成過程中還存在轉化。此外，施工階段的人員、機械、材料在特定時段特定部位上的高強度集中投入，由于操作地點的不固定以及人員素質、技能不均衡、環境條件不相同等因素，使人的行為和物的狀態需要高度關注。

那么，BIM在實踐中真正的價值是什么？從宏觀上看，通過ISO國際標準對BIM的定義，即建筑信息模型為建設各參與方共享建設工程（包括建筑物、橋梁、道路等）各構件的物理和功能屬性的數據化信息，以便為領導層提供可靠的決策依據?？梢园l現對于模型的定義解釋中都提到決策支持。美國的BIM指南認為BIM是一個設施（建設項目）物理和功能特性的數字表達，是一個共享的知識資源，是一個分享有關這個設施的信息，為該設施從建設到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據的過程；在項目的不同階段，不同利益相關方通過在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反應其各自職責的協同作業。這其中也強調了作為決策的支持基礎。

對于我國而言，住房和城鄉建設部在《關于印發推進建筑信息模型應用指導意見的通知》中指出，BIM是在計算機輔助設計等技術基礎上發展起來的多維模型信息集成技術，是對建筑工程物理特征和功能性信息的數字化承載和可視化表達。BIM能夠應用于工程項目規劃、勘察、設計、施工、運營維護等各個階段，實現建筑全生命期各參與方在同一多維建筑信息模型基礎上的數據共享，為產業鏈貫通、工業化建造和繁榮建筑創作提供技術保障；支持對工程環境、能耗、經濟、質量、安全等方面的分析、檢查和模擬，為項目全過程的方案優化和科學決策提供依據；支持各專業協同工作、項目的虛擬建造和精細化管理，為建筑業的提質增效、節能環保創造條件。

從各個標準、定義中總結來看，宏觀視角認為BIM的影響范圍是項目全生命期，涉及各方主體和各個崗位，過程手段包括存儲、協同工作等，價值目標是決策支持。那么從微觀個體來看，BIM真正的價值是什么？這可以從三個角度考慮，一是從崗位的角度，二是從項目的角度，三是企業的角度。從崗位的角度看，就是提高個人工作質量和工作效率；從項目角度來看，是提升項目精細化管理水平；從企業角度來看則包括核心技術能力提升，提升大集團集控管理能力和市場競爭力和品牌效應。

具體從崗位角度來講，可以減少錯漏碰缺以及過程設計變更，提高深化設計的質量和效率，提高數據精確度和深化設計的質量、效率。以某集團總部大樓項目為例，在該項目建造過程中通過BIM應用，發現碰撞點356處，核對分析完成45處的調整與修改，提高了施工質量一次成優的效率，減少返工。同時，通過應用BIM技術，以三維展示的形式，讓項目員工可以準確理解設計意圖甚至每一個復雜構件，通過相關軟件虛擬施工及漫游，對施工方案進行比選，模擬工程進度，安排施工順序，便于管理人員組織現場施工。通過在復雜部位應用Revit軟件建立三維空間模型，直接向班組進行施工交底和作業指導，效果更加直觀、方便，提高項目部的管理以及班組的施工效率。該工程僅歷時10個月即完成了近18萬平米的主體結構施工任務，有效節約了施工工期。

從項目角度來講，BIM為項目管理提供有效、可靠的信息數據。例如BIM可以輔助鋼筋翻樣，減少錯漏碰缺并進行鋼筋排布及優化；BIM可以指導鋼筋加工，通過掃描二維碼，數控設備加工，生產半成品鋼筋；BIM指導鋼筋綁扎，鋼筋材料管理、查詢、驗收。

從企業角度來講，BIM可以提高深化設計能力，實現數據歸總、計劃管理、招標集采，并進行相關計劃管理和招標、集中采購，這些都會對企業產生良好的效益。

目前階段，BIM的信息基礎作用凸顯，隨著工程總承包、投融建項目的推進，BIM可以更好地在施工上下游階段流轉，發揮的效益也將更大，更重要的是，隨著物聯網、VR等新技術的不斷涌現，為充分利用BIM信息提供了有效的工具。