BIM 技術在機電工程中的應用研究

陳辰

（廣州石化建筑安裝工程有限公司，廣東 惠州 516081）

1 BIM 技術的概念及國內應用狀況

BIM 技術并不是個從一開始就確定下來的概念，而是在長時間的探索研究中慢慢發展起來的。BIM 技術最早可以追溯到20 世紀70 年代，信息技術還只能做到簡單的內容傳輸，在攝影攝像等圖像技術初步發展的階段，就有人提出信息技術可以與圖像技術相結合，用來研究建筑的不同功能和不同屬性。80 年代，在此前的基礎上，初步開始了對建筑模型數字化的研究，從而誕生了最初的BIM 技術。進入新世紀，互聯網和數字化成為很多產業升級轉型的新方向，BIM 技術的開發需求和應用需求逐步擴大，BIM 技術逐漸成為工程領域的重要輔助工具。

BIM 技術進入我國的技術并不晚，但是相關的理論研究是在近10 年內形成體系的，形成BIM 標準框架的研究是在2010 年以后。隨著清華大學BIM 專項研究組的研究成果問世，標志著我國BIM 工具、信息保障等方面的規范逐步確立起來，從此，我國BIM 技術向著更加全面、系統的方向完善，BIM相關軟件的實用性和功能性也逐步提高，并且在多個建設工程中進行了嘗試，為國內BIM 技術的運用和探究留下了寶貴的經驗。

2 BIM 技術運用在機電工程中的特點和優勢

BIM 技術主要特點：

一是數字化建模圖像所表達的內容更為直觀。與平面二維圖紙相比，數字化建模能夠直接反應目標建筑物的各項參數，按照比例建造目標設施，降低了設計者的三維想象能力要求，也有助于施工人員理解和實施方案，減少誤差，加快進度。

二是數字化建模圖像所表達的能容更為全面。與平面設計圖紙相比，BIM 模型能夠將設施內部的機電管道和電路、系統的結構框架都充分表現出來，輔助設計人員添加各種配件，增加設施的功能，從而提高項目質量。

三是BIM 技術對于機電工程產業的提升具有時代先進性和技術先導性。BIM 技術幫助傳統的圖紙進行從二維到三維的跳躍，令參數采集、配件添加、設備整合變得簡單高效，也更容易地暴露出了設計中的問題，像管線布局等錯誤，也可以通過建模來審查，極大地減少了工作誤差，提高了工程質量。現在正處于5G 時代發展的前夕，一個物聯網的時代正在到來，BIM 技術符合了時代信息化、可視化、數字化的發展方向，對整個機電行業的發展是有益處的，很可能代表著機電行業主流發展趨勢。

BIM 技術對機電工程帶來的實質性優勢主要集中于以下幾個方面：

由于BIM 技術是讓圖紙變成三維建模，比二維圖紙更直觀易懂，不論是統計施工材料、計算工作量、提高計算的準確性，還是核算成本都變得相當快捷。不論是在核算所需材料，還是設計院檢查工程中可能存在錯誤時，都有相當大的幫助，降低了相關工作人員從業經驗的要求，也減少了人工誤差。

雖然機電工程需要大量的設計和運算，但是數據計算錯誤和主觀預估帶來的誤判總是難以避免，在使用傳統二維圖紙時，很難全面不漏死角地對工程進行校對和審查，往往在工程建設中才能發現問題。而BIM 技術可以對工程進行實時監控，通過微縮的三維模型來模擬工程安裝、運行的過程，考察部件與系統之間的聯結和協作，能更早、更快地發現工程問題，及時修正。

機電工程是多個施工部門共同協作的成果，不同部門之間工作互不相同，將這些部門聯結起來的紐帶就是設計圖紙。在傳統二維圖紙時期，各個部門之間的配合較為松散，各自按照自己的經驗和習慣解讀圖紙并施工，人與人之間經驗和解讀的不同，就容易造成工程的偏差。而三維數字化模型在搭建的基礎上就需要各個部門的配合和討論，在工程初期就加強了各部門的聯系，提高了各部門對工程的理解，有助于后期的施工和合作，加強了設計圖紙對施工部門的統籌規劃功能。

3 如何在機電工程中發揮BIM 技術的優勢

BIM 技術在機電工程領域的嘗試已經證明其本身的價值，但是我國對BIM 技術的實際運用其實并不完善，在使用過程中仍然存在著誤區或是資源的浪費。隨著BIM 技術逐漸成為機電工程中的主要研究方向。

3.1 BIM 技術不是一種孤立、既成的技術

鑒于如今萬物互聯與三維立體影像成為時代大背景的主流趨勢，BIM 技術自身的成長性也是不可估量的，它不應當只成為一種技術手段，而也應當被視為一種可研究、可發展的學科，在實際運用中不斷積累新的運用經驗和運用方法，不斷地得到提升和提高。

同時，BIM 技術也不是孤立的一種技術，而應該與管理手段相結合。技術可以從實際運用層面去解決一些實用性的問題，但是如何發揮技術的最大價值，發揮人的能動性，從頂層做到統籌兼顧和全面規劃。在工程實施的過程中，BIM技術還可以幫助管理人員進行環節的監控，在環節上出現問題時能夠及時發現、及時反饋、及時解決，提高管理人員應對工程問題的水平和緊急事件的處理水平。

此外，BIM 技術還能有助于優化管理流程和管理結構。在使用平面圖紙時，管理流程和技術手段不存在統一和協作。而BIM 技術的運用則改變了這一現狀，它的運用深入到施工的各個階段，前期需要從各個部門進行材料、數據等信息的收集，中期實時監控工程中各個部門的施工情況，后期根據工程建設的效果來進行模擬和檢驗，要做到這些功能的實現，需要與施工部門展開大規模的信息交換和信息合作，而且在計算機運作的情況下，人為隱瞞信息或者數據錯誤都是難以進行的，三維模型可以立刻尋找到出現問題的環節，優化了機電工程的管理流程。因此，BIM 技術能夠幫助機電工程從業人員提高專業素養，促進機電工程企業可持續發展。

3.2 在成本環節做好把控

BIM 技術在機電工程領域已經有了大量的運用案例，在上海世博會等公共設施建設中都發揮了重大的作用，但是這些工程項目的公共服務作用大于本身的經濟效益，而大部分的工程建設的目的都是為了帶來經濟效益。這就暴露出了BIM 技術運用的一個問題——BIM 技術所需施展的技術、信息采集要求、軟硬件設備成本要求都遠高于以往的平面圖紙，要想進行大規模的推廣，BIM 技術能否降低機電工程的成本，控制機電工程的建設價格成為了關鍵。

要運用BIM 技術把控成本，對工作人員提出了更高的要求。工作人員要以可視化模型為基礎，通過“框圖出價”的方法，對工程各環節造價進行預估和核算，因為能夠清晰地了解工程建設所需的環節，工作人員的預估也會更為精確，減少誤判帶來的材料浪費。

在建設過程中，遇到不可抗力修改工程的案例也不在少數，碰到這種情況，BIM 技術可以通過調整模型來對價格快速進行二次核算，減少了重新規劃、設計圖紙、再次計算的時間。最新的BIM 技術已經能夠通過大數據分析的經驗，對工程造價進行大致統計并給出參考值，如果預估造價與參考值出入較大，工程就可能存在問題，也可以幫助工作人員及時發現錯誤，以免帶來經濟損失。

4 運用BIM 技術所需注意的問題

BIM 技術是在近來飛速發展的技術，它對數據采集、數據處理、信息通信、三維建模等技術要求較高，這對大齡工作人員來說，是難以短時間內適應的。而年輕工作人員學習網絡技術和信息技術有天然的優勢，可以快速習得相關技能，但是不論是工作經驗和專業水準，都難以與前者相比較。這就要求管理階層在推廣BIM 技術時，不能全部要求大齡員工學習相關技術，也不能將工作人員全部替換成懂得BIM 技術的員工，而忽視工作經驗和專業素養的重要性。要推廣BIM技術，要考慮到團隊的學習能力和接受能力，逐步普及。

此外，BIM 技術雖然有著自身得天獨厚的優勢，但是沒有一種技術是沒有風險的，在使用這種技術的同時，應該加強對實際案例的研究，關注該方面的專業學術論作，針對技術運用可能出現的問題準備應對預案。

5 結語

在數字化建模和三維圖像逐漸成為工程學科的主流發展方向的大背景下，BIM 技術因其強大的仿真建模和信息統籌整合功能，在工程領域有廣闊的前景。得益于BIM 技術的開發和應用，人們的要求，也可以得到進一步的滿足。