建筑工程管理應(yīng)用BIM技術(shù)的效率提高方法分析

王中琴

（硅湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 昆山 215300）

1 建筑工程管理現(xiàn)狀

建筑工程管理即建設(shè)工程項目管理，在管理過程中所涉及到的內(nèi)容多種多樣，主要包括安全管理、進度管理、合同管理、造價管理、質(zhì)量管理、信息管理等多個方面。主要工作內(nèi)容可以概括為三個部分：第一部分是質(zhì)量控制，此部分主要工作是根據(jù)現(xiàn)行法律法規(guī)規(guī)定的基本要求，針對建筑工程建設(shè)期間質(zhì)量要求和標準的實施風險進行深入的分析，編制質(zhì)量控制的基本方案，針對設(shè)計方、施工方、監(jiān)理方、采購方等參建主體在質(zhì)量控制中的具體權(quán)責作出明確規(guī)定；第二部分是成本控制，此部分主要工作是基于對建筑工程項目可行性的研究，論證建筑項目總投資目標，編制初步預(yù)算規(guī)劃，深度分析總投資目標實現(xiàn)期間所面臨的風險，編制投資風險管理方案；第三部分是進度控制，此部分主要工作是通過對建筑工程項目總進度目標的分析與論證，編制進度計劃，對進度目標實現(xiàn)風險進行科學(xué)分析，引入風險管理工作理念形成施工組織設(shè)計方案并指導(dǎo)實施。

當前，在建筑工程管理工作的開展中，仍然面臨著一定的問題，直接影響了工程管理的工作效率：第一，參與建筑工程管理的各方責任主體工作流程銜接不合理，不連續(xù)，導(dǎo)致建筑工程項目的成本以及工期控制存在較大缺陷；第二，相關(guān)單位技術(shù)質(zhì)量不合格，難以對工程建設(shè)中存在的問題進行預(yù)測，直接對工程質(zhì)量目標的實現(xiàn)產(chǎn)生了不良影響；第三，各個部門與單位存在信息割據(jù)的問題，信息共享與傳遞效率不高，導(dǎo)致組織協(xié)調(diào)面臨較大難度。

2 BIM技術(shù)概述

BIM（building information modeling）即是“建筑信息模型”的意思。BIM的實質(zhì)就是用一個個模型來表達建設(shè)項目所有的功能屬性，是一個可以進行信息、資源共享的大平臺，能夠為建設(shè)全過程中的所有問題提供參考意見；例如，在建設(shè)項目實施的各個程序中，都可以利用BIM技術(shù)進行數(shù)據(jù)的插入、提取、更新等。

目前，BIM技術(shù)已經(jīng)在全世界普遍應(yīng)用于建設(shè)工程中，而且隨著應(yīng)用實踐技術(shù)不斷發(fā)展升級，已成為我國“十二五”規(guī)劃的重點工程項目。BIM技術(shù)主要是利用計算機技術(shù)建立建設(shè)項目的三維模型數(shù)據(jù)庫，根據(jù)建設(shè)項目實施過程中發(fā)生的各種變化進行數(shù)據(jù)庫實時調(diào)整，可以讓相關(guān)單位隨時準確調(diào)用各類相關(guān)數(shù)據(jù)，以提升建設(shè)的質(zhì)量，加快建設(shè)的進度，從而降低建設(shè)項目管理與控制的成本、保障建設(shè)項目的質(zhì)量，達到提升經(jīng)濟效益的目的。

BIM技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用的推廣，進一步推動著建筑工程軟件不斷地發(fā)展，特別是工程造價工程管理軟件，從二維向著三維、靜態(tài)向著動態(tài)的方向發(fā)展，更好地促使建筑工程全過程造價管理能夠不斷地出現(xiàn)新突破，達到提高建設(shè)項目的精準度、提高完成工程量計量與計價的效率。BIM技術(shù)在建筑工程管理中的應(yīng)用中發(fā)揮著越來越重要的作用，在充分發(fā)揮BIM自身技術(shù)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了價值最大化。

3 BIM技術(shù)的主要內(nèi)容

第一是建立模型。運用BIM技術(shù)建立各專業(yè)模型，通過模型對整個施工過程進行虛擬，用于施工過程中的質(zhì)量控制、進度控制、成本控制。虛擬模型可以結(jié)合各項屬性和相關(guān)參數(shù)，來動態(tài)地反映出施工模型和設(shè)計模型之間的關(guān)系。施工模型一旦建立好之后，如果有變化可以在原模型上修改，即施工模型具有重復(fù)使用的功能，隨著施工過程的不斷推進，模型展示越來越精細、準確，所以，需要通過BIM技術(shù)建立施工模型。

第二是仿真。BIM仿真首先是應(yīng)用計算機技術(shù)將現(xiàn)實系統(tǒng)經(jīng)過抽象和簡化形成模型，然后再對此模型分析后進行運行，由此得到一些統(tǒng)計結(jié)果。BIM仿真的基本步驟如下：系統(tǒng)研究—數(shù)據(jù)收集—系統(tǒng)模型建立—仿真算法確定—仿真模型建立—仿真模型運行—結(jié)果輸出，根據(jù)仿真的程度不同又可以分為數(shù)值仿真、可視化仿真和虛擬現(xiàn)實VR仿真。

第三是優(yōu)化。首先通過仿真技術(shù)將現(xiàn)實建設(shè)項目轉(zhuǎn)化為虛擬模型，然后根據(jù)建設(shè)的目標和計算的方法，進行更進一步的優(yōu)化，目的是使建設(shè)目標在限定條件內(nèi)達到最接近，為建設(shè)相關(guān)參與方提供科學(xué)的定性或定量參考數(shù)據(jù)。其中優(yōu)化的方法有很多種，例如：運籌學(xué)、動態(tài)規(guī)劃、線性與非線性規(guī)劃等。

第四是虛擬現(xiàn)實。此部分內(nèi)容主要是通過操作者對多種媒體的感受與交互作用，能夠?qū)⒔ㄔO(shè)中所要解決的問題在虛擬現(xiàn)實環(huán)境下得以解決。虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為虛擬建設(shè)的核心部分，融合了多種綜合信息技術(shù)，例如計算機圖形、工業(yè)建筑多媒體、人工智能、機械技術(shù)、電子技術(shù)等。通過多種感官的模擬，不但讓人有一種身臨其境的感覺，而且人還可以與之互動，最終使人對建設(shè)項目有直觀上認識。

4 BIM技術(shù)在建筑工程管理中的應(yīng)用

BIM技術(shù)是當前建筑領(lǐng)域最為先進的三維數(shù)字設(shè)計軟件，可提供具有可視化特點的數(shù)字建筑模型。作為一種集工程設(shè)計、建造以及管理于一體的數(shù)據(jù)化工具，BIM可通過參數(shù)模型的方式對建筑工程項目相關(guān)信息進行全面整合，在工程管理的全生命周期中實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的高效傳遞與共享，為工作人員對建筑信息的理解與應(yīng)用提供便利，從而發(fā)揮提高建筑工程項目管理效率，縮短工程建設(shè)周期，節(jié)約建設(shè)成本等優(yōu)勢。目前，BIM技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)覆蓋至工程項目全壽命周期中，在工程管理方面的應(yīng)用體現(xiàn)在以下幾個階段：

第一是BIM技術(shù)在設(shè)計階段中的應(yīng)用。BIM技術(shù)應(yīng)用下，工作人員可以直接展開對建筑、結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部設(shè)備的設(shè)計工作，提供三維設(shè)計模型，在各個環(huán)節(jié)間共享設(shè)計模型數(shù)據(jù)。如，設(shè)計單位在根據(jù)建設(shè)單位要求建立三維模型后，可將該模型轉(zhuǎn)交至結(jié)構(gòu)設(shè)計人員，錄入結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)數(shù)據(jù)，再轉(zhuǎn)交至設(shè)備設(shè)計工程師，錄入設(shè)備設(shè)計相關(guān)數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)項目設(shè)計在結(jié)構(gòu)、設(shè)備等環(huán)節(jié)間的高效銜接。除此以外，基于BIM技術(shù)下的相關(guān)專用軟件，能夠以現(xiàn)行建筑設(shè)計規(guī)范為依據(jù)對設(shè)計方案進行自動校核，將三維設(shè)計模型中的相關(guān)數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入軟件中，支持對綠色建筑、能耗、以及日照水平等關(guān)鍵參數(shù)的模擬分析。

第二是BIM技術(shù)在施工階段中的應(yīng)用。根據(jù)設(shè)計階段所確定的三維設(shè)計模型數(shù)，可以展開對建筑項目的虛擬建造，在高度仿真的環(huán)境下預(yù)演建造過程，以發(fā)現(xiàn)項目實際施工中可能出現(xiàn)的問題，以便及時改進設(shè)計方案中存在的不足。例如，在建筑工程項目結(jié)構(gòu)檢測中，可以通過對BIM技術(shù)的應(yīng)用及時掌握結(jié)構(gòu)間可能出現(xiàn)的碰撞關(guān)系，對設(shè)計方案進行調(diào)整，以便后續(xù)施工中出現(xiàn)方案變更的問題，達到提高施工管理效率的目的。

第三是BIM技術(shù)在運維階段中的應(yīng)用。工作人員可以通過應(yīng)用BIM技術(shù)的方式為建筑經(jīng)營管理奠定基礎(chǔ)，利用前期集成化信息數(shù)據(jù)為建筑工程項目后續(xù)運行維護階段的設(shè)備管理、物業(yè)管理等工作提供必要的數(shù)據(jù)支持。除此以外，BIM技術(shù)還能夠提供與互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)的工作接口，通過調(diào)用BIM數(shù)據(jù)庫的方式及時掌握故障發(fā)生的具體信息，以便對問題加以及時解決。

5 BIM技術(shù)提高建筑工程管理效率的措施

既往大量工程實踐經(jīng)驗表明，建筑領(lǐng)域中對BIM技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)出了參數(shù)化、模擬性、協(xié)調(diào)性、可出圖性、可視化等多個方面的特點與優(yōu)勢。在建筑工程項目全壽命周期的管理實踐中，積極應(yīng)用BIM技術(shù)能夠起到優(yōu)化設(shè)計方案，節(jié)約項目建造成本，保障項目建設(shè)工期，同時完善組織協(xié)調(diào)溝通關(guān)系的目的。在具體應(yīng)用中，BIM技術(shù)與建筑工程項目全壽命周期管理的結(jié)合關(guān)系可以概括如見圖1所示。

圖1 BIM技術(shù)與建筑工程項目全壽命周期管理的結(jié)合關(guān)系示意圖

根據(jù)建筑工程項目的具體情況，可以將工程項目建設(shè)內(nèi)容劃分為土建工程、結(jié)構(gòu)工程以及機電工程這三個部分。在應(yīng)用BIM技術(shù)時，可以先構(gòu)建包括墻體、樓板、樓梯以及圍護結(jié)構(gòu)門窗等在內(nèi)的建筑模型，然后對結(jié)構(gòu)模型以及機電模型進行補充與完善，實現(xiàn)各個專業(yè)間的信息共享。以現(xiàn)實工作任務(wù)為依據(jù)的BIM模型能夠提供不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件間的碰撞檢測功能，預(yù)先掌握項目建設(shè)期間潛在的設(shè)計以及質(zhì)量問題，并對質(zhì)量問題進行改進。

圖2 建筑工程管理中BIM的細化流程示意圖

除此以外，通過對BIM技術(shù)三維仿真以及虛擬施工過程等功能的應(yīng)用，能夠以一套科學(xué)有效的施工組織方案對項目全過程施工進行模擬，在保障工期合理性方面有重要意義。在具體應(yīng)用中，建筑工程管理中BIM的細化流程可概括如圖2所示。

6 結(jié)語

在BIM推廣應(yīng)用相關(guān)政策陸續(xù)出臺的背景下，建筑領(lǐng)域?qū)IM技術(shù)的應(yīng)用呈現(xiàn)出了廣泛化、普及化的發(fā)展趨勢。當前，BIM技術(shù)已支持通過模型構(gòu)建、碰撞檢測、虛擬仿真等途徑完成對建筑工程項目全壽命周期的管理，能夠在確保工程項目質(zhì)量目標的基礎(chǔ)之上，合理降低工程建設(shè)期間各類資源的消耗量，促進建筑工程管理效率的全面提升。可以預(yù)見的是，在BIM技術(shù)的支持下，建筑工程管理流程將日趨完善與清晰，并在彌補當前建筑工程管理所存在的一系列問題上發(fā)揮著重要的作用。