BIM技術在現場施工管理中的應用

亓培鑫 高 鵬

(山東科技大學土建學院，山東 青島 266590)

1 現場施工管理存在的問題

1.1 施工人員管理水平有所欠缺

第一，建筑施工企業的管理人員多而雜，學歷水平參差不齊，他們有的是專業的施工管理人員，能夠熟練掌握施工工藝進行施工管理，但是也有一些臨時性的非專業施工管理人員，這類施工人員由于學歷的限制，沒有接受過專業的培訓，對施工工序和現場管理存在認識上的不足。建筑施工具有工期長、投入資金多、工序復雜的特點，在這種情況下，對施工現場的勞動力進行管理就顯得十分困難和復雜。在施工過程中，施工管理人員對現場施工監管不到位，部分施工人員存在自作主張，隨意更改建筑設計，不嚴格按照圖紙進行施工的現象[1]，而現場管理人員并沒有及時發現并制止，導致驗收不合格，需要重新返工，由此拖延工期，影響進度。

第二，現場施工管理人員對材料設備的管理有所欠缺。建筑施工現場材料、施工設備、器具等繁多，許多工人對于現場材料隨用隨放，一方面會造成材料的浪費，也會為后續施工造成不必要的麻煩，另一方面，對于放置的材料沒有相應的保護措施，使材料損失應有的使用功能，形成潛在的安全隱患。其次，管理人員對現場施工設備只注重使用不注重保養，對設備的保護不到位。有的設備長時間不用，隨意停放在現場，會造成設備的老化和零配件的損失，增加潛在的安全風險。另外，大型設備停放不合理，長時間的停放占據著大量的施工空間，為工程施工造成不便。

1.2 進度問題

現場管理人員對不確定因素的預測和防范不到位。建筑施工過程中會受到不確定因素的影響。首先，氣候、環境、水文等因素會拖慢施工進度，雷雨天氣過后，對于施工現場的排水也是一大問題。其次，在漫長的施工過程中，所需要的人員、材料、機械設備的價格會出現波動，而且來自于建設方的資金問題也影響著施工進度，比如建設方未能定期支付預付款、工程款等，會造成施工單位資金周轉困難，對于施工進度的落實造成影響。在施工現場，傳統的施工進度管理方法有橫道圖、網絡圖、直方圖等，現場管理人員大多數是通過類似工程的施工進度和長時間工作積累下來的經驗來安排進度，這種方法雖然可行，但是其精度不高，一些工作只有大體輪廓，并沒有詳細的內容，所以，很容易出現拖延工期的現象。

1.3 成本問題

項目成本的控制關系著企業的經濟利益，完善的項目成本管理機制是項目盈利的基礎，在企業成本管理中，所建立的成本管理體系大多是針對財務和審計部門，而在現場施工管理中，成本控制是一個薄弱環節，項目成本管理系統缺乏整體性。現場管理人員的成本控制意識差，只是局限的認為，現場管理人員側重于做好具體的施工工作和現場施工人員的管理工作，只注重資金材料是否到位，而對于成本的控制管理是財務、審計部門的工作，這恰好違背了全員性成本控制原理，沒有認識到成本控制是需要每一個人員共同參與。其次，傳統的成本控制方法存在計算量大、計算精度差、效率低下等現象，而且不能對施工成本和材料的使用進行實時監控和管理，造成預算超支和資源浪費。另外，由于施工隊眾多，施工時間節點繁多，會導致施工員和材料員并不熟悉預算，在控制用料方面造成一定的浪費，增加項目成本。

1.4 質量問題

項目質量決定著建筑物壽命的長短，關乎著人民的生命財產安全。在施工現場，各種圖紙復雜冗多，部分施工人員對圖紙的理解執行能力不夠，各工種之間聯系的缺失以及施工水平的差別要求我們必須加強施工質量控制，傳統的質量控制是運用抽檢的方法，而在抽檢過程中，若監理人員對已完成項目檢測結果不理想，會導致項目返工和拖延工期，也就是說，傳統的質量控制模式在各工種協調方面難度頗大，并沒有形成有效的質量管理體系，往往是出現質量問題后再改正，這并不能保證項目的質量。因此，我們需要將這種靜態的管理模式轉化為動態的管理體系，建立健全項目信息化基礎平臺，通過平臺軟件，加強信息傳遞與共享，避免出現信息孤島和斷層問題。

2 BIM技術的特點

BIM技術是一種多維模型信息集成技術，能夠讓項目建設的所有參與方從概念的產生到完全拆除的整個生命周期內清晰的從模型中得到所有的信息、功能要求和性能。BIM具有以下特點。

2.1 可視化

2.1.1設計可視化

設計可視化即在設計階段設計師以三維模型的形式將建筑物和構件呈現出來，用戶可以清晰地通過三維模型看到建筑物和構件，隨時可以獲取建筑物和構件的信息。

2.1.2施工可視化

施工組織可視化是通過BIM技術將傳統的二維圖紙轉化為三維模型，通過創建各種模型，可以進行虛擬施工，將復雜節點全方位呈現出來。通過BIM軟件我們可以對建筑設備的空間布局是否合理進行提前檢查，通過設置不同的施工路線，可以制作出多種設備安裝動畫，可擇優選取合理路線。施工組織可視化的優勢還表現在機電管線的碰撞檢測，將各專業模型組合起來，能夠將機電管線和建筑物的碰撞點以三維模式呈現出來，與傳統的碰撞檢測相比，這大大節省了檢測時間，而且提高了檢測精度。

2.2 協調性

運用BIM軟件進行施工管理，有助于工程各參與方之間的組織協調，通過BIM三維可視化控件和自動檢測功能，可對機電管線和設備安裝進行模擬，檢測是否發生碰撞，找出問題及時解決，提高設計質量，降低成本及風險。對施工進度進行模擬，幫助各參與方人員對設計意圖和施工方案獲得更高層次的理解，通過整體規劃協調，使方案更高效、完美。

2.3 優化性

運用BIM及其配套的優化性工具將項目設計和投資回報分析結合，計算出設計變化對投資的影響，明確哪種優化措施更滿足自身要求，對施工方案進行優化，以此縮短工期，降低成本。

3 BIM技術在現場施工中的應用

3.1 加強BIM理論學習

在現場施工管理中，現場管理人員的水平是決定項目成敗的重要因素，因此加強現場管理人員的技能培訓尤為重要。由于施工管理人員學歷水平不一，施工現場管理人員應分層次加強理論學習。BIM技術是貫穿于整個生命周期的技術模式，以BIM技術為輔助工具的項目管理信息化系統，能有效的提高工程建設水平，提高工程質量，因此，施工單位應對具有一定學習能力的管理人員進行BIM培訓，將BIM技術推廣應用到現場施工管理中。另外，BIM技術的三維模型和動畫展示給人以直觀的感受，通過現場二維圖紙和三維模型的結合，可讓管理人員對現場施工有更清晰、更明確的認識，從而避免隨意更改設計現象的發生，保證工程質量。利用BIM技術可對設備控件是否合理進行提前檢驗，對大型設備的安放位置和使用順序提前做出安排，利用BIM模型可提前對災害過程進行模擬，制定應急方案和解決措施，結合智能芯片植入安全帽，對進出場控制、工作面布置等方面進行監控和調整,從場容場貌、安全防護、安全措施、外腳手架、機械設備等方面做好現場安全文明施工工作[2]。

3.2 BIM技術在施工進度管理中的應用

基于BIM技術下的進度管理是4D模型，通過4D進度模擬能直觀地看到整個施工過程的詳細安排，利用三維可視化平臺，達到施工可視化的要求。

第一，BIM技術具有完備的信息模型。通過這個模型平臺，BIM技術在進度管理中融合了各項目參與方的相關信息，從項目的設計到實施，各參與方之間互通有無、相互聯系，使項目施工更具有整體性。此外，在現場施工進度控制中，BIM技術可以按月、周、天來顯示進度計劃，通過進度顯示，我們可以在施工前選出合理的施工方案，與傳統的平面網絡計劃圖相比，BIM進度控制可同步現場施工，便于施工管理人員及時發現錯誤并糾正。

第二，通過BIM技術的施工模擬，可以避免出現邏輯錯誤。我們知道，現場施工管理是一個非常復雜而又困難的工作，傳統的進度管理大多數是憑借編制者的經驗和相似工程進度的參考來制定，這難免會出現邏輯錯誤[3]，與傳統的進度管理方法相比，基于BIM技術下的進度管理方法，能讓管理者更直觀的發現潛在的錯誤和隱患，使施工管理更有條理性。通過施工模擬，對未知因素提前做出預判，可以減小損失，保證正常的施工進度。

3.3 BIM技術在施工成本管理中的應用

5D BIM模型增加的一維信息就是成本信息，施工管理人員可以在此基礎上進行更全面的管理，可以更方便的獲取資金動態需求，從而更好地制定資金分配計劃，確保施工過程順利進行。

第一，在現場施工中，我們將各類工程量信息以及成本數據導入模型中，將二者結合，BIM系統會自動拆分組合來發現存在的漏洞和錯誤，通過對關鍵節點的碰撞檢測，得到最優的施工方案，在此過程中可對項目的進展進行實時跟蹤以及在各個時間段內資金使用情況進行展示，實現動態成本管理。

第二，限額領料。為了降低項目成本，減少現場材料使用的浪費，在這時候限額領料就發揮著重要作用。而BIM技術在限額領料中的使用會顯著降低材料的浪費，BIM技術會根據時間節點，準確無誤的預算施工時間，并提供數據支撐，通過數據共享平臺來獲取基本數據[4]，更好的為材料員、施工員控制材料消耗和減小資源浪費提供支持，從而更好地降低項目成本。

3.4 BIM技術在施工質量管理中的應用

基于BIM技術的質量管理我們可以分為兩個部分。

第一，材料構件質量管理。為了做好建設項目的質量管理，首先我們要確定構件的位置，由于實際項目中工程量巨大，質檢人員很難確定構件的位置，通過BIM技術，可以把每個構件進行編號，把數據庫錄入到BIM軟件共享平臺中，通過BIM平臺，形成三維的信息模型，質檢人員在檢查時可以隨時調用數據，精確快速的找到構件。此外，除了能通過BIM軟件平臺查找材料構件的尺寸、大小、屬性等基本信息外，我們還可根據BIM模型對現場產品進行追蹤、記錄，對工程質量進行實時監控。

第二，技術質量管理。BIM軟件的施工動態模擬技術，避免了實際做法和計劃做法的偏差，通過建立模型后的碰撞檢測，可以及時地發現錯誤，減少因為設備管線碰撞引起的不必要的拆除和返工，節約了施工成本。通過共享平臺，共享優化后的方案，能夠增強各部門間的交流，顯著提升工程施工質量。

4 結語

BIM技術在我國的發展雖然還處于初級階段，但是卻給建筑行業帶來了巨大的革命，為現場施工管理帶來了巨大的效益，BIM技術的信息共享平臺，加強了各參與方的交流，三維可視化技術讓基層管理人員對現場管理有更清晰、更準確的認識。本文通過分析BIM技術在現場施工管理中的應用，明確指出BIM技術能夠確保施工進度、降低施工成本、保證施工質量，所以，施工單位應以積極的態度接受BIM技術帶來的變革，主動培養BIM專業型人才，在建設信息化潮流中，將BIM技術用于現場施工管理，在未來市場上占據主動權。