BIM 技術(shù)的應(yīng)用與優(yōu)勢(shì)

趙冉冉 俎兆亮 卞春明 李永福

（1、濟(jì)南永冠建筑安裝工程有限公司，山東 濟(jì)南250101 2、山東建筑大學(xué)管理工程學(xué)院，山東 濟(jì)南250101）

1 BIM 技術(shù)

BIM 即Building Information Modeling 的首字母，BIM 技術(shù)是由歐美日韓興起的新型建筑信息技術(shù)，其最顯著的功能就是可以將傳統(tǒng)二維圖紙通過翻模轉(zhuǎn)化為三維模型。BIM技術(shù)可以貫穿于整個(gè)工程項(xiàng)目生命周期。借助BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)師可以創(chuàng)建數(shù)字3D 模型，對(duì)其物理特性和功能特性進(jìn)行數(shù)據(jù)化表達(dá)。BIM技術(shù)十分強(qiáng)大，它允許建筑工程師和承包商就模型進(jìn)行協(xié)作，讓每個(gè)主體能更好地理解項(xiàng)目，為了適應(yīng)整個(gè)項(xiàng)目，大家應(yīng)該如何工作，最終幫助大家更高效地工作。模型中的數(shù)據(jù)用于查找設(shè)計(jì)元素并建立模型組件之間的行為和關(guān)系。因此，當(dāng)模型中某個(gè)部分在某個(gè)視角下發(fā)生更改時(shí)，每個(gè)視角都會(huì)更新，即面部、高程和形狀上發(fā)生新的變化。工作人員可以在建筑物建成之前利用模型中的信息來(lái)完善設(shè)計(jì)，可以通過逼真的可視化加快采購(gòu)和批準(zhǔn)，將設(shè)計(jì)意圖傳達(dá)給現(xiàn)場(chǎng)，最重要的是保留從概念到施工的模型智能。BIM提供了洞察設(shè)計(jì)可施工性，從而提高施工階段的效率和效果，并且還可以更好地了解該建筑物的未來(lái)運(yùn)營(yíng)和維護(hù)情況。業(yè)主可以使用BIM跟蹤資產(chǎn)并且可以進(jìn)行設(shè)施管理以及未來(lái)的工程翻新或銷毀。當(dāng)我們利用BIM時(shí)，我們將會(huì)體驗(yàn)到項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)的降低，加快項(xiàng)目進(jìn)度，節(jié)約項(xiàng)目成本并取得更好的項(xiàng)目成果。

2 BIM 技術(shù)的應(yīng)用

BIM技術(shù)的基本應(yīng)用：BIM 技術(shù)應(yīng)用于建設(shè)工程項(xiàng)目的全生命周期中；用BIM進(jìn)行設(shè)計(jì)屬于數(shù)字化設(shè)計(jì)；BIM的數(shù)據(jù)庫(kù)是動(dòng)態(tài)的，在一次又一次的實(shí)踐中豐富其內(nèi)涵；為項(xiàng)目的各方主體提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的平臺(tái)使大家提高工作效率。

在勘察階段，可以通過BIM 技術(shù)進(jìn)行場(chǎng)地分析，設(shè)計(jì)師進(jìn)而對(duì)空間結(jié)構(gòu)和造型進(jìn)行粗略構(gòu)想，利用3D 模型進(jìn)行分析，對(duì)備用的幾個(gè)方案進(jìn)行比選。

在初步設(shè)計(jì)階段，對(duì)備選方案進(jìn)行深化討論，分析其可行性和經(jīng)濟(jì)性。利用BIM技術(shù)詳細(xì)對(duì)建筑、結(jié)構(gòu)、水電等專業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)建模，導(dǎo)出明細(xì)表進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，協(xié)調(diào)各專業(yè)設(shè)計(jì)的技術(shù)矛盾。

在施工圖設(shè)計(jì)階段，為各專業(yè)的施工提供圖紙和模型。通過“導(dǎo)出”命令導(dǎo)出圖紙，仿真漫游，碰撞檢驗(yàn)。

在施工準(zhǔn)備階段，為施工做好“4M1E”的準(zhǔn)備。利用BIM技術(shù)對(duì)施工方案進(jìn)行4D 模擬，進(jìn)一步論證施工方案合理性。還可以進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件加工。

在施工階段，保證完成合同范圍內(nèi)的所有施工任務(wù)并經(jīng)過驗(yàn)收以獲得利潤(rùn)。利用BIM 技術(shù)對(duì)完成的工程量進(jìn)行跟蹤統(tǒng)計(jì)，對(duì)資源合理調(diào)配，把握整體進(jìn)度。

在運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段保證項(xiàng)目性能滿足使用要求，利用BIM技術(shù)對(duì)固定資產(chǎn)或設(shè)備的生產(chǎn)運(yùn)行進(jìn)行管理，建立完善的資產(chǎn)管理系統(tǒng)。

3 BIM 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

在傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理中，二維CAD 圖紙圖象性差，沒有立體性，不方便各方直觀觀察所建項(xiàng)目和協(xié)調(diào)溝通，造成各方對(duì)項(xiàng)目的理解上有差異，信息不對(duì)稱，不利于標(biāo)準(zhǔn)化管理。在成本管理方面，造價(jià)分析數(shù)據(jù)精細(xì)度不夠很難為各方提供準(zhǔn)確信息做出最合理決策，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)資源節(jié)省和利潤(rùn)最大化。在施工階段，由于信息不對(duì)稱而導(dǎo)致的材料使用不符合規(guī)范、不按設(shè)計(jì)意圖施工、不能預(yù)知工程效果和各工種相互影響等因素都會(huì)對(duì)項(xiàng)目的成果產(chǎn)生消極影響甚至造成損失。在信息管理方面，我國(guó)的項(xiàng)目管理還停留在比較粗放的階段，許多信息資料都是人工處理，準(zhǔn)確性差，效率低。在質(zhì)量安全方面，在施工建造過程中對(duì)質(zhì)量的控制大多數(shù)時(shí)候集中在同期控制和反饋控制，由于信息化程度有限，前饋控制較少。

3.1 成本控制

在成本控制方面，利用BIM 技術(shù)，項(xiàng)目中的工程量及價(jià)格等，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確透明，能夠幫助實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目生命周期主體對(duì)資金控制，即BIM的5D 模擬。

根據(jù)項(xiàng)目的體量對(duì)材料篩選匯總，在建模完成后，可將材料明細(xì)表導(dǎo)出，能夠進(jìn)行資源優(yōu)化配置，在進(jìn)場(chǎng)時(shí)間進(jìn)度上做好計(jì)劃安排，把握好直接成本與間接成本的關(guān)系，使得進(jìn)度的優(yōu)化在大概率情況下導(dǎo)向成本的優(yōu)化。

BIM建模軟件繪制的3D 數(shù)字模型保證了項(xiàng)目的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整，方便管理人員更新計(jì)劃，統(tǒng)計(jì)和追溯資金使用情況。BIM技術(shù)是高度信息化的技術(shù)，可以替代許多傳統(tǒng)人力密集型工作，在這一方面便可以減少企業(yè)的人員冗余程度，降低人力成本。

3.2 質(zhì)量安全控制

在質(zhì)量安全控制方面，虛擬建造技術(shù)即BIM的4D 模擬，能夠提前模擬并發(fā)現(xiàn)施工中施工階段可能出現(xiàn)的問題，然后制定解決方案加以修改，使進(jìn)度計(jì)劃和施工方案最優(yōu)。例如，在上海地鐵某站風(fēng)水電安裝工程建設(shè)中采取的BIM碰撞檢測(cè)技術(shù)，在設(shè)備安裝之前就模擬檢測(cè)出了管線碰撞問題上百處，實(shí)現(xiàn)了前饋控制。BIM技術(shù)還可以對(duì)人員逃生模擬，消防疏散等緊急情況進(jìn)行線路流量模擬。

3.3 信息控制

在信息控制方面，BIM技術(shù)能夠做到對(duì)材料質(zhì)量，構(gòu)件質(zhì)量等信息進(jìn)行追蹤。可以實(shí)現(xiàn)空間管理、建筑物分析，便于運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的生產(chǎn)管理監(jiān)督。例如，在建模過程中利用“房間”命令對(duì)建筑物中的房間區(qū)塊進(jìn)行劃分、標(biāo)注信息和計(jì)算面積，使用“導(dǎo)出”命令將房間/面積報(bào)表導(dǎo)出，對(duì)整個(gè)建筑物的面積、體積跟房間數(shù)等信息精確記錄。當(dāng)今是數(shù)據(jù)為王的時(shí)代，在前面提到的上海地鐵案例中，該項(xiàng)目的所有信息全部都導(dǎo)入了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以便查詢管理，為以后的類似軌道交通項(xiàng)目施工提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，提高了城市交通建設(shè)效率。

BIM技術(shù)還可以用于幫助保護(hù)修復(fù)古老建筑。2019 年4 月15 日，法國(guó)巴黎圣母院火災(zāi)成了全球焦點(diǎn)新聞，許多人擔(dān)心人類文化瑰寶、歷史遺產(chǎn)是否就毀于一旦。值得慶幸的是，巴黎圣母院的三維信息已被全面掃描，其信息模型已存檔，將用于修復(fù)重建這座歷時(shí)一百八十多年建造而成并已經(jīng)誕生了六百多年的哥特式建筑，相信現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)一定會(huì)交給全世界人民一個(gè)滿意的答復(fù)。

3.4 風(fēng)險(xiǎn)控制

工程項(xiàng)目的建設(shè)過程中存在著諸多風(fēng)險(xiǎn)，風(fēng)險(xiǎn)因素的存在極大程度的制約了建設(shè)工程項(xiàng)目目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，風(fēng)險(xiǎn)大致可以歸為兩類：可規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)和不可規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，而在建設(shè)工程中對(duì)項(xiàng)目起著決定性影響的便是可規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，它大致會(huì)包括技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、組織風(fēng)險(xiǎn)、管理風(fēng)險(xiǎn)，傳統(tǒng)項(xiàng)目管理模式下，這些因素的規(guī)避是項(xiàng)目各參與方都需要慎重對(duì)待和積極促進(jìn)的問題，但在實(shí)際的項(xiàng)目管理過程中，往往需要協(xié)調(diào)的并不只是單一一方的風(fēng)險(xiǎn)，而是各參與方的組合風(fēng)險(xiǎn)，如何讓各方建立統(tǒng)一的共識(shí)，前提建立在多方有效溝通的基礎(chǔ)之上，而這也是傳統(tǒng)項(xiàng)目管理模式下面臨的主要問題和癥結(jié)所在。

風(fēng)險(xiǎn)存在于項(xiàng)目的各個(gè)階段，加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)管理對(duì)實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目目標(biāo)的重要性不言自明，引入BIM 技術(shù)，可以極大的增強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)管理的力度。在項(xiàng)目前期規(guī)劃階段引入BIM，可以通過BIM本身包含的參數(shù)信息對(duì)項(xiàng)目環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行模擬，將生態(tài)指標(biāo)進(jìn)行量化，并且當(dāng)方案變動(dòng)的時(shí)候，BIM本身所具備的聯(lián)動(dòng)性和統(tǒng)計(jì)分析功能可以很好地解決重復(fù)的計(jì)算過程，加強(qiáng)項(xiàng)目前期的可行性分析；將BIM應(yīng)用于設(shè)計(jì)階段，在概念設(shè)計(jì)階段，它可以對(duì)設(shè)計(jì)創(chuàng)意就行完美充分的體現(xiàn)，為建設(shè)方提供決策依據(jù)，在方案設(shè)計(jì)階段，對(duì)于復(fù)雜造型的項(xiàng)目，可以起到設(shè)計(jì)優(yōu)化的作用，應(yīng)用于施工圖設(shè)計(jì)中，BIM可以高效、徹底的解決大型項(xiàng)目、公共項(xiàng)目的管線布設(shè)，加強(qiáng)設(shè)計(jì)階段的風(fēng)險(xiǎn)管理；在施工階段，通過BIM技術(shù)，可以進(jìn)行施工進(jìn)度模擬，從而對(duì)現(xiàn)場(chǎng)布置方案提供科學(xué)的依據(jù)，協(xié)調(diào)各專業(yè)之間的配合，通過BIM模型的建立，提前對(duì)施工中的危險(xiǎn)源進(jìn)行判斷并與施工作業(yè)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，加強(qiáng)安全管理和現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理，有利于施工中進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制。BIM技術(shù)在項(xiàng)目管理全階段的應(yīng)用，可以有效的降低建設(shè)工程中的不確定性，合理規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，為項(xiàng)目目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)保駕護(hù)航。