BIM 5D在項目工程施工過程中的動態管理研究

王玉娥

（蘭州博文科技學院（原蘭州交通大學博文學院），甘肅 蘭州 730010）

BIM指的是建筑信息模型，其英文全稱是Building Information Model。而基于BIM技術的5D管理體系是施工作業過程中的一類新型的管理工具系統，當中的3D指的是三維數字化模型，4D指的是在現有3D的前提下和時間維度相互關聯，5D指的是在4D的前提下更進一步考慮建安成本的制約和影響。為此，基于BIM技術的5D管理體系能夠借助BIM技術數字模型對于工程造價預算、項目資源、施工作業管理、工程進度規劃等等重要信息進行管控[1]。

1 基于BIM技術的5D管理體系的作業進度管理工作的動態研究策略

基于BIM技術的5D管理體系實施施工作業進度的動態管理工作，Revit數字模型建立是重要的環節，而針對某些外觀造型相對復雜的建筑物，會關系到數量較多的族類構件，因此初期的Revit族類構件的生成是一項非常關鍵的環節。整體結構的模型生成完畢以后：第一步必須導出所有的基于BIM技術的5D管理體系所必須的文件類型格式；第二步必須由整體工程項目的層面去思考和研究，根據施工作業的安排、施工作業的流程、施工作業的順序編寫相應的施工作業進度計劃書，把這個計劃書文件導入到基于BIM技術的5D管理體系之中；第三步還要應用BIM 5D體系來實施動態的全過程施工管理?；贐IM技術的5D管理體系如圖1所示。

圖1 基于BIM技術的5D管理體系

2 基于BIM技術的5D管理體系的工程施工項目進度的動態管理解決方案

本文以某地的某一住宅項目作為工程實際的案例，生成該項目Revit 3D數字模型，編寫工程進度項目計劃，傳輸BIM 5D體系中，此時配合施工現場實際工程進度，應用BIM 5D技術實施施工過程模擬仿真及物資數量動態過程查找和提取。BIM 5D在工程項目施工進度中的動態管理研究路線如圖2所示。

圖2 BIM 5D在工程項目施工進度中的動態管理研究路線圖

2.1 基于BIM技術的5D管理體系的流水工作研究

相關工程技術人員在實施流水施工作業過程中，一般將施工作業的對象分成工程難度相當或者大體相等的若干分段，相關分段也叫作施工分段。施工分段又分成特定施工分段與浮動施工分段，當中特定的施工分段的優點是方便實施流水施工作業，實際應用比較廣泛，然而浮動的施工分段在實際施工作業過程中應用較少?；贐IM技術的5D管理體系的流水工作管理突破的一個重大難點即為輔助生產負責人在BIM 5D體系中進行流水作業分段的規劃，實施流水作業，便于相關工種協作施工作業，能夠發揮縮短工期及提升工作效率的效果。

2.2 基于BIM技術的5D管理體系的項目進度管理

施工進度是一個項目管理過程中最關鍵的一個環節，項目進度管理的目的是為了完成初始設計規劃目標，確保項目如期完成。BIM 5D技術在項目工程施工作業過程中的動態管理工作中應對的難點表現在：項目負責部門的生產責任人可以依據技術部門編寫的Project項目進度計劃書，配合施工現場實際發生的流水作業，研究該計劃的可行性并且實施對比研究，依據施工現場實際狀況迅速優化3D數據模型及生產計劃任務書，協調各相關部門及工種對于項目工程的施工進度實現精細化及標準化管理[2]。

2.3 基于BIM技術的5D管理體系的模擬施工過程

施工過程模擬是把施工作業進度計劃文件傳輸至BIM數字信息三維模型系統，并且把空間層面的數據信息以及時間參數信息合成到可視的4D數字參數模型中，該4D數據信息集成模型原理如圖3所示。

圖3 4D數據信息模型集成圖

當中，WBS是核心部分的數據信息3D模型，WBS實質上為施工任務拆解的簡稱。由圖3可以看出，WBS能夠同步3D數字模型及項目工程進度相關信息，把3D數字模型同步到相關工程進度信息以后，相關工程技術人員能夠清晰、精確地對施工現場的整個施工流程步驟進行模擬仿真。而且BIM 5D技術施工過程模擬一般整合全部專門的相關資源及參數信息，應用動態及靜態模式表示項目工程的時間節點及工作狀態，并且用視頻模式再現重要時間節點，事先評估項目工程的關鍵施工作業把控方案及項目工作量是否合理，整體規劃及現場布局是否符合相關施工作業法律法規，施工順序是否合理及是否能夠迅速升級改造。為此，技術及生產部門的相關工程技術人員能夠實施工程施工虛擬工作，實施施工現場三維圖形可視化技術交底，與此同時能夠便捷掌握作業工藝及施工技術的要求，使用相關圖像模擬的模式能夠對于甲方相關工程技術人員實施及時工作匯報，比較現場實際工程進度及施工計劃進度文件的差別，實施項目工程進度計劃校正，達到項目工程動態管理的目的。

2.4 基于BIM技術的5D管理體系的進度對比研究管理

相關工程項目技術人員能夠依據視頻模擬的結果，在BIM技術系統中借助理論上的勞動力校核、施工任務的分配及可視化的視頻模擬仿真，特別是工程實際進度與規劃設計進度的全周期圖像模擬實施時間方面的比較，查找施工周期的拖延或者超前，實施資源優化的調整，行之有效提升施工作業管理的工作效率。與此同時，相關工程技術管理人員能夠依據BIM 5D系統產生的函數曲線，更方便地對相關資源實施管理與把控，用以實施動態化的項目進度管理工作。該系統所有窗口視頻動畫模擬效果如圖4所示。

圖4中，三個視口都把其規定成全周期動畫圖像模擬。其中，主視口是計劃時間全周期動畫圖像模擬仿真視頻，中間視口設計成實際施工作業時間全周期動畫視頻模擬仿真，最右邊是規劃設計-實際施工作業時間全周期動畫視頻模擬仿真。

圖4 所有視口全周期動畫模擬圖像

2.5 基于BIM技術的5D管理體系的施工狀況模擬管理

施工狀模擬過程是把作業現場的土建階段變更以及施工作業用工程機械綜合到施工作業模擬仿真過程中，對于施工場地、垂直方向運載機械以及巨型工程機械實施模擬仿真研究，用于指導現場實際施工作業。此時，BIM 5D技術還能夠生成模擬仿真過程的視頻進而更為直觀化地指揮施工場地的工程機械進場及出場活動、統計施工作業工程機械進場及出場時間等數據，生產部門相關工程技術人員基于項目工程實施實際施工狀況的模擬過程，可定時舉行進度例會，使得項目工程管理者以及每個工種更加明確當前的施工作業狀況[3]。

3 應用BIM 5D管理體系的原因及其優勢

根據上述介紹，相較于常規的項目施工作業管理過程，應用BIM 5D相關技術的主要原因及其優勢可以歸納為如下幾條。

3.1 具有直觀效果的可視化有效交流平臺

常規模式中使用的是CAD工程圖紙，針對一名過去未能進行專門練習或三維立體形式的空間思維能力較差的工作人員來講，平面圖形、立面圖形、剖面圖形均比較晦澀，并且難以理解相關概念，然而借助BIM的相應技術能夠體現其三維立體的數學模型，能夠輔助有關人員更容易理解和掌握工程的相關信息。特別是BIM 5D體系的信息數據模型，全部模擬過程均為透明可視化圖形界面，同步可以生成相應的工程效果圖和材料參數的報表，能夠更方便輔助項目工程的設計、施工作業、項目進度過程管理、成本核算及相關決策等等工作。

3.2 構建多部門可以協同操作的平臺

在常規施工作業進程中，規劃設計企業、業主及施工作業企業經常會由于對接的狀況而產生矛盾甚至沖突，合理應用BIM技術能夠在線上發起內部協調大會，可以把相關的參與者聚集在一起進行合理協商，隨后針對工程中出現的問題或者變更，在線上商討出相應的意見和適當的補救方案。特別是結合BIM 5D管理體系，BIM 5D系統中引入相關的項目進度計劃文件，依據分區劃定流水段之后和對應的任務文件相互關聯，依據工程實際的要求確定關聯的關系，隨后實施模擬，驗證該計劃是否可行，如果發現存在進度問題，則需要針對問題進行有計劃的調整。

3.3 計算機模擬仿真過程的逼真特性

設計時，BIM技術能夠針對設計需要實施模擬仿真實驗，在Revit設計時段，可實施動畫視頻模擬，把生成的三維模型導入BIM 5D系統，也可對總體施工作業過程實施作業過程動畫仿真，可及時作出相應的調整。

4 結束語

綜上所述，把Revit及廣聯達開發的BIM 5D體系及工程項目管理系統實施有效融合，使用BIM 5D系統的管理平臺由編寫工程項目Project施工進度文件、作業過程模擬、工況、各類物資管理等多層面實施全方位應用。其強大的功能可以輔助工程技術人員提前找出設計問題，預防返工，合理利用預算，提高作業效率，各類物料的周轉運行及使用也能夠實施圖像化的管理過程，降低了物料的不必要浪費，大幅度壓縮了工程成本，實現了項目進度的動態化管理的目的，各相關參與者也能夠進行便捷的技術層面的溝通。未來的建筑領域必將朝智能化、智慧化的趨勢發展，BIM相關的技術發展必將是未來建設領域的必由之路。