探討BIM技術在施工階段管理中的運用價值論文
摘要：在項目施工管理中推廣BIM技術已成大勢所趨。在介紹BIM概況的基礎上，提出施工階段的BIM應用方案，基于某工程的BIM模型，通過虛擬施工、計劃制定等，探討BIM在施工階段的進度、質量、成本等目標控制中的應用價值，為推動BIM在施工管理中的普及和深入應用提供借鑒與參考。
關鍵詞：BIM;施工管理；應用方案；目標控制。
Abstract:Popularizing BIM technology has become a trend in construction management. This paper introducesthe general situation of BIM and puts forward the application scheme of BIM in construction stage. Based onBIM model of a project,explores the value of BIM application in object control of project construction suchas schedule,quality and cost by virtual construction and planling,and provides reference for the in-depthapplication of BIM in construction management.
Keywords:BIM;construction management;application scheme;object control.
1 引 言。
近年來，BIM受到國內外學者和從業人員的廣泛關注。BIM包含一個建筑物從概念到拆除的全生命周期中的所有信息，在項目各個階段，不同參與方通過在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持各參與方的協同工作，充分利用模型中的信息進行設計優化、施工管理、運營維護等。2003年3D參數化設計被引進中國，經歷十幾年發展，BIM技術的應用已經成為行業發展的必然趨勢。住建部規定（建質函〔2015〕159號），到2020年末，以國有資金投資為主的大中型建筑等新立項項目的BIM集成應用比率應達到90%.在當前的國內建筑市場中，設計階段的BIM應用較為成熟，而施工階段BIM應用的廣度和深度亟待提升。
2 BIM概述。
2.1 BIM軟件。
在建設項目的全生命周期中，從項目決策、規劃設計、施工建造到運維管理，BIM涉及不同專業、多參與方在項目不同階段的應用，僅靠一個或一類軟件很難實現BIM在項目全生命周期中的集成應用。了解不同BIM軟件的功能與特點，是BIM在項目中成功應用的前提。
2.2 BIM應用價值。
通過在統一的BIM模型中實時準確地共享信息，實現不同階段、多參與方的協同工作，BIM可以提高項目全生命周期的管理水平，保證項目的質量和收益。設計方創建相應精度的BIM模型，綜合碰撞檢測并調整后，施工方參照模型施工，可以減少返工與變更，控制進度，降低合同履行的風險。工程交付后，BIM模型還能為設備維護、能源監管等提供支持，有效控制項目的運維成本。
BIM的集成化應用是一個系統工程，需要具備針對各階段、各環節的BIM應用軟件以及必要的BIM應用標準。目前這樣的條件尚未完備，但BIM可以大幅提升項目的整體效益，在建筑業普及BIM勢在必行，BIM應用價值的發揮與建筑企業未來的發展密切相關。
3 施工階段BIM應用方案。
3.1 應用目標。
當前，設計方的BIM應用已相對成熟，推廣BIM的重點是發揮BIM在施工階段的應用價值。通過BIM技術的應用，改進建設流程，減少浪費，實現項目的精益建造，促進建筑業的轉型與升級。在施工階段，可以應用施工BIM模型實現以下目標：
（1）可視化施工指導，如三維交底、虛擬施工。施工交底時，通過BIM模型可查看工程的細部構造，場地布置、腳手架布置、管網管道布設、復雜節點鋼筋等情況。
不同時間節點的虛擬建造情況也可指導現場人員的管理工作，使施工人員在動工前直觀了解施工內容，減少返工情況的發生。
（2）精細化施工管理，包括信息、進度、質量、資源、資金等管理。將各種工程資料即時匯總至BIM模型后，可便捷查詢各類工程信息，結合虛擬施工的情況，進行工程的進度控制和質量管理。根據具體需求對施工BIM模型進行資源分析后，管理者可按消耗量制定采購計劃，實行限額領料，調整資金計劃，以精細化的管理來控制項目的施工成本。
不同的項目因工程特點、軟件平臺、企業期望等不同，應用BIM所要達到的目標不盡相同。一個項目BIM應用的具體目標應該依工程實際情況而定，既要讓BIM落地，又要有所倚重，不宜求全求大，使BIM流于形式，而影響其價值的發揮。
3.2 施工模型。
可準確計量的3D模型只是一個基礎，施工階段更多應用的是附加了時間、價格信息的4D、5D模型，創建方式有兩種：一是對設計方的3D模型補充施工信息得到所需模型；二是依據設計圖重新創建施工所用BIM模型。
第一種是在項目全生命周期應用BIM的理想方式。從設計到施工，再到運維，使用統一的BIM模型，在不同階段分別向模型錄入對應信息，隨著項目的進行，模型所含信息逐漸豐富，應用價值越來越大。而目前設計所用BIM軟件多是由國外開發，創建的模型不符合國內計量規范和圖集，不能直接進行施工應用。通過一些插件，可將設計模型導入國內軟件繼續進行BIM應用，但當前的插件沒有完全解決軟件之間的.接口問題，依然存在數據丟失的風險。
第二種方式也稱翻模，是目前推廣BIM的過程中施工企業普遍采用的方式。施工方大多采用國內軟件，因其建模思路、軟件操作易于掌握，較少出現有悖相關規范的情況，便于應用BIM模型開展施工管理工作。然而對于項目全生命周期的BIM應用而言，二次建模是一種耗時的重復工作，阻礙了模型價值的充分發揮，降低了基于BIM的施工管理效率，是BIM集成化應用的缺口。
3.3 應用流程。
在3D模型的基礎上，結合定額、信息價、市場價等可得成本模型，考慮施工組織方案與進度安排，可得進度模型。將成本與進度結合，利用5D BIM模型，模擬工程建造的過程，制定按區域、時間等劃分的資源及資金需求計劃，基于BIM進行施工管理。圖1為施工階段的BIM應用流程。
4 施工管理BIM應用實踐。
BIM應用的案例工程位于四川大學江安校區，為框架結構實驗樓，建筑面積5295.03m2,高度20.45m.結合工程資料、軟件等情況，確定了下述應用目標，探索BIM在施工管理中的應用價值。
4.1 信息管理。
掃描構件二維碼可查看信息，既有名稱、規格、材質、工程量等基本信息，也包含班組、質量報告、驗收單等施工信息。基于這些信息進行管理，施工出現問題時，能夠究責到人。除構件信息以外，在BIM瀏覽器上還可查詢圖紙、清單表、現場圖片、會審記錄、簽證單等資料，依據各種相關信息管理施工過程。基于BIM信息的管理功能，將管理人員從項目繁雜資料的查找中解放出來，通過標簽可快速找到所需資料，有更多的時間與精力分析、解決問題，更為有效地進行項目管理。
4.2 進度管理。
將模型與進度計劃、造價信息掛接，得到5D BIM模型，利用駕駛艙，通過虛擬施工管控項目進度。隨著時間推移，模型逐漸建造起來，施工任務和造價曲線也不斷變化。圖2、3分別表示施工任務提前或滯后完成，還可按實際需要查看任意指定時間節點的建造情況。依據模型虛擬施工的情況，管理人員可掌握項目整體進度和資金趨勢，確定相應的工期計劃及資金計劃。
4.3 質量管理。
現場人員利用移動端查看工程模型，對比實際施工情況，將工地的項目進展、簽證表單、驗收記錄等照片及時上傳到BIM系統，便于管理人員隨時核查現場的施工情況。當現場施工與BIM模型有偏差時，除了上傳偏差點圖片，現場人員還可將自己的意見錄音反饋至系統，為質量管理工作提供參考。
4.4 資源管理。
按照不同需求，基于區域、時間或構件等統計施工材料的用量進行資源管理。得到相應需求的材料用量，考慮市場價格等因素后，管理者就可以制定采購計劃，適時購入材料。既規避了材料不足造成工期延誤的風險，又避免了材料過剩導致的施工成本增加。此外，BIM軟件也可以生成派工單，進行施工班組管理，實現安全文明施工和勞動力資源的合理利用。
4.5 資金管理。
對不同區域進行資金管理時，可以按造價形式查看各分部分項工程的造價及所占比例，也可以進一步查看該區域的人工、材料、機械等費用組成。管理人員進行多種形式的費用分析后，可以確定成本控制關鍵點，調整資金分配方案，保障項目順利竣工。工程結算后，管理者可以對本項目的預算價、合同價、結算價等進行對比，分析總結整個工程的資金使用情況，為企業后續項目的資金管理工作提供依據。
5 結 語。
BIM在大型復雜工程中的應用價值顯著，該類項目是BIM推廣的重要領域。目前，從設計階段到施工階段，重復建模阻礙了BIM模型的有效應用。突破軟件方面的技術壁壘，發布行業統一的BIM應用標準，彌補集成化應用的缺口，是推動BIM 2.0時代發展的必行之路；適應BIM給工程項目帶來的管理流程變化是施工企業成功應用BIM的重要基礎。
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