探讨BIM技术在施工阶段管理中的运用价值论文
时间：2021-08-31摘要：在项目施工管理中推广BIM技术已成大势所趋。在介绍BIM概况的基础上，提出施工阶段的BIM应用方案，基于某工程的BIM模型，通过虚拟施工、计划制定等，探讨BIM在施工阶段的进度、质量、成本等目标控制中的应用价值，为推动BIM在施工管理中的普及和深入应用提供借鉴与参考。
关键词：BIM;施工管理；应用方案；目标控制。
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。
近年来，BIM受到国内外学者和从业人员的广泛关注。BIM包含一个建筑物从概念到拆除的全生命周期中的所有信息，在项目各个阶段，不同参与方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持各参与方的协同工作，充分利用模型中的信息进行设计优化、施工管理、运营维护等。2003年3D参数化设计被引进中国，经历十几年发展，BIM技术的应用已经成为行业发展的必然趋势。住建部规定（建质函〔2015〕159号），到2020年末，以国有资金投资为主的大中型建筑等新立项项目的BIM集成应用比率应达到90%.在当前的国内建筑市场中，设计阶段的BIM应用较为成熟，而施工阶段BIM应用的广度和深度亟待提升。
2 BIM概述。
2.1 BIM软件。
在建设项目的全生命周期中，从项目决策、规划设计、施工建造到运维管理，BIM涉及不同专业、多参与方在项目不同阶段的应用，仅靠一个或一类软件很难实现BIM在项目全生命周期中的集成应用。了解不同BIM软件的功能与特点，是BIM在项目中成功应用的前提。
2.2 BIM应用价值。
通过在统一的BIM模型中实时准确地共享信息，实现不同阶段、多参与方的协同工作，BIM可以提高项目全生命周期的管理水平，保证项目的质量和收益。设计方创建相应精度的BIM模型，综合碰撞检测并调整后，施工方参照模型施工，可以减少返工与变更，控制进度，降低合同履行的风险。工程交付后，BIM模型还能为设备维护、能源监管等提供支持，有效控制项目的运维成本。
BIM的集成化应用是一个系统工程，需要具备针对各阶段、各环节的BIM应用软件以及必要的.BIM应用标准。目前这样的条件尚未完备，但BIM可以大幅提升项目的整体效益，在建筑业普及BIM势在必行，BIM应用价值的发挥与建筑企业未来的发展密切相关。
3 施工阶段BIM应用方案。
3.1 应用目标。
当前，设计方的BIM应用已相对成熟，推广BIM的重点是发挥BIM在施工阶段的应用价值。通过BIM技术的应用，改进建设流程，减少浪费，实现项目的精益建造，促进建筑业的转型与升级。在施工阶段，可以应用施工BIM模型实现以下目标：
（1）可视化施工指导，如三维交底、虚拟施工。施工交底时，通过BIM模型可查看工程的细部构造，场地布置、脚手架布置、管网管道布设、复杂节点钢筋等情况。
不同时间节点的虚拟建造情况也可指导现场人员的管理工作，使施工人员在动工前直观了解施工内容，减少返工情况的发生。
（2）精细化施工管理，包括信息、进度、质量、资源、资金等管理。将各种工程资料即时汇总至BIM模型后，可便捷查询各类工程信息，结合虚拟施工的情况，进行工程的进度控制和质量管理。根据具体需求对施工BIM模型进行资源分析后，管理者可按消耗量制定采购计划，实行限额领料，调整资金计划，以精细化的管理来控制项目的施工成本。
不同的项目因工程特点、软件平台、企业期望等不同，应用BIM所要达到的目标不尽相同。一个项目BIM应用的具体目标应该依工程实际情况而定，既要让BIM落地，又要有所倚重，不宜求全求大，使BIM流于形式，而影响其价值的发挥。
3.2 施工模型。
可准确计量的3D模型只是一个基础，施工阶段更多应用的是附加了时间、价格信息的4D、5D模型，创建方式有两种：一是对设计方的3D模型补充施工信息得到所需模型；二是依据设计图重新创建施工所用BIM模型。
第一种是在项目全生命周期应用BIM的理想方式。从设计到施工，再到运维，使用统一的BIM模型，在不同阶段分别向模型录入对应信息，随着项目的进行，模型所含信息逐渐丰富，应用价值越来越大。而目前设计所用BIM软件多是由国外开发，创建的模型不符合国内计量规范和图集，不能直接进行施工应用。通过一些插件，可将设计模型导入国内软件继续进行BIM应用，但当前的插件没有完全解决软件之间的接口问题，依然存在数据丢失的风险。
第二种方式也称翻模，是目前推广BIM的过程中施工企业普遍采用的方式。施工方大多采用国内软件，因其建模思路、软件操作易于掌握，较少出现有悖相关规范的情况，便于应用BIM模型开展施工管理工作。然而对于项目全生命周期的BIM应用而言，二次建模是一种耗时的重复工作，阻碍了模型价值的充分发挥，降低了基于BIM的施工管理效率，是BIM集成化应用的缺口。
3.3 应用流程。
在3D模型的基础上，结合定额、信息价、市场价等可得成本模型，考虑施工组织方案与进度安排，可得进度模型。将成本与进度结合，利用5D BIM模型，模拟工程建造的过程，制定按区域、时间等划分的资源及资金需求计划，基于BIM进行施工管理。图1为施工阶段的BIM应用流程。
4 施工管理BIM应用实践。
BIM应用的案例工程位于四川大学江安校区，为框架结构实验楼，建筑面积5295.03m2,高度20.45m.结合工程资料、软件等情况，确定了下述应用目标，探索BIM在施工管理中的应用价值。
4.1 信息管理。
扫描构件二维码可查看信息，既有名称、规格、材质、工程量等基本信息，也包含班组、质量报告、验收单等施工信息。基于这些信息进行管理，施工出现问题时，能够究责到人。除构件信息以外，在BIM浏览器上还可查询图纸、清单表、现场图片、会审记录、签证单等资料，依据各种相关信息管理施工过程。基于BIM信息的管理功能，将管理人员从项目繁杂资料的查找中解放出来，通过标签可快速找到所需资料，有更多的时间与精力分析、解决问题，更为有效地进行项目管理。
4.2 进度管理。
将模型与进度计划、造价信息挂接，得到5D BIM模型，利用驾驶舱，通过虚拟施工管控项目进度。随着时间推移，模型逐渐建造起来，施工任务和造价曲线也不断变化。图2、3分别表示施工任务提前或滞后完成，还可按实际需要查看任意指定时间节点的建造情况。依据模型虚拟施工的情况，管理人员可掌握项目整体进度和资金趋势，确定相应的工期计划及资金计划。
4.3 质量管理。
现场人员利用移动端查看工程模型，对比实际施工情况，将工地的项目进展、签证表单、验收记录等照片及时上传到BIM系统，便于管理人员随时核查现场的施工情况。当现场施工与BIM模型有偏差时，除了上传偏差点图片，现场人员还可将自己的意见录音反馈至系统，为质量管理工作提供参考。
4.4 资源管理。
按照不同需求，基于区域、时间或构件等统计施工材料的用量进行资源管理。得到相应需求的材料用量，考虑市场价格等因素后，管理者就可以制定采购计划，适时购入材料。既规避了材料不足造成工期延误的风险，又避免了材料过剩导致的施工成本增加。此外，BIM软件也可以生成派工单，进行施工班组管理，实现安全文明施工和劳动力资源的合理利用。
4.5 资金管理。
对不同区域进行资金管理时，可以按造价形式查看各分部分项工程的造价及所占比例，也可以进一步查看该区域的人工、材料、机械等费用组成。管理人员进行多种形式的费用分析后，可以确定成本控制关键点，调整资金分配方案，保障项目顺利竣工。工程结算后，管理者可以对本项目的预算价、合同价、结算价等进行对比，分析总结整个工程的资金使用情况，为企业后续项目的资金管理工作提供依据。
5 结 语。
BIM在大型复杂工程中的应用价值显着，该类项目是BIM推广的重要领域。目前，从设计阶段到施工阶段，重复建模阻碍了BIM模型的有效应用。突破软件方面的技术壁垒，发布行业统一的BIM应用标准，弥补集成化应用的缺口，是推动BIM 2.0时代发展的必行之路；适应BIM给工程项目带来的管理流程变化是施工企业成功应用BIM的重要基础。
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