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BIM技術在工程管理中的應用
日期:2018-05-17  瀏覽次數:1872  視力保護色:
 

摘要:隨著工程信息化建設發展的不斷加快,建筑信息模型技術(BIM)也成為一項基礎性技術,借助于計算機輔助,被廣泛應用于在工程建設領域。本文介紹了BIM技術的概念及其在國內外工程行業的發展概況,分析了了在施工管理過程中,BIM技術應用存在的問題及解決的方法,希望對BIM技術的推廣能起到一定的幫助。

關鍵詞:BIM,工程管理,工程建設信息化

Application of BIM Technology in Engineering Management

Cao XueliangPan EnjingZheng FangDuan xiumei

(Dezhou university, Department of ecology and landscape architecture, Dezhou, 253000)

AbstractIn recent years, with the continuous development of informatization of engineering construction. BIM (building information model) technology as a new generation of computer aided design of basic technology and applied more widely in the field of engineering construction in the world. This paper introduces the concept of BIM technology and its development time of the construction industry at home and abroad, mainly studied the application of BIM technology in the construction phase value, existing problems and solving way, construction enterprises for the future application of BIM technology in practical engineering.

Key words: BIM, construction management, construction information

每一次技術革命,都會給整個社會各個行業帶來革命性的變革。電子信息技術迅速發展以來,已經給包括加工制造業,能源開采業等領域帶來了全新的變化,建筑行業由于自身的行業特殊性,信息化的影響程度相對較小,目前還處于較低水平。建筑信息模型技術(BIMbuilding information model)技術顯然會成為改變這一切的突破口。采用BIM技術模擬的數字虛擬實驗室進行工程管理,也符合當今社會低排放、低污染和可持續發展的生產方式,而且,借助于計算機輔助設計,也會提高行業的設計效率和設計水平。

1  BIM技術概述

BIM技術以工程管理項目中的各個參數為基礎建模,輔助進行精細化的工程管理。BIM完全不同于各種設計軟件中的某一種,它不限于建模,而是貫穿于整個項目建設周期的全過程,是多過程信息的綜合,包括項目設計、項目施工以及項目驗收各個過程的全部信息,它帶來的不僅是簡單的將手繪圖紙轉變為CAD制圖,而是將工程管理的全過程從過去傳統粗放型的傳統工作模式和協同管理,轉變為更為精細化、高效化、標準化管理的一場技術革命。

BIM技術于1970年代首先在美國被提出,進入21世紀,隨著電子信息工業的迅猛發展,BIM的應用技術首先在工業化國家得到推廣。美國建筑行業統計數據表明: 80%以上的美國建筑300強企業都已經在應用BIM技術進行項目設計和工程管理,歐美和日本等工業化國家也已經先后出臺了BIM技術實施的國家標準[1]

數字仿真模擬技術是聯合多媒體、人機接口、計算機圖形仿真以及數字傳感等多種技術的多學科綜合技術,先是應用在航天科學等高科技領域,隨著電子信息技術的普及,影視動畫、游戲設計、機械制造等領域也已經廣泛應用該技術,但在工程管理領域,BIM技術的研究和應用,還處于比較初等水平。BIM技術、3D技術、4D技術都屬于數字仿真模擬技術。其中, 4D是在3D的基礎上加入第四維——時間信息,可以對工程進度進行可視化分析,但沒有考慮資源因素;BIM技術主要側重于工程項目的設計和施工管理,將可視化技術在項目管理中的應用提到到嶄新水平。

中國的BIM技術應用普及尚不足10%,處于起步階段。國家已經明確提出將加大對BIM技術研究的支持力度:“十二五”國家科技支撐計劃重點項目《現代建筑設計與施工關鍵技術研究》和住建部《2011-2015年建筑業信息化發展綱要》中都明確指出要加快推廣建筑信息模型技術和基于網絡的協同應用技術,改進傳統生產與管理模式,提升企業生產效率和管理水平,在國際標準的基礎上逐步構建符合我國實際的BIM技術標準規范。未來建筑科技發展的目標之一就是建設數字城市,當然,BIM技術將在其中扮演重量級角色,目前,國內很多知名項目都是BIM技術成功的案例:奧運跳水場館——“水立方”,還有上海中心大廈等,應用效果都受到良好評價。

2  BIM技術的主要內容

BIM技術主要包括:

2.1建模

運用BIM和全維建模技術建立施工模型,對施工過程進行虛擬,用于展示施工過程的控制和成本控制。虛擬模型可以結合施工屬性和工程參數,動態反映

施工模型和設計模型之間的關系:施工模型具有可重用性,隨著施工過程的推進,模型展示日益精細,所以,需要建立施工主模型框架。BIM技術可以實現施工模型的連續性,對施工前、中、后各個階段的信息進行一致集成。

2.2仿真

仿真的基本程序:系統研究—數據收集—系統模型建立—仿真算法確定—仿真模型建立—仿真模型運行—結果輸出,按照仿真程度不同一般可以分為數值仿真、可視化仿真和虛擬現實VR仿真。仿真的基本原理是通過計算機模擬經過簡化和抽象,把復雜的現實系統轉化為系統模型,通過在此模型基礎上的分析運行,得到相關統計性能和數據。

2.3優化

在將現實系統轉化為仿真的虛擬模型之后,還需要設置目標和算法,進一步優化,使得模型可以在限定條件內,設定的目標參數達到最佳,為甲方提供科學的定性或定量參考數據。優化方法有很多種,大概包括:運籌學、動態規劃、線性與非線性規劃等。

2.4虛擬現實

操作者通過對多種媒體的感受,與交互作用,實現在虛擬環境下獲得對所需解決問題模擬。虛擬現實技術作為虛擬建造系統的核心,融合了多種綜合信息技術:計算機圖形、工業建筑多媒體、人工智能、機械技術、電子技術等。通過多種感官的模擬,使人有身臨其境的感覺,而且可以與之互動,實現對需要解決問題的直觀認識和清晰觀感。

3  BIM技術在施工過程中的應用價值

 BIM技術模式是貫穿項目管理全過程。項目建設的施工階段,是實現規劃設計的關鍵環節,施工單位依靠BIM技術管理體系,可以提升施工水平,既能保證施工質量,有能獲得更多利益,具體體現在以下五個方面:

3.1三維渲染展示,給人以真實感和直接的視覺沖擊。

依據施工計劃,形象地展示場地和大型設備的布置情況,復雜節點的施工方案,施工順序的選擇,進行4D的模擬,對不同的施工方案進行對比選擇等。建好的BIM模型可以作為二次渲染開發的模型基礎。大大提高了三維渲染效果的精度與效率,給業主更為直觀的宣傳介紹,提升中標幾率。例如浙江建工集團的浙商銀行總部大樓、浙報大樓、地鐵蓋挖逆作施工中的應用都起到了很好的效果。

3.2快速算量,大幅提升精度

BIM數據庫的創建,通過建立6D關聯數據庫。可以準確快速計算工程量,提升施工預算的精度與效率。由于BIM數據庫的數據粒度達到構件級,可以快速提供支撐項目各條線管理所需的數據信息,有效提升施工管理效率。通過BIM模型提取材料用料,設備統計。管控造價,預測成本造價,從而為施工單位項目投標及施工過程中的造價控制提供合理的依據。

3.3精確計劃,減少浪費

施工企業精細化管理很難實現的根本原因在于海量的工程數據無法快速準確獲取以支持資源計劃,致使經驗主義盛行。而BIM的出現可以讓相關管理人員快速準確地獲得工程基礎數據,為施工企業制定精確人材計劃提供有效支撐,大大減少了資源、物流和倉儲環節的浪費,為實現限額領料、消耗控制提供技術支撐。

3.4虛擬施工,有效協同,三維可視化功能再加上時間維度

可以進行虛擬施工.隨時隨地直觀快速地將施工計劃與實際進展進行對比,同時進行有效協同.施工方、監理方、甚至非工程行業出身的業主領導都對工程項目的各種問題和情況了如指掌。這樣通過BIM技術結合施工方案、施工模擬和現場視頻監測,大大減少建筑質量問題、安全問題,減少返工和整改。

3.5碰撞檢查,減少返工

BIM最直觀的特點在于三維可視化,利用BIM的三維技術在前期可以進行碰撞檢查。優化工程設計,減少在建筑施工階段可能存在的錯誤損失和返工的可能性。而且優化凈空。優化管線排布方案.施工人員可以利用碰撞優化后的三維管線方案。進行施工交底、施工模擬,提高施工質量,同時也提高了與業主溝通的能力。

4 施工企業BIM應用中存在的主要問題

4.1對信息化建設的認識和信息化意識有待加強

建筑施工企業信息化建設是國家建筑業信息化的基礎之一也是企業管理轉型、升級的關鍵工作,是企業管理的新鮮事物。但是,在實際工作中,企業決策層、管理層和作業層的人員對此項工作普遍存在認識不足、意識不強、動力欠缺的現象。

4.2對信息化建設的資金投入不足

目前,建筑施工企業開展信息化建設,包括了硬件的投入和軟件的開發,需要較大的資金投入,特別是企業在首期建設中。需要很大的資金投入量,通過機房改造、硬件升級、軟件開發和采購等,才能形成企業信息系統和發揮效用。但建筑施工企業是微利行業,產值利潤率、資產利潤率均遠遠低于其他產業,難以籌措大量資金進行信息化建設和維護。

4.3專業技術人員數量不足、質量不高

在建筑施工企業內部,從事計算機應用和管理的專業屬小眾業務。人員配備少,開發能力弱。特別是既懂計算機技術、又懂建筑專業技術的復合型人才更為缺乏,難以滿足企業信息化建設的需要。

4.4政府和行業主管部門的政策支持缺失

迄今為止,對于建筑施工企業信息化建設工作。政府和行業主管部門只提要求,不提政策扶持,所有的資金投入(包括硬件升級、軟件開發和系統維護等)均由企業自籌。嚴重打擊了企業開展信息化建設的積極性。此外,政府和行業主管部門在軟件開發及標準制定方面尚未有行動,僅靠企業自身難以開發易用性好、兼容度高、運行穩定的信息化軟件。

5  施工企業如何開展BlM技術應用

BIM技術在建筑行業迅速發展的大背景下,隨著國家相關政策的不斷出臺和建設投資方對于BIM技術的重視程度增加,施工企業決策者要及時轉變方向提出策略,積極主動地投入到BIM技術的研究和應用中。BIM技術對軟硬件的要求較高,需要投入較大的資金進行計算機硬件的升級換代,BIM軟件前期投入費用較高。但是正版軟件功能齊全,適合企業作為商業用途使用,軟件廠家同時可以提供配套的咨詢和培訓服務。BIM軟件的使用需要既能夠熟練地操作計算機又具有工程建設專業知識的技術人員,而且一個項目工程量很大,需要一整個團隊協同工作才能完成,例如中建二局在天津郵運碼頭客運大廈的項目中采用BIM技術時,招聘了40多名計算機專業的技術人員。整個項目涉及7家單位,建立了7個模型才最終完成。因此,培養和引進BIM技術的相關人才是BIM技術能否推廣應用的關鍵。目前施工單位對于BIM技術的應用還處于探索應用階段,沒有太多的實際工程經驗,BIM軟件中包括一些族庫的設置都還不符合中國規范的要求,需要施工單位花費一定時間積累經驗,建立起自己的構件族庫。甚至自己的BIM企業標準。組織BIM團隊進行軟件的相關針對性培訓,從簡單的小項目開始,逐步向大型項目邁進,積累經驗,面對復雜項目時做到合理地組織人員的分配,提高團隊的協同設計工作能力,組建成熟的BIM技術應用團隊,應對各種不同項目任務的挑戰。

6 結束語

BIM技術目前在我國的推廣和應用還處于初級階段,但是參照歐美發達國家建筑行業的發展情況,隨著國家相關政策的相繼出臺和建設主管部門的引導與支持,未來必將有更廣闊的發展空間,必然成為建筑行業發展的目標和方向。作為施工單位,在建筑新技術發展的關鍵階段,需要在深入研究BIM技術利弊的同時,及時轉變公司決策戰略,提前做好人力物力準備。主動將BIM技術應用于實際項目施工中,這樣才能在未來的市場上搶占先機,走在建筑行業發展浪潮的前列。

參考文獻:

1]中國勘察設計協會,歐特克軟件(中國)有限公司。AutodeskBIM實施計劃—實用的BIM實施框架[M]。北京:中國建筑工業出版社,2010

2]麥格勞-希爾建筑信息公司。建筑信息模型—設計與施工的革新,生產與效率的提升[R],2009