探討BIM技術在施工階段管理中的運用價值論文
摘要：在專案施工管理中推廣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，基於某工程的BIM模型，透過虛擬施工、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鑑與參考。
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包含一個建築物從概念到拆除的全生命週期中的所有資訊，在專案各個階段，不同參與方透過在BIM中插入、提取、更新和修改資訊，以支援各參與方的協同工作，充分利用模型中的資訊進行設計最佳化、施工管理、運營維護等。2003年3D引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築等新立項專案的BIM整合應用比率應達到90%.在當前的國內建築市場中，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軟體。
在建設專案的全生命週期中，從專案決策、規劃設計、施工建造到運維管理，BIM涉及不同專業、多參與方在專案不同階段的應用，僅靠一個或一類軟體很難實現BIM在專案全生命週期中的整合應用。瞭解不同BIM軟體的功能與特點，是BIM在專案中成功應用的前提。
2.2 BIM應用價值。
透過在統一的BIM模型中實時準確地共享資訊，實現不同階段、多參與方的協同工作，BIM可以提高專案全生命週期的管理水平，保證專案的質量和收益。設計方建立相應精度的BIM模型，綜合碰撞檢測並調整後，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。工程交付後，BIM模型還能為裝置維護、能源監管等提供支援，有效控制專案的運維成本。
BIM的整合化應用是一個系統工程，需要具備針對各階段、各環節的BIM應用軟體以及必要的BIM應用標準。目前這樣的條件尚未完備，但BIM可以大幅提升專案的整體效益，在建築業普及BIM勢在必行，BIM應用價值的發揮與建築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。透過BIM技術的應用，改進建設流程，減少浪費，實現專案的精益建造，促進建築業的轉型與升級。在施工階段，可以應用施工BIM模型實現以下目標：
（1）視覺化施工指導，如三維交底、虛擬施工。施工交底時，透過BIM模型可檢視工程的細部構造，場地佈置、腳手架佈置、管網管道佈設、複雜節點鋼筋等情況。
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瞭解施工內容，減少返工情況的發生。
（2）精細化施工管理，包括資訊、進度、質量、資源、資金等管理。將各種工程資料即時彙總至BIM模型後，可便捷查詢各類工程資訊，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模型進行資源分析後，管理者可按消耗量制定採購計劃，實行限額領料，調整資金計劃，以精細化的管理來控制專案的施工成本。
不同的專案因工程特點、軟體平臺、企業期望等不同，應用BIM所要達到的目標不盡相同。一個專案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流於形式，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、價格資訊的4D、5D模型，建立方式有兩種：一是對設計方的3D模型補充施工資訊得到所需模型；二是依據設計圖重新建立施工所用BIM模型。
第一種是在專案全生命週期應用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資訊，隨著專案的進行，模型所含資訊逐漸豐富，應用價值越來越大。而目前設計所用BIM軟體多是由國外開發，建立的模型不符合國內計量規範和圖集，不能直接進行施工應用。透過一些外掛，可將設計模型匯入國內軟體繼續進行BIM應用，但當前的外掛沒有完全解決軟體之間的.介面問題，依然存在資料丟失的風險。
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採用的方式。施工方大多采用國內軟體，因其建模思路、軟體操作易於掌握，較少出現有悖相關規範的情況，便於應用BIM模型開展施工管理工作。然而對於專案全生命週期的BIM應用而言，二次建模是一種耗時的重複工作，阻礙了模型價值的充分發揮，降低了基於BIM的施工管理效率，是BIM整合化應用的缺口。
3.3 應用流程。
在3D模型的基礎上，結合定額、資訊價、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，基於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應用的案例工程位於四川大學江安校區，為框架結構實驗樓，建築面積5295.03m2,高度20.45m.結合工程資料、軟體等情況，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 資訊管理。
掃描構件二維碼可檢視資訊，既有名稱、規格、材質、工程量等基本資訊，也包含班組、質量報告、驗收單等施工資訊。基於這些資訊進行管理，施工出現問題時，能夠究責到人。除構件資訊以外，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，依據各種相關資訊管理施工過程。基於BIM資訊的管理功能，將管理人員從專案繁雜資料的查詢中解放出來，透過標籤可快速找到所需資料，有更多的時間與精力分析、解決問題，更為有效地進行專案管理。
4.2 進度管理。
將模型與進度計劃、造價資訊掛接，得到5D BIM模型，利用駕駛艙，透過虛擬施工管控專案進度。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後完成，還可按實際需要檢視任意指定時間節點的建造情況。依據模型虛擬施工的情況，管理人員可掌握專案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檢視工程模型，對比實際施工情況，將工地的專案進展、簽證表單、驗收記錄等照片及時上傳到BIM系統，便於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，基於區域、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後，管理者就可以制定採購計劃，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軟體也可以生成派工單，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，可以按造價形式檢視各分部分項工程的造價及所佔比例，也可以進一步檢視該區域的人工、材料、機械等費用組成。管理人員進行多種形式的費用分析後，可以確定成本控制關鍵點，調整資金分配方案，保障專案順利竣工。工程結算後，管理者可以對本專案的預算價、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，為企業後續專案的資金管理工作提供依據。
5 結 語。
BIM在大型複雜工程中的應用價值顯著，該類專案是BIM推廣的重要領域。目前，從設計階段到施工階段，重複建模阻礙了BIM模型的有效應用。突破軟體方面的技術壁壘，釋出行業統一的BIM應用標準，彌補整合化應用的缺口，是推動BIM 2.0時代發展的必行之路；適應BIM給工程專案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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