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1BIM技術(shù)簡介

BIM是建筑信息模型的縮寫，目前對于BIM的定義仍沒有統(tǒng)一，較為完整的應(yīng)屬美國BIM標(biāo)準(zhǔn)給出的定義，即BIM是一個建設(shè)項目物理與功能特性的數(shù)字表達，是一個共享的知識資源，可以分享建設(shè)項目的信息，并為項目全壽命周期中的決策提供可靠依據(jù)的過程。大量的實踐表明，BIM在工程建設(shè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，具有顯著的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益，其最大的作用是使工程建設(shè)項目信息在施工建設(shè)的全過程中獲得充分共享，并達到了無損傳遞，這使項目參與方能夠進行協(xié)同作業(yè)，建設(shè)和運營管理方式也獲得了根本性轉(zhuǎn)變。BIM是基于工程建設(shè)項目全壽命周期的管理理念，其將整個工程項目從概念設(shè)計到施工建設(shè)、投入使用、改擴建，直至拆除的全過程作為服務(wù)對象，并在各個階段發(fā)揮著不同的作用。現(xiàn)階段，國內(nèi)的建筑施工與建造技術(shù)的信息化程度相對較低，具體體現(xiàn)在如下幾個方面上:成本核算、工程算量等等，這導(dǎo)致了浪費大、效率低等問題的發(fā)生。而借助BIM技術(shù)，不但能夠進一步提升施工質(zhì)量和效率，而且還能有效減少施工人員與材料的浪費，有助于提高施工企業(yè)的經(jīng)濟效益。BIM的實施過程，是以核心建模軟件為基礎(chǔ)，換言之，軟件是實現(xiàn)BIM的主要工具，各種軟件的應(yīng)用，能夠使BIM在工程建設(shè)項目過程中發(fā)揮出最大的價值。大體上可將BIM應(yīng)用軟件分為兩大類，即建模軟件和利用軟件，如3D建模軟件、方案設(shè)計軟件、幾何造型軟件等均屬于建模軟件，除此之外的相關(guān)軟件多數(shù)均為利用軟件。

2BIM技術(shù)在建筑施工管理中的具體應(yīng)用研究

2．1BIM的技術(shù)架構(gòu)

本文所提出的BIM技術(shù)架構(gòu)具體是由接口層、數(shù)據(jù)層、平臺層、模型層、應(yīng)用層構(gòu)成。

(1)接口層。通過接口層可以將來自于不同數(shù)據(jù)源、不同格式的模型以及相關(guān)信息傳輸?shù)紹IM系統(tǒng)當(dāng)中，從而實現(xiàn)了IFC和非IFC格式信息的交互與應(yīng)用。這里所指的數(shù)據(jù)源具體包括建筑施工BIM建模系統(tǒng)，BIM模型、3D模型、進度信息等等。

(2)數(shù)據(jù)層。通常情況下，可將施工階段產(chǎn)生出來的工程數(shù)據(jù)分為結(jié)構(gòu)化的BIM數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化的文檔數(shù)據(jù)以及用于表達的工程數(shù)據(jù)。BIM數(shù)據(jù)主要是采用基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫進行存儲和管理;文檔數(shù)據(jù)則是以文檔管理系統(tǒng)進行存儲，用于表達的工程數(shù)據(jù)全部存儲在相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫當(dāng)中?？梢岳肧QLSever來創(chuàng)建BIM數(shù)據(jù)庫。

(3)平臺層。主要包括BIMDISP(數(shù)據(jù)集成管理平臺)、4D可視化平臺等。其中BIMDISP具體用于實現(xiàn)BIM數(shù)據(jù)的讀取、存儲、集成、驗證，可通過它構(gòu)建面向?qū)I(yè)應(yīng)用的子信息模型。而4D可視化平臺則提供了如下功能:試圖轉(zhuǎn)換、圖形控制、動態(tài)漫游等等，實現(xiàn)了施工管理網(wǎng)絡(luò)化和工程項目的信息交換。

(4)模型層。利用BIM數(shù)據(jù)集成平臺，可以生成相應(yīng)的子信息模型，具體生成何種模型，可根據(jù)建筑工程項目的實際需要而定，如施工進度、施工資源、施工安全等方面的子信息模型等等。

(5)應(yīng)用層。該層主要是由基于BIM的4D施工管理軟件組成，其中具體包括4D動態(tài)管理系統(tǒng)、施工安全分析系統(tǒng)、施工優(yōu)化系統(tǒng)以及項目綜合管理系統(tǒng)等等。

2．2系統(tǒng)的主要功能

BIM應(yīng)用系統(tǒng)是由施工管理系統(tǒng)和綜合管理系統(tǒng)組成，并分別設(shè)置了C/S和B/S架構(gòu)，兩個系統(tǒng)之間利用接口實現(xiàn)無縫集成，通過雙向鏈接實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫的信息交換和共享，主要功能與技術(shù)特點如下:

(1)BIM建模系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括以下功能:①3D幾何建模與工程項目組織瀏覽功能。根據(jù)IFC進行空間結(jié)構(gòu)組織和建筑構(gòu)件定義，并提供各種建筑構(gòu)件的施工3D模型，同時借助項目瀏覽器，可以實現(xiàn)對建筑構(gòu)件模型的分類、關(guān)聯(lián)以及瀏覽;②工程項目施工信息創(chuàng)建于擴展功能。該功能可以實現(xiàn)質(zhì)量、進度、成本、安全、原材料等諸多施工屬性的創(chuàng)建以及與模型之間的相互關(guān)聯(lián)，同時，還提供了屬性的擴展功能;③導(dǎo)入/導(dǎo)出模塊。該模塊的主要功能是通過將其他設(shè)計和3D模型的導(dǎo)入，創(chuàng)建BIM施工模型，并將施工BIM模型導(dǎo)出為IFC文件，以供施工管理和運維系統(tǒng)使用。

(2)4D動態(tài)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括以下管理功能:①進度管理。借助系統(tǒng)自帶的WBS編輯器和工序模板，能夠快速完成施工段劃分、進度計劃創(chuàng)建，同時還能雙向鏈接，再利用4D模型，可對施工進度進行查詢、控制以及調(diào)整，從而使進度計劃與實際計劃可以用網(wǎng)絡(luò)圖表示，并且還能夠以3D圖形顯示出來，真正實現(xiàn)了施工進度的動態(tài)管理;②資源動態(tài)管理。借助可以設(shè)置多套定額以及工程計劃清單的資源模板，能夠自動對3D施工段的工程量以及相應(yīng)施工進度的人、財、物消耗進行計算。同時還能自動生成工程量資源用量表，為施工資源的動態(tài)管理提供了可靠依據(jù);③場地管理?？梢岳脛討B(tài)管理系統(tǒng)進行3D施工場地布置，并自定義施工設(shè)施的4D屬性。通過點取任意的設(shè)施實體，便可以對其相關(guān)施工屬性進行查詢，如設(shè)施名稱、類型、計劃設(shè)置時間等等，同時，可對施工場地的相關(guān)設(shè)施信息進行統(tǒng)計，使之與施工進度相對應(yīng)，從而形成動態(tài)的現(xiàn)場管理;④施工質(zhì)量與安全管理。工程項目中的施工方與監(jiān)理方可以隨時將質(zhì)檢與以及安全方面的數(shù)據(jù)輸入到該系統(tǒng)當(dāng)中，系統(tǒng)會自動將質(zhì)量、安全信息或是質(zhì)檢報告與信息模型相關(guān)聯(lián)，這樣便能夠?qū)κ┕べ|(zhì)量和安全狀況進行實時查詢，同時系統(tǒng)還能自動生成工程質(zhì)量安全統(tǒng)計分析報表;⑤施工過程模擬。能夠按照計劃進度對工程項目施工全過程進行4D可視化模擬，同時還具有模型顯示功能。

(3)項目綜合管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有如下功能:①業(yè)務(wù)管理。能夠為工程項目中各個職能部門的業(yè)務(wù)人員提供諸如質(zhì)量、安全、進度、合同、采購、變更、支付、竣工等方面的管理功能。相關(guān)業(yè)務(wù)的管理數(shù)據(jù)與BIM進行關(guān)聯(lián)，可在4D管理系統(tǒng)當(dāng)中完成可視化查詢;②實時控制。系統(tǒng)能夠為工程項目的管理人員提供諸如統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)實時查詢、重要事件追蹤以及預(yù)警等功能;③決策支持。系統(tǒng)可以提供諸如工期、臺賬、效能等方面的分析功能，為項目決策人員的管理決策提供可靠的依據(jù)。

2．3應(yīng)用效果

BIM與4D技術(shù)在諸多大型建筑工程項目中獲得了應(yīng)用，如昆明機場設(shè)備安裝、上海國際金融中心、青島海灣大橋、邢汾高速公路等等，它的應(yīng)用不但大幅度提高了工程的施工質(zhì)量，而且還進一步加快了施工進度。相信在不久的將來，BIM技術(shù)必將會被廣泛應(yīng)用與各類建筑工程當(dāng)中。

3結(jié)束語

綜上所述，本文依據(jù)國內(nèi)建筑工程施工管理的具體特點和實際需求，對BIM在施工管理過程中的應(yīng)用進行了深入系統(tǒng)的研究，并將BIM技術(shù)與4D技術(shù)進行了有機融合，在此基礎(chǔ)上提出BIM應(yīng)用的整體實施方案。結(jié)果表明，BIM在建筑工程施工管理方面的應(yīng)用，能夠進一步加快施工進度、提高施工質(zhì)量、確保施工安全、降低工程成本，這充分體現(xiàn)出了BIM技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域中的應(yīng)用價值。在未來一段時期，應(yīng)當(dāng)將研究的重點放在對BIM技術(shù)的改進和完善上，并多開發(fā)一些與之相關(guān)的應(yīng)用軟件，這不但能夠使BIM技術(shù)的應(yīng)用前景更加廣闊，而且還能促進我國建筑業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

作者：曹偉峰單位：同濟大學(xué)