王代兵，謝吉勇

（沈陽建筑大學，遼寧 沈陽 110168）

1 BIM的概念

BIM(Building Information Modeling)建筑信息模型，是以建筑工程項目的各種相關(guān)的信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，建立三維數(shù)字化的建筑模型的理念和工具。美國AEC領(lǐng)域的BIM使用情況進行調(diào)查研究的基礎(chǔ)上總結(jié)了目前BIM模型施工管理平臺的應(yīng)用主要包括：現(xiàn)場整合、方案優(yōu)化、進度安排、工程量統(tǒng)計、安全管理、質(zhì)量管理、成本管理、數(shù)字化建造等。

2 BIM的4D施工模擬動態(tài)管理

施工4D模擬是BIM技術(shù)在施工階段的一個重要的應(yīng)用，它是通過把建筑物的施工進度和三維模型相結(jié)合進行施工進度模擬的過程。項目的進度計劃必須具有足夠詳細的施工順序劃分，這是實現(xiàn)施工4D模擬的關(guān)鍵因素之一；完整的施工進度計劃和三維建筑模型的鏈接，在BIM的技術(shù)平臺下，通過三維可視化的環(huán)境將建筑模型構(gòu)件按照時間順序依次進行虛擬建筑的過程即是施工4D模擬。

4D模擬是在3D建模的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，以施工進度計劃作為時間因素模擬建造的過程。目前，施工中常用的4D模擬軟件主要包括美國歐特克(Autodesk)公司研發(fā)的施工4D模擬方案，它的具體工作流程是利用Autodesk Revit實現(xiàn)建筑物的3D 參數(shù)化的BIM模型，基于進度編輯軟件編制建筑物的施工進度計劃，然后按照一定的數(shù)據(jù)格式把建筑物的3D模型和施工進度計劃在Navisworks軟件中進行集成處理，從而實現(xiàn)動態(tài)的施工4D模擬方案。利用4D模擬可以在施工前對施工進度進行模擬，依據(jù)模擬的施工進度進行資源、成本的動態(tài)投入，以及實現(xiàn)施工場地、施工過程、復雜施工程序的信息化、可視化和集成化的管理，從而在實際施工中可以提高施工管理的效率，實現(xiàn)進度的可視化控制以縮短工期、節(jié)約資源與成本。在施工階段，要依據(jù)實際的施工進度情況對施工4D模擬方案進行數(shù)據(jù)的更新管理，主要是在施工現(xiàn)場進度進行實時的監(jiān)控，把采集到的有關(guān)項目進度的數(shù)據(jù)輸入到Navisworks實現(xiàn)BIM模型的動態(tài)創(chuàng)建。然后，依據(jù)實際的施工環(huán)境數(shù)據(jù)，進行施工順序及施工過程的反復模擬，以此對施工順序進行糾偏、不同施工工種的碰撞檢測、施工資源的合理投入、消除安全隱患、改善作業(yè)空間不足等問題，提前調(diào)整施工方案。通過不斷的模擬施工方案，在施工前最大限度的解決實際施工可能遇到的問題，實現(xiàn)施工方法的不斷優(yōu)化，在實際施工中實現(xiàn)“零沖突、零返工”。

3 BIM的施工5D成本控制

BIM在進行4D進度控制的同時，加入成本因素，實現(xiàn)施工過程的5D成本控制，從而可以在施工階段做到準確的進行成本的動態(tài)投入，依據(jù)項目的實際進展情況不斷調(diào)整不同階段、不同時刻資金的投入計劃，從分實現(xiàn)資金的時間價值，做到資源的節(jié)約、成本的有效利用。Innovaya推出的BIM施工軟件支持Autodesk revit設(shè)計軟件以及Sage Timberline預(yù)算的數(shù)據(jù)格式。針對施工階段的不同工作任務(wù)對施工過程進行輔助管理，具體來說，Visual Estimating支持revit模型的自動計算并且顯示工程量信息，將設(shè)計建筑構(gòu)件連接到預(yù)算數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)工程造價的管理。應(yīng)用最多的就是基于BIM的Navisworks軟件，它可以在完成進度模擬的同時，加入成本因素，實現(xiàn)實時的成本控制。

項目核心業(yè)務(wù)管理所需要的數(shù)據(jù)是一個5D關(guān)系數(shù)據(jù)庫，3D+1D（時間）+1D（成本）合而為一，既是完整的信息模型，也是協(xié)同平臺和關(guān)系數(shù)據(jù)庫，可以數(shù)據(jù)同步，保證同一數(shù)據(jù)源的提供。這5個D之間存在邏輯關(guān)系，可以在BIM平臺的基礎(chǔ)上對他們之間進行整合，實現(xiàn)在3D建模的基礎(chǔ)上，在施工管理階段進行進度、成本控制。在施工階段，利用BIM在進行進度、成本控制的基礎(chǔ)上，可以實現(xiàn)資源的優(yōu)化，成本的節(jié)約，最大限度的減少浪費，實現(xiàn)綠色施工的目的。

4 5D成本控制的實現(xiàn)過程

BIM的5D預(yù)算模型包括建筑構(gòu)件的綜合單價信息、以及人工、材料、機械等消耗量數(shù)據(jù)，5D的施工成本控制，完全可以實現(xiàn)在可視化的基礎(chǔ)上進行成本的管理。通過此模型，系統(tǒng)能識別并自動提取建筑構(gòu)件的清單和工程量等信息。為便于信息模型的有效集成與擴展，需要對建筑構(gòu)件的分類、WBS 劃分進行統(tǒng)一，對模型實體對象進行標準化定義和描述，同時還要引入 IFC(industry foundation class)標準，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)交換與共享機制。在5D模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)計劃的和實際施工進度信息的對比分析，可以對不同時間段，不同工作任務(wù)的計劃和實際工程量進行對比，通過對計劃和實際的對比分析，有助于項目管理者了解工程進度和工程量的完成情況，進行偏差的調(diào)整。在施工分期結(jié)算的過程中，依據(jù)系統(tǒng)計算的實際工程量，可以為施工階段工程款的結(jié)算提供數(shù)據(jù)支持。通過計劃用量與實際用量之間進行對比和分析，進行實時動態(tài)管理，當現(xiàn)場實際工程量與計劃工程量之間發(fā)生偏差時，系統(tǒng)會發(fā)出預(yù)警，可及時尋找原因，進行改進，做到成本的事前控制。其次，基于5D模型可以根據(jù)項目的施工組織設(shè)計，可視化的進行施工人員調(diào)配、工程材料采購、大型機械的進出場等工作。

施工過程成本的實時監(jiān)控主要是對不同WBS節(jié)點進行預(yù)算、成本的動態(tài)計算以及實時的跟蹤查詢和分析等功能，并且可以實現(xiàn)自動計算WBS節(jié)點構(gòu)件的綜合單價、建筑總造價等信息。通過BIM可以得到最準確的工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，將工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分解到構(gòu)件級、材料級，有效控制施工成本，減少工程超支，提高工程項目的管理水平和成本投入的控制能力。

5 結(jié)語

BIM作為信息時代的產(chǎn)物，它的應(yīng)用不管是在設(shè)計階段，施工階段，還是后期的運維階段，都會給項目帶來很大的經(jīng)濟技術(shù)效果。在施工階段BIM的應(yīng)用，對進度，成本的控制，可以有效地對實際施工進行指導，以提供合理的施工方案及人員，材料使用的合理配置，從而來最大限度地實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，合理使用，以促進施工管理的可視化，做到建筑節(jié)約，以實現(xiàn)綠色施工的目的。

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