徐丹丹 劉 喆 杜志鵬

(吉林建筑大學管理學院,長春 130118)

近年來,隨著我國對信息技術發(fā)展和信息技術利用的重視,信息技術和信息管理也在建筑領域中得到深入研究,尤其是作為整合建筑項目各階段數(shù)據(jù)解決原有碰撞問題的BIM技術.在住建部十二五規(guī)劃出臺前,BIM技術大部分應用在設計工作上,而在施工過程中的應用卻是甚少,據(jù)統(tǒng)計由于工程失誤造成返工的施工企業(yè)高達43 %,造成嚴重的資源浪費,所以BIM技術在施工階段的應用也尤為重要.現(xiàn)階段,對工程項目管理一般僅依靠項目管理人員的經(jīng)驗,然而個人經(jīng)驗具有主觀性和片面性,不能有效地解決項目施工過程中存在的問題.本文將針對BIM技術在施工管理過程的應用,分析BIM技術的應用如何有助于項目管理人員解決工程項目實施過程中存在的問題.

1 BIM 技術簡介

建筑信息模型(Building Information Modeling,簡稱BIM),是建筑物在設計和建造過程中創(chuàng)建和使用的“可計算數(shù)字信息”.這些數(shù)字信息能夠被程序系統(tǒng)自動管理,使得經(jīng)過這些數(shù)字信息所計算出來的各種文件自動的具有彼此吻合、一致的特性[1].作為一種全新的管理理念,為建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展做出了重大貢獻,被稱為建筑界的第二次革命.BIM技術具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、可出圖性等特點,它不再依靠復雜抽象的二維圖紙,而是以形象的三維模型作為建設項目的信息載體,為建筑工程各個專業(yè)相關人員之間的協(xié)作、溝通和交流提供了平臺,減少了建設項目因為信息傳遞失誤或信息流失而帶來的損失,以及降低外部因素對工程項目所帶來的風險,提高了工程質(zhì)量,節(jié)約成本，縮短工期.

圖1 施工操作優(yōu)化流程圖

2 傳統(tǒng)施工管理的缺點與不足

(1) 施工現(xiàn)場管理的不足. 傳統(tǒng)的施工現(xiàn)場管理方法不能對施工現(xiàn)場生產(chǎn)要素進行有效的計劃、組織、控制和協(xié)調(diào),使施工操作不能按其預定的目標實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、安全的生產(chǎn),且不能及時有序地解決現(xiàn)場出現(xiàn)的各種生產(chǎn)技術問題.施工現(xiàn)場管理的不足將導致一系列的質(zhì)量、成本、進度和安全問題,施工現(xiàn)場的管理混亂將會使施工人員的人身安全得不到很好的保障.同樣,建設項目質(zhì)量一旦出現(xiàn)問題將會嚴重影響到使用者的生命安全,更有可能會導致返工事件的發(fā)生,致使項目成本增加,進度延誤,最后就會導致施工企業(yè)不能很好的履行合同,使企業(yè)信譽受到嚴重的損害,對企業(yè)的長遠利益不利.

(2) 進度管理方面的不足. 隨著科學技術的發(fā)展,各種工程機械在施工中的應用越來越普遍,這雖然大大提高了工程施工的效率,但在很大程度上受人為因素的干擾,例如:施工人員對施工圖紙的理解,對施工工藝的掌握和操作技能水平等因素都可能嚴重影響項目的實施計劃,如果施工人員不能很好的理解施工圖紙,那么就很可能導致大量的返工,造成不可估量的損失.在項目施工過程中,常常會出現(xiàn)建設單位的資金計劃、供貨商的材料供應計劃與施工進度不匹配,這種狀況往往是由于施工單位與業(yè)主、供貨商的信息溝通存在滯后、不充分與不徹底產(chǎn)生的,溝通的不暢將會導致施工單位不能按照施工計劃進行施工,造成項目的進度拖延[2].

(3) 成本管理方面的不足. 傳統(tǒng)的施工成本管理中,由于建設項目工期較長、數(shù)據(jù)量大、收集復雜而且速度較慢,從而導致短周期成本分析困難、效率低.這種成本管理方法不能及時的收集和處理施工過程中出現(xiàn)的大量數(shù)據(jù)信息,無法對成本信息做到正確的選擇與使用,不能及時準確地發(fā)現(xiàn)成本管理中所存在的根本問題及原因,難以對癥下藥,不能及時的采取有效措施降低成本,使效益大量流失.

3 基于BIM對施工管理的改進

(1) 施工操作優(yōu)化. 為了解決傳統(tǒng)施工現(xiàn)場管理中存在的問題,施工單位相關人員應該采用BIM

技術建立基于時間維度上的4 D虛擬模型,進行施工操作模擬.利用BIM中的碰撞檢測技術分析復雜結構和構件在時間和空間上的施工操作程序是否合理,如果存在碰撞或偏差,應該立即修改施工方案,然后再進行施工模擬.循環(huán)下去直到選擇出可行性的最優(yōu)方案(如圖1所示).

同時,還應該通過建立施工場地動態(tài)時空模型,研究空間碰撞檢測算法,實現(xiàn)場地設施之間、施工機械之間以及施工機械與主體結構之間的碰撞檢測[3].這樣就可以最大限度地合理分配和利用施工資源,保證工程施工的順利進行.

(2) 施工進度優(yōu)化. 通過BIM技術的信息集成管理對施工進度計劃進行主動控制、動態(tài)優(yōu)化,可以減少因資金和材料供應因素、環(huán)境因素、空間碰撞以及對施工圖紙理解不到位等因素對項目進度的影響,從而保證建設項目的順利進行.

基于BIM的4 D模型包含了建設項目完整的數(shù)據(jù)信息,是將建筑模型與進度計劃結合起來的虛擬建造,通過生成與施工進度計劃相配合的材料和資金供應計劃,從而避免了資金和材料供應不合理對施工進度產(chǎn)生的不良影響.可以檢查項目的進度計劃在時間安排上是否合理,工作之間的邏輯關系是否準確,通過模型對工程重點和難點的部位進行分析,制定施工計劃,劃分流水段,從而對項目的進度計劃進行檢查和優(yōu)化.BIM技術擁有強大的信息處理功能,可以將項目各參與方的意見和建議進行交流與匯總,并進行施工工序模擬,這樣不僅有效降低了建筑事故的發(fā)生的概率,還做到發(fā)現(xiàn)問題及時解決以及協(xié)調(diào)溝通的理想效果.BIM技術通過引入三維、四維以及可視化強大功能,實現(xiàn)了對建筑物物理結構和功能特性的數(shù)字化表達,可以消除以往圖紙缺少直觀性的缺陷,還可以使施工人員更直觀、更深層次地理解施工圖紙和施工方案要求,減少因施工人員對施工圖紙理解錯誤而給施工過程帶來不必要的問題,提高施工速度.BIM技術可以將三維模型放置在虛擬的周圍環(huán)境之中,通過分析周圍環(huán)境可能對工程項目施工進度產(chǎn)生影響的因素,從而制定應對措施,降低環(huán)境因素對施工進度的影響,優(yōu)化施工方案.施工進度優(yōu)化是一個不斷調(diào)整的過程,通過反復模擬施工方案,發(fā)現(xiàn)問題及時改進,從而制定出最有效的施工進度計劃來指導施工[4].

(3) 施工成本優(yōu)化. BIM技術在處理工程成本管理中有著巨大的優(yōu)勢,通過建立BIM的5 D施工資源信息模型(5 D=3 D實體+時間進度+成本)關系數(shù)據(jù)庫,讓實際成本數(shù)據(jù)及時進入5 D關系數(shù)據(jù)庫,而且對應的成本匯總、統(tǒng)計、拆分報表同時可得,這樣可以減少工程量計算時受人為因素的干擾,得到更加準確客觀的成本數(shù)據(jù).同時建立基于BIM的5 D實際成本數(shù)據(jù)庫,使匯總分析能力大大加強,極大減少了匯總分析的工作時間,使短周期成本分析不再困難,提高了工作效率.另外,通過對施工過程可視化模擬,能夠清楚地查出施工成本使用的具體情況,對是否需要花費這部分成本能有一個正確判斷；同時對各成本進行實時盤點動態(tài)監(jiān)控,提供實際數(shù)據(jù),而且可以多維度匯總分析成本報表,因此增加了成本核算的準確性.同時產(chǎn)生的實際成本數(shù)據(jù)能夠作為相關依據(jù),減少索賠事件的發(fā)生.

4 案例分析

世博文化中心項目是一座全面運用BIM技術的代表性項目,由于該項目從結構到功能都非常復雜,為了保證施工的順利進行,在工程施工階段采用了BIM進行輔助管理,BIM技術的采用大大提高了項目的施工效率,有效地避免了返工事件的發(fā)生,減少材料浪費,使建設項目按照預定工期完成,并最終實現(xiàn)項目的經(jīng)濟性和價值性.本工程利用BIM的軟碰撞功能對鋼結構和幕墻施工進行碰撞分析,檢測出可能發(fā)生的問題,進而合理地安排了施工工序和時間,在施工進行之前將施工沖突問題成功解決,極大地提高了施工效率.同時,利用BIM技術進行三維大樣出圖和漫游動畫的形式對施工過程進行模擬,讓施工操作人員更直觀、更深層次地理解施工圖紙和施工方案要求,更準確地指導施工,避免拆改現(xiàn)象的發(fā)生.通過建立BIM的5 D施工資源信息模型關系數(shù)據(jù)庫,對項目成本進行動態(tài)管理,使項目管理者能夠快速準確地得到項目的實時成本數(shù)據(jù),大大降低了不可預見費.

5 結語

本文通過闡述基于BIM技術在施工操作、施工進度、施工成本中動態(tài)優(yōu)化管理的應用,結合具體的案例分析,說明了BIM技術可以解決傳統(tǒng)施工管理方法的缺點與不足,實現(xiàn)對工程項目進行主動控制、動態(tài)管理,展示了其在施工管理中的優(yōu)越性.盡管 BIM 技術在施工領域的應用還處在起步階段,還有待于完善和發(fā)展,但BIM 技術的發(fā)展與推廣會對我國工程項目管理信息化的發(fā)展具有重要的理論意義和實際意義.

參 考 文 獻

[1] 維基百科.建筑信息模型http://zh.wikipedia.org.shtml.

[2] 趙 彬,王友群,牛博生.基于BIM的4D虛擬建造技術在工程項目進度管理中的應用[J].建筑經(jīng)濟,2011(9):93-95.

[3] 張建平.基于BIM和4D技術的建筑施工優(yōu)化及動態(tài)管理[J].中國建筑信息,2010(2):18-23.

[4] 李紅學,郭紅領,高 巖,劉文平,韋笑美.基于BIM的橋梁工程設計與施工優(yōu)化研究[J].工程管理學報,2012,26(6):48-52.