伍紹君

（四川天禾宇信建設(shè)工程有限公司　四川　成都　610000）

BIM虛擬施工技術(shù)應(yīng)用探討

伍紹君

（四川天禾宇信建設(shè)工程有限公司四川成都610000）

隨著信息化浪潮席卷世界，建筑信息模型也在建筑界掀起了新一輪的革命，基于BIM的虛擬施工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，這項(xiàng)技術(shù)將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等技術(shù)融合在一起，展開三維建模，利用三維模型針對(duì)施工過程進(jìn)行管理，進(jìn)一步優(yōu)化施工方案。本文首先對(duì)BIM進(jìn)行了概述，然后闡述了基于BIM的虛擬施工技術(shù)的工藝原理，最后針對(duì)基于BIM的虛擬施工技術(shù)的應(yīng)用展開了探討。

BIM；虛擬；施工技術(shù)

各級(jí)住房城鄉(xiāng)建設(shè)主管部門應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況制定出BIM配套激勵(lì)措施及相關(guān)政策，進(jìn)一步推進(jìn)BIM的研發(fā)與集成應(yīng)用，針對(duì)BIM的質(zhì)量監(jiān)管模式展開研究和分析。建設(shè)單位、勘察單位、設(shè)計(jì)單位及施工單位等應(yīng)按照實(shí)際需求制定出分階段的實(shí)施目標(biāo)與方案，創(chuàng)建全過程的企業(yè)BIM工程管理模式，通過技術(shù)培訓(xùn)和人才引進(jìn)等方式，引導(dǎo)人員掌握BIM應(yīng)用技能，使BIM應(yīng)用能力得到全面提升。

1　BIM概述

1.1BIM的含義

BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型，主要是指對(duì)建筑項(xiàng)目物理及功能特性的數(shù)字表達(dá)，它的出現(xiàn)為建筑物整個(gè)生命周期中的所有決策提供了可以信賴的信息共享知識(shí)資源。一般來說人們會(huì)將BIM理解成為對(duì)建筑物理和功能特征的數(shù)字式表達(dá)，它將三位數(shù)字技術(shù)作為基礎(chǔ)，在此前提下將建筑工程各種相關(guān)信息集合在一起，形成工程數(shù)據(jù)模型，在這一模型中涵蓋了對(duì)整個(gè)建筑生命周期中所有的信息與知識(shí)資源。BIM理念是一種基于建筑工程生命周期的信息庫，同時(shí)力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)不同建筑階段的信息集成及共享。

1.2BIM的特征

BIM不僅是過程同時(shí)也是模型，實(shí)際上它是對(duì)信息進(jìn)行創(chuàng)建、管理及使用的過程，BIM為建筑業(yè)帶來的主要價(jià)值在于對(duì)信息進(jìn)行有效利用，其特征可以從以下幾方面進(jìn)行分析：①信息的完備性，不僅包括描述3D幾何信息及拓?fù)潢P(guān)系，同時(shí)還涉及到了對(duì)完整工程信息的描述；②信息的關(guān)聯(lián)性，在模型中所有對(duì)象都是相互關(guān)聯(lián)的，系統(tǒng)可以針對(duì)這些信息進(jìn)行分析，生成圖形與文檔，一旦其中有對(duì)象發(fā)生變化，那么其他有關(guān)聯(lián)的對(duì)象也會(huì)更新，進(jìn)而使模型的完整性得到保證；③信息的一致性，不同建筑生命階段中其模型信息時(shí)一致的，不需要重復(fù)輸入相同信息，在不同階段模型信息可以進(jìn)行擴(kuò)展，并不需要重新創(chuàng)建，有效避免了信息不一致錯(cuò)誤的發(fā)生。

1.3基于BIM的發(fā)展目標(biāo)

預(yù)計(jì)到2020年，建筑行業(yè)中的設(shè)計(jì)、勘察以及房屋建筑工程施工企業(yè)（特級(jí)、一級(jí)）應(yīng)對(duì)BIM與企業(yè)管理系統(tǒng)進(jìn)行掌握，同時(shí)實(shí)現(xiàn)其他信息技術(shù)的一體化集成應(yīng)用。到了2020年末，以國(guó)有資金投資為主的大型及中型建筑、申報(bào)綠色建筑的綠色生態(tài)示范小區(qū)及公共建筑等項(xiàng)目，在其設(shè)計(jì)階段、施工階段以及運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段中，BIM集成應(yīng)用的項(xiàng)目比率將會(huì)超過90%。

2　基于BIM的工藝原理

利用BIM軟件對(duì)集成建筑工程項(xiàng)目相關(guān)信息模型進(jìn)行建立，在施工前期針對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案展開檢測(cè)，針對(duì)施工方案展開分析與模擬，并對(duì)進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行詳細(xì)的制定，以便提前發(fā)現(xiàn)存在有施工方案中的問題，積極采取措施進(jìn)行解決，一直到得到最佳設(shè)計(jì)方案為止，用3DMAX動(dòng)畫作為輔助，展示出一些復(fù)雜部位或者工藝，將現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工變得更加視覺化，進(jìn)而對(duì)實(shí)際施工進(jìn)行指導(dǎo)，同時(shí)對(duì)不同專業(yè)工序進(jìn)行協(xié)調(diào)，有效減少存在于施工作業(yè)面中存在的干擾性因素，避免出現(xiàn)人機(jī)待料問題。

在項(xiàng)目施工過程中應(yīng)針對(duì)模型進(jìn)行實(shí)時(shí)維護(hù)，并與設(shè)計(jì)變更、施工情況對(duì)模型進(jìn)行調(diào)整，完成施工以后，還可以利用模型對(duì)施工過程進(jìn)行重現(xiàn)，可以將其作為檢查、改進(jìn)及追溯責(zé)任的依據(jù)。利用多維度BIM模型，在有網(wǎng)絡(luò)的情況下相關(guān)責(zé)任人就可以對(duì)所有項(xiàng)目的資金使用情況進(jìn)行查看，更好的為企業(yè)對(duì)項(xiàng)目的管控提供技術(shù)上的有力支持。

3　基于BIM的虛擬施工技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)代建筑施工過程是非常復(fù)雜的，尤其是隨著計(jì)算機(jī)等技術(shù)發(fā)展起來以后，各種異形曲面建筑設(shè)計(jì)開始不斷涌現(xiàn)出來，不僅增加了人們的視覺美感，同時(shí)也為建筑施工帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)施工方法的使用已經(jīng)不能使現(xiàn)代建筑的需求得到滿足。隨著計(jì)算機(jī)仿真等技術(shù)的應(yīng)用，建筑業(yè)中提出了虛擬施工（Virtual Construction，簡(jiǎn)稱VC）的概念。

3.1虛擬施工的概念

通俗的理解，虛擬施工及時(shí)將建造過程在計(jì)算機(jī)上虛擬出來，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)存在于施工過程中的問題。這項(xiàng)技術(shù)融合了虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等相關(guān)技術(shù)，在高性能計(jì)算機(jī)硬件等相關(guān)設(shè)備的基礎(chǔ)上，針對(duì)施工過程中的人、財(cái)物全過程展開三維模擬，從而更好的為參與方提供一種可以多次重復(fù)的試驗(yàn)方法，促進(jìn)施工水平的提高。

3.2虛擬施工技術(shù)的應(yīng)用

各相關(guān)到位與企業(yè)應(yīng)按照實(shí)際需求對(duì)BIM應(yīng)用的發(fā)展規(guī)劃及實(shí)施方案進(jìn)行制定，并保證BIM配置的合理性，配齊各應(yīng)用軟硬件，對(duì)傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理方法進(jìn)行改進(jìn)，建立起符合實(shí)際情況的BIM工程管理模式。

①采用虛擬施工技術(shù)對(duì)建設(shè)工程進(jìn)行管理，管理層可以隨時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)行了解，減少了溝通上的成本，實(shí)現(xiàn)了集約化的管理。極大程度的提高了工作效率與管理水平，同時(shí)施工管理費(fèi)用也得到了減少。②隨著項(xiàng)目越來越復(fù)雜，因?yàn)樵O(shè)計(jì)施工返工出現(xiàn)的成本增加意境引起參加方的注意，為了解決這一問題，將虛擬施工技術(shù)引入施工管理中，詳細(xì)的展現(xiàn)了工程的相關(guān)空間信息，更好的發(fā)現(xiàn)存在于設(shè)計(jì)和施工中的問題，避免返工的出現(xiàn)。利用BIM模型進(jìn)行檢查，可以體現(xiàn)發(fā)現(xiàn)存在于設(shè)計(jì)中的問題，并利用虛擬仿真技術(shù)形成預(yù)應(yīng)力鋼筋排布模擬方案，避免后期返工的發(fā)生。③虛擬施工技術(shù)主要利用BIM技術(shù)中的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫，在最短時(shí)間內(nèi)獲得有關(guān)工程數(shù)據(jù)的實(shí)物量，進(jìn)而更好的為采購計(jì)劃的制定提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐，更好的為項(xiàng)目成本管控提供技術(shù)上的保證。④在傳統(tǒng)施工過程中很難對(duì)項(xiàng)目支出費(fèi)用、合同應(yīng)付款項(xiàng)等進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，也不能根據(jù)形象進(jìn)度對(duì)圖紙進(jìn)行變更，以獲取合同規(guī)定工程量，利用虛擬施工技術(shù)，結(jié)合BIM技術(shù)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫可以對(duì)參數(shù)區(qū)域進(jìn)行確定，促進(jìn)過程三算對(duì)比的實(shí)現(xiàn)，從而更好的為數(shù)據(jù)指導(dǎo)生產(chǎn)提供重要依據(jù)。⑤虛擬施工以BIM技術(shù)模型為基礎(chǔ)，可以對(duì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化，提前發(fā)現(xiàn)存在于施工過程中的難點(diǎn)問題，在3DMAX動(dòng)畫技術(shù)的幫助下，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工工藝流程進(jìn)行渲染，將顯示情況虛擬的展示出來，這樣一來原來復(fù)雜的空間設(shè)計(jì)就會(huì)變得非常直觀，以便現(xiàn)場(chǎng)施工人員深入理解，有效解決了因?yàn)樽x圖困難而出現(xiàn)的施工錯(cuò)誤。⑥虛擬施工技術(shù)對(duì)建設(shè)工程中使用的材料和施工技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的記錄，可以利用模型對(duì)施工過程進(jìn)行重現(xiàn)，從而作為進(jìn)行檢查與改進(jìn)的重要依據(jù)，參建各方的質(zhì)量意識(shí)因此而得到了極大的提高。

4　結(jié)語

綜上所述，BIM是在計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)等相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種多為模型信息集成技術(shù)，目前在工程項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)以及施工等階段均得到了廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了各建筑周期參與方在同一信息模型技術(shù)上的數(shù)據(jù)共享，很好的為產(chǎn)業(yè)鏈的貫通提供了技術(shù)上的保障。

[1]潘多忠.基于BIM的虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)在北京坊項(xiàng)目中的實(shí)踐[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2014（3）：19～24.

[2]隋振國(guó)，馬錦明，陳東，徐偉.BIM技術(shù)在土木工程施工領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展[J].施工技術(shù)，2013（2）：161～165.

[3]李恒，郭紅領(lǐng)，黃霆，陳鏡源，陳景進(jìn).建筑業(yè)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力：虛擬施工技術(shù)[J].中國(guó)建設(shè)信息，2010（2）：46～51.

[4]朱鵬程，吳媛民.虛擬施工技術(shù)在工程建設(shè)項(xiàng)目中的應(yīng)用——以Navisworks為例[J].中華建設(shè)，2012（7）：230～232.

TU17

A

1673-0038（2015）39-0045-02

2015-9-13

伍紹君（1985-），男，四川資中人，中級(jí)工程師，本科，從事工作為建筑管理。