趙蕾+秦擁軍+馬小蘭

摘要：從建筑市場狀況看，近年來全國接連發(fā)生多起傷亡安全事故，造成了重大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。將BIM技術(shù)應(yīng)用到工程質(zhì)量安全管理中，在現(xiàn)行的質(zhì)量安全管理體系基礎(chǔ)上引入BIM技術(shù)，形成可視化的新型管理模式。通過問卷調(diào)查及專家訪談對新疆質(zhì)量安全管理現(xiàn)狀進行分析，利用魯班軟件結(jié)合工程實例對BIM技術(shù)在工程質(zhì)量安全管理中的應(yīng)用進行研究。研究結(jié)果為工程質(zhì)量安全管理的優(yōu)化工作提供依據(jù)。

Abstract： From the situation of construction market， there have been many accidents and casualties in the country in recent years， which has caused significant economic losses and casualties. BIM technology should be applied to the project quality and safety management. The introduction of BIM technology based on the current quality and safety management system can form a new visual management model. Through the questionnaire survey and the expert interview， this paper analyzes the current situation of quality and safety management in Xinjiang， and studies the application of BIM technology in engineering quality and safety management by using Luban software combined with engineering examples. The results of the study provide the basis for the optimization of engineering quality and safety management.

關(guān)鍵詞：BIM；質(zhì)量管理；安全管理；新疆地區(qū)

Key words： BIM；quality management；security management；Xinjiang region

中圖分類號：TU17 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）18-0102-04

0 引言

隨著社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，全國建設(shè)項目日益增加，但一系列工程中質(zhì)量安全問題也不斷出現(xiàn)。事故的發(fā)生不僅在于建設(shè)工程技術(shù)難度和施工風險的不可低估，而且在于市場、現(xiàn)場的信息聯(lián)動不順暢，以及質(zhì)量安全管理的過程監(jiān)控和風險預(yù)報的不足等原因。近幾年在政府對質(zhì)量安全管理信息化的大力推進和建筑市場對質(zhì)量安全管理的建筑信息化的需求背景下，BIM技術(shù)在質(zhì)量安全管理中得以應(yīng)用。

BIM（Building Information Modeling）技術(shù)自產(chǎn)生以來得到業(yè)界的廣泛關(guān)注，為建設(shè)項目的規(guī)則、設(shè)計、施工與后期管理提供了有效的支持。同時，相關(guān)技術(shù)在施工質(zhì)量安全管理中已得到一定應(yīng)用，如將3D（Three-Dimensional）模型以及VP（Virtual Prototyping）技術(shù)用于識別危險因素并提出質(zhì)量安全管理建議；將4D（Four-dimensional）模型用于質(zhì)量安全防護措施配置、質(zhì)量安全防護措施的可靠性分析及在建結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析；將VP等可視化技術(shù)用于工人安全培訓(xùn)等。這些研究從質(zhì)量安全管理的一些方面提出了相應(yīng)的解決方案，特別是施工前的潛在隱患識別及安全防護措施規(guī)劃、施工中的設(shè)計不安全狀態(tài)檢測及安全培訓(xùn)等，為施工現(xiàn)場質(zhì)量安全管理提供了參考。

1 新疆地區(qū)目前施工質(zhì)量安全管理現(xiàn)狀

對于BIM在新疆地區(qū)施工質(zhì)量安全管理現(xiàn)狀，本文主要采用調(diào)研的方式進行了不完全統(tǒng)計。

在新疆烏魯木齊各單位內(nèi)共調(diào)查填寫了160份問卷，其中有5份作廢，有效份數(shù)為155份。在這些調(diào)查中，有51.6%為小型企業(yè)（少于600人），29.0%為中型企業(yè)（600人-3000人），19.4%為大型企業(yè)（3000人以上）。

在新疆目前有64.5%的公司使用的還是傳統(tǒng)的管理模式，而有35.5%的公司使用的是傳統(tǒng)的管理模式和新型的管理模式相結(jié)合的方式，目前在新疆幾乎沒有施工單位完全使用新型管理模式。

根據(jù)這些企業(yè)填寫的問卷，可以發(fā)現(xiàn)目前在新疆地區(qū)工程質(zhì)量安全方面主要存在以下幾方面的問題：

①對施工現(xiàn)場危險源的辨別十分欠缺，對識別到的危險源的監(jiān)控以及處理不到位，缺乏對施工現(xiàn)場安全事故的有效預(yù)防措施；

②基本沒有施工質(zhì)量安全的監(jiān)控系統(tǒng)，即使有該系統(tǒng)其可用性也很低，雖然我國已經(jīng)出臺頒布了相應(yīng)的法律法規(guī)和標準，例如《安全生產(chǎn)法》等，同時詳細規(guī)定了對重大危險源的監(jiān)控工作，但是質(zhì)量安全生產(chǎn)管理仍存在很多不足；

③質(zhì)量安全信息管理缺乏系統(tǒng)性，容易出現(xiàn)信息斷層，從而影響施工單位的質(zhì)量安全管理。

2 BIM技術(shù)在新疆的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 新疆地區(qū)BIM技術(shù)的普及程度

近幾年來BIM技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用范圍也很廣泛。在新疆地區(qū)BIM技術(shù)在設(shè)計、施工等方面也有了相應(yīng)的應(yīng)用。我們就BIM技術(shù)在質(zhì)量安全管理中的應(yīng)用狀況進行了調(diào)查，根據(jù)調(diào)查結(jié)果，對于BIM在新疆的應(yīng)用主要有以下幾方面的認識：

①對于BIM的了解，主要來源于市場活動，其次是媒體，軟件供應(yīng)方，還有一小部分來源于培訓(xùn)機構(gòu)、資料、項目業(yè)主等；

②目前若采用BIM技術(shù)，主要存在的困難有：缺乏這方面的人才，缺乏對BIM的認知，采用BIM投入過高，還有一些企業(yè)甚至不愿意改變現(xiàn)有模式；

③若在工程中，采用BIM技術(shù)，對于現(xiàn)場施工主要有以下幾方面的改善：

1）現(xiàn)場的提前場地布置，方便場地的正常運轉(zhuǎn)；腳手架的節(jié)點布置會更規(guī)范，碰撞區(qū)域也能提前做出預(yù)判，及時解決現(xiàn)場可能存在的問題；施工場地布置更有序，不會出現(xiàn)現(xiàn)場中材料亂堆亂放問題，使現(xiàn)場變得更有規(guī)劃，更有序；

2）能利用電子化三維檢查現(xiàn)場鋼筋，混凝土做法是否規(guī)范，建立一個信息平臺，把現(xiàn)場所存在的問題能夠共享在平臺中，方便各個項目學(xué)習(xí)，參考；

3）現(xiàn)場的施工布置平面圖，通過BIM可以在工程進場之前就可以提前將施工過程中臨建設(shè)施，塔吊位置，材料堆放區(qū)更直觀的布置出來，方便現(xiàn)場的安全文明施工的進行；在施工過程中可以將外腳手架，模版支撐架提前做出來，方便現(xiàn)場的施工交底以及腳手架搭設(shè)是否規(guī)范；施工電梯安裝可以提前設(shè)置安放位置，預(yù)判安裝過程中的碰撞問題；

4）目前若采用BIM技術(shù)，存在的主要風險有：人力資源風險（人才缺乏）經(jīng)濟風險（成本，收益），技術(shù)風險（適應(yīng)性差），管理風險（方式），等等。

2.2 新疆地區(qū)BIM技術(shù)的使用情況與國內(nèi)其他各省的對比

就BIM技術(shù)在新疆與內(nèi)地實施情況的對比進行了調(diào)查，共做了120份問卷，有5份作廢，采用紙質(zhì)版問卷調(diào)查；在內(nèi)地各個省，共做了156份問卷，有8份作廢，采用電子版問卷調(diào)查。

通過調(diào)查問卷數(shù)據(jù)分析，我們可以對于BIM有以下及幾方面的認識以及了解：

①對于BIM的認知程度以及應(yīng)用，在內(nèi)地遠遠高于新疆地區(qū)，而對于BIM的期望值都很高，因此，以后BIM技術(shù)在新疆地區(qū)以及全國各地會越來越受關(guān)注以及快速應(yīng)用起來；

②對于BIM的應(yīng)用，在新疆地區(qū)，最為緊迫的是管理模式和BIM配套，還應(yīng)制定相應(yīng)的標準；

③對于BIM的投資方面，在新疆的多數(shù)企業(yè)中都是采取觀望的態(tài)度，還有一小部分根本不愿意投資。

由此看來，BIM技術(shù)要能真正的在新疆地區(qū)應(yīng)用起來，不僅需要政府的支持，還需要對BIM技術(shù)有一個使用標準規(guī)定，以及各設(shè)計單位、施工單位等的積極參與學(xué)習(xí)和了解應(yīng)用，希望在不久的未來，BIM技術(shù)在新疆的應(yīng)用能夠有很大的提高，從而降低了施工中的各類安全質(zhì)量隱患。

3 BIM技術(shù)在質(zhì)量安全管理中的應(yīng)用

質(zhì)量安全管理是項目管理中最基本也是最核心的目標，因此及時有效的反映、分析及處理施工現(xiàn)場質(zhì)量安全隱患尤為重要。通過BIM技術(shù)在相關(guān)軟件中建立3D模型，將施工現(xiàn)場質(zhì)量安全問題在3D模型相應(yīng)位置上掛接，直觀、全面、準確地反映出項目存在的質(zhì)量安全問題，擺脫對常規(guī)經(jīng)驗的依賴，精準定位質(zhì)量安全隱患，并在該位置附原因及相關(guān)圖片，同時將處理辦法標注在此處。這樣在整個施工過程中各個參與方都能及時處理問題，保證了信息的時效性，各方參與人員可以實時關(guān)注問題處理進展，同時方便各方意見的交換，直到問題完全解決。傳統(tǒng)施工采用紙質(zhì)圖紙，而BIM技術(shù)采用是數(shù)字化的圖紙，這樣可以發(fā)揮計算機可以在檢索、判別、處理數(shù)據(jù)等方面的優(yōu)勢，通過簡單的功能就能得到項目的相關(guān)信息，為現(xiàn)場及時下達指令。而且，利用BIM技術(shù)結(jié)合項目施工方案進行虛擬建造，模擬施工全過程，可以在事前預(yù)防發(fā)生質(zhì)量安全事故。在BIM技術(shù)中與質(zhì)量安全有關(guān)的步驟主要有以下幾個部分：

3.1 BIM建模

利用相關(guān)軟件如魯班、Revit等軟件，建立建筑、結(jié)構(gòu)、電氣、消防等的模型，將二維平面圖、立面圖、剖面圖轉(zhuǎn)換為可視化的三維模型。

3.2 模型優(yōu)化

將建立好的各個專業(yè)模型導(dǎo)入相應(yīng)軟件中，利用碰撞檢查、漫游等功能，進行三維碰撞檢查，從而及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題，反復(fù)對設(shè)計方案進行分析、選擇，達到優(yōu)化設(shè)計方案目的。

3.3 BIM5D與質(zhì)量安全管理

將進度計劃以及成本信息與3D模型相結(jié)合建立BIM5D模型，這個模型相當于一個綜合信息平臺，通過BIM5D模型可以進行施工模擬，對施工方案、成本計劃、資源計劃、進度計劃等的合理性進行更加全面的分析，有效的避免施工中潛在的質(zhì)量安全隱患?；贐IM5D在質(zhì)量安全管理中的流程如圖1所示。

4 實例分析

本文結(jié)合新疆和布克賽爾縣青少年活動（科技）中心項目，主要運用魯班軟件，進行了BIM在新疆地區(qū)質(zhì)量安全管理中的應(yīng)用研究。

和布克賽爾縣青少年活動（科技）中心，位于新疆維吾爾自治區(qū)和布克賽爾縣，總建筑面積為12433.00m2；建筑工程等級為二類；設(shè)計主體使用年限為50年；耐火等級為地上二級；抗震設(shè)防烈度為七度；屋面防水等級為Ⅱ級；結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)。

4.1 建立模型

首先是建模工作，利用魯班軟件將各個專業(yè)CAD圖紙上的信息建立在魯班軟件中，形成三維圖形。如圖2-7所示。

4.2 碰撞檢查

將建立完成的各專業(yè)模型導(dǎo)入Luban BIM Works，對不同專業(yè)BIM模型進行三維空間碰撞檢查，這些問題在二維圖紙中很難被發(fā)現(xiàn)，通過BIM碰撞檢查進行提前預(yù)警，及時發(fā)現(xiàn)和解決設(shè)計問題，避免返工。通過各專業(yè)的規(guī)范標準進行檢查，確保軟件分析出的碰撞結(jié)果與現(xiàn)場施工時所產(chǎn)生的實際沖突相符，通過對碰撞處的分析，進行標高等的調(diào)整，在施工前預(yù)先解決問題，避免不必要的浪費和返工，減少溝通錯誤，爭取工期。

通過Luban BIM Works還可以進行工程3D虛擬漫游，通過不同的漫游模式及視角的切換，依據(jù)真實、形象的三維模型進行協(xié)調(diào)，檢查外觀及內(nèi)部設(shè)計的合理性，任意查看建筑內(nèi)部和外部，了解實際情況。還可以模擬真實設(shè)備進場的實際情況，保證進場路線設(shè)置的優(yōu)化合理。

4.3 現(xiàn)場布置模擬

利用軟件進行施工現(xiàn)場布置，可以避免施工機械的碰撞，同時可以避免不合理的現(xiàn)場布置帶來的項目成本的額外增加。（圖10）

4.4 BIM4D模擬

將二維的進度計劃數(shù)據(jù)與可視的三維模型掛接。既可以靜態(tài)模型展示，又可以動態(tài)的展示不同階段內(nèi)項目施工進度模型情況，直觀地反映了項目時間進度與施工進展情況。（圖11）

4.5 BIM5D

BIM5D即在3D模型的基礎(chǔ)上關(guān)聯(lián)施工過程中的進度、成本、質(zhì)量、安全等信息，為項目提供數(shù)據(jù)支撐，實現(xiàn)有效決策和精細管理，從而達到減少施工變更，縮短工期、控制成本、提升質(zhì)量的目的。

5 結(jié)論

本文結(jié)合新疆和布克賽爾縣青少年活動（科技）中心項目，對BIM技術(shù)在質(zhì)量安全管理方面的應(yīng)用進行了研究。在質(zhì)量管理方面通過BIM技術(shù)對影響質(zhì)量的風險因素進行分析，并實施控制，以及BIM技術(shù)在PDCA循環(huán)管理體系中的作用，使工程項目的質(zhì)量管理更為全面、具體。在安全管理中通過應(yīng)用BIM技術(shù)，建立工程本身和項目管理信息數(shù)據(jù)庫，添加安全管理相關(guān)信息，利用BIM技術(shù)綜合信息平臺協(xié)調(diào)性、可視化等特點，實施基于BIM的5D建筑虛擬安全施工信息模型的應(yīng)用，實現(xiàn)施工場地布置、重大危險源自動識別、施工安全動態(tài)監(jiān)控與調(diào)整，做到事前預(yù)防、事中監(jiān)控和事后處理全過程安全要素的監(jiān)控，動員了全員參與安全管理的積極性，提高安全教育與溝通的效率和效果、減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。

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