黎良青 孫鑫 和玉超 寧鑫 崔杰 劉鵬飛

（1.中國建筑第八工程局有限公司總承包公司 上海 200010 2.上海市建設(shè)工程監(jiān)理咨詢有限公司 上海 200080）

0 前言

當(dāng)下，數(shù)字化、信息化已經(jīng)成為建筑行業(yè)未來發(fā)展的主要方向，是行業(yè)競爭力和創(chuàng)新力的直接體現(xiàn)。作為實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)現(xiàn)代化的重要抓手，BIM技術(shù)在工程建設(shè)全壽命周期中的應(yīng)用將極大推動(dòng)建筑行業(yè)發(fā)展質(zhì)量變革、效率變革和動(dòng)力變革，對推動(dòng)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

1 BIM技術(shù)在工程建設(shè)中的應(yīng)用

1.1 現(xiàn)場平面部署

在投標(biāo)階段，項(xiàng)目就利用BIM技術(shù)建立三維場地模型，給業(yè)主一個(gè)更為直觀的視覺效果，提升中標(biāo)概率。同時(shí)，在施工階段來說，當(dāng)下多數(shù)項(xiàng)目面臨場地狹窄、基坑深大、項(xiàng)目各地塊交叉作業(yè)多等難點(diǎn)，這給傳統(tǒng)的二維平面場地布置帶來巨大的工作量。項(xiàng)目根據(jù)施工圖紙以及技術(shù)施工方案和現(xiàn)場平布置圖對各階段的場地布置進(jìn)行建模。并與商務(wù)、生產(chǎn)、安全等各部門利用建模對現(xiàn)場各臨時(shí)設(shè)施、加工場地、施工道路、文明施工以及材料堆放等進(jìn)行合理布置。利用BIM技術(shù)建立的三維場地模型能夠很好的將施工現(xiàn)場的各種數(shù)據(jù)信息直觀的反映出來，同時(shí)，還能根據(jù)不同施工階段，快速的進(jìn)行場地平面布置的更新及優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場潛在的不合理布局，消除安全隱患，做到精細(xì)化管理。

1.2 進(jìn)度管理

項(xiàng)目根據(jù)業(yè)主的進(jìn)度節(jié)點(diǎn)要求以及項(xiàng)目施工總進(jìn)度計(jì)劃，通過將BIM模型與project編制成的施工總進(jìn)度計(jì)劃結(jié)合，制作了項(xiàng)目總進(jìn)度施工模擬，涵蓋了地墻、樁基、圍護(hù)、主體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、二次結(jié)構(gòu)、機(jī)電安裝以及室外總體等多個(gè)專業(yè)。通過施工模擬與項(xiàng)目生產(chǎn)技術(shù)確定施工關(guān)鍵路線，合理安排各地塊之間施工節(jié)奏，從而更好地保證完成業(yè)主的施工節(jié)點(diǎn)。并與北地塊建工項(xiàng)目總進(jìn)度計(jì)劃合并成南北地塊整體施工進(jìn)度模擬，給予業(yè)主更直觀的施工進(jìn)度節(jié)點(diǎn)把控，從而方便業(yè)主對項(xiàng)目整體開發(fā)節(jié)奏的把控并合理的調(diào)整施工節(jié)奏。此外，項(xiàng)目進(jìn)度管理系統(tǒng)自身根據(jù)模型進(jìn)展情況，設(shè)定模擬方式，動(dòng)態(tài)顯示進(jìn)度執(zhí)行情況，對滯后工作做出預(yù)警提示，確保任務(wù)按時(shí)完成。同時(shí)，項(xiàng)目利用無人機(jī)航拍技術(shù)對現(xiàn)場施工作業(yè)面進(jìn)行影像拍攝后運(yùn)用軟件處理生成全景動(dòng)態(tài)圖，并生成二維碼，管理人員只需掃描二維碼就可以從移動(dòng)端查看項(xiàng)目進(jìn)度情況。

1.3 商務(wù)、物資管理

基于項(xiàng)目BIM技術(shù)的三維模型，可以快速的提取計(jì)算工程量，同時(shí)可以在3D模型中加入進(jìn)度、成本信息形成5D模型，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目成本的精細(xì)分析，可以快速計(jì)算出每個(gè)工序、每個(gè)工區(qū)、每個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的工程量，從而快速得到各時(shí)期的物資計(jì)劃。除此之外，隨著施工進(jìn)度的進(jìn)行及時(shí)統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)生設(shè)計(jì)變更時(shí)也很容易同步變更模型，及時(shí)獲得變更前后工程量和工程造價(jià)變化，實(shí)現(xiàn)成本的動(dòng)態(tài)管理。

1.4 質(zhì)量安全管理

傳統(tǒng)的質(zhì)量檢查需要記錄大量紙質(zhì)資料，查閱整改也需要耗費(fèi)大量時(shí)間及人力。項(xiàng)目借助BIM協(xié)同管理平臺，將載有數(shù)據(jù)信息的三維模型等資料上傳至平臺上。項(xiàng)目管理人員在手持移動(dòng)端上可以隨時(shí)隨地查看三維模型和二維施工圖紙，并使用多點(diǎn)觸控功能來縮放、平移和旋轉(zhuǎn)圖形，查看圖形構(gòu)建細(xì)節(jié)、構(gòu)件尺寸、標(biāo)高，了解其具體設(shè)計(jì)信息，復(fù)雜區(qū)域各構(gòu)件空間位置關(guān)系，協(xié)助現(xiàn)場作業(yè)指導(dǎo)、施工質(zhì)量檢驗(yàn)。并將現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量安全問題反饋到平臺模型上，制定責(zé)任人進(jìn)行跟蹤和反饋，將當(dāng)日跟蹤信息反饋到平臺，解決施工中存在的問題，從而提高了工作效率，加強(qiáng)了質(zhì)量安全問題的實(shí)時(shí)管控。

安全管理是工程施工的主控項(xiàng)目，是開展一切工作的根本出發(fā)點(diǎn)，通過引入BIM技術(shù)，可以提前對安全質(zhì)量控制重點(diǎn)、施工關(guān)鍵環(huán)節(jié)、重大危險(xiǎn)源等進(jìn)行模擬演示，過程監(jiān)管。通過提前預(yù)知安全質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，提前制定并采取安全質(zhì)量防范措施，做到防患于未然，有效規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，減少不必要的返工、窩工或停工，杜絕安全質(zhì)量事故，為項(xiàng)目的安全生產(chǎn)、文明施工保駕護(hù)航。

1.5 深化設(shè)計(jì)應(yīng)用

1.5.1 土建結(jié)構(gòu)深化

目前，對于土建結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計(jì)主要集中在發(fā)現(xiàn)圖紙問題以及復(fù)雜節(jié)點(diǎn)位置的優(yōu)化兩方面，在結(jié)構(gòu)施工前根據(jù)設(shè)計(jì)下發(fā)的圖紙進(jìn)行三維BIM建模，在建模過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)圖紙問題并記錄形成文件，再將文件統(tǒng)一與設(shè)計(jì)交流溝通解決。同時(shí)，通過對細(xì)部節(jié)點(diǎn)建立BIM三維模型，將復(fù)雜的二維圖紙轉(zhuǎn)化為直觀形象的三維模型，進(jìn)行可視化交底，保證施工質(zhì)量，提高施工效率。在項(xiàng)目中有一地塊地下室中有一處復(fù)雜坡道（同一空間內(nèi)有三個(gè)坡道），二維圖紙難以正確反映坡道具體走向以及與周邊結(jié)構(gòu)的關(guān)系。項(xiàng)目通過三維建模并將模型通過3D打印等比例模型對現(xiàn)場施工人員進(jìn)行可視化交底。

圖1 某復(fù)雜梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋排布

1.5.2 鋼結(jié)構(gòu)深化

在鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)中，由專業(yè)單位利用BIM技術(shù)進(jìn)行三維建模，對鋼結(jié)構(gòu)整體空間立體布置進(jìn)行可視化模擬，通過提前與其他專業(yè)的碰撞校核，對鋼結(jié)構(gòu)吊裝方案進(jìn)行模擬及優(yōu)化，可以有效的解決施工圖中的設(shè)計(jì)缺陷，減少后期修改變更，避免人力、物力浪費(fèi)，達(dá)到降本增效的管理目標(biāo)。

1.5.3 綜合機(jī)電深化

傳統(tǒng)二維機(jī)電施工圖紙均為獨(dú)立出圖，管線綜合布置對設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)依賴性強(qiáng)，施工效率低。通過BIM技術(shù)建立綜合機(jī)電模型，能夠形象直觀的反映各管線關(guān)系。另外，將各專業(yè)模型進(jìn)行整合，通過軟件運(yùn)行碰撞檢測來提前知曉單專業(yè)內(nèi)部及各專業(yè)間的碰撞點(diǎn)并協(xié)調(diào)解決，避免返工造成資源浪費(fèi)，提高生產(chǎn)效率，見圖2。

1.5.4 幕墻深化

方案設(shè)計(jì)初期，由專業(yè)單位建立幕墻表皮模型，完成幕墻表皮與主體結(jié)構(gòu)間的空間關(guān)系校驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)在設(shè)計(jì)過程中提前發(fā)現(xiàn)各種沖突問題，以保證幕墻裝飾面與主體構(gòu)造間能滿足幕墻實(shí)施需求。在深化設(shè)計(jì)階段，建立并完成整體封閉模型，并輔助完成平、立面圖紙的輸出。同時(shí)，通過對施工流水步驟的演示，達(dá)到輔助施工方案設(shè)計(jì)的效果。施工階段，對幕墻整體深化建模，以滿足加工精度需求。

圖2 各專業(yè)模型碰撞檢測

圖3 幕墻表皮與結(jié)構(gòu)邊緣距離

1.6 BIM+VR技術(shù)運(yùn)用

虛擬現(xiàn)實(shí)VR技術(shù)，是一種伴隨多媒體技術(shù)發(fā)展起來的計(jì)算機(jī)新技術(shù)，通過三維圖形生成技術(shù)。工程建設(shè)是復(fù)雜的大型的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，它包括支模板、綁扎鋼筋、澆搗混凝土、拆模、養(yǎng)護(hù)等多道工序。通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬施工過程可以提前發(fā)現(xiàn)實(shí)際施工中存在的問題或隱患，并及時(shí)給予解決處理，將VR技術(shù)應(yīng)用于技術(shù)交底過程中，使分包及工人對施工過程具有更深的認(rèn)識，深化對施工工序的了解，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑施工中有多方面的應(yīng)用。

另外，項(xiàng)目針對“樣板引路”的管理理念，對模板體系支設(shè)、二結(jié)構(gòu)、綜合機(jī)電管線安裝等預(yù)先建立BIM三維樣板模型并利用VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使管理人員進(jìn)行VR沉浸式體驗(yàn)，有效地避免材料和人力資源的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了提質(zhì)增效的管理目標(biāo)。

項(xiàng)目通過以上各方面積極推行BIM技術(shù)的應(yīng)用，利用BIM模型的虛擬性與可視化，使參建人員建立直觀概念，提前反映施工重難點(diǎn)；利用BIM技術(shù)進(jìn)行綜合管線的碰撞，在施工前發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)與水暖電等專業(yè)之間的碰撞問題，提前進(jìn)行修正，確保施工準(zhǔn)確率，降低返工率。

2 結(jié)束語

BIM技術(shù)的出現(xiàn)，使項(xiàng)目管理的思維方式、流程等均發(fā)生了很大的變化，這給常規(guī)的管理模式帶來的是一場革命。在項(xiàng)目管理中，BIM的可視化、參數(shù)化、數(shù)據(jù)化的特性讓建筑項(xiàng)目的管理和交付更加高效和精益，是實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目現(xiàn)場精益管理的有效手段。

BIM帶來的是新的管理模式，新的管理流程，是建筑行業(yè)精細(xì)化管理的開始。通過BIM技術(shù)作為管理工具，讓建設(shè)項(xiàng)目中的管理者獲得更多的時(shí)間進(jìn)行管理工作。結(jié)合項(xiàng)目管理的各項(xiàng)科學(xué)思想和理念，提升建設(shè)工程的管理效率和工程質(zhì)量，確保工程建設(shè)項(xiàng)目安全有序的開展。