曾文俊

（中鐵二十二局集團(tuán)第五工程有限公司，重慶400711）

1 引言

對于現(xiàn)代建筑工程而言，采用信息化技術(shù)進(jìn)行施工管理，一方面可以使施工全程更具規(guī)范性，將責(zé)任落實(shí)到具體的崗位與人員身上，另一方面可以對施工質(zhì)量做出保證。近年來，建筑工程的數(shù)量與規(guī)模在不斷增加，多數(shù)建筑工程都存在質(zhì)量問題，其本質(zhì)原因便是施工方案與執(zhí)行缺乏關(guān)聯(lián)性，并且施工管理工作缺乏信息化技術(shù)的融入，因此，本文針對仿真技術(shù)與BIM 技術(shù)進(jìn)行研究，從多方面驗(yàn)證以上技術(shù)在施工管理工作中的應(yīng)用情況。

2 工程概況

本研究以北碚智慧停車樓項(xiàng)目為例（見圖1），該項(xiàng)目由中鐵二十二局集團(tuán)第五工程有限公司、洛陽市規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司、阿達(dá)駐車投資管理有限公司3 方組成的聯(lián)合體，共同參加北碚解放路、北碚萬達(dá)廣場旁智慧停車樓項(xiàng)目設(shè)計(jì)施工一體化工作。項(xiàng)目位于重慶市北碚區(qū)馮時(shí)行路與安禮路交叉路口南側(cè)200m 處，周邊配套設(shè)施齊全，小區(qū)多，周圍商業(yè)發(fā)達(dá)，交通通行量較大，對停車位需量多。目前，項(xiàng)目地塊周邊已經(jīng)出現(xiàn)了亂停亂放、占道停車等現(xiàn)象，造成局部交通擁堵，降低交通效率。本項(xiàng)目建成后，可提供停車位300 多個(gè)，可部分緩解北碚區(qū)萬達(dá)廣場附近停車難的壓力。

圖1 北碚智慧停車樓BIM 模型

該項(xiàng)目決定采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與BIM 模型技術(shù)進(jìn)行施工管理，這樣可以實(shí)施可視化交底，多方位、多角度展示各項(xiàng)工序的施工技術(shù)要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，確保施工安全與質(zhì)量要求。北碚智慧停車樓BIM 模型如圖1 所示。

3 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在施工管理中的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用基本步驟

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是一種新型技術(shù)，通過對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集與分析，并且構(gòu)建出相應(yīng)的模型，可以有效解決復(fù)雜的系統(tǒng)問題。將仿真技術(shù)應(yīng)用到施工管理中，需要遵循基本操作步驟，具體如下：（1）結(jié)合工程項(xiàng)目管理目標(biāo)對仿真系統(tǒng)的構(gòu)建對象進(jìn)行確認(rèn)，以此來明確仿真目標(biāo)[1]；（2）在建立數(shù)據(jù)分析模型后，可以針對工程模型進(jìn)行抽象化的分析，因此，需要保證數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性；（3）在數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)需要基本框架進(jìn)行確認(rèn)，從而通過計(jì)算與分析得到可信的仿真結(jié)果[2]。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的基本步驟如圖2 所示。

圖2 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用基本步驟

3.2 地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

使用計(jì)算仿真技術(shù)時(shí)，需要與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合，也就是在建筑工程模型中代入地理信息坐標(biāo)，這樣可以有效結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)與地理空間數(shù)據(jù)的契合程度。由于此工作屬于空間信息技術(shù)范疇，因此，在針對仿真數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)查分析時(shí)，可以適當(dāng)借用地理空間數(shù)據(jù)庫，然后對其進(jìn)行分析、操作、管理，最后保證數(shù)據(jù)顯示結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)中的虛擬現(xiàn)實(shí)結(jié)合技術(shù)（見圖3）具備人機(jī)交互、三維空間展現(xiàn)、實(shí)時(shí)交互等應(yīng)用優(yōu)勢。通過對人機(jī)交互的優(yōu)化完善，可以有效拉近計(jì)算機(jī)模型與現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性。對于建筑施工管理來說，不僅可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工過程中的質(zhì)量問題，而且通過對各方面建筑信息進(jìn)行匯總分析，對建筑模型進(jìn)行創(chuàng)建與再現(xiàn)，這樣可以對建筑模型的整體變化規(guī)律進(jìn)行測算，如果施工過程中存在不合理的地方，那么在仿真模型中能夠得到體現(xiàn)，從而避免后期施工中的質(zhì)量隱患。

圖3 虛擬現(xiàn)實(shí)結(jié)合技術(shù)仿真模型

4 BIM 技術(shù)在施工管理中的應(yīng)用

4.1 設(shè)計(jì)階段與組織階段

建筑工程的設(shè)計(jì)與組織階段非常重要，施工方案設(shè)計(jì)階段需要圍繞工程項(xiàng)目建設(shè)要求開展相關(guān)工作，而施工組織階段則需要保證實(shí)際施工效果與預(yù)期方案相同。因此，采用BIM 技術(shù)對建筑工程進(jìn)行建模分析，可以明確各施工階段的資源需求，這樣在后期施工中只要保證上述資源需要，便可以有效提升施工方案的落實(shí)效率。同時(shí)在BIM 技術(shù)中，利用各種編程數(shù)據(jù)能夠在3D 模型中進(jìn)行顯示，通過對傳統(tǒng)二維圖面進(jìn)行補(bǔ)充分析，可以更加全面地找出工程施工中的問題[3]。

4.2 施工方案與工藝模擬

通過使用BIM 技術(shù)對建筑工程模型進(jìn)行構(gòu)建，可以在項(xiàng)目設(shè)計(jì)層面對各類缺點(diǎn)與不足進(jìn)行調(diào)整和完善，從而使最終的建筑施工方案更具可行性。采用三維圖形對具體施工環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，可以對建筑施工管理提供更有力的幫助。并且利用BIM 技術(shù)展現(xiàn)出施工全過程中可能面臨的技術(shù)難點(diǎn)，這樣可以使技術(shù)人員更加直觀地了解整體施工過程，借助工藝模擬的應(yīng)用優(yōu)勢，可以對工程項(xiàng)目的建設(shè)進(jìn)度做出保證。

4.3 工程信息集成化管理

隨著建筑工程數(shù)量與規(guī)模的持續(xù)增長，多數(shù)工程項(xiàng)目都具有數(shù)據(jù)信息量巨大的特點(diǎn)。BIM 技術(shù)能夠顯著提升工程信息集成辦理效率，BIM 技術(shù)也完成了接口的開放，這對于市場上使用的各類軟件也能起到有效的兼容效果。此外，根據(jù)不同的施工管理數(shù)據(jù)信息，可以細(xì)化具體施工階段的質(zhì)量管控效果，為施工管理決策提供信息支持。例如，對具體環(huán)節(jié)的施工管理工作進(jìn)行結(jié)合，利用BIM 技術(shù)的數(shù)據(jù)資源統(tǒng)一特點(diǎn)，可以對具體施工環(huán)節(jié)的管理質(zhì)量與效率進(jìn)行評定，根據(jù)現(xiàn)存問題進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，使施工管理工作在整體層面更具規(guī)范性。

4.4 施工進(jìn)度管理

在傳統(tǒng)的施工管理工作中，都是借助施工進(jìn)度圖來進(jìn)行施工進(jìn)度管理的。這種管理方案缺乏時(shí)效性，由于建筑工程規(guī)模較大，施工全程會涉及多個(gè)具體環(huán)節(jié)，因此，施工進(jìn)度計(jì)劃為保證自身的準(zhǔn)確性，便要對各類工程項(xiàng)目的執(zhí)行情況進(jìn)行匯總分析，但是傳統(tǒng)進(jìn)度管理無法對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行匯總。采用BIM 技術(shù)對工程項(xiàng)目進(jìn)行建模分析，通過將各階段的建設(shè)信息輸入模型中，可以對施工進(jìn)度的準(zhǔn)確性提供有效論證。但是，為保證BIM 技術(shù)在施工管理中的應(yīng)用效果，一方面要保證施工進(jìn)度錄入信息的準(zhǔn)確性，這樣才能在計(jì)算機(jī)中觀看到真實(shí)的施工進(jìn)程，為后續(xù)施工管理決策提供參考。另一方面要委派BIM 技術(shù)人員到施工現(xiàn)場進(jìn)行跟進(jìn)，保證施工管理信息可以得到實(shí)時(shí)更新，這樣才能提升施工進(jìn)度管理工作的現(xiàn)代化水平。

4.5 施工成本管理

采用BIM 技術(shù)針對項(xiàng)目施工開展管理，可以明確具體施工環(huán)節(jié)的設(shè)備、技術(shù)以及人員方面的需求，并且可以生成相應(yīng)的施工成本匯總結(jié)果。此外，BIM 技術(shù)根據(jù)實(shí)踐施工條件對建筑模型的管理數(shù)據(jù)庫進(jìn)行優(yōu)化完善，當(dāng)具體施工階段存在成本超支時(shí)，可以及時(shí)向技術(shù)人員進(jìn)行反饋與預(yù)警，避免造成嚴(yán)重的成本損耗。因此，BIM 技術(shù)人員在設(shè)計(jì)建筑模型時(shí)，要將工程項(xiàng)目的整體成本與具體環(huán)節(jié)成本準(zhǔn)確輸入模型，這樣模型可以根據(jù)要求制定出最優(yōu)的成本管理方案，這樣在開展施工管理工作時(shí)，不僅可以根據(jù)建筑模型逐步落實(shí)施工質(zhì)量，還能夠有效控制施工成本，為建筑企業(yè)的利潤效益提供保障。

4.6 施工質(zhì)量管理

隨著人們越來越重視工程項(xiàng)目的建筑質(zhì)量，我國的建筑企業(yè)也不斷引用全新的施工技術(shù)，并且針對施工技術(shù)構(gòu)建施工流程與資源保障方案。但是，這種全新的施工模式需要多工序的交叉施工，如果缺乏科學(xué)合理的施工控制方案，則十分容易造成各類質(zhì)量隱患。因此，采用BIM 技術(shù)，可以及時(shí)向施工管理人員提供影響工程質(zhì)量的各類因素，可以提前制定各類防治措施。例如，建筑信息模型會提前針對各類交叉施工作業(yè)進(jìn)行推演，制定出合理的施工順序，實(shí)現(xiàn)省時(shí)、省力的目的。通過對BIM 建筑信息模型中的施工質(zhì)量進(jìn)行劃分，可以將項(xiàng)目質(zhì)量落實(shí)到具體的崗位與人員身上，從而起到一定的鞭策作用。

4.7 施工安全管理

施工過程中容易受各類因素的影響，從而無法保證工程整體質(zhì)量。因此，通過將BIM 技術(shù)應(yīng)用到施工管理中，可以對工程質(zhì)量做出保證。此外，還可以強(qiáng)化工程項(xiàng)目的安全質(zhì)量，由于各工序與施工人員可以根據(jù)BIM 技術(shù)模型的指導(dǎo)開展工作，從而使整體施工流程更具安全性與可靠程度。建筑企業(yè)可以委派專門的監(jiān)督管理人員，根據(jù)建筑信息模型中的施工流程進(jìn)行全程監(jiān)察，當(dāng)施工單位的實(shí)際作業(yè)順序與BIM 建筑信息模型不同時(shí)，則非常容易產(chǎn)生質(zhì)量問題與安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，借助BIM 技術(shù)的信息管理優(yōu)勢，可以對施工人員的生命安全提供保障，以此來提升建筑企業(yè)的行業(yè)名聲與施工安全管理水平。

4.8 施工信息管理

BIM 技術(shù)是現(xiàn)代化技術(shù)，將其應(yīng)用到建筑施工管理中，能夠?qū)κ┕ば畔⒐芾砉ぷ魈峁┯行椭＠?，BIM 技術(shù)可以構(gòu)建多種模型，多維信息模型主要是以工程施工為基礎(chǔ)，利用BIM 技術(shù)構(gòu)造的多維信息模型能夠?yàn)轫?xiàng)目留有更加充足的空間，這樣可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段與管理工作中存在的不足。例如，當(dāng)實(shí)際施工資源的使用情況與預(yù)期計(jì)劃存在差異時(shí)，建筑信息模型系統(tǒng)會及時(shí)做出相應(yīng)預(yù)警，并且利用自身的數(shù)據(jù)信息管理優(yōu)勢，明確顯示出施工資源產(chǎn)生偏差的時(shí)間，這樣可以更加準(zhǔn)確地開展施工管理問責(zé)工作。同時(shí)，建筑信息模型還會根據(jù)當(dāng)前的施工資源情況對今后的施工管理數(shù)據(jù)信息做出重新規(guī)劃，促進(jìn)后續(xù)施工管理工作的開展。

5 結(jié)語

綜上所述，為保證建筑工程的質(zhì)量與施工進(jìn)度，同時(shí)為了避免建筑過程中的質(zhì)量隱患，必須在施工管理中應(yīng)用BIM 技術(shù)與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，以此來對工程建筑質(zhì)量做出保證。本文闡述BIM 技術(shù)的內(nèi)涵與特點(diǎn)，指出仿真技術(shù)在施工管理中的應(yīng)用，重點(diǎn)介紹BIM 技術(shù)在施工管理中的應(yīng)用，具體為設(shè)計(jì)階段與組織階段、施工方案與工藝模擬、工程信息集成化管理、施工進(jìn)度管理、施工成本管理、施工質(zhì)量管理、施工安全管理、施工信息管理，這樣才能打造合格的建筑工程，對我國建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供保障。