陸 堅(jiān)

（上海楊浦置地有限公司，上海 200093）

信息技術(shù)發(fā)展給人們生產(chǎn)和生活帶來極大便利，與傳統(tǒng)領(lǐng)域技術(shù)融合可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，極大提升產(chǎn)品質(zhì)量[1]。建筑工程行業(yè)一直秉持著資源密集投入理念，實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展，受限于環(huán)境保護(hù)政策、勞動(dòng)力“用工荒”和施工材料價(jià)格波動(dòng)等不確定性因素，迫切需要利用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)組織管理和施工建設(shè)模式革新，突破發(fā)展瓶頸并順應(yīng)時(shí)代前行的潮流，為參建企業(yè)帶來盈利，實(shí)現(xiàn)整個(gè)行業(yè)的創(chuàng)新式跨越。BIM建筑信息模型技術(shù)是信息技術(shù)在工程項(xiàng)目建設(shè)中的應(yīng)用成果，貫穿于工程項(xiàng)目建設(shè)的全生命周期，基于互聯(lián)網(wǎng)/局域網(wǎng)的實(shí)時(shí)通信功能并利用數(shù)字化的手段，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目建設(shè)過程的三維建模、數(shù)據(jù)處理與高效管理[2]。目前，較多工程項(xiàng)目建設(shè)單位積極引入BIM技術(shù)進(jìn)行施工管理，均取得了一定效果。文章研究BIM技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目中的應(yīng)用可行性及具體應(yīng)用情況，對(duì)后續(xù)改進(jìn)方向進(jìn)行預(yù)測(cè)。

1 BIM技術(shù)用于建設(shè)工程管理中的應(yīng)用價(jià)值

現(xiàn)階段，建設(shè)工程項(xiàng)目管理主要基于建設(shè)過程的全生命周期開展，將工程項(xiàng)目建設(shè)過程劃分為決策規(guī)劃、勘察設(shè)計(jì)、施工和竣工驗(yàn)收等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，針對(duì)每一環(huán)節(jié)分析管理風(fēng)險(xiǎn)并制定具體的管理措施，在項(xiàng)目實(shí)施過程中逐一落實(shí)。傳統(tǒng)的建設(shè)工程項(xiàng)目管理主要基于二維施工設(shè)計(jì)方案和圖紙開展。BIM技術(shù)最主要的特點(diǎn)是擺脫了幾何模型束縛，在模型中承載更多的非幾何信息，如材料耐火等級(jí)、構(gòu)件造價(jià)、采購(gòu)信息、質(zhì)量等一系列擴(kuò)展信息；可以模擬建筑設(shè)施的一些非幾何屬性，如能耗分析、照明分析、沖突檢查等；可以基于時(shí)間維度利用施工數(shù)據(jù)對(duì)工程項(xiàng)目甚至整個(gè)建設(shè)過程進(jìn)行三維可視化建模，通過對(duì)模型的分析和演算實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)分析，進(jìn)行有效控制和管理[3]。

利用BIM技術(shù)進(jìn)行工程項(xiàng)目建設(shè)全周期過程管理，可以在決策階段計(jì)算整個(gè)項(xiàng)目的工程量，為最優(yōu)施工方案的選擇提供支持。在設(shè)計(jì)階段，可以利用三維模型科學(xué)分析工序技術(shù)的可行性，開展仿真驗(yàn)證工作；在施工階段，可以對(duì)施工過程中出現(xiàn)的問題在數(shù)字化模型中進(jìn)行推演，針對(duì)影響因素逐一進(jìn)行排查，確定工程項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量的影響因素；在竣工階段，可以快速獲取工程技術(shù)數(shù)據(jù)，為進(jìn)度、成本和質(zhì)量控制以及驗(yàn)收管理提供技術(shù)支撐[4]。

2 BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目建設(shè)過程中的應(yīng)用分析

（1）工程項(xiàng)目的全壽命周期管理理論。

建筑工程項(xiàng)目的管理過程可以根據(jù)建設(shè)進(jìn)度劃分為決策規(guī)劃、勘察設(shè)計(jì)、施工和竣工驗(yàn)收等環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)的工作內(nèi)容和管理模式均不同，需要根據(jù)具體的風(fēng)險(xiǎn)因素制定有效的管理辦法。

（2）BIM技術(shù)的三維建模特性。

BIM技術(shù)可以利用收集的建筑工程項(xiàng)目信息對(duì)建筑物進(jìn)行仿真模型構(gòu)建，基于模型可以進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)因素預(yù)判，擬定管理措施，進(jìn)行推演[5]。

2.1 BIM技術(shù)在項(xiàng)目決策規(guī)劃階段的應(yīng)用

工程項(xiàng)目建設(shè)決策規(guī)劃階段主要基于地質(zhì)勘探采集的數(shù)據(jù)、業(yè)主方建設(shè)意圖進(jìn)行項(xiàng)目可行性分析，初步確定投資規(guī)模，擬定項(xiàng)目建設(shè)方案。傳統(tǒng)的分析方法與BIM技術(shù)使用的基礎(chǔ)信息相同，均根據(jù)項(xiàng)目的建設(shè)規(guī)模、地理環(huán)境條件、氣候特點(diǎn)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行。傳統(tǒng)分析方法對(duì)這些數(shù)據(jù)的整合和利用效率不高，分析結(jié)果比較粗糙；BIM技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)分析處理具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，可以在項(xiàng)目決策規(guī)劃階段進(jìn)行應(yīng)用。例如較多高層建筑在進(jìn)行工程項(xiàng)目決策規(guī)劃時(shí)，需要考慮建筑周圍區(qū)域的自然風(fēng)力、風(fēng)速對(duì)建筑物外形的影響，在條形建筑工程項(xiàng)目決策規(guī)劃時(shí)尤為重要。利用BIM技術(shù)可以根據(jù)建筑物的幾何尺寸對(duì)其外觀進(jìn)行建模，輸入風(fēng)力、風(fēng)速參數(shù)模擬外界環(huán)境對(duì)建筑物的力學(xué)性能沖擊影響，對(duì)幾何外形適應(yīng)性進(jìn)行初步判斷。

2.2 BIM技術(shù)在項(xiàng)目勘察設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

勘察設(shè)計(jì)階段包含工程項(xiàng)目建設(shè)的較多基礎(chǔ)性工作，如地基處理、施工方法選擇、施工初步設(shè)計(jì)等。這一階段的工作內(nèi)容多由專業(yè)技術(shù)人員完成，BIM技術(shù)可以為其溝通、交流、協(xié)調(diào)提供便捷。進(jìn)行工程項(xiàng)目勘察設(shè)計(jì)時(shí)，地質(zhì)勘察單位提供基礎(chǔ)的地理構(gòu)型數(shù)據(jù)信息，建設(shè)方基于此對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目的建設(shè)情況進(jìn)行初步三維建模，地基設(shè)計(jì)人員可以利用三維模型計(jì)算土層的承重力，根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇夯實(shí)方法。機(jī)電、水暖專業(yè)人員可以在三維模型中進(jìn)行各種管道線路的布局，發(fā)現(xiàn)管線走向或者位置發(fā)生沖突時(shí)，及時(shí)進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)，避免在施工過程中發(fā)生“碰撞”問題，降低重復(fù)建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)隱患。

2.3 BIM技術(shù)在項(xiàng)目施工階段的應(yīng)用

項(xiàng)目施工階段主要是根據(jù)施工圖紙進(jìn)行工序?qū)嵤?，傳統(tǒng)的施工圖紙是二維的，只有建筑物的數(shù)字信息，使用不便，實(shí)時(shí)更新性不強(qiáng)。在施工過程中發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)偏差時(shí)，需要出具施工技術(shù)更改通知單進(jìn)行單獨(dú)修正，不便于在施工原圖上進(jìn)行修訂。建設(shè)方利用BIM技術(shù)構(gòu)建的三維模型可以在施工過程中根據(jù)工序進(jìn)展順序和完成程度進(jìn)行補(bǔ)充和完善，始終確保BIM模型對(duì)未完成工作具有指導(dǎo)性、對(duì)已完成工作具有數(shù)字復(fù)現(xiàn)性。參建各方可以根據(jù)模型進(jìn)行施工進(jìn)度與計(jì)劃的對(duì)比，進(jìn)行施工成本核算，提前辨析質(zhì)量控制風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，制定應(yīng)急預(yù)案。

例如在進(jìn)行商場(chǎng)項(xiàng)目地下停車庫(kù)建設(shè)環(huán)節(jié)，基于BIM技術(shù)建立的三維模型可以直觀顯示承力柱在停車庫(kù)中的分布情況，根據(jù)承力柱的布局劃分停車區(qū)域，在無法規(guī)劃停車位的區(qū)域設(shè)置自行車位、垃圾桶或者消防栓，實(shí)現(xiàn)對(duì)空間的高效利用。商場(chǎng)項(xiàng)目地下停車庫(kù)屬于地下項(xiàng)目，容易受到降雨影響，需要建設(shè)強(qiáng)大的排水系統(tǒng)，可以利用BIM模型對(duì)排水管道進(jìn)行布局，在三維模型中直觀顯示管道之間的連接關(guān)系，在線模擬雨水經(jīng)過時(shí)對(duì)管道連接部位的沖擊作用，盡早調(diào)整防水措施，減少使用過程中的滲漏隱患。

2.4 BIM技術(shù)在項(xiàng)目竣工驗(yàn)收階段的應(yīng)用

竣工驗(yàn)收階段是對(duì)工程項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量的整體檢驗(yàn)，主要對(duì)施工質(zhì)量、建設(shè)周期和成本控制進(jìn)行效果檢查。工程項(xiàng)目的外觀建設(shè)水平、明裝管線布局等比較容易查看，地埋管線布局、地基處理水平較難檢查，傳統(tǒng)方法主要通過檢查紙質(zhì)的施工過程記錄單做出評(píng)判。

利用BIM技術(shù)可以隨時(shí)調(diào)取工程項(xiàng)目的三維信息模型，在線查看其中的管線布局、地基處理效果等信息，對(duì)工程項(xiàng)目建設(shè)情況有整體掌握，輔助竣工驗(yàn)收工作。較多使用效果無法在工程項(xiàng)目竣工階段利用傳統(tǒng)方法進(jìn)行檢查和評(píng)價(jià)，但利用BIM技術(shù)可以做到。例如對(duì)于工程項(xiàng)目建成后的采光問題，目前難以進(jìn)行粗略估計(jì)、難以用可視化方法進(jìn)行演示，利用BIM技術(shù)可以仿真太陽(yáng)光在一年四季中的照射情況，搭配三維模型可以展示每一個(gè)房間的采光情況，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目建設(shè)效果的人性化評(píng)價(jià)。

工程項(xiàng)目竣工后，利用BIM技術(shù)可以集合所有項(xiàng)目建設(shè)信息形成信息資源共享系統(tǒng)，為后期的維護(hù)管理提供便捷的查詢與信息支持，提升工程項(xiàng)目管理使用的業(yè)主滿意度。

3 智能化對(duì)BIM技術(shù)的改進(jìn)分析

BIM技術(shù)與傳統(tǒng)工程項(xiàng)目管理技術(shù)相融合，在建設(shè)過程的質(zhì)量、工期和成本管理中取得良好的應(yīng)用效果，提高全壽命周期管理的效果，大幅度提高施工效率。智能化是當(dāng)今時(shí)代發(fā)展的主題，各種先進(jìn)智能算法最大限度發(fā)揮了硬件系統(tǒng)的功能，也能夠?qū)IM技術(shù)以及工程項(xiàng)目建設(shè)管理產(chǎn)生促進(jìn)作用。

（1）可以利用智能控制算法的預(yù)測(cè)功能對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。

智能算法的理論基礎(chǔ)是大數(shù)據(jù)分析，可以根據(jù)當(dāng)前采樣點(diǎn)獲取的數(shù)據(jù)對(duì)特征進(jìn)行分析、聚類，對(duì)后續(xù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。利用BIM技術(shù)可以對(duì)建筑工程項(xiàng)目進(jìn)行三維建模，基于模型可以預(yù)判質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)隱患，根據(jù)智能算法的預(yù)測(cè)功能，可以對(duì)辨識(shí)的風(fēng)險(xiǎn)隱患發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果制定風(fēng)險(xiǎn)隱患消除措施，減少消除措施中的冗余項(xiàng)目和風(fēng)險(xiǎn)防范開支進(jìn)而降低工程項(xiàng)目建設(shè)成本。

（2）在BIM模型中嵌入硬件設(shè)備可以增強(qiáng)施工過程的演示效果。

目前，BIM技術(shù)主要依賴于計(jì)算機(jī)軟件仿真實(shí)現(xiàn)，與硬件設(shè)備相對(duì)隔離。未來可以利用局域網(wǎng)接入硬件設(shè)備，利用搭建好工程項(xiàng)目沙盤模型后可以設(shè)置起重機(jī)、塔吊等仿真模型，使其與BIM模型連接。根據(jù)通過BIM模型中的施工進(jìn)展對(duì)這些硬件模型的工作狀態(tài)進(jìn)行操控并實(shí)時(shí)演示，方便建設(shè)方在線掌握工程施工進(jìn)度，清楚查看各種機(jī)械設(shè)備的工作狀態(tài)，獲得最佳的演示效果。

4 結(jié)語

BIM技術(shù)是信息技術(shù)與傳統(tǒng)工程項(xiàng)目建設(shè)管理手段深度融合的產(chǎn)物，在工程項(xiàng)目建設(shè)管理全壽命周期過程中發(fā)揮著重要的作用。利用BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工程項(xiàng)目決策規(guī)劃、勘察設(shè)計(jì)、施工和竣工驗(yàn)收的過程管理，降低勞動(dòng)強(qiáng)度、有效消除風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量、工期與成本的實(shí)時(shí)控制。智能化是當(dāng)前以及今后一段時(shí)間的發(fā)展主題，必然會(huì)對(duì)BIM技術(shù)以及建筑工程項(xiàng)目管理方法產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。本文在對(duì)BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目中的應(yīng)用情況進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，列舉了后續(xù)依托智能化對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行升級(jí)改造的方向，希望能為相關(guān)行業(yè)從業(yè)者提供借鑒和幫助。