1 國家政策及相關(guān)行業(yè)發(fā)展

近年來，國務(wù)院、建設(shè)部等相關(guān)單位，頻繁頒發(fā)強(qiáng)制應(yīng)用BIM技術(shù)的文件。2011年住建部下發(fā)《2011-2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》，綱要中第一次直接提到了BIM技術(shù)。2016年國務(wù)院辦公廳關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見指出，要健全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，創(chuàng)新裝配式建筑設(shè)計。2017年國務(wù)院辦公廳關(guān)于促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見指出，加快推進(jìn)BIM在規(guī)劃、勘察、設(shè)計、施工和運(yùn)營維護(hù)全過程的應(yīng)用。住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于印發(fā)推進(jìn)建筑信息模型應(yīng)用指導(dǎo)意見的通知也指出，應(yīng)指導(dǎo)和推進(jìn)BIM的應(yīng)用，加強(qiáng)頂層設(shè)計，系統(tǒng)推進(jìn)BIM在建筑領(lǐng)域應(yīng)用。住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于印發(fā)2016-2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要的通知指出，到2020年末，建筑行業(yè)甲級勘察、設(shè)計單位，以及特級、一級房屋建筑工程施工企業(yè)應(yīng)掌握并實(shí)現(xiàn)BIM與企業(yè)管理系統(tǒng)和其他信息技術(shù)一體化集成應(yīng)用。該綱要還特別強(qiáng)調(diào)了BIM與大數(shù)據(jù)、智能化、移動通訊、云計算和物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的集成應(yīng)用能力。除國家層面的政策外，湖北、貴州、江西、河南、重慶、北京等?。ㄊ校┮蚕嗬^頒發(fā)了BIM相關(guān)政策，提出對BIM技術(shù)應(yīng)用的全面要求。到目前我國已初步形成BIM技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和政策體系。

國外BIM的應(yīng)用早于國內(nèi)。美國于上世紀(jì)70年代提出BIM的概念，2007年成立Building SMART聯(lián)盟，先后于2012年和2015年發(fā)布兩版美國國家BIM標(biāo)準(zhǔn)。日本大量的設(shè)計公司、施工企業(yè)于2009年開始應(yīng)用BIM。2012年，日本建筑學(xué)會發(fā)布了日本BIM指南。英國政府強(qiáng)制要求使用BIM。2011年英國內(nèi)閣辦公室發(fā)布了“政府建設(shè)戰(zhàn)略”文件，明確要求到2016年，政府要求全面協(xié)同的3D BIM，并將全部的文件以信息化管理。

廣聯(lián)達(dá)BIM產(chǎn)品既可以用于大型標(biāo)桿工程，也能服務(wù)中小型建造項目。其應(yīng)用項目類型包括民宅、商場、綜合應(yīng)用體、廠房、機(jī)場和地鐵等。北京地鐵19號線一期工程首次引入BIM技術(shù)，以BIM技術(shù)為協(xié)同化管理平臺，建立了北京市軌道交通BIM應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與管理模式。500kV靜安（世博）地下變電站作為國內(nèi)最大的逆作法深基坑施工項目，通過采用BIM技術(shù)，有效解決了地下管線敷設(shè)復(fù)雜、交叉作業(yè)頻繁以及施工環(huán)境惡劣等難題。歐洲最大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目英國Crossrail鐵路采用BIM解決方案，實(shí)現(xiàn)了預(yù)算的嚴(yán)格監(jiān)管和控制，其BIM應(yīng)用代表了當(dāng)前BIM應(yīng)用的最高水準(zhǔn)。

2 設(shè)計院應(yīng)用BIM總體介紹

設(shè)計院在總承包項目管理過程中存在弱項。在只能派出少量項目管理人員的條件下，無法全面掌控項目現(xiàn)場管理過程，因此需要一套全面的系統(tǒng)來對項目進(jìn)行管理。而BIM技術(shù)能夠?qū)⒃O(shè)計圖形三維信息化，將施工過程的各類信息整合到一個平臺之中。因此通過BIM技術(shù)能夠極大地減少設(shè)計院在EPC項目管理中的弱項，從而提升設(shè)計院BIM技術(shù)應(yīng)用水平和項目精細(xì)化管理能力。

目前設(shè)計院對于BIM的研究應(yīng)用主要從兩方面出發(fā)：一是數(shù)字化設(shè)計中心，重點(diǎn)從事BIM在三維設(shè)計方面的工作。數(shù)字化設(shè)計中心目前開展近60個項目的三維設(shè)計工作，其中30多個輸變電項目，參與國網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)字化設(shè)計科研開發(fā)工作。二是技術(shù)經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新工作室，重點(diǎn)研究BIM技術(shù)在項目管理中的應(yīng)用。技術(shù)經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新工作室作為以造價咨詢?yōu)橹黧w的團(tuán)隊，結(jié)合其他相關(guān)人員開展BIM技術(shù)在項目管理中的應(yīng)用。其中以黃岡蘄春河西工業(yè)地產(chǎn)和泰國益梭通變電項目作為應(yīng)用點(diǎn)。

目前BIM技術(shù)在設(shè)計院施工項目中的應(yīng)用仍處于初始階段。為了實(shí)現(xiàn)全面應(yīng)用BIM技術(shù)從而進(jìn)一步提高設(shè)計院項目管理能力的目標(biāo)，需建立可行的制度，將BIM技術(shù)在施工項目中的系統(tǒng)性應(yīng)用通過制度方式明確下來，形成一整套可行的管理制度、可供操作和復(fù)制的管理流程，明確相關(guān)人員職責(zé)、獎懲措施以及相關(guān)的管理工具和使用方法等。制度的建立需要試行制度并尋找試行制度的缺陷。因此首先要在海外變電站項目中應(yīng)用BIM技術(shù)并試行管理制度，然后尋找和發(fā)現(xiàn)在實(shí)施過程中存在的問題，并根據(jù)反饋意見不斷修正完善，最終建立一個適用于設(shè)計院體制下的管理制度。

3 管理工具和使用方法

近幾年隨著國內(nèi)BIM技術(shù)的快速發(fā)展，市場上推出了多種BIM相關(guān)軟件：中國建筑科學(xué)研究院出品的PKPM軟件、探索者結(jié)構(gòu)（AutoCAD平臺）插件、魯班系列軟件、廣聯(lián)達(dá)系列軟件、品茗系列軟件、比目云插件等。設(shè)計院在泰國益梭通變電站試點(diǎn)項目中采用的是廣聯(lián)達(dá)BIM系列軟件。廣聯(lián)達(dá)BIM 5D技術(shù)的特點(diǎn)是：可視性、協(xié)同性、模擬性、可追溯性和可出圖性。廣聯(lián)達(dá)BIM 5D以BIM平臺為核心，集成全專業(yè)模型，并以集成模型為載體，關(guān)聯(lián)施工過程中的進(jìn)度、合同、成本、質(zhì)量、安全、圖紙和物料等信息，為項目提供數(shù)據(jù)支撐，實(shí)現(xiàn)有效決策和精細(xì)管理，從而減少施工變更，縮短工期、控制成本和提升質(zhì)量。

BIM作為一個技術(shù)載體，橫跨項目策劃、設(shè)計、施工和運(yùn)營等的全過程，承載項目的全壽命周期。在項目前期咨詢階段，BIM 5D技術(shù)能實(shí)現(xiàn)粗略建模，形象地提供項目初步模型，直觀完成方案比選，同時快速利用工程數(shù)據(jù)中心既有成果，提供項目實(shí)施的策劃方案。在勘測設(shè)計階段，能實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計，設(shè)計協(xié)同，減少傳遞誤差，實(shí)現(xiàn)GIS建模，設(shè)計成品可以做到所見即所得。還能完成結(jié)構(gòu)分析、性能分析、工程算量以及三維渲染出圖。在施工策劃階段，能實(shí)現(xiàn)設(shè)計深化、設(shè)計碰撞校驗、三維巡游管理、施工過程模擬、施工方案管理以及關(guān)鍵工藝展示等功能。在工程實(shí)施階段，能實(shí)現(xiàn)質(zhì)量跟蹤、定位，安全跟蹤、定位，進(jìn)度跟蹤，各種物料管理，三維可視化成果驗收以及工程變更等工作內(nèi)容。在運(yùn)維階段，能實(shí)現(xiàn)模型的全過程實(shí)施數(shù)據(jù)跟蹤及動態(tài)反饋以及各種運(yùn)維設(shè)施聯(lián)動管理。BIM作為一種先進(jìn)的工具和工作方式，極大地促進(jìn)了項目全壽命周期的信息共享，提高了業(yè)主對項目全壽命周期的管控能力，同時也提高了項目各參與方的工作效率。

BIM 5D應(yīng)用流程可以概括為四個方面。①模型專業(yè)選擇。目前BIM所涉及的專業(yè)眾多，建筑、結(jié)構(gòu)以及機(jī)電等，在開展BIM應(yīng)用之前，應(yīng)當(dāng)先確定自身的需求，確定自身BIM應(yīng)用時所需哪些專業(yè)的模型數(shù)據(jù)。②建模軟件選擇。目前軟件市場上BIM建模軟件繁多且各具特色，在確定了所需模型的專業(yè)之后，應(yīng)根據(jù)專業(yè)的不同選擇相應(yīng)的建模軟件。③全專業(yè)模型集成。各專業(yè)模型建好之后，根據(jù)要求導(dǎo)出5D集成文件就可以在5D中進(jìn)行全專業(yè)的BIM模型集成。④項目功能點(diǎn)應(yīng)用。BIM 5D技術(shù)從技術(shù)、生產(chǎn)、質(zhì)量、安全以及商務(wù)等多個方面實(shí)現(xiàn)信息的集成和互通，達(dá)到各方信息的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

4 泰國益梭通變電站BIM應(yīng)用案例

在泰國益梭通變電站試點(diǎn)項目中對廣聯(lián)達(dá)BIM 5D軟件的應(yīng)用主要圍繞四點(diǎn)展開：①全場模型管理、三維效果、漫游管理。②圖紙校驗。③質(zhì)量、安全等的管理。④資料的管理。首先利用三維建模技術(shù)，將變電站二維圖紙三維化，并導(dǎo)入到BIM的整合平臺之中，然后將進(jìn)度信息、造價信息等也填報到該平臺之中，再次將這些信息之間相互關(guān)聯(lián)起來，從而形成了一套項目管理準(zhǔn)備資源。

4.1 全場模型管理、三維效果與漫游管理。

通過應(yīng)用BIM技術(shù)將二維圖紙等轉(zhuǎn)化為可視化的三維模型，對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行動態(tài)演示，能直觀地觀察建筑構(gòu)件，分析建筑結(jié)構(gòu)的功能布局等，進(jìn)而掌控項目的微觀構(gòu)造和宏觀布局。通過自定義巡游路線從不同角度實(shí)時觀察項目三維實(shí)景，能夠?qū)崿F(xiàn)項目的溝通、討論和決策都在可視化的狀態(tài)下進(jìn)行，進(jìn)而對施工過程進(jìn)行更好的管控，如圖1和圖2所示。

圖1 三維視圖建模示意圖

圖2 三維巡游示意圖

4.2 圖紙校驗與反饋

變電站BIM三維模型具有可模擬性和可視化特點(diǎn)，通過對設(shè)計圖紙中的電氣、土建等環(huán)節(jié)進(jìn)行檢測，能及時發(fā)現(xiàn)存在的問題并進(jìn)行校對、核查。傳統(tǒng)的管線綜合設(shè)計在二維條件下進(jìn)行，很難表現(xiàn)管線系統(tǒng)的整體情況，容易出現(xiàn)施工錯誤。而BIM技術(shù)可以通過碰撞檢查，對管線等進(jìn)行調(diào)整，能有效減少返工的情況，保障工程順利施工。在泰國益梭通變電站項目中通過模型編輯，發(fā)現(xiàn)總圖項下的基礎(chǔ)、道路等模型編制完成后與電氣布置圖下的設(shè)備有不匹配現(xiàn)象，并反饋給設(shè)計專業(yè)予以調(diào)整。

4.3 質(zhì)量、安全、進(jìn)度、成本等多維信息整合

通過BIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)5D條件下的施工模型，直觀地進(jìn)行項目建設(shè)過程管理，實(shí)現(xiàn)施工過程各階段和各方面的一致性和連續(xù)性。

利用無人機(jī)技術(shù)，在項目施工過程中的每一個階段，將最新影像發(fā)回到BIM 5D施工管理系統(tǒng)，準(zhǔn)確識別并實(shí)時反映施工進(jìn)度，精準(zhǔn)掌握現(xiàn)場實(shí)際施工情況，優(yōu)化施工資源配置以及科學(xué)地進(jìn)行施工場地布置等，從而縮短工期、減低成本、提高質(zhì)量。

現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)問題后，利用攝影工具等記錄現(xiàn)場質(zhì)量情況，匯總現(xiàn)場圖片視頻信息等錄入模型端口，通過定制化巡游路線和定期上傳的現(xiàn)場攝影、視頻等進(jìn)行比對，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量安全控制關(guān)鍵點(diǎn)的管控，除網(wǎng)頁端外，也可通過手機(jī)端實(shí)時查看現(xiàn)場質(zhì)量安全問題并監(jiān)督更改。

通過鏈接三維模型和預(yù)算費(fèi)用，可實(shí)時查看時間計劃安排下的人、材、機(jī)的統(tǒng)計情況，方便協(xié)調(diào)施工過程中各施工單位、各施工工種和資源的關(guān)系，有效促進(jìn)項目施工過程中成本的管控，如圖3和圖4所示。

圖3 網(wǎng)頁端駕駛艙查看

圖4 手機(jī)端信息收集

4.4 資料管理

BIM技術(shù)能夠提供關(guān)于建筑項目的協(xié)調(diào)一致的、可計算的信息，實(shí)現(xiàn)信息共享和重復(fù)使用。

5 總結(jié)

BIM 5D技術(shù)將各種信息始終整合于一個三維模型信息數(shù)據(jù)庫中，設(shè)計方、施工單位、監(jiān)理和業(yè)主等各方人員可以基于BIM進(jìn)行協(xié)同工作，有效提高項目效率和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。本文研究成果可以讓海外項目獲得一種可以操作，可以復(fù)制，更加適用于設(shè)計院體制下的管理制度。通過這種模式化的管理方式，也能不斷積累設(shè)計院管理成果，積累各項管理過程、生產(chǎn)過程的信息資料，為設(shè)計院成為國際化工程咨詢公司打下堅實(shí)基礎(chǔ)。