建筑施工管理中信息技術探討

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1BIM技術簡介

BIM是建筑信息模型的縮寫，目前對于BIM的定義仍沒有統一，較為完整的應屬美國BIM標準給出的定義，即BIM是一個建設項目物理與功能特性的數字表達，是一個共享的知識資源，可以分享建設項目的信息，并為項目全壽命周期中的決策提供可靠依據的過程。大量的實踐表明，BIM在工程建設領域中的應用，具有顯著的經濟、社會和環境效益，其最大的作用是使工程建設項目信息在施工建設的全過程中獲得充分共享，并達到了無損傳遞，這使項目參與方能夠進行協同作業，建設和運營管理方式也獲得了根本性轉變。BIM是基于工程建設項目全壽命周期的管理理念，其將整個工程項目從概念設計到施工建設、投入使用、改擴建，直至拆除的全過程作為服務對象，并在各個階段發揮著不同的作用。現階段，國內的建筑施工與建造技術的信息化程度相對較低，具體體現在如下幾個方面上:成本核算、工程算量等等，這導致了浪費大、效率低等問題的發生。而借助BIM技術，不但能夠進一步提升施工質量和效率，而且還能有效減少施工人員與材料的浪費，有助于提高施工企業的經濟效益。BIM的實施過程，是以核心建模軟件為基礎，換言之，軟件是實現BIM的主要工具，各種軟件的應用，能夠使BIM在工程建設項目過程中發揮出最大的價值。大體上可將BIM應用軟件分為兩大類，即建模軟件和利用軟件，如3D建模軟件、方案設計軟件、幾何造型軟件等均屬于建模軟件，除此之外的相關軟件多數均為利用軟件。

2BIM技術在建筑施工管理中的具體應用研究

2．1BIM的技術架構

本文所提出的BIM技術架構具體是由接口層、數據層、平臺層、模型層、應用層構成。

(1)接口層。通過接口層可以將來自于不同數據源、不同格式的模型以及相關信息傳輸到BIM系統當中，從而實現了IFC和非IFC格式信息的交互與應用。這里所指的數據源具體包括建筑施工BIM建模系統，BIM模型、3D模型、進度信息等等。

(2)數據層。通常情況下，可將施工階段產生出來的工程數據分為結構化的BIM數據和非結構化的文檔數據以及用于表達的工程數據。BIM數據主要是采用基于IFC標準的數據庫進行存儲和管理;文檔數據則是以文檔管理系統進行存儲，用于表達的工程數據全部存儲在相應的數據庫當中。可以利用SQLSever來創建BIM數據庫。

(3)平臺層。主要包括BIMDISP(數據集成管理平臺)、4D可視化平臺等。其中BIMDISP具體用于實現BIM數據的讀取、存儲、集成、驗證，可通過它構建面向專業應用的子信息模型。而4D可視化平臺則提供了如下功能:試圖轉換、圖形控制、動態漫游等等，實現了施工管理網絡化和工程項目的信息交換。

(4)模型層。利用BIM數據集成平臺，可以生成相應的子信息模型，具體生成何種模型，可根據建筑工程項目的實際需要而定，如施工進度、施工資源、施工安全等方面的子信息模型等等。

(5)應用層。該層主要是由基于BIM的4D施工管理軟件組成，其中具體包括4D動態管理系統、施工安全分析系統、施工優化系統以及項目綜合管理系統等等。

2．2系統的主要功能

BIM應用系統是由施工管理系統和綜合管理系統組成，并分別設置了C/S和B/S架構，兩個系統之間利用接口實現無縫集成，通過雙向鏈接實現了數據庫的信息交換和共享，主要功能與技術特點如下:

(1)BIM建模系統。該系統主要包括以下功能:①3D幾何建模與工程項目組織瀏覽功能。根據IFC進行空間結構組織和建筑構件定義，并提供各種建筑構件的施工3D模型，同時借助項目瀏覽器，可以實現對建筑構件模型的分類、關聯以及瀏覽;②工程項目施工信息創建于擴展功能。該功能可以實現質量、進度、成本、安全、原材料等諸多施工屬性的創建以及與模型之間的相互關聯，同時，還提供了屬性的擴展功能;③導入/導出模塊。該模塊的主要功能是通過將其他設計和3D模型的導入，創建BIM施工模型，并將施工BIM模型導出為IFC文件，以供施工管理和運維系統使用。

(2)4D動態管理系統。該系統主要包括以下管理功能:①進度管理。借助系統自帶的WBS編輯器和工序模板，能夠快速完成施工段劃分、進度計劃創建，同時還能雙向鏈接，再利用4D模型，可對施工進度進行查詢、控制以及調整，從而使進度計劃與實際計劃可以用網絡圖表示，并且還能夠以3D圖形顯示出來，真正實現了施工進度的動態管理;②資源動態管理。借助可以設置多套定額以及工程計劃清單的資源模板，能夠自動對3D施工段的工程量以及相應施工進度的人、財、物消耗進行計算。同時還能自動生成工程量資源用量表，為施工資源的動態管理提供了可靠依據;③場地管理。可以利用動態管理系統進行3D施工場地布置，并自定義施工設施的4D屬性。通過點取任意的設施實體，便可以對其相關施工屬性進行查詢，如設施名稱、類型、計劃設置時間等等，同時，可對施工場地的相關設施信息進行統計，使之與施工進度相對應，從而形成動態的現場管理;④施工質量與安全管理。工程項目中的施工方與監理方可以隨時將質檢與以及安全方面的數據輸入到該系統當中，系統會自動將質量、安全信息或是質檢報告與信息模型相關聯，這樣便能夠對施工質量和安全狀況進行實時查詢，同時系統還能自動生成工程質量安全統計分析報表;⑤施工過程模擬。能夠按照計劃進度對工程項目施工全過程進行4D可視化模擬，同時還具有模型顯示功能。

(3)項目綜合管理系統。該系統具有如下功能:①業務管理。能夠為工程項目中各個職能部門的業務人員提供諸如質量、安全、進度、合同、采購、變更、支付、竣工等方面的管理功能。相關業務的管理數據與BIM進行關聯，可在4D管理系統當中完成可視化查詢;②實時控制。系統能夠為工程項目的管理人員提供諸如統計分析、數據實時查詢、重要事件追蹤以及預警等功能;③決策支持。系統可以提供諸如工期、臺賬、效能等方面的分析功能，為項目決策人員的管理決策提供可靠的依據。

2．3應用效果

BIM與4D技術在諸多大型建筑工程項目中獲得了應用，如昆明機場設備安裝、上海國際金融中心、青島海灣大橋、邢汾高速公路等等，它的應用不但大幅度提高了工程的施工質量，而且還進一步加快了施工進度。相信在不久的將來，BIM技術必將會被廣泛應用與各類建筑工程當中。

3結束語

綜上所述，本文依據國內建筑工程施工管理的具體特點和實際需求，對BIM在施工管理過程中的應用進行了深入系統的研究，并將BIM技術與4D技術進行了有機融合，在此基礎上提出BIM應用的整體實施方案。結果表明，BIM在建筑工程施工管理方面的應用，能夠進一步加快施工進度、提高施工質量、確保施工安全、降低工程成本，這充分體現出了BIM技術在建筑工程領域中的應用價值。在未來一段時期，應當將研究的重點放在對BIM技術的改進和完善上，并多開發一些與之相關的應用軟件，這不但能夠使BIM技術的應用前景更加廣闊，而且還能促進我國建筑業的持續發展。

作者：曹偉峰單位：同濟大學