基于BIM的施工管理优化

韩晓征

（山西二建集团有限公司 山西太原 030001）

1 概念

建筑信息化模型（BIM）的英文全称是Building Information Modeling，是利用数字信息虚拟出项目实体的功能和物理特性。通过建立项目实体电子信息的过程，实现碰撞分析、工程分析、可视化、规范标准检查、竣工验收的产品、工程造价、编制预算和其他用途。其技术支持整个建设工程项目的全生命周期。

2 BIM的发展现状

BIM起源于美国，随着BIM技术的不断得发展，在英国、德国、日本等国家进行推广和应用。

近些年来BIM在国内工程建设业逐渐形成一股潮流，在此推动下政府有关部门、高等院校、研究机构等也加入应用并且宣传BIM的行列。

在生产行业中，开始只有一些大型设计院、施工企业、咨询公司进行研发、使用和推广。目前，经过多年的发展，业主对BIM这项技术逐渐认可。许多型房地产商探索并应用BIM技术，把BIM作为一种策略，作为其产业未来核心竞争力，大型项目要求施工单位使用BIM把控建筑的全生命周期。许多建设方招投标时要求施工企业用BIM做标书，这俨然成为一道门槛，也会有更多的项目将会写入招标合同中。但是无论是深度还是广度方面来看，国内BIM技术还只是开端而已，未来的路还很长。无论是设计、施工单位还是咨询公司都对BIM的发展起到很大作用，这项技术竟会融入到工程建设各行业，站在当前世界角度来看，BIM无疑已是主要潮流。

3 BIM的特征

（1）协调性。在建筑物的设计阶段，专业设计人员之间可能存在的沟通问题，往往会造成各专业之间发生碰撞。BIM建筑信息模型可尽早地发现项目在施工现场当中出现的错、漏、碰、缺等设计失误。这样就可以减少现场的施工变更，更有效的组织施工，减少因返工造成的经济、质量、工期等损失。

（2）可视化。可视化对于建筑业的意义非常大。例如，设计院出的各类图纸只是各个构件的信息，在图纸上以线条绘制表达，构造形式就需要技术人员去自行想象。如果建筑结构简单，那么没有太大的问题，但是近几年复杂造型的建筑越来越多，那么光靠想象就不太实际的。BIM以三维的立体形态将建筑物展示在人们的面前。

（3）优化性。在BIM模型中，包含了许多实际建筑物包含的信息，如材料信息、图纸信息、规划信息等，当建筑物变化后相应的信息也会变化。

有两项工作可以通过BIM优化：

①优化施工方案。

②优化特殊的施工项目设计。

（4）可模拟性。在设计阶段BIM可以对节能、紧急疏散、日照和热能传导等设计上需要进行的模拟的一些事件进行模拟实验。在招投标和施工阶段可以根据施工组织设计模拟实际施工，从而确定最优施工方案。

（5）可出图性。使用BIM绘制的图纸，不同于设计院所出的建筑图、施工图、加工图等，是通过对建筑物进行协调、模拟和优化后，绘制出的综合管线图、综合结构留洞图以及碰撞检测侦错报告和改进方案。

4 BIM模型应用

（1）仿真分析及优化。利用BIM可视化特点，在设计、施工等各阶段对建设工程项目进行仿真分析及优化，如：设计阶段通过对结构、能耗等进行分析，对建筑性能进行模拟以实现对设计的优化；施工阶段利用模型进行三维审图、虚拟建造、施工方案、工艺优化等仿真分析。

（2）多专业协同工作。体现工程项目施工过程中的多专业、多参与方之间的有效沟通与协同。包括以模型为中心，通过碰撞检查定位出本专业内部及各专业间的碰撞点，提前解决图纸问题，减少返工。

（3）模型创建、维护。对建筑工程实体进行全专业建模（建筑、结构、机电等），对施工过程中的设计变更及时录入、修改、更新，确保其准确性，实现对模型的实时动态管理。

（4）施工模拟。施工模拟总体来说就是虚拟建造的过程，主要为：施工工艺流程的模拟、施工进度的模拟、施工顺序的模拟等。

（5）方案模拟及优化。对工程的重难点、关键点、复杂节点以及危险性较大的分部、分项工程进行施工方案、工艺流程的模拟及优化，如：深基坑支护及土方开挖方案模拟、模架系统方案模拟、二次结构施工方案模拟等。

（6）进度管理。主要实现实际进度与计划进度的对比，检验进度计划的合理性，辅助调整进度计划，并在施工过程中，根据进度计划合理配置人、材、机等各类资源。

（7）场地布置。通过三维建模反映出符合公司安全文明标准化要求的施工场地布置，并在施工过程中，对不同阶段的场地布置进行优化。

（8）算量和成本管理。同阶段的量价分析与应用，如：投标阶段报价、策划阶段的项目目标成本的制定、施工阶段的对外造价管理、对内的成本控制以及结算阶段的对外结算、分包结算等。具体工程项目施工中，可通过BIM模型进行工程量统计、工程量审核；通过项目基础数据分析，进行阶段性资金控制；通过多算对比，分析盈亏情况等。

（9）深化设计。用于钢结构深化设计、套材下料、优化排版；管线预制化加工的深化；钢筋下料翻样，输出钢筋下料表等。

（10）现场数字化。现场数字化施工是对施工过程信息的数字化管理，BIM与物联网的集成就是其中一项应用，如：通过二维码识读设备、射频识别（RFID）装置、红外感应器等信息传感设备进行施工材料跟踪、现场安全监测等。

（11）设备物料管理。根据BIM模型，输出精细化材料计划，对材料领用进行审核，避免材料超领造成浪费，具体应用如：出入库管理、限额领料管理、材料用量分析对比、材料二次搬运/垂直运输控制等。

（12）质量安全管理。质量管理：样板引路模型的创建、质量控制点的跟踪管控等；安全管理：临边防护等安全文明标准化样板模型的创建、辅助安全专项方案的编制及现场交底等；质量安全管理均可通过移动终端浏览BIM模型和图纸，标记发现的问题，附加以现场照片，方便现场巡检人员对发现问题进行动态跟踪管理。

（13）数字化加工。数字化加工是在应用已经建立的数字模型基础上，利用生产设备完成对产品的加工。BIM技术与数字化加工集成应用主要体现在三个方面：预制混凝土板生产、管线预制加工和钢结构加工。

（14）模拟预拼装（如钢结构预拼装）。通过BIM模型的创建，对钢结构复杂构件进行预拼装处理，可以是对拼装顺序的模拟，也可以通过对控制点坐标进行大量采集，对整个拼装过程进行数字化处理。

（15）竣工模型交付。通过将图纸、工程档案等资料与模型进行关联，并定期维护和更新，形成完整的BIM竣工模型。

（16）信息集成及二次开发。BIM应用将从单独BIM软件单点的业务应用向集成应用模式转变，根据不同需要，将不同业务或不同专业模型信息进行集成；如：通过开发基于BIM的项目管理系统或对BIM专业软件进行二次开发，实现信息的集成应用。

（17）其他创新应用。BIM与GIS、3D扫描仪、测量定位装置的集成；BIM与云平台的集成应用；BIM在装配式施工中的应用等。