BIM技术在工程质量管理中的应用分析

胡文言 余涛 张莹

摘要：随着机电工程的快速发展社会对工程质量管理的要求越来越高，BIM技术作为工程质量管理的变革工具之一，其应用越来越广泛。本文以某工程质量管理中BIM技术的应用为研究对象，通过阅读大量文献资料，采用定性比较法和案例分析法分析工程质量管理中存在的问题和BIM技术理论，系统探讨BIM技术在工程质量管理中应用的手段，并探讨了该技术在工程事前、事中、事后质量管理中的应用，得出BIM技术可提高工程质量管理的水平、效率的结论。

Abstract： With the rapid development of mechatronics engineering， society has higher and higher requirements for project quality management. BIM technology is one of the revolutionary tools of engineering quality management and its application is more and more extensive. This article takes the application of BIM technology in a project quality management as the research object. Through reading a large number of documents， this paper uses qualitative analysis and case analysis methods to analyze the problems existing in the project quality management and BIM technology theory， and systematically explores the application methods of BIM technology in project quality management， and discusses the application of this technology in pre-project， in-project and post-project quality management， and concludes that BIM technology can improve the level and efficiency of project quality management.

关键词：BIM技术；工程质量管理；施工

Key words： BIM technology；project quality management；construction

中图分类号：TU17 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）27-0021-03

1 工程质量管理中存在的问题

1.1 工程质量管理简介

工程施工质量管理主要包括事前控制、事中控制、事后控制三部分，事前控制又包括设计交底与图纸会审、施工组织设计的会审、质量计划的会审和质量生产要素配置会审，事中控制主要包括技术作业交底、施工工序质量控制、中间产品质量控制、分部和分项工程质量控制以及工程变更的审查五大部分。事后控制主要包括四大部分，分别是单位工程和单项工程的审查、竣工质量验收、工程质量评定和技术质量文档审核。前一环节的工程质量会影响下一环节的工程质量，各环节之间相互独立又相互关联。图1是工程施工质量管理过程。

1.2 工程质量管理中存在的问题

1.2.1 施工人员专业技能和素质不足

我国机电工程中一线施工人员的专业技能和责任心对工程质量、进度起着决定性的作用，工程质量管理人员应高度重视一线施工人员的管理，严格把控工程施工人员的施工质量。我国机电工程的从业人员队伍大多是农民工组成，农民工因学历低没有相应经验，缺乏施工质量意识和和专业知识，不按照我国相关标准或者设计图纸要求施工，擅自违规操作影响工程施工质量。而工程的质量管理人员和技术人员因缺乏专业教育培训，管理技能、施工技术和自身素质参差不齐，在工程质量管理中又偏重表面质量、工程造价和职责分工，轻视安全质量隐患、质量管理制度的约束，不重视工程整体质量，导致工程质量管理水平低、效果差。

1.2.2 缺乏材料质量管理和规范施工的意识

工程的施工原材料是保证施工质量的基础，若施工原材料质量有问题即便施工技术再好、质量管理水平再高都不能有效控制工程质量。我国部分工程单位为了降低工程造价，通常喜欢选择价格便宜、质量低劣的材料，或者选择营业执照、手续不齐全的经销商，导致不合格施工原材料混入工程中，影响工程施工质量。不同的人对同一件事情有不同的见解，因此我国工程施工不同的技术人员对施工设计图纸和相关规范的理解不同，很多技术人员习惯按照自己的经验和主观见解施工和管理，无视施工设计图纸要求和相关管理规范，严重影响工程施工质量。

1.2.3 不同工种相互影响

一般工程的规模比较大、施工周期比较长，在施工现场会应用不同专业的知识、技术和不同的设备。比如：机电安装的电气配管、母线桥架安装、管道安装、风管安装、动力设备安装等需要不同工种共同施工，施工时需要用到不同的安装设备，这会导致不同工种、设备之间相互影响、相互制约，最终会影响工程施工质量和工期。

2 BIM技术理论分析

BIM技术是一种建筑信息模型，它利用数字化仿真技术将建筑工程中各施工环节的相关信息模拟出真实信息，在工程施工质量管理过程中进行策划、维护和运行的信息共享、传递。我国的BIM技术的应用规范尚未编制出来，本文引用美国规范简单介绍BIM技术。BIM技術主要由三部分组成，第一部分是BIM技术是建筑工程的物理、功能特性的数字表达，第二部分是BIM技术是一个共享资源库，它可将工程施工中的各种信息分享、传达给工程的相关技术人员。在工程施工过程中各部门、各利益单位可通过插入信息、提取信息、更改和优化信息实现各部门、各利益方的协同作业，减少施工过程中不同部门、不同利益方的争执，减少施工现场不同工种、不同机械、不同设备之间的相互影响，避免施工技术人员对施工设计图纸和规范产生误解。工程质量管理可利用BIM的3D数字化信息技术构建工程质量管理的决策平台和信息共享平台，组建工程质量管理的3D模型信息资源库，使工程各部门和利益方能够通过BIM平台和资源库了解工程的整体情况，利用决策平台和共享平台管理工程质量，提高工程施工质量和效率。

3 BIM技术在工程质量管理中的应用手段

3.1 信息互用

BIM技术的核心是建筑工程3D或者多D信息模型，工程管理单位可以通过BIM技术构建的信息共享平台控制工程施工质量，获取工程各环节各施工阶段的情况，提高工程质量管理部门的工作效率和工作质量。BIM技术在工程质量管理中运用的核心价值是信息互用，它是指工程施工过程中不同部门、各利益方和不同系统之间信息的共享。因为工程施工项目信息量比较大、种类比较多且繁杂、信息来源比较广、信息系统不相互兼容共享，这导致工程各参与方之间信息交流困难，阻碍工程进度和工程质量管理。而且工程质量管理信息在交换、交流的过程中容易流失，使工程施工单位不得不反复重复一个工作，影响施工质量管理的效率。

BIM技术构建的信息共享功能统一工程数据交换的格式，工程所有参与方和信息系统统一采用IFC格式，实现了工程各软件、各信息系统之间的兼容、共享。工程技术人员、质量管理人员等可在该BIM构建的信息系统中快速搜索需要的信息，且搜索到的信息真实、客观、全面。根据BIM系统平台共享的信息保质保量完成工作后，工程各参与人员可在BIM共享系统中更新信息，输入施工环节相关信息，向其它成员真实、客观、全面反映该环节施工的具体情况，这彻底解决了信息交换流失的问题，避免工程施工中出现重复施工的情况，提高了工程施工效率和工程质量管理效率。

3.2 多D信息模型

目前我国BIM技术建立的多D模型主要有3D、4D、5D、6D，其中3D和4D应用较为广泛，5D和6D相对比较常见。BIM多D信息模型的建立主要是由专业工程师或者工程参与方利用BIM核心软件建立多D信息模型，并整合工程各项目、各阶段的模型形成工程质量管理的信息基础以及相关功能运用基础。BIM技术建立的多D信息模型与传统模型相比，它为工程各项目、各阶段预留较大空间，可方便工程后期的修改、更新。它统一各项目、各阶段的信息交换格式，可以实现信息共享，为工程各项目、各阶段质量管理的信息交流提供方便，且它不仅仅是具有静态的物理属性，它可实现工程质量管理信息的实时监督、更新、修改、提取，是一个动态管理系统。BIM将工程各阶段、各项目建立的模型有机结合在一起形成整体模型，各模型系统相互兼容共享，具有同步、关联、协调、可视、模拟、优化、可出图等多种优点。如果工程其中一个阶段的信息进行了修改、更新，其它与之相关的阶段也会相应变更。

2D模型是只有长和宽的坐标，3D模型在2D的基础上增加了高的坐标，4D是在3D的基础上加上时间，5D是在4D的基础上增加成本维度，6D是在5D的基础上增加质量维度。

3.3 BIM技术在工程质量管理中的应用手段

BIM技术在工程质量管理中的应用手段主要有可视化、深化设计、碰撞检查、虚拟施工、4D-5D施工資源动态质量管理、协调管理运行机制、三维激光扫描等方面，其中可视化应用手段主要是对BIM浏览器的应用，通过可视化现场进行工程施工管控、协调，确保工程施工质量。利用BIM收集的各环节信息结合BIM可视化技术、仿真技术对施工现场进行虚拟现场布置，方便工程施工真实现场的布置。BIM深化设计具有精确定位、布局合理等多种优点，经BIM技术设计的图纸可仿真模拟工程真实模型，工程竣工后几乎和模拟图相同。

此外将BIM技术与三维激光扫射技术有机结合，可精确分析工程施工存在质量问题的变形走向，能够整体或者部分测量工程施工质量情况。在施工过程中质量管理人员只需用三维激光扫描两次或者两次以上便可得到工程相关数据，将数据输入BIM系统中便可生成工程整体或局部变形情况。两种技术结合后明显提高了工程质量管理的效率和水平，全面推动工程质量管理走向精细化。

4 BIM技术在工程全过程中的质量控制的应用

工程事前质量控制是指对工程施工前准备阶段的质量控制，应用BIM技术控制准备阶段的质量的工艺流程是先建立BIM信息模型，打好BIM技术在工程质量管理中应用的技术基础。在BIM技术信息模型中应包括工程的几何形状、构件的类型和作用、构件原材料的信息等，建立好模型之后可利用其可视化、仿真模拟的功能共享给相关人员浏览，给施工人员进行小规模培训。然后利用BIM技术的虚拟施工、虚拟漫游等制作施工组织方案等。事中控制运用BIM技术的工艺流程如图2所示。

事后控制主要是对已经发生的质量问题采取补救措施，利用BIM技术对工程质量控制中存在问题的改善如表1所示。

5 结束语

在我国工程施工过程中最常见的问题是施工人员专业技能和素质不足，对原材料的质量管理不规范，施工技术人员误解设计图纸影响施工质量，现场不同工种会相互影响等。BIM技术的可视化、深化设计、碰撞检查、虚拟施工、4D-5D施工资源动态质量管理、协调管理运行机制、三维激光扫描等手段可有效解决以上问题，将BIM技术应用在工程事前、事中、事后质量控制中，可明显提高工程质量管理的效率和水平。

参考文献：

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