BIM在施工管理中的应用研究

王代兵，谢吉勇

（沈阳建筑大学，辽宁 沈阳 110168）

1 BIM的概念

BIM(Building Information Modeling)建筑信息模型，是以建筑工程项目的各种相关的信息数据作为模型的基础，建立三维数字化的建筑模型的理念和工具。美国AEC领域的BIM使用情况进行调查研究的基础上总结了目前BIM模型施工管理平台的应用主要包括：现场整合、方案优化、进度安排、工程量统计、安全管理、质量管理、成本管理、数字化建造等。

2 BIM的4D施工模拟动态管理

施工4D模拟是BIM技术在施工阶段的一个重要的应用，它是通过把建筑物的施工进度和三维模型相结合进行施工进度模拟的过程。项目的进度计划必须具有足够详细的施工顺序划分，这是实现施工4D模拟的关键因素之一；完整的施工进度计划和三维建筑模型的链接，在BIM的技术平台下，通过三维可视化的环境将建筑模型构件按照时间顺序依次进行虚拟建筑的过程即是施工4D模拟。

4D模拟是在3D建模的基础上实现的，以施工进度计划作为时间因素模拟建造的过程。目前，施工中常用的4D模拟软件主要包括美国欧特克(Autodesk)公司研发的施工4D模拟方案，它的具体工作流程是利用Autodesk Revit实现建筑物的3D 参数化的BIM模型，基于进度编辑软件编制建筑物的施工进度计划，然后按照一定的数据格式把建筑物的3D模型和施工进度计划在Navisworks软件中进行集成处理，从而实现动态的施工4D模拟方案。利用4D模拟可以在施工前对施工进度进行模拟，依据模拟的施工进度进行资源、成本的动态投入，以及实现施工场地、施工过程、复杂施工程序的信息化、可视化和集成化的管理，从而在实际施工中可以提高施工管理的效率，实现进度的可视化控制以缩短工期、节约资源与成本。在施工阶段，要依据实际的施工进度情况对施工4D模拟方案进行数据的更新管理，主要是在施工现场进度进行实时的监控，把采集到的有关项目进度的数据输入到Navisworks实现BIM模型的动态创建。然后，依据实际的施工环境数据，进行施工顺序及施工过程的反复模拟，以此对施工顺序进行纠偏、不同施工工种的碰撞检测、施工资源的合理投入、消除安全隐患、改善作业空间不足等问题，提前调整施工方案。通过不断的模拟施工方案，在施工前最大限度的解决实际施工可能遇到的问题，实现施工方法的不断优化，在实际施工中实现“零冲突、零返工”。

3 BIM的施工5D成本控制

BIM在进行4D进度控制的同时，加入成本因素，实现施工过程的5D成本控制，从而可以在施工阶段做到准确的进行成本的动态投入，依据项目的实际进展情况不断调整不同阶段、不同时刻资金的投入计划，从分实现资金的时间价值，做到资源的节约、成本的有效利用。Innovaya推出的BIM施工软件支持Autodesk revit设计软件以及Sage Timberline预算的数据格式。针对施工阶段的不同工作任务对施工过程进行辅助管理，具体来说，Visual Estimating支持revit模型的自动计算并且显示工程量信息，将设计建筑构件连接到预算数据库，实现工程造价的管理。应用最多的就是基于BIM的Navisworks软件，它可以在完成进度模拟的同时，加入成本因素，实现实时的成本控制。

项目核心业务管理所需要的数据是一个5D关系数据库，3D+1D（时间）+1D（成本）合而为一，既是完整的信息模型，也是协同平台和关系数据库，可以数据同步，保证同一数据源的提供。这5个D之间存在逻辑关系，可以在BIM平台的基础上对他们之间进行整合，实现在3D建模的基础上，在施工管理阶段进行进度、成本控制。在施工阶段，利用BIM在进行进度、成本控制的基础上，可以实现资源的优化，成本的节约，最大限度的减少浪费，实现绿色施工的目的。

4 5D成本控制的实现过程

BIM的5D预算模型包括建筑构件的综合单价信息、以及人工、材料、机械等消耗量数据，5D的施工成本控制，完全可以实现在可视化的基础上进行成本的管理。通过此模型，系统能识别并自动提取建筑构件的清单和工程量等信息。为便于信息模型的有效集成与扩展，需要对建筑构件的分类、WBS 划分进行统一，对模型实体对象进行标准化定义和描述，同时还要引入 IFC(industry foundation class)标准，建立相应的数据交换与共享机制。在5D模型的基础上，根据计划的和实际施工进度信息的对比分析，可以对不同时间段，不同工作任务的计划和实际工程量进行对比，通过对计划和实际的对比分析，有助于项目管理者了解工程进度和工程量的完成情况，进行偏差的调整。在施工分期结算的过程中，依据系统计算的实际工程量，可以为施工阶段工程款的结算提供数据支持。通过计划用量与实际用量之间进行对比和分析，进行实时动态管理，当现场实际工程量与计划工程量之间发生偏差时，系统会发出预警，可及时寻找原因，进行改进，做到成本的事前控制。其次，基于5D模型可以根据项目的施工组织设计，可视化的进行施工人员调配、工程材料采购、大型机械的进出场等工作。

施工过程成本的实时监控主要是对不同WBS节点进行预算、成本的动态计算以及实时的跟踪查询和分析等功能，并且可以实现自动计算WBS节点构件的综合单价、建筑总造价等信息。通过BIM可以得到最准确的工程基础数据，将工程基础数据分解到构件级、材料级，有效控制施工成本，减少工程超支，提高工程项目的管理水平和成本投入的控制能力。

5 结语

BIM作为信息时代的产物，它的应用不管是在设计阶段，施工阶段，还是后期的运维阶段，都会给项目带来很大的经济技术效果。在施工阶段BIM的应用，对进度，成本的控制，可以有效地对实际施工进行指导，以提供合理的施工方案及人员，材料使用的合理配置，从而来最大限度地实现资源的优化配置，合理使用，以促进施工管理的可视化，做到建筑节约，以实现绿色施工的目的。

［1］张建平，李丁，林佳瑞，等.BIM 在工程施工中的应用［J］.施工技术，2012，8：10-17.

［2］周春波.BIM 技术在建筑施工中的应用研究［J］.青岛理工大学学报，2013，1：51-54.

［3］王雪青，张康照，谢银.基于BIM实时施工模型的4D模拟［J］.广西大学学报：自然科学版，2012，4：814-819.

［4］姜曦.谈BIM技术在建筑工程中的运用［J］.山西建筑，2013，2：109-110.

［5］钱苏.BIM技术在施工中的应用［J］.城市建筑，2013，2：104-107.

［6］李腾.论究 BIM 在建筑施工中的应用［J］.土木建筑工程信息优化，2010，3：20-23.

［7］廖志锡.浅谈建筑施工管理及绿色建筑施工管理［J］.城市建筑，2012，10：50-53.