基于BIM技术的施工管理平台研究

谷洪雁　张现林

摘 要：以BIM技术应用为载体的项目管理信息化，可以提升项目生产效率、提高建筑质量、缩短工期、降低建造成本，但是我国目前BIM技术在设计阶段应用较多，施工阶段尚属于探索阶段，文章通过研究基于建筑全生命周期的施工管理平台，通过IFC解析器读取IFC文件在IFC实体库中重构IFC模型，根据施工管理模型视图从BIM数据库提取模型，以3D视图、空间结构视图、WBS视图等视图方式显示模型，可导出为文档和报表，供决策支持。

关键词：BIM；施工管理平台；IFC WBS视图

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）12-0153-01

1 我国建筑行业存在的问题

自21世纪，建筑业作为我国国民经济的支柱产业已进入高速发展期，目前正面临着大规模的基本建设。而建筑业快速发展的同时，主要存在着以下问题。

1.1 技术和管理水平相对落后

在激烈的市场竞争和建筑市场的对外开放，大型建筑企业技术和管理水平相对有较明显的提高，但与发达国家相比，我国建筑行业技术发展很不均衡，整体的技术水准仍然偏低，装备较为落后，平均建筑能耗物耗较高，影响到行业的进一步发展。据有关部门计算，我国建筑业经济增长中，目前靠技术进步占效益增加的30%远低于国际平均水平的40%，设计和施工水平都远远跟不上我国快速增长的建设规模。

1.2 资源浪费严重

在建筑业中，由于设计人员与施工人员沟通不畅，导致设计阶段经常存在着错、漏、碰、缺等现象，不仅在图纸会审阶段即使进入施工阶段也需要不断的进行设计变更。设计变更的出现对设计单位、施工单位、开发商乃至整个社会，都将造成人力、物力和财力的巨大浪费，并且建筑垃圾的排放量年年增长，已是不可忽视的问题，这对我国的可持续性发展将造成更大的挑战。

1.3 建筑业信息可视化化程度水平较低

传统的建筑信息主要是基于2D-CAD图纸建立的，随着国家重视环境保护和建设资源节约型社会，工程针对目前建筑业向低污染、低能耗及可持续发展方向的发展趋势，已有的2D图纸已不能满足业主等各方的信息需求，另外伴随着中国加入WTO（世界贸易组织，World Trade Organization）后大量国际承包商进入中国建设市场，对中国的建筑企业形成了巨大的挑战，因此加强信息化技术是我国建筑企业提高自身竞争力的有效途径。

综上所述，随着全球经济一体化的形成，我国建筑业发展受阻的主要原因是信息可视化程度较低。因此，在行业规模迅速发展和国际竞争日益激烈的今天，要持续提高我国建筑企业的综合竞争力，必须提高建筑信息化程度。

2 建筑信息化模型及应用现状

BIM（建筑信息模型），全称为“Building Information Mode-

ling”或“Building Information Model”，BIM应用始于美国，美国大多建筑项目都已应用BIM，有种类繁多的BIM应用，如Spa-

tial Validation，Facility Management，等。目前，美国大多建筑项目已经开始应用BIM，BIM的应用点也种类繁多，而且存在各种BIM协会，也出台了各种BIM标准。BIM的价值在不断被认可。美国总务管理局陆续推出了国家3D-4D-BIM计划，系列BIM指南，NBIMS、美国国家CAD 标准（United States Nat-

ional CAD Standard）等一系列应用标准，某些州设施委员会也宣布对州政府投资的设计和施工项目提出应用BIM 技术的要求。英国政府要求到2016年，全面协同3D-BIM，并将全部的文件以信息化管理。日本也在全国范围内推广BIM技术，并得到政府大力支持和推进。欧洲、韩国也已有多家政府机关致力于BIM应用标准的制定。

BIM在我国作为一种新的理念和技术，各种各样类型的建筑项目都在试图应用BIM平台找到解决自己工程中所存在的问题的办法。目前BIM技术主要被应用到建筑设计阶段。另外，还有施工管理、项目管理、建筑结构设计、造价估算、可视化、文档资料管理等方面。

3 基于BIM技术的施工管理平台研究

BIM技术在我国主要应用于设计阶段，用BIM软件进行建筑设计及通过对建筑图与设备管道图的碰撞检测来降低后期施工工期及成本，全面提高工程质量。随着建设项目规模的不断扩大和BIM技术的发展和成熟，其应用也逐渐扩散到建设行业的各个阶段，例如施工、运维等阶段，慢慢的形成BIM在建设项目全寿命周期上应用的趋势。

本文通过IFC解析器读取IFC文件在IFC实体库中重构IFC模型，根据施工管理模型视图从BIM数据库提取模型，以空间结构视图、3D视图WBS视图等视图方式显示模型，可导出为文档和报表，供决策支持。建立基于IFC的5D施工管理模型，将建筑物及其施工现场3D模型与施工进度相链接，实现施工进度4D动态集成管理及施工过程4D可视化模拟。通过建立工程计价清单并与WBS节点关联，建立全面的动态预算及成本信息数据。

3.1 面向建筑全生命周期的施工管理平台架构

针对施工阶段的组织和过程管理特点，考虑组织、过程和信息三要素，动态创建、集成、管理和应用建筑工程信息，解决异构数据转化与存储、模型集成与提取、数据一致性控制、并发访问管理等问题，建立基于IFC标准面向建筑全生命周期的施工管理平台架构。

3.2 施工管理BIM模型

基于IDM和MVD标准，结合“基于规则集”的模型验证方法，准确定义施工管理BIM模型，实现施工管理模型提取与集成、并发访问控制和一致性约束等技术。结合MVD和IFC标准，研究非IFC格式建筑工程信息转化为IFC模型的通用实现方法和流程，实现非IFC格式结构化信息集成到BIM模型。引入云计算和分布式数据库等新型网络和信息技术，设计基于WEB的BIM服务机制，实现处于不同地理位置的各参与方便捷的访问集成BIM模型。

3.3 基于IFC的5D施工管理模块

将建筑物及其施工现场3D模型与施工进度相链接，实现施工进度动态集成管理及施工过程4D可视化模拟。通过建立工程计价清单并与WBS节点关联，实现全面的动态预算及成本信息数据的5D管理。

4 结 语

建筑业由于信息孤岛的存在，产生大量的“错、漏、碰、缺”，造成建筑资源严重浪费。BIM技术的核心就是解决信息共享、无损传递。2007年我国发布建筑工业行业标准《建筑对象数字化定义》，2010年发布《工业基础类平台规范》。本文通过调研建筑行业IFC数据描述需求和应用现状，在系统研究IFC标准的模型体系的基础上，利用IFC实体扩展和属性扩展，建立施工管理模型，实现数据从设计阶段向施工阶段的无损传递。

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