BIM技术在施工管理中的发展与应用

杨树瑞+张明慧+冯义显

摘 要： 本文介绍了BIM技术在建筑行业的发展情况，具体阐述和分析了BIM技术在施工管理中的应用，包括工程信息集成管理上的应用、工程项目深化设计上的应用、工程质量过程管理上的应用、工程施工进度管理上的应用、施工场地优化管理上的应用、BIM5D在施工成本控制上的应用六方面。

关键词： BIM技术 施工管理 发展与应用

随着计算机技术的普及和发展，在建筑工程施工中采用智能方法极大地促进了施工技术和管理水平的提升，从而推动施工学科的不断进步和发展。通过在建筑工程施工中引入BIM技术的工程实践证明，建筑工程施工应用BIM技术已经成为可能，用BIM技术研究建筑工程施工，有利于实现对工程项目的精细化管理和促进施工技术的进步。

1.BIM技术在建筑行业的发展情况

BIM，即建筑信息模型（Building Information Modeling）是以建筑工程项目的各项相关信息数据为模型的基础，进行建筑模型的建立。它让设计、建造、管理同一在一个平台下工作，是建筑工程的集成管理环境，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率、大量减少风险。因为在早期设计阶段就能发现后期真正施工阶段所会出现的各种问题，提前处理，为后期活动打下坚固基础。在后期施工时能作为施工的实际指导，也能作为可行性指导，以提供合理的施工方案及人员，材料使用的合理配置，从而最大范围内实现资源的合理运用。

目前，工程项目规模日益扩大，结构形式愈加复杂，尤其是超大型工程项目层出不穷，使企业和项目都面临巨大的投资风险、技术风险和管理风险。然而，当前的管理模式和信息化手段都无法适应现代化建设的需要。应用BIM技术，从根本上解决建筑生命期各阶段和各专业系统间信息断层问题，从设计、施工技术到管理全面提高信息化水平，已成为建设企业的迫切需求。

在BIM技术成为建筑业大势所趋的今天，它能否在建筑施工领域得以推广应用主要受到以下几方面的影响。

（1）BIM技术在建筑施工领域的应用并不健全且不成熟，属于刚刚兴起，在没有切实的技术保障和配套管理机制的情况下强制在单位或部门推广是不太现实的。

（2）我国普遍存在项目设计周期短、工期紧张的情况，虚拟仿真技术在初期应用过程中不可避免地会存在技术障碍，这有可能导致无法按期完成设计任务。

（3）BIM技术的应用对计算机软硬件的要求较高，需要较快的运行速度和稳定的操作性能及其高质量的VR软件等。

（4）BIM技术的应用需要较高专业水平的技术人员，而目前一些施工技术人员的专业技能偏低，一定程度上约束了虚拟仿真技术在施工领域上的发展步伐。

（5）BIM的应用会增加企业对人员及资金的投入，而目前大多数建筑企业对项目效益的追求是以“短、平、快”为宗旨，因此对虚拟仿真技术在施工领域的发展产生了阻力[1]。

后危机时代，实体经济走弱、融资成本与人力成本的高涨、加之低碳节能对建筑行业提出了更新更高的要求，建筑转型之路迫在眉睫。虚拟仿真技术的出现和成熟，将成为当前建筑企业转型升级的最大法宝。目前的实践与调研的结果显示，BIM技术对提升项目中标率、成本过程管理、质量与安全管理，提升工作效率等有非常大的价值。

2.BIM技术给工程建设带来的机遇与挑战

在这种工程项目愈加复杂、行业利润不断缩水的情况下，企业如何进行成本控制，尽可能地为企业创造利润变得尤为重要。在当前的建造行业中，传统的施工现场管理技术已经不能满足当代工程项目的需要，随着BIM技术的推广和不断发展，建筑工程管理信息化、过程化、精细化成为可能，从而实行施工现场的精细化管理成为必然趋势，并不断得到完善。

BIM5D是在3D建筑信息模型基础上，融入“时间进度信息”与“成本造价信息”，形成由“3D模型+进度+成本”的具有五个维度的建筑信息模型。

BIM5D可以让项目管理人员在施工前预测项目建造过程中每个关键节点的施工现场布置、大型机械及措施布置方案，还可以预测每月、每周所需的资金、材料、劳动力情况，提前发现问题并优化。同时，将施工模拟应用于项目全过程，可以真正做到前期指导施工、过程把控施工、结果校核施工，实现项目的精细化管理。

3.BIM技术在施工管理中的应用

（1）工程信息集成管理上的应用

在工程项目施工的前期设计阶段，涉及海量的工程信息数据，不同专业的设计人员所掌握的数据都不尽相同，项目管理人员不能全面而精确的掌握各方面的相关信息。BIM技术可以让项目管理人员快速准确地获得工程基础数据，协助管理人员进行施工现场的精细化管理工作[2]。

BIM5D技术实现了接口开放，能够兼容目前市场上主流的BIM建模软件如Revit、MagiCAD、Tekla、算量软件等，将其所建造的BIM信息模型在软件中进行集成，形成一个包含全部专业信息的BIM建筑模型，再将项目上的安全、质量、图纸、文档等工程资料信息录入BIM信息模型中，根据时空维度、构件类型等进行汇总统一管理，建立一个强大的BIM数据库，保证项目管理人员快速、准确地查看所有专业的项目信息，获取工程数据，进行项目统筹管理，为相关决策提供依据，大大提升工程项目相关人员的工作效率。

（2）工程项目深化设计上的应用

在传统项目管理模式下，在施工设计过程中都是运用二维审图法进行审核，但二维审图无法准确全面地发现各专业设计上的不足，导致在施工过程中经常出现各专业之间的碰撞问题。然而BIM审图（碰撞检查）技术颠覆了传统的二维审图方式，以三维模型为基础，摆脱对经验的依赖，用计算机代替人脑，利用BIM技术，快速、全面、准确地预知项目存在的问题，并一键返回建模软件，快速修改，从而提高工作效率，增进沟通，提升项目管理能力。而且BIM审图能与土建、安装、Revit、MagiCAD软件共享模型，实现一次建模，多次应用。

（3）工程质量过程管理上的应用

在施工管理过程中，对于工程质量的把控至关重要，而且施工工序繁杂，材料众多，如何从源头上控制材料质量、从工序上创建过程精品成为急需解决的问题。

对于工程项目中工序复杂，技术交底不够直观具体的现象，利用BIM5D软件技术复杂工序模拟的功能，技术人员可在软件中编制项目的施工顺序并将每一个工序与其对应的工程模型构件进行关联，对模型赋予工序信息，利用动画的效果直观展示复杂工序的运作过程。通过BIM5D的虚拟复杂工序展示，技术人员和实施人员对工序过程了如指掌，及时发现工序设计或实际实施过程中可能出现的问题进行调整优化，从而减少工程进展过程中因施工工序带来的一系列工程问题。

（4）工程施工进度管理上的应用

传统项目管理过程中施工进度是由技术人员通过制作大量的进度图表及相关材料的形式展示说明的，效果不够直观具体，缺乏施工经验的人员不能很好地了解工程进度安排。利用BIM5D软件技术，施工技术人员可以对工程进行流水段按区按块划分，编制网络计划，并将计划与对应的构件模型相关联，即在模型中添加时间维度的相关信息，进行虚拟施工，直观快速地将施工计划与实际进展进行展示，达到可视化效果，并且可以得出随着施工发展过程中的项目工程量、资金、资源量的发展曲线，使得施工方、监理方和业主方对工程项目进展情况及工程项目的各种问题了如指掌。对潜在问题进行及时协调，大大提高项目管理人员对整体和局部的施工进度情况进行把控的能力。

（5）施工场地优化管理上的应用

施工场地是建造建筑物的场所，是企业创造价值的地方，施工场地的布置情况将直接影响工程项目是否能够安全、有序的进展。由于在项目工程的施工场地中包含因素很多，如建筑单体、设备、设施等，涉及内容多而繁杂。并且在项目实际发展过程中，整体的施工场地布置在不同的施工阶段，处于不同的状态。为此，BIM5D软件技术提供工况设置功能，结合场地布置、3DMAX等软件进行项目施工各个阶段的施工场地情况设置。技术人员可以将工程场地、建筑单体、场地设施、设备导入5D软件中对各个阶段的场地施工状况进行设置，直观的展示各个阶段的工况情况。管理和技术人员及时判断各阶段的施工场地安排的合理性，对目前可能存在的问题及时调整，对施工场地进行优化管理。

（6）BIM5D在施工成本控制上的应用

成本管理与控制是进行项目精细化管理的根本，在很多项目管理失败的案例中，我们发现大多数原因都是由于项目管理人员对工程项目的前期预算及成本控制不到位而造成的。通过管理已建立的BIM模型，计算对应于各施工阶段的劳务、材料、设备等的需用量及预算成本，从而制订材料需求计划及成本计划。在每个施工阶段开始前，可以根据材料需求计划，对作业班组进行限额领料，以便避免材料方面的超支。在项目施工过程中，根据施工完成情况，该模型用于计算所完成的工程量并向业主报量。在每个施工阶段完成后，可对施工实际支出进行统计，并将其与上述成本计划进行比较，若前者较大，则需要通过分析制定下一阶段的压缩成本措施，以便最终将成本尽可能地控制在预算之内。同时，通过BIM5D技术可以多维度地对工程量、资源量、分包量等进行快速准确的查询，使施工方、监理和业主方对工程项目的整体及局部工程成本了如指掌。

4.结语

近年来，BIM技术在美国、日本等国家和中国香港地区的建筑工程领域取得了大量应用成果。国内不少具有前瞻性与战略眼光的施工企业开始思考如何应用BIM技术提升项目管理水平与企业核心竞争力。BIM技术应用在施工管理中，大大缩减了工期和成本，提高了工程质量，已成为实现建筑业跨越式发展与科技创新的重要手段。

参考文献：

[1]王金锋，易兴中.虚拟仿真技术在建筑工程施工中的应用[J].工程科技.

[2]应于垦.利用BIM搭建项目精细化管理平台[J].新鲁班，2011，2.