BIM 技术在机电工程中的应用研究

陈辰

（广州石化建筑安装工程有限公司，广东 惠州 516081）

1 BIM 技术的概念及国内应用状况

BIM 技术并不是个从一开始就确定下来的概念，而是在长时间的探索研究中慢慢发展起来的。BIM 技术最早可以追溯到20 世纪70 年代，信息技术还只能做到简单的内容传输，在摄影摄像等图像技术初步发展的阶段，就有人提出信息技术可以与图像技术相结合，用来研究建筑的不同功能和不同属性。80 年代，在此前的基础上，初步开始了对建筑模型数字化的研究，从而诞生了最初的BIM 技术。进入新世纪，互联网和数字化成为很多产业升级转型的新方向，BIM 技术的开发需求和应用需求逐步扩大，BIM 技术逐渐成为工程领域的重要辅助工具。

BIM 技术进入我国的技术并不晚，但是相关的理论研究是在近10 年内形成体系的，形成BIM 标准框架的研究是在2010 年以后。随着清华大学BIM 专项研究组的研究成果问世，标志着我国BIM 工具、信息保障等方面的规范逐步确立起来，从此，我国BIM 技术向着更加全面、系统的方向完善，BIM相关软件的实用性和功能性也逐步提高，并且在多个建设工程中进行了尝试，为国内BIM 技术的运用和探究留下了宝贵的经验。

2 BIM 技术运用在机电工程中的特点和优势

BIM 技术主要特点：

一是数字化建模图像所表达的内容更为直观。与平面二维图纸相比，数字化建模能够直接反应目标建筑物的各项参数，按照比例建造目标设施，降低了设计者的三维想象能力要求，也有助于施工人员理解和实施方案，减少误差，加快进度。

二是数字化建模图像所表达的能容更为全面。与平面设计图纸相比，BIM 模型能够将设施内部的机电管道和电路、系统的结构框架都充分表现出来，辅助设计人员添加各种配件，增加设施的功能，从而提高项目质量。

三是BIM 技术对于机电工程产业的提升具有时代先进性和技术先导性。BIM 技术帮助传统的图纸进行从二维到三维的跳跃，令参数采集、配件添加、设备整合变得简单高效，也更容易地暴露出了设计中的问题，像管线布局等错误，也可以通过建模来审查，极大地减少了工作误差，提高了工程质量。现在正处于5G 时代发展的前夕，一个物联网的时代正在到来，BIM 技术符合了时代信息化、可视化、数字化的发展方向，对整个机电行业的发展是有益处的，很可能代表着机电行业主流发展趋势。

BIM 技术对机电工程带来的实质性优势主要集中于以下几个方面：

由于BIM 技术是让图纸变成三维建模，比二维图纸更直观易懂，不论是统计施工材料、计算工作量、提高计算的准确性，还是核算成本都变得相当快捷。不论是在核算所需材料，还是设计院检查工程中可能存在错误时，都有相当大的帮助，降低了相关工作人员从业经验的要求，也减少了人工误差。

虽然机电工程需要大量的设计和运算，但是数据计算错误和主观预估带来的误判总是难以避免，在使用传统二维图纸时，很难全面不漏死角地对工程进行校对和审查，往往在工程建设中才能发现问题。而BIM 技术可以对工程进行实时监控，通过微缩的三维模型来模拟工程安装、运行的过程，考察部件与系统之间的联结和协作，能更早、更快地发现工程问题，及时修正。

机电工程是多个施工部门共同协作的成果，不同部门之间工作互不相同，将这些部门联结起来的纽带就是设计图纸。在传统二维图纸时期，各个部门之间的配合较为松散，各自按照自己的经验和习惯解读图纸并施工，人与人之间经验和解读的不同，就容易造成工程的偏差。而三维数字化模型在搭建的基础上就需要各个部门的配合和讨论，在工程初期就加强了各部门的联系，提高了各部门对工程的理解，有助于后期的施工和合作，加强了设计图纸对施工部门的统筹规划功能。

3 如何在机电工程中发挥BIM 技术的优势

BIM 技术在机电工程领域的尝试已经证明其本身的价值，但是我国对BIM 技术的实际运用其实并不完善，在使用过程中仍然存在着误区或是资源的浪费。随着BIM 技术逐渐成为机电工程中的主要研究方向。

3.1 BIM 技术不是一种孤立、既成的技术

鉴于如今万物互联与三维立体影像成为时代大背景的主流趋势，BIM 技术自身的成长性也是不可估量的，它不应当只成为一种技术手段，而也应当被视为一种可研究、可发展的学科，在实际运用中不断积累新的运用经验和运用方法，不断地得到提升和提高。

同时，BIM 技术也不是孤立的一种技术，而应该与管理手段相结合。技术可以从实际运用层面去解决一些实用性的问题，但是如何发挥技术的最大价值，发挥人的能动性，从顶层做到统筹兼顾和全面规划。在工程实施的过程中，BIM技术还可以帮助管理人员进行环节的监控，在环节上出现问题时能够及时发现、及时反馈、及时解决，提高管理人员应对工程问题的水平和紧急事件的处理水平。

此外，BIM 技术还能有助于优化管理流程和管理结构。在使用平面图纸时，管理流程和技术手段不存在统一和协作。而BIM 技术的运用则改变了这一现状，它的运用深入到施工的各个阶段，前期需要从各个部门进行材料、数据等信息的收集，中期实时监控工程中各个部门的施工情况，后期根据工程建设的效果来进行模拟和检验，要做到这些功能的实现，需要与施工部门展开大规模的信息交换和信息合作，而且在计算机运作的情况下，人为隐瞒信息或者数据错误都是难以进行的，三维模型可以立刻寻找到出现问题的环节，优化了机电工程的管理流程。因此，BIM 技术能够帮助机电工程从业人员提高专业素养，促进机电工程企业可持续发展。

3.2 在成本环节做好把控

BIM 技术在机电工程领域已经有了大量的运用案例，在上海世博会等公共设施建设中都发挥了重大的作用，但是这些工程项目的公共服务作用大于本身的经济效益，而大部分的工程建设的目的都是为了带来经济效益。这就暴露出了BIM 技术运用的一个问题——BIM 技术所需施展的技术、信息采集要求、软硬件设备成本要求都远高于以往的平面图纸，要想进行大规模的推广，BIM 技术能否降低机电工程的成本，控制机电工程的建设价格成为了关键。

要运用BIM 技术把控成本，对工作人员提出了更高的要求。工作人员要以可视化模型为基础，通过“框图出价”的方法，对工程各环节造价进行预估和核算，因为能够清晰地了解工程建设所需的环节，工作人员的预估也会更为精确，减少误判带来的材料浪费。

在建设过程中，遇到不可抗力修改工程的案例也不在少数，碰到这种情况，BIM 技术可以通过调整模型来对价格快速进行二次核算，减少了重新规划、设计图纸、再次计算的时间。最新的BIM 技术已经能够通过大数据分析的经验，对工程造价进行大致统计并给出参考值，如果预估造价与参考值出入较大，工程就可能存在问题，也可以帮助工作人员及时发现错误，以免带来经济损失。

4 运用BIM 技术所需注意的问题

BIM 技术是在近来飞速发展的技术，它对数据采集、数据处理、信息通信、三维建模等技术要求较高，这对大龄工作人员来说，是难以短时间内适应的。而年轻工作人员学习网络技术和信息技术有天然的优势，可以快速习得相关技能，但是不论是工作经验和专业水准，都难以与前者相比较。这就要求管理阶层在推广BIM 技术时，不能全部要求大龄员工学习相关技术，也不能将工作人员全部替换成懂得BIM 技术的员工，而忽视工作经验和专业素养的重要性。要推广BIM技术，要考虑到团队的学习能力和接受能力，逐步普及。

此外，BIM 技术虽然有着自身得天独厚的优势，但是没有一种技术是没有风险的，在使用这种技术的同时，应该加强对实际案例的研究，关注该方面的专业学术论作，针对技术运用可能出现的问题准备应对预案。

5 结语

在数字化建模和三维图像逐渐成为工程学科的主流发展方向的大背景下，BIM 技术因其强大的仿真建模和信息统筹整合功能，在工程领域有广阔的前景。得益于BIM 技术的开发和应用，人们的要求，也可以得到进一步的满足。