BIM5D在建筑项目施工管理中的应用研究

■中铁十八局集团第二工程有限公司 张松

建筑业是国民经济的支柱产业，施工阶段是建设项目全生命周期中的重要阶段，做好这一阶段的管理尤为重要。为了从根本上提高建筑工程施工的管理水平，必须在施工管理中引入更加先进的管理技术和管理模式，而BIM技术的出现为实现施工管理智能化提供了可能[1]-[3]。所有的参建方可以基于BIM平台进行协同工作，大大提高各部门的工作效率，降低信息传递错误的风险。同时，利用BIM的特性，还可以集成项目各个阶段的工程信息，保证施工质量和合同的顺利执行，有效降低施工成本、减少项目返工[4]。

BIM5D是BIM3D衍生出来的一项新技术，基于BIM的进度管理通常被称为“4D管理”，在3D的技术上增加一维进度信息。把4D进度计划和成本数据导入BIM5D云平台可以得到BIM5D模型，进而实现所有信息的集成，使管理人员实现对各种信息的集成管理[5]。随着经济的发展，建筑项目的参与方越来越多，建设周期变长、建筑难度增大，如何做好项目管理成为摆在各参与方面前的一个严峻课题。本文围绕BIM5D技术在施工阶段的应用，重点分析了其对施工现场进度成本及质量安全的管理应用，以期为行业企业的项目管理提供参考和借鉴。

1.BIM5D在施工进度管理中的优势

基于BIM3D模型与计划进度进行关联整合，形成BIM4D模型，可以为施工管理人员提供进度计划管理平台和数据支撑。把BIM4D技术应用到施工项目管理中，首先，根据BIM模型的模拟性对施工中的物资、方案、关键工作进行模拟施工，通过BIM对施工过程虚拟模拟，来评估计划方案的可行性，识别关键工作点，从而实现4D模型对项目实施的各级计划进度进行优化模拟；其次，以BIM4D模型作为载体集成各种进度计划追踪信息，并将招采、计划方案、设计情况输入模型中并且进行信息追踪，管理人员可以根据平台信息对现场情况进行更直观了解，有助于其进行方案的调整和优化，同时为工程量的提取、物资的用量以及人员分配提供了依据。

基于集成BIM模型后的施工进度计划，可以将各参与方从复杂的计划图、图纸中解放出来，以BIM模型作为信息沟通的载体，可以把全生命周期的数据信息都集中在统一模型中，避免信息量超载的情况发生，有助于提高各参与方的沟通和工作效率，节约时间。根据Autodesk公司的数据调查，使用BIM技术可以将项目各专业沟通的效率提高到80%左右，并且由于BIM三维可视化，可缩短将近6%—10%的施工工期，各个专业的沟通协调时间至少减少20%。

而BIM5D技术的出现，突破了四维模型的限制，在进度管理过程中突出的优势表现在以下几个方面：

一是实现动态管理，及时进行优化。BIM5D对施工进度的管理可概括为实际进度和计划进度的对比，在BIM5D平台中导入模型后事先与计划进度文件关联，这样在平台中可以实现对施工各个阶段随时进行施工进度模拟。

二是确保施工信息的完整性，便于各方沟通，提高工作效率。BIM5D平台集成了项目全生命周期的工程信息，还可以把各种维度的信息毫无保留地展现，项目各参与方都可以从自己的用户上迅速获得想要的数据信息。一方面，便于不同专业的施工人员了解目前工程的进度，选择合理的施工方案，通过BIM5D平台的计算，减少沟通协调，提高工作效率；另一方面，现场人员通过手机移动端拍照上传系统，也提升了层级之间的沟通效率，便于管理人员发现计划进度与实际进度的差异，及时进行调整。

三是整合、优化施工进度计划。项目各参与方都在同一平台上编制自己的施工进度计划，要想实现整体效益，各参与方都要考虑其他参与方的进度编制计划，最后把所有的进度计划整合到一起，进行检测、审核，优化调整，减少生产和采购信息获取不及时的问题，保证物资按时进场，减少窝工情况。BIM5D精准的计划，可以提高生产和采购效率，缩短项目进度。

四是加快流程审核。由于传统的结算流程都是依靠文件进行一级一级的审核，这种形式会导致程序繁琐，浪费不必要的时间。而BIM5D平台，改变了原来复杂的流程，管理者可以通过电脑端接收项目进展实时动态，对提交的审核文件进行一键处理，可以快速进行结算和工序进展，使双方达到互利共赢。

五是提高施工和决策效率，实现精细化进度管理。BIM5D为施工管理提供了数据和平台支撑，各参与方可以利用手机、电脑端进行沟通协调。

2.BIM5D技术成本管理应用分析

BIM5D在成本管理中的应用点主要有以下几方面：

2.1 利用BIM5D平台可以快速精确进行成本核算

在实际操作中，BIM5D平台可以提取不同维度的工程量信息，如进度、流水段、楼层等。另外，BIM5D平台可以承载大量、复杂的模型信息，可以解决传统算量过程中计算机崩溃死机的情况出现。

2.2 BIM5D平台可以利用资金资源曲线进行成本分析

通过三维模型关联成本信息后，平台可以自动生成资金和资源曲线，我们可以根据自己的需求来选取各个阶段的资源和资金曲线，进而进行成本分析，实时调整资金计划。如图1所示，通过提取施工阶段的资金曲线可以明确施工阶段的成本目标，为管理者提供成本管理的依据，便于资金的分配和协调。

图1 资金曲线

2.3 利用BIM5D进行成本三算对比分析

笔者发现，在运用BIM5D进行成本分析时，该平台具有多维测算的功能，可以在时间、空间、工序三个不同维度进行操作。一般成本人员分析成本时往往是按照单一工程去分析，这样通过成本报表很难发现工序和分项问题，可能会让某个分项超支。而BIM5D提供成本三算对比功能，可以把各个维度（工序、成本、模型）信息关联，实现动态成本管控。

3.BIM5D技术在施工质量与安全管理中的应用

3.1 BIM5D在施工质量管理中的优势

一是通过控制设计图纸质量来提高施工质量。质量问题在设计阶段就已萌生，在设计阶段引入BIM模型，可提高整体项目的质量和安全，将质量问题降到最低。三维模型的可视化，控制了施工图的质量，从而提升施工质量。

二是运用BIM技术的模拟性可以优化施工方案，确保施工质量。针对施工关键节点，进行BIM施工模拟。通过施工现场环境的查验，对构件、危险区域、车辆情况、紧急疏散口进行施工模拟，管理者可以直观地看到现场情况，迅速识别潜在危险源，及时发现施工设计图纸和计划方案的问题，并对问题进行优化，确保施工质量和安全。

三是基于BIM5D云工程管理平台，实时跟踪质量与安全管理。现场施工人员把施工作业结果和BIM模型进行比较，将检查好的信息和构件关联起来，便于构建信息的追踪。

3.2 BIM5D在施工安全管理中的优势

由于大多数项目施工场地较小，各专业施工作业交叉，一旦安排不合理就会给施工带来安全隐患。施工安全管理贯穿整个项目周期，利用BIM5D技术可以进行各个阶段的施工现场模拟。在BIM5D平台中导入三维模型后，可以对整个建筑物的三维信息进行查看，并且可以识别高处坠落的危险源，让管理者提前进行管控。BIM5D还可以对每个构件进行跟踪定位，让管理人员实时监测碰撞和坠落隐患，更好地调整施工方案，运用BIM可视化对施工安全进行动态管理。利用BIM5D平台既可以提前预判施工安全隐患，也可以让项目管理人员更加精确地了解施工进展情况，提前识别危险因素，提高安全管控。

完善施工方案，防止类似问题的再次出现，是质量安全管理的关键环节之一。质量管理过程中，BIM5D平台会自动推送当前任务相关的常见质量问题，便于质检员随时检查。当发现问题时，通过手机端直接拍照、录像、语音记录等方式，将质量问题上传到云端并通知责任人，并自动生成整改通知单，状态自动跟踪提醒，实时上传进行全过程记录，实现质量的PDCA闭环管理，避免了传统管理中问题记录不清晰、过程难追溯的情况，能够大幅度提高整改效率。针对安全管理，安全主管可根据事故常发生处进行定点巡视设置，并将巡视项同步到相关安全人员手机中，定时巡视并实时提交巡视结果。将安全要求落实到现场，管理层可通过BIM5D的Web端、移动端随时查看问题详情和统计分析结果。

3.3 基于BIM5D技术的施工质量与安全管理应用分析

一是二维码标识。笔者利用BIM5D的构件追踪功能，对施工现场的构件进行了定位追踪。BIM5D软件具有二维码标识及打印功能，还可以在手机端下载APP，在现场扫描二维码就可以显示出构件的详细信息。经过多方查询，发现施工现场每一个构件都有唯一的二维码标识，扫描二维码就可以查看构件，然后把构件问题反馈到平台上，便于管理人员第一时间发现问题所在。图2为BIM5D生成二维码标识的过程。

图2 二维码标识打印图

二是移动端APP共享。如图3和图4所示，在实际使用BIM5D软件时，笔者同时在移动端、电脑端都下载了客户端软件，经过实际操作发现，现场人员可以使用手机端APP及时收集施工现场各种质量安全信息，而且可以快速上传云平台进行信息共享，这样就可以随时在BIM5D平台查看到施工现场情况。其具体应用体现在：施工现场质安巡查员可以利用BIM5D技术协同平台，利用动终端APP采集相关问题并上传Web端检查，问题可以快速显示在BIM5D平台三维模型的具体位置。

图3 移动端记录质量安全问题

图4 质量安全问题跟踪处理

4.结论

本文分析了传统施工管理方法的不足以及BIM5D技术在施工管理中的优势，经过大量模型模拟及深入研究，得出了BIM5D在施工进度管理方面的应用成效；对BIM5D的应用总流程和具体应用流程进行了分析研究，得出了各个目标相应的管理方案；对实际案例进行了分析，证明了BIM5D技术在施工管理中应用的可行性。

BIM5D技术作为BIM技术的升级版，其进一步优化了整个施工管理过程的专业性和流畅性。BIM5D通过平台集成模型、进度成本、资料等各种信息，让参与方在同一平台上进行沟通交流，和实际的施工需求吻合。由于现场施工的工序繁琐复杂，很多资料文件沟通会出现滞后性，导致各种工作沟通不及时，最终导致工程工期的延误，而BIM5D技术为解决这些传统问题提供了新的解决方案。