浅析BIM、CIM在工程建设中的应用

李 勇

（中电建生态环境集团有限公司，深圳 518102）

0 引言

BIM 为建筑信息模型，通常指将设计与施工进行三维虚拟数字化，常应用于工程规划、勘察、设计、制造、施工及运营维护等全生命建设周期。CIM 为城市信息模型，是以城市信息数据为基础，建立起三维城市空间模型和城市信息的有机综合体，是智慧城市建设的基础数据。狭义上讲CIM 相对BIM 更加“广泛”，在实际应用过程中，BIM 通常为CIM 提供重要数据，BIM类似某领域某项专业技术的应用，两者存在一定的差异，同时也有相当程度的相似点。本文对BIM、CIM 在工程建设中的应用内容进行简要分析。

1 BIM在工程建设中的应用

1.1 BIM应用目标

1.1.1 项目技术管理目标

工程建设过程中，将BIM 技术运用到项目设计与施工的协调、深化设计、成果质量控制、优化施工计划、重大方案模拟论证、可视化模型指导现场施工等方面，确保其有效性。

1.1.2 项目综合管理目标

运用BIM技术提高信息化管理水平，提高管理工作效率。在施工全过程中对深化设计、施工工艺、工程进度、施工组织及协调配合方面高质量运用BIM技术进行模拟管理，实现工程项目管理由3D向4D、5D发展，提高本工程信息化管理水平，解决信息共享问题，最终形成本工程全生命周期实施管理数字化信息模型。

1.1.3 项目创优及创新目标

结合自身项目BIM 应用特点，积极参与国内各类BIM 大赛和模范观摩基地的评选，一方面是对自身成果的检验，另一方面也是通过大赛和观摩的形式积累社会效益，提升项目形象。在创新方面，通过科技论文或课题研究、工艺工法创新等，探索基于BIM 技术与物联网、AI、3D打印等技术的融合应用。

1.2 BIM应用方向及内容

1.2.1 项目工程前期构建的应用

BIM 小组构建办公生活区的三维模型，可提前在项目修建前通过BIM 技术进行三维模拟建造，构建项目不同施工阶段现场平面的三维布置图。

1.2.2 项目工程施工阶段的应用

（1）BIM 应用于项目工程土建。建立项目工程所有建筑物三维模型；通过建模的过程对施工图纸进行详细审查，发现问题并及时调整；针对重点、难点的技术方案和技术交底进行三维模型构建，通过动画模拟的方式对施工工序进行详细的拆分，对班组和工人进行图纸和BIM 三维可视化模型交底；建立施工现场安全文明施工场地布置三维模型；建立项目城市公园、建筑等模型。

（2）BIM 应用于项目工程机电。建立项目工程所有地上、地下机电三维模型；进行机电管网综合排布，优化机电安装设计；对优化后的机电排布进行碰撞检测试验，不断完善机电模型；建立机电三维模型通过和现场实际情况的对比进行净空、净高分析，合理利用已有的空间优化设计方案。

1.2.3 项目工程装饰装修阶段的应用

通过建立工程装饰装修模型，构建出整个建筑物的外立面装饰模型，做出整个建筑楼内及公区地砖按设计要求的模型，通过BIM 技术对其进行预排布，减少返工量、节约材料、控制成本；对建筑所有门窗洞口进行尺寸化预排布，减少施工中的偏差，减少以后可能会产生的洞口踢打工作。

1.3 BIM组织框架及岗位职责

建设单位应成立BIM 技术应用团队（如图1），由建设单位工程技术负责人担任BIM 团队总负责，并设置BIM 负责人一名，专职指导并带领BIM 工作团队完成BIM施工模型建立、维护、应用及协调管理等工作。

图1 BIM组织机构图

1.4 BIM实施工作流程

1.4.1 BIM实施总体原则

在建设单位设立BIM 工程部，BIM 工程部由BIM经理、BIM 协调员和BIM 技术团队组成，在项目实施全过程中，收集并整理建立BIM 模型所需资料及信息，及时维护及协调，辅助整合各分包单位深化完成后的BIM模型。

在现场设置BIM 现场协调团队，是保证整个工程项目顺利进行，并最终成功实施BIM 的关键因素，每个项目都有众多的参与方，如何进行高效的协调是关键。BIM 现场配合措施应根据项目本身的特点和实施形式而制定，尽可能地达到提高工作效率，保证信息畅通。对图纸核验、深化设计、进度计划、施工方案、材料管理、设计变更、系统调试、集成交付等方面落实BIM 应用目标。统筹管理各分包方施工深化设计模型和施工过程模型，方便各专业间模型互用，对各专业分包单位进行工程综合管理。

1.4.2 BIM深化设计流程

（1）建设单位BIM 团队参与前期的模型设计、优化工作，确保设计模型与施工模型顺利接轨。

（2）建设单位安排BIM 团队进驻设计院，与设计院进行深化设计图纸、设计模型前期交流，提前熟悉设计意图；参与建模、模型优化工作。

（3）BIM 团队组织各专业分包对前期所提图纸、模型问题与设计院进行对接，并确保落实到图纸、模型中。从模型审核、深化设计前置、机电管线综合前置等方面进行优化，从根源上解决问题，提高工作效率。

BIM系统施工管理应用路线及流程如图2所示。

图2 BIM系统施工管理应用路线及流程

1.5 BIM工作范围

（1）各专业模型建立及图纸核查。各专业模型主要包括建筑模型搭建、结构模型搭建、暖通模型搭建、电气模型搭建、模板支撑建模。工作内容为采用Revit2018建立模型，根据设计图纸，遵循BIM 模型搭建标准、深度，搭建各专业基础模型。建筑模型要求根据建筑做法细化分层做法，室内公共区域建筑模型要求根据招标方提供的深化设计图建立模型。交付成果均为Rvt模型。

（2）基于BIM的深化设计（见表1）。

表1 基于BIM的深化设计

（3）基于BIM的施工模拟（见表2）。

表2 基于BIM的施工模拟

1.6 BIM模型成果

BIM 施工模型提供了建设项目中所有专业的信息，设计方、施工方、建设单位在施工的各阶段可以使用同一个BIM 模型收集信息，构成一个多维度的综合信息数据库，且数据库更新同步到BIM 模型中，各方利用远程浏览软件可以查看多方数据，在网页三维模型中进行漫游，深入跟踪项目进展情况。而建设完成后形成的BIM 竣工模型，相对传统的Excel 文件则提供高效直观的工程资料查看方式，各方可以快速检索和查询与其相关的文件或数据，最后作为运维设备管理与维护的数据库。

为确保资料的完整性及可用性，交付的BIM模型和交付图纸统一，信息对应，且文件采用rvt、DNG 或DWF格式文件。并制定了BIM 模型成果质量要求及模型移交原则，并严格按照要求提交工程竣工的BIM模型。

2 CIM在城市建设中的应用

2.1 CIM应用方向及内容

建设单位可将CIM 平台软件与当地建管部门实现无缝、实时对接，为项目建设提供从规划阶段到建设阶段再到运维阶段的全生命周期服务。

2006年9月19日，山东黄金篮球俱乐部在济南宣告成立。在成立仪式上，时任山东黄金集团公司董事长王建华表示，黄金集团将把篮球产业作为一项重要产业长期运营，山东黄金将持续投入，真正把山东黄金篮球俱乐部打造成一支在CBA处于领先地位的黄金俱乐部，并通过几年艰苦运作，真正把山东男篮打造成一支黄金球队，为山东打造一个金牌篮球球市。

以CIM 平台为基础，创建一个高效、实时以及个性化的信息化服务平台，实现各类资源的整合优化配置，全面提升服务质量和运行管理水平，深化智慧化进程。

2.2 CIM规划设计

（1）整体场景3D 可视化。地面建筑及精细化BIM模型三维以及地下管线三维可视化，提前感知布局、空间预判、消除隐患、辅助决策。

（2）空间漫游。驾车漫游：基于驾驶员视角对城市进行概览，提前感知，有助于分辨方案优劣。

（3）设计方案合理性验证。通过对日照、天空可见度、天气模拟分析，验证建筑的采光、片区开阔度、结合地下管线布设实现排水管理合理性。

（4）设计方案一键变更。在方案比选和变更时，可以通过模型的导入、删除、平移、旋转、缩放等操作进行快捷调整，在一定程度上缩短调整周期，提高工作效率。

（5）规划选址。对功能性建筑选址和服务设施服务半径提供准确数据，为建筑选址提供辅助决策。

2.3 CIM建设施工

（1）多专业交互。对整体图纸交互信息模拟及重点施工方案模拟的能力。支持土建、安装、Revit 各类PDS工程进行关联和管理。

（2）投资成本循环管控。利用模型实时反映该阶段的经济性指标，保证每一个决策阶段都有足够的数据支撑。

（3）现场质量安全管理。完整的监督和管理体系，涉及内容为从发现问题到整改完成闭合。

（4）施工进度监管。对关键路径以及非关键路径的不同影响程度做相关的预警，保证项目决策人对整体项目的进展程度、滞后状况及程度有量化的认识。

2.4 CIM运维管理

（1）人员管理。对人流量，CIM 平台可以对进出人员进行管理，实时掌握人流密集情况，及时进行人员引导或疏散。

（2）停车管理。通过CIM 平台三维模型优势，对所有可用停车位，进行统一管理，并实现智慧应用。

（3）设备物资管理。在CIM 平台中建立物资信息结构化数据库，方便查询、定位、统计和管理。对重要设施（如路灯等）及长期运行设备（如空调等）的位置，监测其运行状态，记录维保情况。

（4）能源环境管理。对建筑内、地下停车场的实时温度、湿度、PM2.5浓度、有毒气体浓度等数据通过CIM平台实时呈现。楼宇内、楼层、房间内的耗能情况进行实时监测；对大型设备运行所需的水、电、气等能源进行监测。

（5）招商管理。对租赁管理、统计分析、工作协同、收付款，同时还可以进行依托监测指标和经济数据形成预测模型。

（6）安防管理。通过CIM 平台与摄像头数据的实时联动，监控实况，为安全保驾护航。

3 结束语

综上所述，BIM 和CIM 存在一定的差异，同时也有相当程度的相似点。加强BIM、CIM 在项目建设过程中的灵活运用，有利于提高项目在施工过程中对工程进度、安全、质量的监督和管理，对项目的工程创优、标准化建设有积极作用，同时提升了智慧城市建设的新高度。