BIM技术在建设工程进度管理中的应用研究综述.doc

BIM技术在建设工程进度管理中的应用研究综述 摘 要： BIM技术在一些发达国家建筑业中的应用已经比较普及，但在我国仍处于初级探索中，尤其是在施工阶段的研究及应用尚不成熟。本文分析了BIM技术在国内外的应用现状，总结了BIM技术在进度管理中的应用优势、发展障碍并提出相关意见推广BIM技术的应用。阐释其在我国的应用发展前景，为推动 BIM 在中国建筑业更广泛深入的应用提供重要参考价值。 关键词： BIM；建筑业；进度管理；发展前景 中图分类号 F407.9 文献标识码 A 1.引言 BIM（Building Information Modeling，BIM）是“建筑信息模型”的简称，最初发源于上世纪70年代的美国，由美国乔治亚理工大学建筑与计算机学院（Georgia Tech College of Architecture and Computing）的查克伊士曼博士（Chuck Eastman， ph.D）提出。他认为此模型不仅应该包括几何、功能、构件性能等信息，还应包括建造过程、施工进度、维护管理等过程信息，建筑全生命周期内的信息都应该整合到建筑模型中23。BIM的定义和解释有很多种版本，不断演化，并没有形成统一的理解。2002年，Autodesk公司首先提出“建筑信息模型”的概念，认为建筑信息模型是在建筑物的设计和建造过程中，创建和使用的“可计算数码信息”25。2009年The Business Value of BIM市场调研报告中，认为“BIM是利用数字模型对项目进行设计、施工和运营的过程”。美国国家BIM标准对BIM的定义比较完整：BIM是一个建设项目物理和功能特性的数字表达；是一个共享的知识资源，能够分享建设项目的信息，能够为项目全生命周期中的决策提供可靠依据的过程；在项目的不同阶段，项目的不同利益相关方可在BIM中插入、提取更新和修改信息，以支持和反映各自职责范围内的协同作业26。 BIM技术将会作为建筑业信息化下一阶段发展的支撑技术，然而与CAD相比较，因为BIM不仅改变了项目的建设和运营的手段，而且还同时改变了项目建设和运营的内容。因此，对BIM的认识理解和应用实施都要比CAD来得困难和复杂，所以，其对建筑业的影响也比CAD广。我国香港地区已经将BIM技术广泛应用于各种类型房地产项目开发中，并于2009年成立香港 BIM 学会。在国内，已有一定数量的项目在不同阶段不同程度上使用BIM技术，例如上海中心项目对项目设计、施工和运营全过程进行规划，成为第一个业主主导、在项目全生命周期中应用BIM的标杆。 2. BIM技术在进度管理中的应用研究现状 2.1 国外研究现状 Eastman1在BIM手册中分析了支持项目计划与控制的4D模型创建途径，总结了4D模型应用给项目带来的益处，并提出了BIM支持的项目计划与控制中应注意的问题和建议。 Marx2和Konig提出了加快建设模拟过程的方法，并引入SiteSim Editor的4D工具进行分析证明。Tauscher，Mikulakova，Beucke和 Konig提出基于IFC标准建筑信息模型的施工进度计划生成方法，有助于项目管理者利用模型信息进行施工计划，从而实现快速4D模拟，减少使用者与系统的后续交互。 Tulke，Hanff3提出基于BIM计算活动持续时间的模型，应用此模型可进行项目进度计划安排。 Amir H. Behzadan4等通过在土木工程教学中应用增强现实技术（AR：Augmented Reality，AR），描述了将AR技术结合BIM技术应用到工程建设的质量管理和进度管理中，并提出了应用AR技术的相关软件和硬件要求。 Alvarado，Lacouture5在分析BIM功能及应用BIM技术进行进度计划编制基础上，构建AEC+FM集成框架，提出应用BIM技术进行集成进度计划安排的方法。 2.2 国内研究现状 2.2.1 应用优势层面 赵彬6等人在分析工程项目进度管理现存问题基础上，发现问题的成因，然后对比传统进度管理技术与基于BIM的4D技术的差异，论证了基于BIM的4D施工模拟技术在进度管理中应用的优越性。 王雪青7等人研究发现，自动化创建的BIM实时施工模型可以动态的跟踪项目进展情况，能提高模型的准确性和减少建模工作量。提出基于BIM实时施工模型的4D模拟，是一个动态的4D模拟过程，可作为项目施工全过程的动态控制的有效工具，能进一步提高建设项目的效率和效益。 张建平8等人根据我国施工管理特点和实际需求，提出了工程施工BIM应用的技术架构、系统流程和应对措施，并将BIM与4D技术相结合，自主研发建筑施工BIM建模系统和基于BIM的4D施工项目管理系列软件，从而形成一套工程施工BIM应用整体实施方案。 马新利9介绍了BIM技术和4D虚拟建造的概念，阐述了BIM技术应用的优点，参照国外BIM软件和应用情况，系统探讨了基于BIM技术的国产建设工程施工进度动态控制软件的整体架构、操作流程和控制要点，对国产施工进度控制软件的开发、及其工程应用实际提供参考。 王刚10通过探讨什么是BIM，分析BIM可以做什么，不可以做什么，阐明BIM与项目管理之间的关系。发现了BIM技术对工程质量管理、进度管理、成本管理都有很多优势。 何清华11在总结原有进度管理系统存在的不足和阐述现有BIM及其相关研究现状的基础上，构建了一个基于BIM的进度管理系统的框架，通过研究创建了一种可视化、能促进多目标协同优化的进度管理系统。 王青薇12研究发现，自动化创建的BIM实时施工模型可以动态的跟踪项目进展情况，能提高模型的准确性和减少建模工作量。提出基于BIM实时施工模型的4D模拟，是一个动态的4D模拟过程，可作为项目施工全过程的动态控制的有效工具，能进一步提高建设项目的效率和效益。 吕玉惠13基于BIM技术，结合施工项目的特点，提出多要素集成管理计算机信息系统的技术架构，研究具体的系统结构和主要功能，讨论系统的应用流程，研究成果可作为进一步研发施工项目多要素集成管理信息管理系统的基础。 2.2.2 应用障碍层面 何耀14、陈花军15发现BIM技术虽然具有诸多优势，但是在中国因为引入时间较短，能够充分利用的标准化BIM对象库不足，建立BIM模型所需输入的数据源不足，而且BIM的经济成本较高。 何清华16分析BIM在建筑业的应用障碍中发现BIM的推广环境尚不成熟，我国现有的建筑行业体制不统一，缺乏较完善的BIM应用标准。BIM应用过程中缺少协同设计，项目运作缺少统筹管理。 马智亮17认为BIM技术在我国建筑施工行业虽然已经得到应用，但仍存在一些问题。BIM技术涉及面比较广，施工企业相关人员很难把握。施工企业不能利用上游的模型信息，应用BIM技术的广度和深度有限且利用BIM技术的效益不明显。 欧阳东18探讨了BIM技术，发现其应用存在着一些问题，如BIM文件的法律责任问题，BIM技术规范和标准问题，BIM的应用和交付问题，BIM技术软件的不完善问题，BIM技术文件建设档案存档问题等。 潘佳怡19通过对国内外 BIM 相关文献的查阅和专家访谈，确定建筑业 BIM发展的普遍阻碍因素，进而对中国建筑业的相关人员进行问卷调查，得出41项阻碍中国建筑业BIM发展的因素。使用层次分析法对阻碍因素进行分析，识别出其中15个因素为关键阻碍因素。 2.2.3 发展趋势层面 张晓菲20通过引入基于国际工业标准IFC的建筑信息模型BIM技术，并总结分析此项技术在建筑业的应用来对BIM技术的发展前景做出分析与思考。BIM的技术发展趋势表现在用BIM自动检查代码一致性与可施工性正在成为可能。 王欣21在浅议BIM技术应用时提出BIM技术的发展趋势会从单一项目BIM技术实施发展到企业BIM技术实施，最后将落实到整个产业供应链的BIM技术实施，3D设计模型基础上增加施工进度4D及成本形成5D技术。 张春霞22将BIM技术与各参与方相互作用，构成了BIM技术系统。系统内各参与方的相互作用会促使BIM技术在内容上更加丰富、功能上不断完善，通过系统的开放性与交互性不断提升BIM技术的运用范围和应用领域。 3.BIM技术在进度管理中的应用研究现状述评 （1）BIM技术在进度管理中具有很大优势 国内外关于BIM技术在建设项目进度管理中的研究现状，多集中在4D模拟实现。目前，通过第三方软件的开发，实现了BIM模型与进度信息的关联，从而创建四维建筑信息模型，应用动态施工过程模拟、实时进度跟踪等功能支持项目计划与进度控制。基于BIM技术的进度管理通过虚拟施工过程进行反复的模拟，让那些在施工阶段可能出现的问题在模拟的环境中提前发生，逐一修改，并提前制定应对措施，使进度计划和施工方案最优，再用来指导实际的醒目施工，从而保证项目施工的顺利完成。 （2）BIM技术在发展中也存在问题 虽然BIM技术发展已有一段时间，但是其推广还不是很广泛，仍然存在诸多问题。目前，BIM技术正逐渐应用于建设工程项目各阶段，但仍处于初级探索中，尤其是在施工阶段的研究及应用尚不成熟。国内基于BIM技术的进度管理方面的研究较少，而且研究范围较窄；仅有少数项目进度管理中应用BIM技术，由于BIM技术的复杂度，涉及面比较广泛，施工企业对BIM技术的认知尚不深。而且BIM技术的推广环境还不够成熟，相关标准、文件还不够全面。 （3）BIM技术具有良好的发展前景 目前，BIM已渗透到软件公司、咨询公司、科研院校、设计院、施工单位、地产企业等建筑业相关机构中。伴随建筑企业对BIM人才的需求，相关商业培训和咨询机构已经逐步出现。另外，我国“十一五”科技支撑计划已对BIM技术进行相关研究，课题为“基于BIM的下一代建筑工程应用软件研究”，“十二五”科技计划更是在研究广度和深度上加大对BIM技术的研究24。BIM技术必将在建筑领域有所突破，引领建筑信息技术走向更高层次，大大提高建筑工程的集成化程度。 4.小结 本文着重分析了BIM技术在进度管理中的应用研究现状，BIM技术的引入为进度管理过程带来很大改善，4D模拟施工能够反复观察，找出影响施工进度的问题，从而改进施工进度，提高项目管理的效率。然而根据研究现状发现当前国内外BIM技术在工程施工中的应用还存在建模困难、应用软件不配套等问题，BIM技术在进度管理中的应用还不够成熟。所以还应当加大对BIM技术在这方面的研究探讨。我国BIM技术的推广环境不够成熟，因此相关部门可以采取措施，如制定相关政策，规范等多推广BIM技术的引用，推动基于BIM的各项技术的研究与应用，提高建设项目管理水平，推动我国建筑业进入信息时代。 参考文献 1 Chuck Eastman， Paul Teicholz， Rafael Sacks， Kathleen Liston.BIM Handbook： A Guide to Building Information Modeling for Owners， Managers， Designers， Engineers and ContractorsM.NY： John Wiley and Sons，2008：93-460. 2Tauscher，Mikulakova，Beucke，K？nig.（2009）.Automated generation of construction schedules based on the IFC object model. 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BIM在工程施工中的应用J施工技术，2012（8） 9 马新利.基于BIM技术的建设工程施工进度动态控制的探讨J，2012（9） 10 王刚、高燕辉，BIM时代的项目管理J.建筑经济，2011（6） 11 何清华、韩翔宇.基于 BIM 的进度管理系统框架构建和流程设计J.项目管理技术，2011，9（9）：96-99. 12 王青薇、张建平.基于 BIM 的工程进度计划编制J.商场现代化，2010，（35）. 13 吕玉惠、俞启元、张尚.基于BIM的施工项目多要素集成管理信息系统研究J.2013，8（370）. 14 何耀、田伟.浅析BIM技术在建筑工程中的应用障碍及对策M.建筑工程. 15 陈花军.BIM在我国建筑行业的应用现状及发展对策研究M.工程科技. 16 何清华、钱丽丽、段运峰、李永奎.BIM在国内外应用的现状及障碍研究N.工程管理学报.2012，02（1） 17 马智亮.BIM 技术及其在我国的应用问题和对策J.中国建设信息，2010（4）. 18 欧阳东、李克强、赵瑷琳.BIM技术第二次建筑设计革命M 19 潘佳怡、赵源煜.中国建筑业BIM发展的阻碍因素分析N.工程管理学报，2012，02（1） 20 张晓菲、周寅超.BIM技术应用领域及其前景分析J.建筑科学.2010，10（2）. 21 王欣.浅议BIM技术应用J.学术交流，2012（1）. 22 张春霞.BIM技术在我国建筑行业的应用现状及发展障碍研究J建筑经济，2011（9）. 23 李玉娟.BIM 技术在住宅建筑设计中的应用研究D.重庆大学，2008. 24 牛博生.BIM技术在工程项目进度管理中的应用研究D.重庆大学建设管理与房地产学院，2012 25 丁士昭、马继伟、陈建国.建设工程信息化导论M.北京：中国建筑工业出版社，2005，10. 26 何关培、王轶群，应宇垦.BIM 总论M.北京：中国建筑工业出版社，2011，4