BIM技术在工程管理中的应用与探索.doc

BIM技术在工程管理中的应用与探索BIM(Building Information Modeling，建筑信息模型）是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对该工程项目相关信息详尽的数字化表达。自2002年首次提出，BIM已席卷欧美工程建设行业，引发了史无前例的彻底变革，美国国家建筑科学研究院率先于2007年12月发布了美国国家BIM标准的第一部分;韩国国土海洋部于2010年1月分别在建筑和土木两个领域制订了BIM应用指南；挪威公共建筑机构（Statsbygg）在2011年发布了一本BIM手册版本1.2；英国计划于2016年提出一个能多方面充分协作的3D BIM。美国、英国、韩国、芬兰、澳大利亚、新加坡、挪位等，都是BIM应用较为领先的国家，它们将在2016年前陆续在其公共工程中全部应用BIM技术。BIM技术在中铁建工集团的推广应用在我国现代工程建设行业，BIM技术已经成为支撑行业产业升级的核心技术，住建部已将BIM技术列为国家“十二五”科技支撑计划的重点研究和推广应用技术。中铁建工集团从2012年就启动了BIM技术应用与推广工作,组织召开了BIM技术培训和BIM技术应用研讨会，制定了中铁建工集团BIM技术实施方案，建立BIM工作站，策划BIM技术应用的顶层设计。根据部署，中铁建工集团BIM技术推广应用分为两个层面：集团公司成立了BIM工作站，组建BIM团队、集团公司统一购买BIM软件，组织软件操作的培训工作,选定集团公司BIM技术试点项目进行应用试点,同时制定集团BIM工作流程及应用标准、BIM技术操作手册、BIM技术建模标准、BIM技术数据库应用标准，组织举办集团年度BIM技术比赛；各二级公司推广重点为建立相应的管理机构，配备具有BIM技术的人员，具体负责BIM技术应用推广和应用研究，拓宽应用范围、提高应用层次，因地制宜、慎重选择BIM技术应用推广项目，坚持“试点先行、逐步推广”。上海公司紫金（建邺）、北方公司中海油天津大厦、深圳公司中海油深圳大厦、安装公司贵州花果园双塔、北京分公司兰州西站、广州公司广州地铁指挥中心等30个项目作为集团BIM技术试点项目已经开展了BIM技术应用工作。其中，中铁建工集团承建的北京SOHO项目BIM技术应用成果获得全国BIM技术大赛三等奖。目前中铁建工集团已经形成BIM技术推广应用高潮，加快了BIM技术应用步伐。中铁建工集团BIM技术应用实践目前中铁建工集团BIM技术应用多侧重于施工过程中的应用，结合现场需求,进行BIM技术应用点的研发,主要方向为：与现场技术管理结合,实现施工现场的数字化施工。施工策划及总平面布置。BIM团队在施工前通过BIM技术绘制3D现场综合平面布置（见图13），3D模型结合施工现场实际尺寸，立体展现施工现场布置情况，合理进行施工平面布置和施工交通组织，避免现场混乱；同时为高空安全吊装提供数据。此外，还可以统计临时建筑工程数量,作为与建设方进行临建结算依据。在中铁建工集团承建的中科院丹麦教育中心工程中，BIM技术的这一功能得到应用。图1 基坑阶段施工平面布置图2 结构阶段施工平面布置图3 装修阶段施工平面布置设计深化及图纸审核。BIM团队在三维建模过程中对设计图纸进行校核和深化；对建筑、结构、机电安装各专业图纸进行碰撞审核，从而在施工前解决图纸的错漏问题。对机电安装进行管线综合，保证精准的管线综合布置。典型工程是广州地铁指挥中心，对地下室管线按照各自的标高和定位均出图交底，避免事后返工拆改；同时对预留孔洞提前定位出图，BIM孔洞预留图解决了砌筑与安装之间的冲突问题（见图4）；对设备机房深化设计，特别对地下室双速风机房、生活水泵房、消防水泵房、变电所、制冷机房、全热交换空调机组、地上空调机房等管线综合排布做了深化优化，保证了施工质量。图4 BIM 孔洞预留三维碰撞检查。BIM团队在二次深化设计的基础上，建立三维BIM模型，对模型内机电专业设备管线之间、管线与建筑结构部分之间、结构构件之间进行碰撞检测，根据测试结果调整设计图纸，直至实现零碰撞（见图5）。典型工程是北京望京SOHO项目。图4a BIM 孔洞预留图4b BIM 孔洞预留 发现碰撞后，在结构施工前，结构出设计变更，大的连梁改成双层梁，解决碰撞在结构施工前，绘制一次结构留洞图，解决碰撞与精装控高问题图5 三维碰撞检查在结构施工前，绘制一次结构留洞图，解决碰撞与精装控高问题施工进度管理BIM团队在模型量化的基础上，将三维模型与施工进度计划连接，将空间信息与时间信息反映到模型中，实现对施工进度计划的管控（见图6）。管理人员可以通过划分已经完成工程量，输出施工进度，进行实际施工进度与计划施工进度的对比；可以直接对现场进度情况进行分析诊断，更直观、可视、清晰（见图78），改变了传统的施工进度管理模式，确保了进度计划合理和可行。典型工程是北京望京SOHO项目。图6 总控进度计划4D 模型制作图7 4D 模拟过程中，在模型中漫游查看图8 不同渲染模式下的4D 模拟施工方案、施工工艺模拟及动态演示在中铁建工集团重点项目及复杂公建综合项目中，为保证工程质量，项目团队借助BIM模型对施工方案进行施工模拟，利用视频对施工过程中的难点和要点进行说明，提供给施工管理人员及施工班组。对一些狭小部位、工序复杂的管线安装，项目团队借助BIM模型对施工工艺、工序的模拟，能够非常直观地了解整个施工工序安排，清晰把握施工过程，从而实现施工组织、施工工艺、施工质量的事前控制。大型综合站房施工方案模拟在南宁火车站项目中得到成功应用（见图9）；走廊狭小部位机电安装施工工艺模拟在北京望京SOHO项目中成功应用（见图10）。图9 大型站房屋顶网架施工模拟风管安装桥架安装喷淋主管安装空调水管道安装灯具及喷淋末端安装图10 走廊狭小部位机电安装施工工艺模拟物料跟踪、物资编码及成本管理技术项目BIM团队运用BIM技术进行工程施工总体组织设计编制和施工模拟；确定施工所需的人、材、机资源计划；减少施工损耗;对项目的资源进行物料跟踪；并对材料进行编码，利用插件进行材料管理；再与施工进度计划相结合，导出对应计划所需的物料清单。根据清单准备材料进场，并能通过多个进度计划的比对，实现材料进场与人员、机械及环境的高效配置。通过BIM导出的清单与手工提料的工程量进行对比，与物资管理结合，对物资申请计划进行校核，可以规避手工提料的失误。以月为单位对劳务验工的工程量进行核算，快速完成劳务工程款的校核及审批。在苏州狮山广场工程中，BIM技术的这一功能得到应用。对物资管理实行编码管理,编码反馈到BIM模型，编码后的物资导入到易特仓库软件进行管理，当物资进场时打印编码、贴编码、物资入库，过程中对现场物资盘点及跟踪（扫码）,确保全程进行数字化管理（见图11）。运用BIM技术建立工程成本数据平台，通过数据的协调共享，实现项目成本管理的精细化和集约化。图11 物料跟踪及控制数字化加工。项目团队利用BIM模型的各项数据信息，对安装构件快速放样，实现工厂预制，将模型应用到现场放线控制中，满足了施工精度要求。通过模型与现场实物对比，采用数字化验收，实现施工质量的事后控制。北京望京SOHO项目风管加工制作即是数字化加工的代表（见图12）。a 三维模型处理b 风管分段处理C 生成加工数据信息d 现场加工图12 北京望京SOHO 项目风管数字化加工BIM技术推广应用中存在的问题BIM技术是建筑产业革命性技术,在项目精细化管理、建筑全生命周期管理中能够发挥巨大作用，也是绿色建造技术，但由于目前国内相关法律法规尚不完善，建筑企业使用BIM成果时，缺乏相应的标准和规范配套，影响了新技术的推广应用。此外，BIM应用前期投入大，目前工程定额尚没有这方面内容，给项目管理造成一定压力。随着BIM技术的进一步推广和相关规范的完善，其在工程管理中的价值将会越来越显著，必然促进BIM技术健康有序发展，进而实现建筑行业的巨大变革。