基于BIM技術(shù)的施工管理平臺(tái)研究

BIM技術(shù)與工程項(xiàng)目成本管理系統(tǒng)相結(jié)合，幫助企業(yè)在項(xiàng)目施工過程中對(duì)成本數(shù)據(jù)的精確化管理BIM技術(shù)，在整個(gè)成本管理過程中實(shí)時(shí)的對(duì)成本數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)管，保證其正確性。

BIM技術(shù)是一種數(shù)字化建模技術(shù)，它根據(jù)建筑圖紙等信息生成三維的建筑模型，可以在最早期向我們展示該建筑物。BIM技術(shù)與工程項(xiàng)目成本管理系統(tǒng)相結(jié)合，方面可以提高項(xiàng)目前期的預(yù)算精度，同時(shí)也可以幫助企業(yè)在項(xiàng)目施工過程中對(duì)成本數(shù)據(jù)的精確化管理。兩者相結(jié)合，BIM技術(shù)可以在整個(gè)成本管理過程中實(shí)時(shí)的對(duì)成本數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)管，保證其正確性。 

問題

自21世紀(jì)，建筑業(yè)作為我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入高速發(fā)展期，目前正面臨著大規(guī)模的基本建設(shè)。而建筑業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)，主要存在著以下問題。 

1.技術(shù)和管理水平相對(duì)落后 

在激烈的市場競爭和建筑市場的對(duì)外開放，大型建筑企業(yè)技術(shù)和管理水平相對(duì)有較明顯的提高，但與發(fā)達(dá)國家相比，我國建筑行業(yè)技術(shù)發(fā)展很不均衡，整體的技術(shù)水準(zhǔn)仍然偏低，裝備較為落后，平均建筑能耗物耗較高，影響到行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。據(jù)有關(guān)部門計(jì)算，我國建筑業(yè)經(jīng)濟(jì)增長中，目前靠技術(shù)進(jìn)步占效益增加的30%遠(yuǎn)低于國際平均水平的40%，設(shè)計(jì)和施工水平都遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上我國快速增長的建設(shè)規(guī)模。 

2.資源浪費(fèi)嚴(yán)重 

在建筑業(yè)中，由于設(shè)計(jì)人員與施工人員溝通不暢，導(dǎo)致設(shè)計(jì)階段經(jīng)常存在著錯(cuò)、漏、碰、缺等現(xiàn)象，不僅在圖紙會(huì)審階段即使進(jìn)入施工階段也需要不斷的進(jìn)行設(shè)計(jì)變更。設(shè)計(jì)變更的出現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)單位、施工單位、開發(fā)商乃至整個(gè)社會(huì)，都將造成人力、物力和財(cái)力的巨大浪費(fèi)，并且建筑垃圾的排放量年年增長，已是不可忽視的問題，這對(duì)我國的可持續(xù)性發(fā)展將造成更大的挑戰(zhàn)。 

3.建筑業(yè)信息可視化化程度水平較低 

傳統(tǒng)的建筑信息主要是基于2D-CAD圖紙建立的，隨著國家重視環(huán)境保護(hù)和建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)，工程針對(duì)目前建筑業(yè)向低污染、低能耗及可持續(xù)發(fā)展方向的發(fā)展趨勢，已有的2D圖紙已不能滿足業(yè)主等各方的信息需求，另外伴隨著中國加入WTO（世界貿(mào)易組織，WorldTradeOrganization）后大量國際承包商進(jìn)入中國建設(shè)市場，對(duì)中國的建筑企業(yè)形成了巨大的挑戰(zhàn)，因此加強(qiáng)信息化技術(shù)是我國建筑企業(yè)提高自身競爭力的有效途徑。 

綜上所述，隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的形成，我國建筑業(yè)發(fā)展受阻的主要原因是信息可視化程度較低。因此，在行業(yè)規(guī)模迅速發(fā)展和國際競爭日益激烈的今天，要持續(xù)提高我國建筑企業(yè)的綜合競爭力，必須提高建筑信息化程度。 

現(xiàn)狀 

BIM（建筑信息模型），全稱為“BuildingInformationModel”，BIM應(yīng)用始于美國，美國大多建筑項(xiàng)目都已應(yīng)用BIM，有種類繁多的BIMSpatialValidation，F(xiàn)acilityManagement，等。BIM技術(shù)以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，將建筑工程生命全周期內(nèi)的各種相關(guān)信息加以整合并進(jìn)行有效的管理的一種全新模式。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在2009年北美工程的BIM應(yīng)用率達(dá)到49%，英國、法國、德國等歐洲國家的BIM使用率達(dá)到36%，到2012年，北美71%的建筑師、工程師、承包商和業(yè)主在應(yīng)用BIM。美國總務(wù)管理局陸續(xù)推出了國家3D-4D-BIM計(jì)劃，系列BIM指南，NBIMS、美國國家CAD標(biāo)準(zhǔn)等一系列應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，某些州設(shè)施委員會(huì)也宣布對(duì)州政府投資的設(shè)計(jì)和施工項(xiàng)目提出應(yīng)用BIM技術(shù)的要求。英國政府要求到2016年，全面協(xié)同3D-BIM，并將全部的文件以信息化管理。日本也在全國范圍內(nèi)推廣BIM技術(shù)，并得到政府大力支持和推進(jìn)。 

目前在國內(nèi)，多個(gè)組織機(jī)構(gòu)開展對(duì)BIM的理論、方法、工具和標(biāo)準(zhǔn)的研究。部分工程也啟用了BIM技術(shù)，如：上海中心、北京世貿(mào)廣場、中國尊等大型項(xiàng)目。作為信息產(chǎn)業(yè)的引領(lǐng)者，國際信息港建設(shè)中心在2009年引入BIM技術(shù)并逐步進(jìn)行了應(yīng)用，采用業(yè)主驅(qū)動(dòng)模式，通過BIM建模、BIM模型協(xié)同階段的應(yīng)用和總結(jié)，結(jié)合國際信息港工程管理特色，建立了基于BIM技術(shù)的項(xiàng)目管理體系，并搭建信息化系統(tǒng)。作為業(yè)主單位，項(xiàng)目初期應(yīng)用主要集中于設(shè)計(jì)階段，用于設(shè)計(jì)方案討論、技術(shù)審核、內(nèi)部決策等。隨著對(duì)BIM技術(shù)認(rèn)識(shí)的深入，項(xiàng)目的BIM應(yīng)用已開始擴(kuò)展至項(xiàng)目施工階段，本文主要論述在施工管理階段的應(yīng)用研究。 

基于BIM技術(shù)的施工管理平臺(tái)研究 

BIM技術(shù)在我國主要應(yīng)用于設(shè)計(jì)階段，用BIM軟件進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)及通過對(duì)建筑圖與設(shè)備管道圖的碰撞檢測來降低后期施工工期及成本，全面提高工程質(zhì)量。隨著建設(shè)項(xiàng)目規(guī)模的不斷擴(kuò)大和BIM技術(shù)的發(fā)展和成熟，其應(yīng)用也逐漸擴(kuò)散到建設(shè)行業(yè)的各個(gè)階段，例如施工、運(yùn)維等階段，慢慢的形成BIM在建設(shè)項(xiàng)目全壽命周期上應(yīng)用的趨勢。 

本文通過IFC解析器讀取IFC文件在IFC實(shí)體庫中重構(gòu)IFC模型，根據(jù)施工管理模型視圖從BIM數(shù)據(jù)庫提取模型，以空間結(jié)構(gòu)視圖、3D視圖WBS視圖等視圖方式顯示模型，可導(dǎo)出為文檔和報(bào)表，供決策支持。建立基于IFC的5D施工管理模型，將建筑物及其施工現(xiàn)場3D模型與施工進(jìn)度相鏈接，實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度4D動(dòng)態(tài)集成管理及施工過程4D可視化模擬。通過建立工程計(jì)價(jià)清單并與WBS節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)，建立全面的動(dòng)態(tài)預(yù)算及成本信息數(shù)據(jù)。 

1.面向建筑全生命周期的施工管理平臺(tái)架構(gòu)

針對(duì)施工階段的組織和過程管理特點(diǎn)，考慮組織、過程和信息三要素，動(dòng)態(tài)創(chuàng)建、集成、管理和應(yīng)用建筑工程信息，解決異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化與存儲(chǔ)、模型集成與提取、數(shù)據(jù)一致性控制、并發(fā)訪問管理等問題，建立基于IFC標(biāo)準(zhǔn)面向建筑全生命周期的施工管理平臺(tái)架構(gòu)。 

2.施工管理BIM模型 

基于IDM和MVD標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合“基于規(guī)則集”的模型驗(yàn)證方法，準(zhǔn)確定義施工管理BIM模型，實(shí)現(xiàn)施工管理模型提取與集成、并發(fā)訪問控制和一致性約束等技術(shù)。結(jié)合MVD和IFC標(biāo)準(zhǔn)，研究非IFC格式建筑工程信息轉(zhuǎn)化為IFC模型的通用實(shí)現(xiàn)方法和流程，實(shí)現(xiàn)非IFC格式結(jié)構(gòu)化信息集成到BIM模型。引入云計(jì)算和分布式數(shù)據(jù)庫等新型網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)，設(shè)計(jì)基于WEB的BIM服務(wù)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)處于不同地理位置的各參與方便捷的訪問集成BIM模型。 

3.基于IFC的5D施工管理模塊 

將建筑物及其施工現(xiàn)場3D模型與施工進(jìn)度相鏈接，實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度動(dòng)態(tài)集成管理及施工過程4D可視化模擬。通過建立工程計(jì)價(jià)清單并與WBS節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)全面的動(dòng)態(tài)預(yù)算及成本信息數(shù)據(jù)的5D管理。 

結(jié)語

由于BIM技術(shù)尚未完全成熟、國內(nèi)的BIM標(biāo)準(zhǔn)尚不完善，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)BIM應(yīng)用能力分布不均，尚未實(shí)現(xiàn)全過程的BIM應(yīng)用，尤其在造價(jià)方面應(yīng)用較少。但是克服了業(yè)內(nèi)BIM應(yīng)用偏理論少實(shí)踐；重設(shè)計(jì)輕施工的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)了不同建設(shè)階段、不同專業(yè)的業(yè)務(wù)協(xié)同，具備較好的先進(jìn)性和前瞻性。 

（作者：河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院谷洪雁張現(xiàn)林）