趙蕾+秦?fù)碥?馬小蘭

摘要：從建筑市場(chǎng)狀況看，近年來(lái)全國(guó)接連發(fā)生多起傷亡安全事故，造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。將BIM技術(shù)應(yīng)用到工程質(zhì)量安全管理中，在現(xiàn)行的質(zhì)量安全管理體系基礎(chǔ)上引入BIM技術(shù)，形成可視化的新型管理模式。通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查及專家訪談對(duì)新疆質(zhì)量安全管理現(xiàn)狀進(jìn)行分析，利用魯班軟件結(jié)合工程實(shí)例對(duì)BIM技術(shù)在工程質(zhì)量安全管理中的應(yīng)用進(jìn)行研究。研究結(jié)果為工程質(zhì)量安全管理的優(yōu)化工作提供依據(jù)。

Abstract： From the situation of construction market， there have been many accidents and casualties in the country in recent years， which has caused significant economic losses and casualties. BIM technology should be applied to the project quality and safety management. The introduction of BIM technology based on the current quality and safety management system can form a new visual management model. Through the questionnaire survey and the expert interview， this paper analyzes the current situation of quality and safety management in Xinjiang， and studies the application of BIM technology in engineering quality and safety management by using Luban software combined with engineering examples. The results of the study provide the basis for the optimization of engineering quality and safety management.

關(guān)鍵詞：BIM；質(zhì)量管理；安全管理；新疆地區(qū)

Key words： BIM；quality management；security management；Xinjiang region

中圖分類號(hào)：TU17 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）18-0102-04

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，全國(guó)建設(shè)項(xiàng)目日益增加，但一系列工程中質(zhì)量安全問(wèn)題也不斷出現(xiàn)。事故的發(fā)生不僅在于建設(shè)工程技術(shù)難度和施工風(fēng)險(xiǎn)的不可低估，而且在于市場(chǎng)、現(xiàn)場(chǎng)的信息聯(lián)動(dòng)不順暢，以及質(zhì)量安全管理的過(guò)程監(jiān)控和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)報(bào)的不足等原因。近幾年在政府對(duì)質(zhì)量安全管理信息化的大力推進(jìn)和建筑市場(chǎng)對(duì)質(zhì)量安全管理的建筑信息化的需求背景下，BIM技術(shù)在質(zhì)量安全管理中得以應(yīng)用。

BIM（Building Information Modeling）技術(shù)自產(chǎn)生以來(lái)得到業(yè)界的廣泛關(guān)注，為建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)則、設(shè)計(jì)、施工與后期管理提供了有效的支持。同時(shí)，相關(guān)技術(shù)在施工質(zhì)量安全管理中已得到一定應(yīng)用，如將3D（Three-Dimensional）模型以及VP（Virtual Prototyping）技術(shù)用于識(shí)別危險(xiǎn)因素并提出質(zhì)量安全管理建議；將4D（Four-dimensional）模型用于質(zhì)量安全防護(hù)措施配置、質(zhì)量安全防護(hù)措施的可靠性分析及在建結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析；將VP等可視化技術(shù)用于工人安全培訓(xùn)等。這些研究從質(zhì)量安全管理的一些方面提出了相應(yīng)的解決方案，特別是施工前的潛在隱患識(shí)別及安全防護(hù)措施規(guī)劃、施工中的設(shè)計(jì)不安全狀態(tài)檢測(cè)及安全培訓(xùn)等，為施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量安全管理提供了參考。

1 新疆地區(qū)目前施工質(zhì)量安全管理現(xiàn)狀

對(duì)于BIM在新疆地區(qū)施工質(zhì)量安全管理現(xiàn)狀，本文主要采用調(diào)研的方式進(jìn)行了不完全統(tǒng)計(jì)。

在新疆烏魯木齊各單位內(nèi)共調(diào)查填寫(xiě)了160份問(wèn)卷，其中有5份作廢，有效份數(shù)為155份。在這些調(diào)查中，有51.6%為小型企業(yè)（少于600人），29.0%為中型企業(yè)（600人-3000人），19.4%為大型企業(yè)（3000人以上）。

在新疆目前有64.5%的公司使用的還是傳統(tǒng)的管理模式，而有35.5%的公司使用的是傳統(tǒng)的管理模式和新型的管理模式相結(jié)合的方式，目前在新疆幾乎沒(méi)有施工單位完全使用新型管理模式。

根據(jù)這些企業(yè)填寫(xiě)的問(wèn)卷，可以發(fā)現(xiàn)目前在新疆地區(qū)工程質(zhì)量安全方面主要存在以下幾方面的問(wèn)題：

①對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)源的辨別十分欠缺，對(duì)識(shí)別到的危險(xiǎn)源的監(jiān)控以及處理不到位，缺乏對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)安全事故的有效預(yù)防措施；

②基本沒(méi)有施工質(zhì)量安全的監(jiān)控系統(tǒng)，即使有該系統(tǒng)其可用性也很低，雖然我國(guó)已經(jīng)出臺(tái)頒布了相應(yīng)的法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，例如《安全生產(chǎn)法》等，同時(shí)詳細(xì)規(guī)定了對(duì)重大危險(xiǎn)源的監(jiān)控工作，但是質(zhì)量安全生產(chǎn)管理仍存在很多不足；

③質(zhì)量安全信息管理缺乏系統(tǒng)性，容易出現(xiàn)信息斷層，從而影響施工單位的質(zhì)量安全管理。

2 BIM技術(shù)在新疆的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 新疆地區(qū)BIM技術(shù)的普及程度

近幾年來(lái)BIM技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用范圍也很廣泛。在新疆地區(qū)BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)、施工等方面也有了相應(yīng)的應(yīng)用。我們就BIM技術(shù)在質(zhì)量安全管理中的應(yīng)用狀況進(jìn)行了調(diào)查，根據(jù)調(diào)查結(jié)果，對(duì)于BIM在新疆的應(yīng)用主要有以下幾方面的認(rèn)識(shí)：

①對(duì)于BIM的了解，主要來(lái)源于市場(chǎng)活動(dòng)，其次是媒體，軟件供應(yīng)方，還有一小部分來(lái)源于培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、資料、項(xiàng)目業(yè)主等；

②目前若采用BIM技術(shù)，主要存在的困難有：缺乏這方面的人才，缺乏對(duì)BIM的認(rèn)知，采用BIM投入過(guò)高，還有一些企業(yè)甚至不愿意改變現(xiàn)有模式；

③若在工程中，采用BIM技術(shù)，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)施工主要有以下幾方面的改善：

1）現(xiàn)場(chǎng)的提前場(chǎng)地布置，方便場(chǎng)地的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；腳手架的節(jié)點(diǎn)布置會(huì)更規(guī)范，碰撞區(qū)域也能提前做出預(yù)判，及時(shí)解決現(xiàn)場(chǎng)可能存在的問(wèn)題；施工場(chǎng)地布置更有序，不會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)中材料亂堆亂放問(wèn)題，使現(xiàn)場(chǎng)變得更有規(guī)劃，更有序；

2）能利用電子化三維檢查現(xiàn)場(chǎng)鋼筋，混凝土做法是否規(guī)范，建立一個(gè)信息平臺(tái)，把現(xiàn)場(chǎng)所存在的問(wèn)題能夠共享在平臺(tái)中，方便各個(gè)項(xiàng)目學(xué)習(xí)，參考；

3）現(xiàn)場(chǎng)的施工布置平面圖，通過(guò)BIM可以在工程進(jìn)場(chǎng)之前就可以提前將施工過(guò)程中臨建設(shè)施，塔吊位置，材料堆放區(qū)更直觀的布置出來(lái)，方便現(xiàn)場(chǎng)的安全文明施工的進(jìn)行；在施工過(guò)程中可以將外腳手架，模版支撐架提前做出來(lái)，方便現(xiàn)場(chǎng)的施工交底以及腳手架搭設(shè)是否規(guī)范；施工電梯安裝可以提前設(shè)置安放位置，預(yù)判安裝過(guò)程中的碰撞問(wèn)題；

4）目前若采用BIM技術(shù)，存在的主要風(fēng)險(xiǎn)有：人力資源風(fēng)險(xiǎn)（人才缺乏）經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)（成本，收益），技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)（適應(yīng)性差），管理風(fēng)險(xiǎn)（方式），等等。

2.2 新疆地區(qū)BIM技術(shù)的使用情況與國(guó)內(nèi)其他各省的對(duì)比

就BIM技術(shù)在新疆與內(nèi)地實(shí)施情況的對(duì)比進(jìn)行了調(diào)查，共做了120份問(wèn)卷，有5份作廢，采用紙質(zhì)版問(wèn)卷調(diào)查；在內(nèi)地各個(gè)省，共做了156份問(wèn)卷，有8份作廢，采用電子版問(wèn)卷調(diào)查。

通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷數(shù)據(jù)分析，我們可以對(duì)于BIM有以下及幾方面的認(rèn)識(shí)以及了解：

①對(duì)于BIM的認(rèn)知程度以及應(yīng)用，在內(nèi)地遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于新疆地區(qū)，而對(duì)于BIM的期望值都很高，因此，以后BIM技術(shù)在新疆地區(qū)以及全國(guó)各地會(huì)越來(lái)越受關(guān)注以及快速應(yīng)用起來(lái)；

②對(duì)于BIM的應(yīng)用，在新疆地區(qū)，最為緊迫的是管理模式和BIM配套，還應(yīng)制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)；

③對(duì)于BIM的投資方面，在新疆的多數(shù)企業(yè)中都是采取觀望的態(tài)度，還有一小部分根本不愿意投資。

由此看來(lái)，BIM技術(shù)要能真正的在新疆地區(qū)應(yīng)用起來(lái)，不僅需要政府的支持，還需要對(duì)BIM技術(shù)有一個(gè)使用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，以及各設(shè)計(jì)單位、施工單位等的積極參與學(xué)習(xí)和了解應(yīng)用，希望在不久的未來(lái)，BIM技術(shù)在新疆的應(yīng)用能夠有很大的提高，從而降低了施工中的各類安全質(zhì)量隱患。

3 BIM技術(shù)在質(zhì)量安全管理中的應(yīng)用

質(zhì)量安全管理是項(xiàng)目管理中最基本也是最核心的目標(biāo)，因此及時(shí)有效的反映、分析及處理施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量安全隱患尤為重要。通過(guò)BIM技術(shù)在相關(guān)軟件中建立3D模型，將施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量安全問(wèn)題在3D模型相應(yīng)位置上掛接，直觀、全面、準(zhǔn)確地反映出項(xiàng)目存在的質(zhì)量安全問(wèn)題，擺脫對(duì)常規(guī)經(jīng)驗(yàn)的依賴，精準(zhǔn)定位質(zhì)量安全隱患，并在該位置附原因及相關(guān)圖片，同時(shí)將處理辦法標(biāo)注在此處。這樣在整個(gè)施工過(guò)程中各個(gè)參與方都能及時(shí)處理問(wèn)題，保證了信息的時(shí)效性，各方參與人員可以實(shí)時(shí)關(guān)注問(wèn)題處理進(jìn)展，同時(shí)方便各方意見(jiàn)的交換，直到問(wèn)題完全解決。傳統(tǒng)施工采用紙質(zhì)圖紙，而B(niǎo)IM技術(shù)采用是數(shù)字化的圖紙，這樣可以發(fā)揮計(jì)算機(jī)可以在檢索、判別、處理數(shù)據(jù)等方面的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)簡(jiǎn)單的功能就能得到項(xiàng)目的相關(guān)信息，為現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)下達(dá)指令。而且，利用BIM技術(shù)結(jié)合項(xiàng)目施工方案進(jìn)行虛擬建造，模擬施工全過(guò)程，可以在事前預(yù)防發(fā)生質(zhì)量安全事故。在BIM技術(shù)中與質(zhì)量安全有關(guān)的步驟主要有以下幾個(gè)部分：

3.1 BIM建模

利用相關(guān)軟件如魯班、Revit等軟件，建立建筑、結(jié)構(gòu)、電氣、消防等的模型，將二維平面圖、立面圖、剖面圖轉(zhuǎn)換為可視化的三維模型。

3.2 模型優(yōu)化

將建立好的各個(gè)專業(yè)模型導(dǎo)入相應(yīng)軟件中，利用碰撞檢查、漫游等功能，進(jìn)行三維碰撞檢查，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，反復(fù)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析、選擇，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)方案目的。

3.3 BIM5D與質(zhì)量安全管理

將進(jìn)度計(jì)劃以及成本信息與3D模型相結(jié)合建立BIM5D模型，這個(gè)模型相當(dāng)于一個(gè)綜合信息平臺(tái)，通過(guò)BIM5D模型可以進(jìn)行施工模擬，對(duì)施工方案、成本計(jì)劃、資源計(jì)劃、進(jìn)度計(jì)劃等的合理性進(jìn)行更加全面的分析，有效的避免施工中潛在的質(zhì)量安全隱患。基于BIM5D在質(zhì)量安全管理中的流程如圖1所示。

4 實(shí)例分析

本文結(jié)合新疆和布克賽爾縣青少年活動(dòng)（科技）中心項(xiàng)目，主要運(yùn)用魯班軟件，進(jìn)行了BIM在新疆地區(qū)質(zhì)量安全管理中的應(yīng)用研究。

和布克賽爾縣青少年活動(dòng)（科技）中心，位于新疆維吾爾自治區(qū)和布克賽爾縣，總建筑面積為12433.00m2；建筑工程等級(jí)為二類；設(shè)計(jì)主體使用年限為50年；耐火等級(jí)為地上二級(jí)；抗震設(shè)防烈度為七度；屋面防水等級(jí)為Ⅱ級(jí)；結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)。

4.1 建立模型

首先是建模工作，利用魯班軟件將各個(gè)專業(yè)CAD圖紙上的信息建立在魯班軟件中，形成三維圖形。如圖2-7所示。

4.2 碰撞檢查

將建立完成的各專業(yè)模型導(dǎo)入Luban BIM Works，對(duì)不同專業(yè)BIM模型進(jìn)行三維空間碰撞檢查，這些問(wèn)題在二維圖紙中很難被發(fā)現(xiàn)，通過(guò)BIM碰撞檢查進(jìn)行提前預(yù)警，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決設(shè)計(jì)問(wèn)題，避免返工。通過(guò)各專業(yè)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查，確保軟件分析出的碰撞結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)所產(chǎn)生的實(shí)際沖突相符，通過(guò)對(duì)碰撞處的分析，進(jìn)行標(biāo)高等的調(diào)整，在施工前預(yù)先解決問(wèn)題，避免不必要的浪費(fèi)和返工，減少溝通錯(cuò)誤，爭(zhēng)取工期。

通過(guò)Luban BIM Works還可以進(jìn)行工程3D虛擬漫游，通過(guò)不同的漫游模式及視角的切換，依據(jù)真實(shí)、形象的三維模型進(jìn)行協(xié)調(diào)，檢查外觀及內(nèi)部設(shè)計(jì)的合理性，任意查看建筑內(nèi)部和外部，了解實(shí)際情況。還可以模擬真實(shí)設(shè)備進(jìn)場(chǎng)的實(shí)際情況，保證進(jìn)場(chǎng)路線設(shè)置的優(yōu)化合理。

4.3 現(xiàn)場(chǎng)布置模擬

利用軟件進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)布置，可以避免施工機(jī)械的碰撞，同時(shí)可以避免不合理的現(xiàn)場(chǎng)布置帶來(lái)的項(xiàng)目成本的額外增加。（圖10）

4.4 BIM4D模擬

將二維的進(jìn)度計(jì)劃數(shù)據(jù)與可視的三維模型掛接。既可以靜態(tài)模型展示，又可以動(dòng)態(tài)的展示不同階段內(nèi)項(xiàng)目施工進(jìn)度模型情況，直觀地反映了項(xiàng)目時(shí)間進(jìn)度與施工進(jìn)展情況。（圖11）

4.5 BIM5D

BIM5D即在3D模型的基礎(chǔ)上關(guān)聯(lián)施工過(guò)程中的進(jìn)度、成本、質(zhì)量、安全等信息，為項(xiàng)目提供數(shù)據(jù)支撐，實(shí)現(xiàn)有效決策和精細(xì)管理，從而達(dá)到減少施工變更，縮短工期、控制成本、提升質(zhì)量的目的。

5 結(jié)論

本文結(jié)合新疆和布克賽爾縣青少年活動(dòng)（科技）中心項(xiàng)目，對(duì)BIM技術(shù)在質(zhì)量安全管理方面的應(yīng)用進(jìn)行了研究。在質(zhì)量管理方面通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)影響質(zhì)量的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行分析，并實(shí)施控制，以及BIM技術(shù)在PDCA循環(huán)管理體系中的作用，使工程項(xiàng)目的質(zhì)量管理更為全面、具體。在安全管理中通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)，建立工程本身和項(xiàng)目管理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，添加安全管理相關(guān)信息，利用BIM技術(shù)綜合信息平臺(tái)協(xié)調(diào)性、可視化等特點(diǎn)，實(shí)施基于BIM的5D建筑虛擬安全施工信息模型的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)施工場(chǎng)地布置、重大危險(xiǎn)源自動(dòng)識(shí)別、施工安全動(dòng)態(tài)監(jiān)控與調(diào)整，做到事前預(yù)防、事中監(jiān)控和事后處理全過(guò)程安全要素的監(jiān)控，動(dòng)員了全員參與安全管理的積極性，提高安全教育與溝通的效率和效果、減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

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