王宏源 （安徽中技工程咨詢有限公司，安徽 合肥 230000）

1 以IFC建筑工程為基礎(chǔ)的4D施工管理系統(tǒng)

在我國經(jīng)濟(jì)大發(fā)展的前提下，建筑施工管理水平顯著提升，目前IFC標(biāo)準(zhǔn)的建筑工程已經(jīng)被大家所認(rèn)可，基于它的基礎(chǔ)上的4D施工管理系統(tǒng)，是國家在十五“重點(diǎn)科技玫關(guān)計(jì)劃”建筑業(yè)的信息化中研究的成果。對以IFC標(biāo)準(zhǔn)的建筑工程為基礎(chǔ)的4D施工管理系統(tǒng)進(jìn)行了一些研究和實(shí)際操作，對比了一下國外的相同類型的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)在IFC標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了數(shù)據(jù)上的合成與交換，對建筑的4D模型信息進(jìn)行大量擴(kuò)充，以把項(xiàng)目的交付成果和項(xiàng)目的工作都分解成較小的模塊為中心，形成以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的4D可觀視的平臺模式。這一系統(tǒng)，在實(shí)際運(yùn)用中非常的成功，它的成功也代表著我國在這一方面上的創(chuàng)新，也是國內(nèi)首創(chuàng)，彌補(bǔ)上國內(nèi)在這一領(lǐng)域的空白，與國際接軌。

2 解析“基于4D技術(shù)和過程模擬的施工優(yōu)化系統(tǒng)”

結(jié)合使用4D技術(shù)與簡化離散事件模擬方法兩大系統(tǒng)相集成，優(yōu)化4D施工管理過程中的整體施工進(jìn)展情況及資源的配備、現(xiàn)場場地的安排布置，這種稱之為“基于4D技術(shù)和過程模擬的施工優(yōu)化系統(tǒng)”。設(shè)計(jì)出實(shí)際或者是需要虛擬的系統(tǒng)模型，在這個(gè)模型上進(jìn)行工程的嘗試模擬過程，叫做過程模擬。在系統(tǒng)狀態(tài)下，離散點(diǎn)在局限的時(shí)間點(diǎn)發(fā)生短時(shí)間的變化，檢查測試施工過程中建模及資源處理分配是否沖突，稱做是離散事件模擬。離散事件模擬目前已經(jīng)被很多人大面積使用。它主要應(yīng)用于比較優(yōu)質(zhì)的施工資源及場地布置，多次在計(jì)算機(jī)上分析模擬的建筑施工程的模擬模型，分析工程造價(jià)及工期時(shí)間，實(shí)現(xiàn)兩者平衡。目前SDESA系統(tǒng)它可以對施工的工序及在施工過程中發(fā)生的一些不確定因素及兩者特殊的動(dòng)態(tài)關(guān)系、突發(fā)情況，還有場地布置和在資源方面的使用等等方面進(jìn)行綜合考慮，在系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)對整個(gè)施工過程及施工工序的模擬進(jìn)行提前檢測。再以各個(gè)工序的模擬情況分析，就可以了解到工程的工期、人力、物力及場地等情況，然后對需要調(diào)整的地方，例如工期時(shí)間、場地的布置情況，還有資源的使用情況等，重新確定不同的施工方案對策。然后建立出幾種不同的方案，對方案進(jìn)行模擬分析，選擇最適合的施工方案，提高整個(gè)施工的質(zhì)量及工期，合理安排場地布置，有效利用資源，提高工程項(xiàng)目的工期及成本的投入。

模擬吊裝方案及優(yōu)化過程

SDESA系統(tǒng)在實(shí)際的工程中運(yùn)用的也非常多了，而且在效果上被大家已經(jīng)充分認(rèn)可，“基于4D技術(shù)和過程模擬的施工優(yōu)化系統(tǒng)”通過把SDESA系統(tǒng)和4DGCPSU兩項(xiàng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)以4D動(dòng)態(tài)形式和對施工過程模擬的新型管理方式。較為簡單的任務(wù)使用4D-GCPSU,例如工程上工期及資源的控制上。對于后期工程在工期及場地、資源等結(jié)事的繁瑣的任務(wù)上，使用SDESA系統(tǒng)通過對整個(gè)工程的施工模擬，優(yōu)化工期進(jìn)程，及資源使用情況和場地布置等。在4D-GCSPU的可視平臺上通過運(yùn)畫形式呈現(xiàn)出優(yōu)化的結(jié)果，對結(jié)果加以分析，調(diào)整SDESA模型，對比不同結(jié)果，篩選出最適合的方案?！盎?D技術(shù)和過程模擬的施工優(yōu)化系統(tǒng)”在實(shí)際應(yīng)用中的效果是非常顯著的，例如下圖中的綱結(jié)構(gòu)吊裝工程，系統(tǒng)對吊裝過程方案進(jìn)行模擬，調(diào)整了吊裝的順序，提高了大型履帶的利用率。

3 建筑施工動(dòng)態(tài)管理中的BIM技術(shù)

①利用BIM技術(shù)優(yōu)化施工信息模型，以IFC標(biāo)準(zhǔn)對在施工在所要涉及的人力、物力、所需的材料資源等定義信息模型，然后把施工的方案，成本支出和現(xiàn)實(shí)中的施工場地信息模型與其進(jìn)行合并集成，利用BIM技術(shù)在信息集成及共享上的優(yōu)勢特點(diǎn)，形成一個(gè)以IFCR為基礎(chǔ)的施工信息模型。再利用施工優(yōu)化信息模型的子系統(tǒng)從其它數(shù)據(jù)源中找出能優(yōu)化模型的數(shù)據(jù)，建立優(yōu)化的信息模型。

②把所有相關(guān)的數(shù)據(jù)與離散事件模擬的施工優(yōu)化系統(tǒng)兩者結(jié)合，可以模擬算出各個(gè)工序的工期時(shí)間、人力、物力及場地布置等情況，實(shí)現(xiàn)對施工的時(shí)間及資源使用情況和場地布置上，基于BIM和離散事件模擬的施工資源情況上的優(yōu)化。

③優(yōu)化施工中的操作，可以在BIM中，對設(shè)計(jì)方案和預(yù)計(jì)施工的步驟所有相關(guān)的信息集合到一起，例用實(shí)際的數(shù)據(jù)采集信息和4D的模擬技術(shù)，對大型的施工工序及吊裝的工作步驟進(jìn)行模擬操作。

④利用4D技術(shù)，把現(xiàn)場和設(shè)備設(shè)施的動(dòng)態(tài)情況建立子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)三維的場地及設(shè)備設(shè)施的建模功能。再把資源和施工中的操作方案合并在4D的施工管理系統(tǒng)中，對施工過程在4D中進(jìn)行模擬。

關(guān)于4D的動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)：①建立完整的建筑施工4D信息模型，以IFC為基礎(chǔ)對BIM結(jié)構(gòu)進(jìn)行信息上的擴(kuò)充，對原有的4D施工信息模型進(jìn)行優(yōu)化；②結(jié)合實(shí)際情況，把所有的相關(guān)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，例如整體建筑的構(gòu)件材質(zhì)，材質(zhì)的透明度及光照信息等，進(jìn)行模擬仿真的施工情況及現(xiàn)實(shí)場景的模擬，通過各種相關(guān)技術(shù)，達(dá)到真實(shí)感，形成一個(gè)跟實(shí)際相類似的施工環(huán)境；③4D動(dòng)態(tài)模擬施工過程，結(jié)合施工的4D信息模型，利用4D技術(shù)和相關(guān)的仿真技術(shù)及圖形技術(shù)，把施工過程形成動(dòng)畫，對整個(gè)施工的過程在其建筑的施工步驟、整體架構(gòu)及場地的布置情況都進(jìn)行動(dòng)畫模擬，實(shí)時(shí)觀察，對施工的工序及場地布置等施工過程做出及時(shí)調(diào)整；④檢測施工中操作上的沖突及設(shè)施沖撞，對現(xiàn)場的施工動(dòng)態(tài)情況進(jìn)行空間的動(dòng)態(tài)模擬，結(jié)合空間檢測的計(jì)算法，計(jì)算出在施工過程中操作過程和設(shè)備設(shè)施是不是會沖突碰撞。這樣就可以實(shí)現(xiàn)對整個(gè)施工過程的操作及設(shè)備施工中的碰撞檢測。

4 結(jié)束語

總而言之，隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的顯著提升，建筑規(guī)模不斷擴(kuò)張，建工質(zhì)量水平也得到進(jìn)一步提升。以上就目前先進(jìn)的BIM、4D技術(shù)和整個(gè)施工過程的模擬優(yōu)化技術(shù)，分析了以BIM為基礎(chǔ)的4D施工優(yōu)化和動(dòng)態(tài)的管理系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了施工工期的縮短，成本資源的不浪費(fèi)，以先進(jìn)4D模擬系統(tǒng)管理模式管理建筑施工整個(gè)過程，提高了建筑工程行業(yè)的整體施工效率和管理水平，為建筑行業(yè)增加一份助力。