張大德，譚政，劉峻余

（中國(guó)建筑第二工程局有限公司，北京 100160）

1 引言

計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展使三維信息技術(shù)取得了突破，隨著三維信息技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷增加。三維技術(shù)應(yīng)用于建筑行業(yè)時(shí)，可通過對(duì)建筑進(jìn)行三維建模展現(xiàn)建筑的結(jié)構(gòu)參數(shù)、形狀設(shè)計(jì)等信息，幫助工程完善項(xiàng)目計(jì)劃，縮減項(xiàng)目成本，但隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，三維技術(shù)不再局限于建立幾何模型，展示建筑細(xì)節(jié)，三維信息技術(shù)的出現(xiàn)，使工程項(xiàng)目的規(guī)劃、管理等任務(wù)變得更加的簡(jiǎn)潔高效，而建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）就是三維信息技術(shù)在建筑行業(yè)應(yīng)用的標(biāo)志，該技術(shù)的出現(xiàn)，極大地提升了建筑行業(yè)的管理規(guī)劃能力。建筑工程中存在著十分復(fù)雜的生產(chǎn)關(guān)系及管理關(guān)系，往往困擾著建筑工程的監(jiān)控管理，因此，本文分析BIM 技術(shù)在大型建筑工程的施工管理中的應(yīng)用。

2 BIM在施工安全管理中的應(yīng)用

2.1 利用BIM技術(shù)減少施工安全事故

BIM 技術(shù)在施工安全管理中具有實(shí)時(shí)性較高、動(dòng)態(tài)性較好的特點(diǎn)，不僅可以實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目安全信息的可視化，還可以實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度變化的動(dòng)態(tài)追蹤。項(xiàng)目施工的安全問題需要從問題的源頭解決，本文對(duì)大型施工項(xiàng)目中常見的安全事故發(fā)生地點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，如圖1 所示。

圖1 安全事故發(fā)生地總結(jié)

圖1 中可以看到，目前安全事故發(fā)生地較為復(fù)雜多變，將BIM 技術(shù)與項(xiàng)目安全管控全時(shí)期結(jié)合可以更好地實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目事故的預(yù)防。大型施工項(xiàng)目的安全管控因素可分為3 類，第一類是人為因素，項(xiàng)目施工中安全事故起因的70%是施工人員操作不當(dāng)，因此，人為因素是安全管控中的主要因素，若提升施工人員的安全素質(zhì)，可以極大地提升項(xiàng)目施工質(zhì)量，并減小項(xiàng)目安全事故的發(fā)生概率，安全素質(zhì)是指施工人員對(duì)事故危險(xiǎn)的認(rèn)知，及面對(duì)突發(fā)情況的處理能力。第二類是施工設(shè)備因素，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展使項(xiàng)目施工設(shè)備日新月異，這些設(shè)備雖然提高了項(xiàng)目施工的效率，但若操作不當(dāng)，也會(huì)導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，因此，施工設(shè)備的安全管理也是項(xiàng)目施工安全管理的主要問題之一。第三類是安全管理因素，施工現(xiàn)場(chǎng)的安全管理對(duì)項(xiàng)目生產(chǎn)十分重要，需要各個(gè)項(xiàng)目部門的緊密配合，也是項(xiàng)目施工安全管控的問題之一。

BIM 技術(shù)在面對(duì)以上3 類問題時(shí)，相較于傳統(tǒng)安全管理方式有以下4 個(gè)優(yōu)勢(shì)，可以提升施工安全管理效果。（1）可進(jìn)行施工安全宣傳教育。可利用BIM 技術(shù)建立的信息化模型對(duì)項(xiàng)目施工操作人員進(jìn)行安全施工宣傳教育，提高施工人員的安全素質(zhì)以及安全意識(shí)，且利用三維信息化模型進(jìn)行宣傳教育可以增加學(xué)習(xí)的趣味性，避免太過枯燥導(dǎo)致宣傳教育效果不佳。（2）便于制定合理的安全管理規(guī)范。利用BIM 技術(shù)可以針對(duì)不同的項(xiàng)目分別制定合理的施工安全管理規(guī)范，使安全管理人員可以更加有效地對(duì)施工安全進(jìn)行管控。（3）可以進(jìn)行施工方案的精細(xì)化布置，提過BIM 技術(shù)建立的信息化模型可以幫助工程人員完善項(xiàng)目施工布置，優(yōu)化項(xiàng)目施工細(xì)節(jié)。（4）可有效提升一線工人的安全操作規(guī)范，通過BIM 信息技術(shù)平臺(tái)，可以更好地完成一線工人的設(shè)備安全操作管理要求培訓(xùn)，以減少設(shè)備問題導(dǎo)致的安全事故[1]。

2.2 安全協(xié)調(diào)管理

項(xiàng)目施工過程中發(fā)生的安全事故種類較多，BIM 信息平臺(tái)可以幫助解決部分問題，但面對(duì)生產(chǎn)人員主觀因素造成的安全事故，BIM 信息平臺(tái)僅能起到預(yù)防作用，若要切實(shí)有效地減少大型建筑工程中施工人員主觀原因造成的安全施工，需要項(xiàng)目各個(gè)部門之間可以相互協(xié)調(diào)管理，促進(jìn)項(xiàng)目工程信息的交流。大型建筑工程中分工層次、各個(gè)部門、一線施工人員數(shù)量較多，且施工較為復(fù)雜，因此，在項(xiàng)目施工中需要反復(fù)在各個(gè)部門之間進(jìn)行信息傳遞，協(xié)調(diào)各部門的管理工作，提升部門的管理質(zhì)量及管理效率。BIM 信息管理平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目施工信息的整合及傳遞，實(shí)現(xiàn)各部門的信息共享，提高各工種之間的信息傳遞效率，從而提升各部門之間的協(xié)調(diào)管理能力，BIM 信息化技術(shù)可以有效提高項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)的組織溝通能力，為各部門之間的協(xié)調(diào)管理提供技術(shù)支持。

3 BIM在施工質(zhì)量管理中的應(yīng)用

BIM 技術(shù)在施工質(zhì)量管理中的應(yīng)用體現(xiàn)在技術(shù)較交底、碰撞檢測(cè)、質(zhì)量檢測(cè)、溝通機(jī)制、質(zhì)量數(shù)據(jù)管理等方面[2]。采用BIM 技術(shù)進(jìn)行交底，可令一線施工人員了解更多的建筑細(xì)節(jié)，提高交底效率。利用BIM 技術(shù)將項(xiàng)目信息整合，即可在施工前利用Navisworks 軟件完成項(xiàng)目管道設(shè)備碰撞檢測(cè)，并生成具體的碰撞檢測(cè)報(bào)告。質(zhì)量檢測(cè)是將施工人員返回的施工項(xiàng)目圖片與BIM 三維信息模型進(jìn)行比對(duì)，并實(shí)時(shí)提出整頓意見。BIM 技術(shù)在建筑行業(yè)中應(yīng)用的最大優(yōu)勢(shì)是信息共享、實(shí)時(shí)傳遞，采用BIM 技術(shù)后，技術(shù)人員可以隨時(shí)查看工程質(zhì)量狀況，并進(jìn)行整治或上傳。大型建筑項(xiàng)目中包含的信息數(shù)據(jù)較多，這些信息是項(xiàng)目工程質(zhì)量管理的重要依據(jù)，完成收集后，需及時(shí)對(duì)這些信息進(jìn)行處理，做到施工前后質(zhì)量信息一致，BIM 技術(shù)可幫助質(zhì)量管理人員比較工程質(zhì)量誤差，及時(shí)提出修改意見或整改措施。

另外，BIM 技術(shù)在施工質(zhì)量管理中的應(yīng)用還包括以下方面。

3.1 利用BIM技術(shù)完善施工質(zhì)量管控流程

大型建筑工程項(xiàng)目中，各領(lǐng)域的專業(yè)種類較多，一線施工人員的職業(yè)能力、安全素質(zhì)等水平差距較大，因此，將BIM 技術(shù)引入施工企業(yè)，提升該企業(yè)的項(xiàng)目質(zhì)量、項(xiàng)目安全管理能力是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，需要逐步適應(yīng)，為此，研究設(shè)計(jì)了基于BIM 技術(shù)的施工質(zhì)量管控流程，如圖2 所示。

圖2 基于BIM技術(shù)的施工質(zhì)量管理流程

BIM 技術(shù)的應(yīng)用需要選擇合適的工程項(xiàng)目，再分析該項(xiàng)目的質(zhì)量需求，根據(jù)項(xiàng)目質(zhì)量要求，選擇合適的BIM 平臺(tái)及應(yīng)用，通過BIM 平臺(tái)及應(yīng)用建立項(xiàng)目的BIM 模型，之后要求項(xiàng)目主要管理團(tuán)隊(duì)在BIM 平臺(tái)進(jìn)行協(xié)同工作即可。

3.2 利用BIM技術(shù)分析施工質(zhì)量影響因素

BIM 技術(shù)對(duì)項(xiàng)目施工質(zhì)量管控的影響，主要是分析決定項(xiàng)目施工質(zhì)量的主要因素，并對(duì)這些因素進(jìn)行干預(yù)控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目質(zhì)量的管控。大型建筑施工項(xiàng)目中，影響施工質(zhì)量的主要因素分為5 個(gè)方面。

1）施工人員。一線施工人員的生產(chǎn)質(zhì)量及生產(chǎn)能力會(huì)直接影響項(xiàng)目質(zhì)量，BIM 技術(shù)對(duì)施工人員的影響體現(xiàn)在一線施工人員是否可以熟練地應(yīng)用BIM 信息化模型的各種功能，若一線工人可以充分利用BIM 技術(shù)，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行完美的模擬，就可以充分發(fā)揮一線工人在項(xiàng)目生產(chǎn)中的質(zhì)量管理作用。

2）對(duì)施工設(shè)備的影響。建筑施工現(xiàn)場(chǎng)離不開各類機(jī)械的使用，這些施工器械是項(xiàng)目進(jìn)度的基本保證，BIM 技術(shù)可以實(shí)時(shí)檢查施工設(shè)備操作是否規(guī)范，安裝是否合理，為項(xiàng)目施工提供最基本的保障。

3）施工材料的影響。施工材料的質(zhì)量是項(xiàng)目施工質(zhì)量的基本保障，會(huì)決定整個(gè)項(xiàng)目的質(zhì)量，BIM 技術(shù)應(yīng)用于建筑項(xiàng)目后，可以幫助施工方建立直觀明確的施工材料庫存清單，準(zhǔn)確計(jì)算各個(gè)階段的材料消耗，在保證項(xiàng)目質(zhì)量的前提下，最大限度地減少材料的浪費(fèi)。

4）施工環(huán)境的影響。施工環(huán)境包括天然環(huán)境，作業(yè)環(huán)境及質(zhì)量管控環(huán)境，應(yīng)用BIM 技術(shù)可以對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行仿真模擬，預(yù)估自然環(huán)境及作業(yè)環(huán)境對(duì)施工質(zhì)量管控的影響，使施工方可以發(fā)現(xiàn)潛在問題，并提前制訂解決方案，達(dá)到有備無患，且BIM 三維信息化模型是具有動(dòng)態(tài)漫游功能的，可以使施工人員了解工程中細(xì)節(jié)問題的處理方式，幫助一線施工人員更快地熟悉作業(yè)環(huán)境，制訂完善的施工質(zhì)量管理計(jì)劃，提高施工質(zhì)量管控的效率。

5）施工方法的影響。BIM 技術(shù)在目前為止，只是一種輔助管理的手段，可以提升管理效率及管理規(guī)范，但無法完全取代傳統(tǒng)方法，施工方法是由多個(gè)流程組成的，BIM 技術(shù)可以通過建立施工現(xiàn)場(chǎng)的三維信息化模型，對(duì)施工方法進(jìn)行仿真模擬，為施工方制定項(xiàng)目施工方法提供指導(dǎo)性意見，以提高項(xiàng)目質(zhì)量的管控水平。

3.3 建立BIM質(zhì)量管理信息平臺(tái)

BIM 技術(shù)在質(zhì)量管控中發(fā)揮作用時(shí)，需先建立建筑項(xiàng)目的三維信息化模型，完成三維信息化模型的建立后，可在項(xiàng)目施工期間進(jìn)行信息的共享傳遞，即數(shù)據(jù)的交換，研究采用了國(guó)際協(xié)同聯(lián)盟組織發(fā)布的IFC 標(biāo)準(zhǔn)，作為信息交換標(biāo)準(zhǔn)，IFC 標(biāo)準(zhǔn)分為4 個(gè)層次，即核心、領(lǐng)域、資源及交互，每一層均具有信息描述能力。基于BIM 技術(shù)的質(zhì)量管理信息平臺(tái)在工程質(zhì)量的查詢及控制表現(xiàn)在3 個(gè)方面，首先是建筑構(gòu)件的質(zhì)量管控，其次是施工工藝及施工方法的質(zhì)量管理，最后是施工質(zhì)量信息的整合[3]，建筑項(xiàng)目施工好自戀管控信息模型框架如圖3所示。

圖3 項(xiàng)目質(zhì)量信息管理模型

建筑項(xiàng)目的質(zhì)量控制由BIM 三維信息模型、進(jìn)度計(jì)劃及資源信息急性控制，建筑項(xiàng)目質(zhì)量要求由設(shè)計(jì)要求、驗(yàn)收要求及企業(yè)要求共同形成。

4 結(jié)語

本文提出應(yīng)用BIM 技術(shù)解決施工安全管理及施工質(zhì)量管理中存在的問題，例如，利用BIM 技術(shù)提升一線施工人員的安全素質(zhì)，從源頭上降低施工安全事故的發(fā)生率；通過BIM三維信息化模型分析各因素對(duì)施工質(zhì)量管理的影響，優(yōu)化施工質(zhì)量信息管理，提升施工質(zhì)量管控效率等，可為BIM 技術(shù)在施工安全及質(zhì)量管理中的應(yīng)用提供借鑒。