林啟剛

（中電建建筑集團有限公司）

1 BIM技術及其特點

1.1 BIM技術

BIM技術是建筑行業(yè)向信息化與數字化發(fā)展的重要技術，其高度集成計算機技術、建筑學與土木工程等學科理論與方法，對建筑結構進行三維仿真建模，對建筑結構構件的幾何信息、屬性信息、空間分布信息等精準、可視化表達，將真實的建筑工程映射為數字化的三維建筑結構信息模型，可為建筑工程各參建方溝通交流與協(xié)同管理提供信息交互與模型共享的平臺[2]。基于BIM 技術構建的建筑信息模型非固化的模型，而是貫穿在建筑工程設計、實施過程中不斷調整與優(yōu)化的。因此BIM技術的應用涉及建筑工程前期的初步設計、施工圖設計、施工過程模擬以及工程后期運維等環(huán)節(jié)，以數字化與模型化的形式動態(tài)記錄了建筑工程的演變過程。相較于傳統(tǒng)圖紙或CAD 軟件表達建筑結構信息的維度單一性與內容單一性，基于BIM 技術構建的建筑信息模型高度整合建筑工程全生命周期的設計信息與施工信息，如不同維度的圖紙信息、結構構件的材料信息、施工進度信息等，以便建筑工程各參建方快速調取上述信息優(yōu)化設計方案與施工組織設計。

1.2 BIM技術的特點

BIM 技術是將建筑工程的設計由二維向三維、四維甚至五維轉變的信息化技術，也是推動建筑工程施工模擬與施工流程優(yōu)化的技術。針對傳統(tǒng)建筑工程設計與施工中存在的信息交互與共享不足、建筑結構存在空間交叉性等問題，BIM 技術的出現可以較好地提高信息共享性、參建方的交互性以及建筑結構整合的空間精準分析能力。

1）可視性

BIM技術利用計算機三維仿真建模技術對建筑結構進行三維信息化建模，直觀可視化地刻畫與表達建筑工程設計方案。設計人員可以根據需求調整建筑信息模型的結構構件規(guī)格尺寸、屬性數據以及空間關聯(lián)關系等，在圖形屬性關聯(lián)機制下建筑信息模型會自動渲染、快速更新，提高建筑信息模型可視化的實質性效用。

2）協(xié)調性

BIM技術的協(xié)調性是在可視性的基礎上為建筑工程各參建方溝通與交互提供良好平臺的特性，設計方與施工方立足建筑信息模型，對建筑結構的細節(jié)進行交流與分析，依托BIM 軟件的碰撞檢測與錯誤分析功能發(fā)現建筑工程設計方案中的沖突之處，協(xié)同設計方共同完善建筑工程設計方案。

3）模擬性

BIM技術的模擬性是按照施工組織設計方案中的順序要求，對建筑工程施工階段的施工工藝實施過程進行模擬，以便施工方分析施工組織設計以及施工工藝流程實施的可行性與合理性。同時，在BIM 技術的支持下，建筑工程實施的各項性能數據可以模擬得到，如建筑的熱傳導性能、采光情況、緊急疏散性、抗震性能以及建筑內人員應急疏散情況等。

4）可優(yōu)化

BIM技術的可優(yōu)化特性是指在建筑信息模型的基礎上，利用BIM軟件的碰撞檢測、錯誤分析等功能對當前建筑信息模型中存在的結構沖突或錯誤等加以檢測與發(fā)現，從建筑工程的幾何特征、物理結構、空間規(guī)則等方面對建筑信息模型進行優(yōu)化，減少設計方案的錯誤以及設計與施工階段可能出現的沖突。

5）可出圖

BIM技術構建的三維建筑信息模型可以導出成不同視角的二維圖紙，形成建筑工程設計中常用的平面圖、立面圖與剖面圖，用于直接指導建筑工程施工工藝流程實施。同時，設計人員對三維建筑信息模型的動態(tài)調整可以實現圖紙的同步、自動更新，提高圖紙設計與出圖的效率。

2 BIM 技術在建筑工程施工工藝流程優(yōu)化與管理中的應用

建筑工程施工工藝是建筑工程施工的重要要素，其選擇的合理性以及流程設計的科學性直接關系到建筑工程的施工進度、質量與施工安全。因此，對建筑工程施工工藝流程的合理性、科學性、可行性、經濟性等進行綜合分析，優(yōu)化設計工藝流程，可以切實管控建筑工程施工質量與安全，進一步夯實建筑工程施工管理成效[1]。BIM 技術是三維信息化建模技術在建筑領域的深度應用，是推動建筑業(yè)向信息化、數字化與智能化方向發(fā)展的重要技術，將BIM技術應用在建筑工程施工工藝流程優(yōu)化與管理中，對建筑工程施工工藝實施過程進行精細化模擬，在建筑三維信息模型的基礎上，利用碰撞檢測與錯誤分析等功能深入分析施工工藝實施的可行性以及需要調整優(yōu)化之處，精準、動態(tài)掌握建筑工程施工工藝的實施效果，計算與評估建筑工程施工工藝流程實施的情況，以便做好施工工藝流程的針對性改善與優(yōu)化，科學論證施工組織設計方案中施工工藝設計的合理性與可行性。

2.1 施工工藝流程設計優(yōu)化

施工工藝流程設計是施工組織設計的重要環(huán)節(jié)，在建筑工程施工之前，施工人員需要根據現場施工情況組織與安排相應的施工要素與資源，設計合理、科學、可行的施工工藝流程。將BIM技術應用在建筑工程施工工藝流程設計優(yōu)化中，首先，施工單位利用BIM技術的施工工藝流程視頻仿真與演示功能提前了解施工工藝流程的實施過程；接著，施工單位在建筑三維信息模型的基礎上，收集與整理施工現場的環(huán)境數據，如地質數據、水文數據、地形地貌數據等，結合施工現場的水文地質等環(huán)節(jié)條件，對建筑工程的施工節(jié)點進行逐項添加，建立建筑工程的施工作業(yè)模型，標定與明確不同施工工藝的作業(yè)順序與流程；最后，在三維建筑信息模型的基礎上，對比分析建筑結構構造以及施工工藝操作模型，利用錯誤分析等功能提前發(fā)現施工工藝流程設計中的沖突或不合理之處，并根據BIM 軟件給出的錯誤反饋與分析報告及時調整施工工藝流程設計方案，重新梳理施工作業(yè)模型的節(jié)點與工藝內容，進一步完善建筑工程施工工藝流程設計方案。

2.2 施工工藝流程模擬

施工工藝流程模擬是在施工之前對其實施過程進行三維仿真模擬，動態(tài)展示在特定施工環(huán)境下的施工工藝實施過程。利用BIM技術對施工工藝流程進行模擬，首先利用BIM 技術將顯示環(huán)境轉換為可識別的信息化數據；其次，在虛擬施工環(huán)境的基礎上，利用BIM 技術的動態(tài)模擬功能對建筑工程復雜結構的施工過程進行模擬，對施工工藝的關鍵部位、施工現場平面布置等進行重點關注，以便施工單位根據動態(tài)展示的施工過程全面掌握施工工藝流程實施的時間節(jié)點以及作業(yè)工序，準確把握施工工藝流程實施過程中的關鍵要點，調整施工組織計劃，包括施工道路規(guī)劃、起吊設備選擇、施工材料運輸與供應、施工人員組織與調度等，減少施工工藝流程實施過程中與施工作業(yè)環(huán)境的空間沖突，提高建筑結構施工的安全性。此外，在施工工藝流程模擬過程中，若是在模擬階段發(fā)現工藝流程自身的設計問題，可以直接對原施工工藝進行直接修改，在施工作業(yè)模型中加入新變更的施工工藝內容，提高施工工藝流程的可行性與科學性，減少現場施工工藝流程實施的錯誤率。

2.3 施工工藝實施過程管控

BIM技術在施工工藝實施過程管控中的應用主要包括四部分，①將BIM 技術用于施工工藝實施階段的協(xié)調管理中，利用BIM 技術的可視性與協(xié)調性為建筑工程各參建方提供信息交互與數據共享平臺，監(jiān)理單位、施工單位等可以在同一個平臺中研究施工工藝實施的風險，協(xié)調施工要素與資源、規(guī)劃施工工藝實施過程，提高工藝實施的質量與安全性。②BIM技術中的進度管理功能可以在建筑信息模型的基礎上，以動畫或圖形的形式動態(tài)展示施工工藝流程，分析工藝流程實施進度與計劃進度的差異，確保建筑工程施工工藝流程實施過程的進度可控。③在施工工藝流程實施過程中，利用建筑信息模型，有效定位構件以及預埋件的位置，預先掌握結構隱患或是危險源，提升施工工藝流程的實施質量。如果現場有問題，建筑信息模型系統(tǒng)能夠通過移動終端高效的采集施工工藝流程的實時數據信息，自動生成問題描述，同時提供現場指導和調整建議，并將情況發(fā)送給管理人員及有關部門聯(lián)機工作平臺。施工單位如果想了解問題反饋信息，只需登錄BIM 系統(tǒng)就能夠查看其他方反饋的施工工藝流程實施意見。④建筑信息模型三維平臺能夠依據設計以及施工的進度情況，展示任何一個構件的工程量和成本信息，同時結合施工進度，擬定資金需求計劃。通過在成本管理系統(tǒng)中運用建筑信息模型技術，自動對工程的所有成本數據實施相應的操作，形成多層次的成本參數庫，動態(tài)的管理工程的成本，提升施工工藝流程實施過程中成本管理的有效性。

2.4 施工動態(tài)控制

建筑工程施工過程中，在BIM 軟件中輸入施工現場的場地模型數據、建筑工程的結構模型數據、建筑工程的施工計劃等，BIM 軟件會按照施工計劃動態(tài)執(zhí)行施工節(jié)點的施工作業(yè)內容，并將不同節(jié)點的施工作業(yè)內容有效銜接與組織，建立BIM4D 模型。在建筑工程實際施工階段，施工人員以日、月等時間周期將工程施工進度上報給管理人員，由管理人員將施工進度錄入到BIM 相關軟件中，將實際施工進度與計劃進度進行動態(tài)比對，以便管理人員及時發(fā)現施工進度偏差并作出調整。同時，利用BIM 技術對建筑施工進度進行管理，可有效關聯(lián)每日、每周、每月施工進度、施工內容、構件采購、機械使用登記等環(huán)節(jié)，有效關聯(lián)項目部、工程部、技術部、質量安全部等協(xié)同參與到建筑工程施工、質量核查、技術培訓、員工管理等業(yè)務中，實現建筑工程施工的動態(tài)控制與協(xié)同管理。

3 結語

BIM技術是三維信息化建模技術在建筑領域的深度應用，將BIM 技術應用在建筑工程施工工藝流程優(yōu)化與管理中，對建筑工程施工工藝實施過程進行精細化模擬，可以確保信息和現實間的協(xié)同，可視化模擬施工場景，精準、動態(tài)掌握建筑工程施工工藝的實施效果，科學論證施工組織設計方案中施工工藝設計的合理性與可行性，極大地消除了傳統(tǒng)工程管理中的很多弊端，這也讓其在工程領域得到了有效運用?；贐IM 模型，可對施工組織設計方案進行論證，就施工中的重要環(huán)節(jié)進行可視化模擬分析，并按時間進度進行施工安裝方案的模擬和優(yōu)化。也可對一些重要的施工環(huán)節(jié)或采用新施工工藝的關鍵部位、施工現場平面布置等施工指導措施進行模擬和分析，不斷優(yōu)化方案，以提高計劃的可行性。相對于以前的平面設計圖，基于BIM 技術的設計模型能更好地表達出各種構件的空間位置關系，這就使得監(jiān)理人員能夠更直觀地看到某些施工難點，進而為施工提供指導。在建筑工程建設中，企業(yè)應該充分認識到該技術的優(yōu)勢，在施工管理中合理應用，提升施工管理的效率和質量，促進項目的順利建設。