BIM虚拟施工技术在工程管理中的应用

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  摘 要:随着科技的发展,BIM虚拟施工技术随着崛起,更推动了建筑施工企业的创新发展,有利于提高施工企业的生产效率和管理水平。BIM虚拟施工技术在建筑工程中的运用,促使建筑企业更加高效、精确的完成施工,也能促进建筑行业的健康长久发展。本文主要结合BIM虚拟施工的经验,介绍了BIM虚拟施工技术的概念及重要意义,通过分析BIM技术的特点,探索其在工程管理中的应用。并由此研究如何通过BIM虚拟施工技术提高施工质量,同时提出新形势下对工程监理的要求,希望为建筑企业提供理论参考。
  关键词:BIM 虚拟施工技术 工程管理 应用分析
  近年来,随着经济的迅速发展,我国的城市化进程不断加快,也提升了建筑行业的重要性。目前,我国建筑行业的总资产已经超过十万亿元,规模庞大,但同时也面临着巨大的竞争压力。建筑行业市场竞争激烈,“僧多粥少”,这也极大地促进了其不断创新、不断改进,以便于增强实力、提高效益。而BIM虚拟施工技术的出现,使得建筑行业看到了生存和发展的曙光,它已然成为了建筑行业的技术革新代表。BIM虚拟施工技术使建筑企业更加高效、精确的完成施工,提高建筑行业的技术水准,也能促进建筑行业的健康长久发展。BIM虚拟施工技术对建筑行业有着重要意义,下面就来简单介绍以下BIM虚拟施工技术,同时探索其在工程管理中应用。
  一、BIM虚拟施工技术的概念及重要意义
  BIM虚拟施工技术,就是把原本用图纸才能表达设计的建筑物,用三维模型动态展示。大到高耸入云的摩天大楼,小到地下管网的一颗螺丝钉,都能通过BIM模型进行虚拟展现,与真实场景分毫不差。同时,从设计、施工到运营、维护,甚至是改造、拆除,每一个阶段的数据都能通过BIM保存下来,就仿佛人体中的DNA,精确组合、准确表达,并能通过数据挖掘、精细分析。BIM虚拟施工技术应用已从建筑工程向道路、桥梁、市政管网等基础设施工程拓展,还能有效帮助预防和应对城市内涝。不仅如此,关键的是BIM技术能惠及普通老百姓的生活。“区域的降雨情况,降雨后的流向、积累情况等都可以通过BIM进行模拟分析和预警。”中国建筑股份有限公司技术中心副主任李云贵认为BIM的一个重要价值就是模拟分析,“新建市政综合管廊、地下管网时,应用BIM技术在设计、建设时保留完整数据,对运行管理和风险防治有很高价值。”
  二、BIM虚拟施工技术的特点
  1.提高施工质量,实现集约化管理。在建筑工程的项目管理中,若采用BIM虚拟施工技术,就可以让公司的管理层及时了解施工现场的具体情况,以便于准确、及时的做出下一步指导。这不仅能够极大地提高施工质量和施工效率,还能降低施工成本和管理成本,实现公司集约化管理。与此同时,它还能减少由于沟通协调不当带来的麻烦,促进工程项目顺利、有序的开展,为工程能够如期完工和提高质量奠定良好的基础。
  2.节约建筑成本,防止后期返工。现如今的工程建筑较以往更加困难、复杂,而且在管理上也有着一定的难度。据不完全统计,在工程建筑的过程中,由于设计方案和施工方案的不科學、不合理,而直接或间接导致的经济损失能够达到总工程的10%~20%。因此,为了解决这类问题,很多公司开始使用BIM虚拟施工技术,它不仅能够详细、全面的展示出工程的空间信息,还能对设计方案和施工方案进行系统的检验,以便于公司管理层准确、及时的做出下一步指导,降低建筑成本,防止后期返工。
  3.准确的数据支撑,提供技术支持。BIM虚拟施工技术中的4D关联数据库,它不仅能与三维图形相结合,确定工程相关参数,及时、准确的获取工程造价,提供指导依据;还能利用工程数据拆分实物量,制定良好的采购计划,为工程公司提供准确的数据支撑和技术支持。不仅如此,BIM虚拟施工技术还能利用虚拟仿真技术,对设计方案和施工方案进行优化,确保绿色施工。而且,整个施工过程包括极小的细节,都能一览无余、尽收眼底,从而可以避免许多错误。而且数据上也较为详细,都记录在案,方便工程中准确的使用与查询,为施工部门提供了依据,也能提高工程技术人员和施工人员的质量意识。
  4.先进施工技术,提高企业效率。BIM虚拟施工技术能够借助3DMAX,对施工的工艺流程进行动画渲染,使得具体施工细节可视化,较为生动、形象、具体。尤其是一些施工上的难点部位,可以更加直观的看到,便于施工人员了解具体情况,避免其由于理解上不同而导致的施工错误。BIM虚拟施工技术还能将设备吊装的过程以动态方式展示出来,模拟吊装流程,一旦出现碰撞就会有系统警报,便于技术人员设计吊装方案和路线。在一切安排就绪后,就可以按照工艺路线进行设备吊装了,避免事故的发生。BIM虚拟施工技术还能与鲁班移动应用相结合,把施工现场的画面与模型中的位置一一对应,将其中的不同之处及时反映到电脑中,以便于技术人员的检查与部署,极大地提高了企业效率,降低生产成本。
  5.模拟施工,实现精细化管理。在很多大型建筑的施工中,由于环节众多,很难实现精细化管理。而且精细化管理对成本和技术的要求较高,没有投入一定的成本是达不到这种效果的。而BIM虚拟施工技术的运用,可以改善这一现象,运用其模拟施工,细化每一构件的位置,从而实现精细化管理,为工程施工提供技术基础。
  三、BIM 虚拟施工技术在工程管理中的应用
  BIM虚拟施工技术已然成为了国际建筑行业的新热点,它的应用价值极高,得到了各国建筑行业的高度关注和认可。目前,我国对BIM虚拟施工技术的运用还处在初级阶段,并不断的深入发展。而且虽然说要第三方的帮助,但国内对于BIM虚拟施工技术特别重视,也有着极高的热情,相信不久之后,中国的BIM虚拟施工技术将有着实质性的飞跃。下面来谈谈BIM虚拟施工技术在工程管理中的应用有哪些:
  1.施工项目管理。目前,我国的施工项目管理使用的是BIM 4D模型,就是在BIM 3D模型的基础上添加了时间元素。利用此模型,可以与施工项目的各个信息连接,就可以让公司的管理层及时了解施工现场的具体情况,以便于准确、及时的做出下一步指导。而且通过对信息的分析与集成,可以实现精细化管理,从而避免由于建筑施工环节众多导致管理困难的问题。运用BIM虚拟施工技术模拟施工,细化工程,再加上4D的可视化模拟,管理工程中的一切问题,为工程施工提供技术基础。它不仅能够极大地提高施工质量和施工效率,还能降低施工成本和管理成本。   2.深化设计。建筑工程中的深化设计,主要指的是二次设计,以便于更好的进行施工。目前,使用BIM虚拟施工技术进行深化设计主要用在一些复杂结构或者是钢结构上,还有诸如细化管线细节、调整管线排布、完善管线构建等作用。运用BIM虚拟施工技术对施工阶段进行深化设计,主要是为了降低施工成本,提高施工质量,合理配置资源。
  3.可视化展示。传统施工方式是拿着2D图纸进行施工,但是对于图纸中构件的位置、信息、空间关系等描述不准确也不清晰。运用BIM技术之后可以建立可视化的建筑、结构、水暖电等各专业的BIM模型,对于设计所展现的成果也是一目了然。施工方可以直观的理解设计意图及理念,然后根据此模型商讨施工的可行性,在施工前就可以预先判断存在的问题,增加了与设计方的交流与沟通,降低了返工现象。
  4.碰撞检查与施工模拟。传统的施工方式需要多张图纸的套叠发现碰撞点,费时费力,准确率低。而在具体施工上基本上就是靠估算、经验来预测,物料浪费、返工严重、额外成本增加等现象比比皆是。运用BIM软件的碰撞检查及施工模拟,不但可以将建筑、结构、机电等模型进行统一整合与集成分析,对专业间、跨专业进行硬碰撞与软碰撞的检测,提前排查碰撞点及早调整设计或者施工方案,减少返工,降低额外成本之处;还可以通过BIM软件的施工模拟特性对项目中建造环节及工艺进行提前模拟,寻找出最佳方法优化施工方案,合理配置施工资源。
  四、如何提高BIM的应用质量
  1.完善数据统计,及时沟通交流。首先,之前提到过,BIM虚拟施工技术有一个4D关联数据库,里面包含着详细、丰富的技术数据。但是,即便是性能优异的软件也会有漏洞,会出现差错,所以有些数据可能统计的不完全,应该继续完善数据统计。然后将EPR系统与BIM数据进行对接,建立完整的信息管理平台。其次,在运用BIM虚拟施工技术的同时,也要保证施工单位各个部门及时沟通、协调,避免由于交流不当导致的施工问题,实现BIM技术的有效利用。
  2.优化施工模拟,改进施工技术。想要提高BIM的应用质量,就要优化施工模拟,改进施工技术。利用好BIM软件中各类信息,检测施工方案和设计方案,并进行分析对比,优化施工模拟,制定极为完善的施工方案。而且,由于BIM中所用到的技术较多,要确保每一项技术都是最新、最先进的,应及时对施工技术进行改进与创新,不断提高施工技术,进而提高施工质量。
  3.储备技术人才,进行技术培训。近年来,BIM虚拟施工技术在我国建筑领域的应用逐步兴起,住建部已发文明确推进建筑信息模型应用发展目标。为进一步推进BIM虚拟施工技术的推广应用,促进建筑行业公司施工生产和经营开发,并储备BIM技术人才。为此,建筑行业应高度重视,切实采取措施选派人员参加BIM虚拟施工技术培训。(1)严格资格审查。要求参培人员必须有意愿长期从事BIM技术工作,且有两年的现场BIM技术工作经验;(2)签订服务协议。公司于参培人员签订五年协议,要求培训后必须在公司服务五年,否则将追回培训费、违约金等费用;(3)严肃培训纪律。培训采取脱产方式进行,要求在规定时间打卡,未在规定时间打卡视为缺勤,缺勤两次将在全公司范围内通报批评;(4)搭建交流平台。建立BIM培训微信群,加强技术沟通,共享BIM技术软件等资源。
  五、BIM浪潮下监理如何应对BIM挑战
  监理是施工现场的管理者之一,在BIM浪潮推广下,设计、运维、施工逐步与BIM技术接轨,那么作为建筑市场中的重要参与主体,工程监理如何应对未来建筑业的BIM环境?主动转变、制定适宜的应用实施策略显得尤为重要。监理人员必须与时俱进,接触BIM、了解BIM、学习BIM,使自己能够真正掌握BIM技术并指导工作实践,在新技术的浪潮中顺势而为。
  1.提高工作效率。BIM技术给工程监理带来机遇。面对未来建筑业的BIM环境,监理企业必须重视BIM技术,在人员培养、人员待遇等方面体现出对BIM技术的重视。要根据BIM技术的要求,增设相关部门,并培养监理从业者对新技术的热情,从而使企业的BIM技术能够得到较快的提升。监理人員要了解BIM技术,知道BIM在工程建设过程中能够做什么、如何按照招标文件中队BIM工作的要求制定针对性的工作措施。监理人员要熟悉常用的BIM工具软件,能够熟练操作,在模型上提取、插入和更新信息,将监理工作的成果反映到BIM模型。能够对工程的相关BIM模型在设计、施工、竣工等不同项目阶段的深度和质量进行审核。BIM技术的推广应用,会使业主在监理招标过程中增加对BIM技术的要求。这就要求监理企业要在投标过程中,说明自己的BIM技术水平和能力。如果监理企业的BIM技术水平达不到业主的要求,必然导致自己投标失败,从而直接影响自己业务的开展。监理市场的竞争本来就异常激烈,如果跟不上BIM技术的发展,企业的发展就会受到影响。工程监理的现行工作方法有现场记录、发布文件、旁站监理、平行检测、会议协调等。BIM技术“虚拟施工、有效协同的特点会极大地提高监理协调工作的效率,监理人员可以将工程信息反馈到BIM模型中,从而指导工程施工的进行,减少施工中出现的质量问题。
  2.协调工作内容。在工程建设过程中,BIM技术可以帮助监理人员对工程建设的质量、施工进度以及其他信息进行有效的管理,对于工程参与各方的协调起到很大的帮助。BIM技术在监理工作中的应用,也会对监理工作产生影响。监理应用BIM技术的内容丰富,在图纸会审、设计交底过程中,需要提取设计单位制作的设计模型并对模型深度和质量进行审查;在审查施工方案过程中,需要提取施工单位经深化设计后的施工模型,关键节点的施工方案模拟,同时对施工方案的合理性和可施工性进行评审,最后增加监理质量控制的关键节点信息;在竣工验收过程中,提取竣工模型,对竣工模型真实性进行审查和模型移交并加入竣工验收结论;在工程变更的处理中,提取原设计模型、施工模型信息,加入变更内容或督促相关单位加入变更内容,利用模型计算工程量的增减及对费用和工期的影响;将工程变更单与实体模型关联,可以形成现场错误实时比对,甚至可能做到总监不出门,监控全项目。   六、结语
  综上所述,在工程管理中应用BIM虚拟施工技术,可以实现集约化管理与精细化管理、提高施工质量、节约建筑成本、防止后期返工。而且BIM虚拟施工技术可以进行方案策划、指导施工,具有可视化的特点,便于各专业协调工作,减少工作上的错误。它也可以加强工程进度、工程质量与安全的管理效果,全程高效指导,从而保障工程建筑的高质量,为建筑行业提供技术支持。
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  作者简介:宋爱苹(1979.3.3—),女,河南浚县,硕士,副教授,工程管理,施工管理方向。
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