应用BIM技术构建工程项目管理信息化平台_王红兵.pdf

131 应用 BIM 技术构建工程项目管理信息化平台 王红兵（黄冈职业技术学院 建筑学院，湖北 黄冈 438002）摘 要：摘 要：应用建筑信息（BIM）技术构建模拟化工程项目运行，利用“互联网+”协同云管理平台软件实现建筑全生命期信息化，给未来建筑行业项目管理带来信息科学优势。通过基于 BIM 技术构建工程项目的平台模式管理特点及应用优势，进一步分析 BIM 技术的信息管理平台在建设工程项目的设计、施工阶段的应用，结果证明可以推动工程项目建设生命周期内高效运用 BIM 技术，提升施工项目信息化管理水平。关键词：关键词：BIM 技术；建筑项目；管理平台；可视化；信息共享；协同管理 中图分类号中图分类号：TU712 文献标志码文献标志码：A 文章编号文章编号：1672-1047（2022）06-0131-03 DOI:10.3969/j.issn.1672-1047.2022.06.34 收稿日期：2022-11-05 作者简介：王红兵，男，湖北钟祥人，副教授。研究方向：建筑工程教学及职业技术教育工作。国务院、住建部及地方各级政府自 2014 年伊始，相继推出应用 BIM 技术相关文件，初步搭建了 BIM技术在应用方面所需依据的行业标准及相关政策法规体系，使建筑行业信息化、数据化、智能化趋势不可逆转，真正为实现全国范围内的普及应用创造条件。我国住房和城乡建设部在颁发的关于推进建筑信息模型应用的指导意见文件中明确提出：企业管理系统和其他信息技术至 2020 年未，建筑行业应掌握并实现 BIM 技术的一体化集成应用，建筑行业甲级勘察、设计单位以及特级、一级房屋建筑工程施工企业应当积极参与其中1。BIM 技术在建筑工程领域智慧化发展应用日益广泛，这是因为相对而言房屋建筑工程结构相对简单，BIM 建模、应用比较容易操作，再加之我国建筑工程项目以房屋建筑项目为主导地位，因而主要应用发展势头集中在房建项目中。当前，BIM 技术成为建筑企业项目管理精细化水平的体现及推行建筑企业集成化管理的重要创新平台，多地政府相关部门在推广 BIM 技术标准过程中出台了详细的指导性意见文件，为 BIM 的快速发展奠定了坚实的基础。1 BIM 技术实现建筑项目管理信息化平台优势 1 BIM 技术实现建筑项目管理信息化平台优势 BIM 技术实施的关键所在是BIM 模型的建立运行感观化，三维模型信息数据库将建筑项目信息集成汇聚于此，传统图纸的二维平面赋予动态的效果予以三维立体化，工程项目实体所具备的建造及使用功能特性，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息来表达呈现。建筑工程项目在项目实施运行维护的全生命周期过程中，可利用 BIM 技术创建项目工作平台使业主及监理、勘察设计、施工等各方从业人员协同工作，依据模型系统库收纳的大量精准数据进行提取更新运用，从而实现项目实施过程中人员之间数据信息的共享和传递，以便于使建筑模拟信息及项目现场设计、施工运行管理达到一体化程度，行之有效地集成管理了项目建设各个阶段2，既保证了工期如期完成，又能最大限度降低工程生产成本、安全风险及工程信息不对称造成资源浪费等问题。1.1 BIM 技术创建了三维立体可视化的空间观感功能 在设计阶段建设方可以通过 BIM 技术模型设计方案的展示直观感受到项目竣工后的整体面貌，不需要依靠平面二维设计图纸来进行沟通造成双方感知需求信息不对称，使单一、自由的工作流程在循旧固化的设计模式下转换成互融整合的状态，以便于数据、图形的修改，与各方的沟通交流都搭建了一个更加精准的视角定位。在组织准备及现场施工阶段，也可以利用 BIM 技术创建可视化信息平台，在项目的实施过程中根据 BIM 技术可视化特点掌握的实际情况进行协调平衡达到预期目标2。如在编制施工方案阶段：从方案模型创建到方案优化再到方案成型审核，全部基于 BIM 技术可视化融入到整个环节中去。施工准备阶段：施工现场的工作部署及平面设计运用BIM 技术进行建模实施，这样能够使项目施工计划直观可视化的呈现于项目建设各方主体单位。施工运营阶段：对现场使用的机电设备可提前安排可视化模拟操作演示、进行设备运行虚拟现实可视化测试等。对于施工阶段复杂、重难点构造节点，可以对该复杂节点三维可视化还原，验证与发现操作行为是否合理，优化与调整复杂部位施工情况。在施工过程中融入Vol.24 No.6Dec.2022第 24 卷第 6 期 2022 年 12 月 黄 冈 职 业 技 术 学 院 学 报Journal of Huanggang Polytechnic 132 BIM 技术创建可视化施工平台具体指导施工技术、施工部署等施工环节，为精细化施工管理开创有序的工作局面。1.2 BIM 技术打造了多终端信息实时共享的管理平台 工程项目在建设期间考虑到成本、安全、质量、进度等因素繁多，且建设周期长、工程量大、施工难度高等特点，相对于传统的功能单一、各自为政、协同性差、人工操作计算失误等沟通效率差的信息平台来说，依托 BIM 协同平台开展多专业间的数据共享，应用云端大数据、物联网、移动互联网、BIM 技术，以虚拟的三维可视化模型为信息枢纽平台，将施工现场人员、材料、机械设备等重要信息输入 BIM 信息管理系统，BIM 协同平台整合工程建设过程中全部不同类型的数据信息，使建筑工程项目的管理趋于数字化、智能化从而共享信息资源。对于一个不同专业、不同工种、不同施工阶段等主体之间需要进行密切协同工作的工程项目，在 BIM技术的应用中，所有任务实施阶段物料构件的信息只需输入一次，基于 BIM 技术的协同管理平台即可保证这些信息的完整性、准确性和可追溯性。各参与方管理人员及作业人员均能进行信息交换、共享和集成化管理。信息共享平台相当于一个项目信息数据大容器，在建筑工程从可行性报告分析、立项、投资预算、设计、施工、交付到运营管理的全生命周期内，可以让政府、建设方、勘察设计、施工单位、监理等相关人员对项目信息各关键要素全面感知和实时互联，使政府审批、项目实施、质量监督等工作可以通过 BIM协同管理平台这个“信息枢纽”角色呈现出更直观的项目专业化、场景化管理。BIM 技术除了以上显著特征外，还有技术模拟性、优化性、可出图性等特征。技术模拟性可进行数字化模拟建造，BIM4D 模型进一步升级为配备 5D 维度的 BIM5D 模型，提升功效后的 BIM 技术能够将项目中所有的数据信息融入其中。包涵施工配构件、机械设备、安全设施等，使项目参与方利用物联网形象感观的看到现场施工场景，同时还能运用数据库中的存储信息对施工项目可靠性进行分析应用、更改完善，研判建筑设备所需的能耗负荷数值、能效信息，合理分配人力物料控制成本核算，实现绿色设计与建筑；BIM 技术的优化性能体现在模拟工程工期、安全质量等方面，能提升和优化施工平面布置与施工方案的设计水准，且在特殊项目中还可以做好异型部分成本和工作量的有效管控；其可出图性则是传统性的施工图纸利用 BIM 技术将三维信息成果转换而来，除进行建筑平面、立面、剖面空间详图的输出外，还可以出碰撞报告及构件加工图、构件生产指导、实现预制构件的数字化制造，具备了良好的数据兼容性。作为建筑工程行业技术水平创新举措的新标杆，建筑工程项目 BIM 技术的应用与时俱进，社会经济效益与日俱增。BIM 技术能够将不同的构造体系与建筑体系得以有效融合，及时协调处理每个实施区间的功能模块存在的隐患问题，在项目投资策划、勘察设计、施工生产及运营过程中为决策者提供了新型的信息时代项目管理系统模式。2 应用应用 BIM 技术构建工程项目管理信息化平台技术构建工程项目管理信息化平台 2.1 项目前期策划阶段 BIM 信息技术应用 运营初期的项目可行性调研策划阶段可以运用BIM 技术进行模拟分析，将项目后期需要进行的招投标、勘察设计、施工、竣工验收、维护运营工作，逐一精细化研判在此期间投入的成本管理、安全、质量、进度、人员安排、机械使用维护、设备材料采购等等因素；在投资概算方面，也可以通过信息系统数据库处理技术，较为精确地估算投资造价及工程量，且利用 BIM 技术系统功能完备的信息统计数据指标，优选权衡投资造价最佳方案，避免施工过程由于前期策划信息不准确导致工程变更、签证等不可控因素带来的成本资源损耗2。在 BIM 信息平台上还可以输入现场设计图纸，模拟出建构筑物、道路桥梁、河流山峦、综合管线设施等地理位置动态环境，创建施工现场视觉模型，分级科学评估风险区对施工安全带来的影响，为项目的论证提供最优方案依据。2.2 建筑设计阶段 BIM 技术实施及应用 设计阶段运用 BIM 技术平台，设计端建立 3D 可视化数据信息模型通过相关的 BIM 软件进行施工前的可行性分析。施工方可以通过与现实施工中原比例构件模型数据制定施工方案，利用 BIM 模型的拓展性形成 BIM 4D 模型，可以对于施工工序、检验批、分部分项等节点进行事前模拟分析3。传统 CAD 设计都是用 2D 图纸来进行平面表达建筑、结构、管线等综合布局，结构与结构，结构和管线，风管和水管之间在进行模型整合时会发生碰撞，这是因为缺乏立体表现力空间概念难以建立。但通过 BIM 技术的导入，将各阶段建筑结构所需人、机、料、环境等节点因素大数据纳入模型之中，建立可视化虚拟画面与现场实物相对应，通过 Revit 系列软件，将土建结构、水电设备安装等专业进行三维化的系统设计，直观明确研第 6 期 应用 BIM 技术构建工程项目管理信息化平台 第 24 卷 133 判出构件之间、建筑结构之前、建筑结构与构件之间的冲突点或者是交叉点，项目模型中的数据信息核查可运用 BIM 技术相对应的检查软件进行检测，及时调整设计方案以减少设计环节资源浪费从而有效提升设计质量和工作效率。BIM 技术在设计阶段的运用体现在对单一建筑或建筑群体的自然通风条件、光照时间角度、景观空间组织、噪音污染等参数进行数据建模分析。设计人员可利用 BIM 技术将设计图纸中的构配件加工尺寸及清单转换成材料图表进行汇总整合,利用共享建筑模型数据库信息模拟火灾场景进行建筑消防安全性分析。数字化建筑中的 BIM 模型是用虚拟建筑构件模拟火灾场景中的现实建构筑物，软件模拟火灾场景的逼真精准度能使建模人员充分把握火灾现场救援物质设备及组织机构的配置情况。设计人员还可以借助 BIM 建模技术对模拟建筑物所有性能化设计计算日照采光、绿色环保节能设计、能耗功效测评、自然通风设计、给排水管道安装计算分析、暖通空调安装设计计算等，均可以通过 BIM 技术对建筑区域各项性能指标建立总模型图进行模拟分析，确定确定最优化设计方案4。2.3 应用 BIM 技术共享施工阶段项目管理信息平台 BIM 技术可以直观看到三维模型建模情形下的现场平面布置图，结合绿色施工理念模拟各阶段的施工、生活、机械设备、道路等区域的布置规划，精确实施施工平面的动态管理5。BIM 技术还可以对工程项目的重难点部位、采用新工艺新技术的关键部位进行可建性模拟，合理安排施工顺序，组织协调专业施工方分包人员、机械台班、原材料进场的工作，精确计算出如：模板工程与脚手架工程、混凝土浇筑工程及支撑工程等分部工程的工程量，对施工项目的质量、安全、进度、成本、文明施工等施工要素进行合理的管理以期能够实现目标控制的核心任务。BIM 技术在材料成本控制中的应用，是利用工程资料信息的集成如：人员、材料、机械设备等方面的信息，创建工程施工阶段的 5D 模型并运用 BIM 技术的算量软件进行计算，从而准确计算出每道工序、每个环节、每个施工阶段节点的工程量，也可以按照企业定额核定工程所需构件清单量计价与施工成本的量价分析。为材料择优选购、出入库等有效管控提供了一定的方向。建筑项目中涉及的工程结构复杂需要实时进行动态管理，在信息交流平台中 BIM 技术并不是孤立的模拟模型，它可以融入进度、成本、质量安全等控制系统，使 BIM 施工信息平台模型结合工程项目一体化运作，及时发现和解决在工程施工中出现的一系列问题，在保证质量前提下充分降低安全风险，精准把控施工进度、施