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建设工程生命周期管理系统设计研究

发表时间：2020/6/17 来源：《基层建设》2020年第6期作者：臧桂芳

[导读] 摘要：科技的进步，促进工程建设事业得到快速发展。

        山东省建设监理咨询有限公司德州分公司山东省德州市 253000
        摘要：科技的进步，促进工程建设事业得到快速发展。近些年，伴随建筑行业的发展，传统项目管理的弊端逐步凸显，对企业的发展造成极为不利的影响，损害企业的国际竞争力。针对此问题，企业应该从工具方面进行管理强化，借助信息化建设提升项目管理的水平。本文就建设工程生命周期管理系统设计展开探讨。
        关键词：建设工程生命周期；建筑信息模型；设计
        引言
        近年来，我国建筑行业虽然发展迅速，但管理效率却较为低下，整体管理水平较为落后，通过对其原因进行分析，要想提高我国建筑行业的管理水平，就必须要进行全生命周期管理，而BIM技术则是实现建筑全生命周期管理的关键。
        1BIM技术应用的价值和意义
        BIM技术的，可以从技术方面来支持建设工程生命周期管理，有效实现BIM理念，这样建设工程的价值就可以得到增加。相较于传统的技术，具有一系列的优势，工程管理更加便捷，施工冲突以及设计变更得到了减少；建设项目生命周期的信息管理更好的实现，工程质量得到了提升，工程成本得到了减少。
        2建设工程生命周期管理的应用架构
        系统开发目的是通过BIM技术实现BLM理念，解决建筑信息管理和共享的问题，这也是BLM的核心内容。系统应用架构在设计时主要考虑实现这一目标。该架构分为以下三个层次。(1)功能层:BLM的核心思想不是为创建更多的信息，而是通过信息管理和共享实现信息再利用，对于参与方而言，具体表现为协同工作和信息交换。因此，功能层位于框架开发的首要位置，通过集成建设工程生命周期各个阶段的信息管理，为参与方提供统一全面的工程信息和应用。系统的核心功能包括规划管理、设计管理、施工管理、运维管理和通用管理。扩展功能包括工作看板和系统设置，可根据后期需求进行功能定制化设置和开发。(2)业务层:建筑信息种类众多，关系复杂，如何对这些信息进行有效的分类处理是业务层设计的重点。首先可针对不同的信息类别开发相应的组件，实现分类处理信息，包括对BIM数据和附加业务数据的处理，分为基础组件和附加组件。基础组件包含模型、计划、成本和文档信息组件，附加组件包括GIS、二维码和定位系统等;其次是考虑组件单元复用，实现组件间信息互用和交换，从而提高信息的利用率。业务层的目的在于为功能层提供信息来源，为数据层提供数据分类和转换操作。(3)数据层:数据格式的多样性是建筑信息管理的关键性问题，从存储类型的角度可将其分为结构化信息、半结构化信息和非结构化信息。关系型数据库(例如MSSQL)适用于存储结构化信息。而非关系型数据库(例如MonggoDB)和文件系统结合适用于对非结构化信息的处理。数据层在设计时应充分考虑二者的结合应用，此外，还应封装对于所有异构数据的统一操作，在底层实现对信息的集成管理。
        3BIM技术在全生命周期各阶段的应用
        3.1规划决策阶段
        在项目规划决策阶段，建设单位需要确定建设项目既要满足质量与使用功能要求，又要具备技术与经济可行性，往往需要花费大量的人力与物力才能得到可靠性较高的结果。而建立一个三维模型，建设单位、咨询单位和设计单位等各相关方可通过BIM虚拟现实技术直观了解拟建项目的总体情况，针对建设项目方案进行分析、模拟，开展全生命周期成本分析以及各备选方案的全面预测评价，结合BIM历史数据库中相似工程信息选择合适的估价模型估算全寿命周期成本，从而为整个项目的建设降低成本、缩短工期并提高质量。

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从技术层面而言，利用BIM技术可对环境日照、环境噪声、空气流动性、节能及生态环境等多项性能进行分析，也可将规划建设的建筑物置于现有环境当中进行分析论证，讨论在新建筑物建成后各项环境指标的变化情况，从而在众多方案中选择最佳方案。
        3.2设计阶段
        设计阶段中，主要是对建筑、机电、结构等多个专业的BIM模型进行构建，并利用BIM软件来对构件进行拆分设计，在拆分设计以后还要进行碰撞检测，以避免构件、管线及设备在装配过程中出现各种问题，其采用BIM技术来建立户型产品库与构件部品库，户型产品库包括项目楼体的基本形式与设计要点、公共空间设计要点、户型形式、户型空间分布设计，如卧室、阳台、起居室等。在构件部品库中，通过BIM模型来收纳厨房卫浴、设备末端及隔墙等，然后对这些内装部品实施细化与拆分，并生成二维图纸与物料清单，然后将各个专业的BIM模型传输到云端中进行自动纠错、碰撞检测、设计变更、模型更新等操作，并将物料运入现场来对构件进行装配施工。
        3.3施工阶段
        在施工阶段利用BIM技术，不仅能有效控制工程建设项目的质量、进度和成本，而且能有效促进项目各参与方的有效协同，避免因理解误差而导致资源浪费及工程返工，从而保证施工的顺利进行。（1）质量监控与管理。由于BIM模型包含材料和设备规格型号、性能、构件属性、价格及厂家等信息，因此，项目管理部门、材料设备采购部门及施工部门等通过BIM模型能快速查询所需采购材料设备信息，方便检查材料设备是否符合要求，以实现施工材料的质量控制。在施工现场质量管理方面，可整合BIM模型及无线网络技术，将现场施工照片上传到BIM系统，供建设单位、监理单位、项目管理单位等相关部门随时掌握施工现场情况，实现施工现场的远程监控。特别是对于重点部位、隐蔽工程等部位，可以文档、照片等形式与BIM模型相对应的构件进行关联，使相关管理人员更好了解现场情况，以提高施工现场的质量控制。（2）施工进度计划与控制。基于工程建设项目BIM模型，结合工程整体施工方案和进度计划，将空间信息和时间信息整合在一个可视的4D模型中，可以直观、精确的反应整个工程项目的施工过程。4D信息技术可实时管控施工人员、材料、机械等各项资源的合理配置，对整个工程的施工进度、资源进行统一管理和控制，以有效控制施工进度。通过4D信息技术可直接对计划工期与实际工期进行对比分析，了解实际工期和计划工期的偏差，及时进行纠偏处理并对进度计划进行实时调整。（3）成本实时监控与管理。利用BIM　5D模型可以真实的提供工程造价所需要的工程量信息，大大提高工程量计算的准确性和效率，并通过结合施工进度信息，实现成本精细化管理和规范化管理。此外，BIM　5D技术还可以对施工人员、材料、机械、设备和场地布置的动态集成管理，以及施工过程的可视化模拟，最大限度内实现资源合理利用，以确保效率最大化，实施成本有效控制。同时，通过构件的BIM模型，结合数字化构件加工设备，实现预制、预加工构件的数字化精确加工，通过精确排料、优化下料，以减少材料损耗，有利于成本控制。
        结语
        在建筑行业发展过程中，生命周期管理已经成为非常重要的一个发展方向；大量的实践研究表明，将生命周期管理应用到建设工程中，可以促使建设质量得到提升，节约成本，优化资源配置，提升建设工程的经济效益和社会效益等。如今，越来越多的企业和人员已经对其产生了足够的重视，在不断发展过程中，也获得了一定的成效。在未来的发展过程中，需要一系列的措施，如强化学术和工业合作，开展一些国际研讨会等，推动我国生命周期管理更好的发展和应用。
        参考文献
        [1]刘晴，王建平.基于BIM技术的建设工程生命周期管理研究［J].土木建筑工程信息技术，2018，2(3):40-45.
        [2]边延凯，高伟，林沂，段茜茜，张治刚.BIM在国内建筑项目全生命周期中的应用研究与进展[J].天津城建大学学报，2018，23(05):356-362
        [3]尚春静.基于建筑生命周期的建筑业管理信息化研究［D].北京交通大学，2018