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摘要:文章采用了文献研究法、案例研究法等多种研究方法,分析了基于BIM的新型管理组织模式,并在此基础上研究BIM在建设工程项目全寿命周期中的应用,研究证明了BIM在各阶段的应用能够解决传统项目管理中出现的问题。
关键词:建设工程;项目管理;全寿命期
1.BIM概念
BIM技术是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具,通过参数模型整合各种项目的相关信息,在项目策划、运行和维护的全寿命周期过程中进行共享和传递,使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对,为设计、施工以及运营单位在内的各参建主体提供协同工作的基础,在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。它的特点是可视化,协调性,模拟性,优化性和可出图性。通过近年多个项目应用和实践证明了其无法比拟的优势。基于BIM技术的虚拟施工,将革命性的变革工程项目管理方式,以及项目实施组织模式。
2. BIM在工程建设中的作用日益凸显
通将建筑物或结构物及施工现场3D模型与施工进度链接,与施工资源、安全质量以及场地布置等信息集成一体,实现了基于BIM和网络的施工进度、人力、材料、设备、费用、安全、质量和场地布置的5D动态集成管理以及施工过程的5D可视化模拟。
3. 基于BIM的技术在施工中的应用
传统的施工方案基本上是以技术人员和专家的经验为主,而仅靠经验很难准确直观地加以描述、比较以及验算和优化施工方案,施工过程中有可能出现的一些突发问题却无法预判。而BIM施工模型可以很好的解决这个问题,将施工方案的全过程在虚拟环境中模拟,通过模拟的操作来观察、跟踪、控制和引导施工的全过程,最终形成验证、优化、调整并优选施工方案的过程。
3.1建筑构件建模
首先根据建筑图纸,将整个建筑工程分解为各类构件,并通过三维构件模型,将它们的尺寸、体积、重量直接测量下来,以及采用的材料类型、型号记录下来。其次针对主要构件选择施工设备、机具,确定施工方法。通过建筑构件建模,可以帮助施工者事先研究如何在现场进行构件的施工和安装。
3.2施工现场建模
施工前,施工方案制定人员先进行详细的施工现场查勘,重点研究解决施工现场整体规划、现场进场位置、卸货区的位置、起重机械的位置及危险区域等问题,确保建筑构件在起重机械安全有效范围作业;利用五维建模,可模型施工过程,构件吊装路径、危险区域、车辆进出现场状况、装货卸货情况等。施工现场虚拟五维全真模型可以直观、便利的协助管理者分析现场的限制,找出潜在的问题,制定可行的施工方法。有利于提高效率、减少传统施工现场布置方法中存在漏洞的可能,及早发现施工图设计和施工方案的问题,提高施工现场的生产率和安全性。
3.3施工机械建模
施工方法通常由工程产品和施工机械的使用决定,现场的整体规划、现场空间、机械生产能力、机械安拆的方法又决定施工机械的选型。
3.4临时设施建模
临时设施是为工程施工服务的,它的布置将影响到工程施工的安全、质量和生产效率,五维全真模型虚拟临时设施对施工单位很有用,可以实现进行临时设施的布置及运用,还可以帮助施工单位事先准确地估算所需要的资源,以及评估临时设施的安全性,是否便于施工,以及发现可能存在的设计错误。
3.5施工方法可视化
施工方法的可视化使是所有项目参与者在施工前就能清楚的知道所有施工内容以及自己的工作职责,能促进施工过程中的有效交流,它是目前评估施工方法、发现问题、评估施工风险简单、经济、安全的方法。
采用BIM进行虚拟施工,需事先确定以下信息:设计和现场施工环境的五维模型;根据构件选择施工机械及机械的运行方式;确定施工的方式和顺序;确定所需临时设施及安装位置。
3.6施工方法验证过程
BIM技术能模拟全真运行整个施工过程,项目管理人员、工程技术人员和施工人员可以了解每一步施工活动。如果发现问题,工程技术人员和施工人员可以提出新的方法,并对新的方法进行模拟来验证其是否可行,即施工试误过程,它能做到在工程施工前绝大多数的施工风险和问题都能被识别,并有效地解决。
3.7项目参与者之间有效的交流工具
虚拟施工使施工变得可视化,这极大地便利了项目参与者之间的交流,特别是不具备工程专业知识为主的人员,通过施工模拟,可以增加项目参与各方对工程内容及完成工程保证措施的了解。施工过程的可视化,使BIM成为一个便于施工参与各方交流的沟通平台。通过这种可视化的模拟缩短了现场工作人员熟悉项目施工内容、方法的时间,减少了现场人员在工程施工初期犯错误的时间和成本。还可加快、加深对工程参与人员培训的速度及深度,真正做到质量、安全、进度、成本管理和控制的人人参与。
3.8工作空间可视化
BIM还可以提供可视化的施工空间。BIM的可视化是动态的,施工空间随着工程的进展会不断的变化,它将影响到工人的工作效率和施工安全。通过可视化模拟工作人员的施工状况,可以形象地看到施工工作面、施工机械位置的的情形,并评估施工进展中这些工作空间的可用性、安全性。
3.9 费用控制
BIM提供的施工预算的准确性,BIM模型被誉为参数化的模型,因此在建模的同时,各类的构建就被赋予了尺寸、型号、材料等等的约束参数, BIM是经过可视化设计环境反复验证和修改的成果,由此导出的材料设备数据有很高的可信度,应用BIM模型导出的数据可以直接应用到工程预算中,为造价控制、施工决算提供了有利的依据。以往施工决算的时候都是拿着图纸在计算,有了模型以后,数据是完全自动生成,做决算、预算的准确性提高了。
3.10 进度控制
BIM可以对施工的重点或难点部分进行可见性模拟,按网络时标进行施工方案的分析和优化。对一些重要的施工环节或采用施工工艺的关键部位、施工现场平面布置等施工指导措施进行模拟和分析,以提高计划的可执行性。利用BIM技术结合施工组织设计进行电脑预演,以提高复杂建筑体系的可施工性。借助BIM对施工组织的模拟,项目管理者能非常直观地理解间隔施工过程的时间节点和关键工序情况,并清晰地把握在施工过程中的难点和要点,也可以进一步对施工方案进行优化完善,以提高施工效率和施工方案的安全性。
3.11可视化图纸输出
可视化模型输出的施工图片,分发给施工人员可作为可视化的工作操作说明或技术交底,用于指导现场的施工,方便现场的施工管理人员拿图纸进行施工指导和现场管理。
4.基于BIM的技术在施工中要到达的目标
通过基于BIM技术的虚拟施工,施工单位可以达到以下目标:创建、分析和优化施工进度;针对具体项目分析将要使用的施工方法的可行性;通过模拟可视化的施工过程,提早发现施工问题,消除施工隐患;形象化的交流工具,使项目参与者能更好地理解项目范围,提供形象的工作操作说明或技术交底;可以更加有效地管理设计变更;全新的试错、纠错概念和方法。
参考文献:
[1]米旭明,基于BIM平台的工程造价管理课程教学研究,中国科技信息,2011年16期
[2]张桦,《建筑设计行业前沿技术之一:基于BIM技术的设计与施》,《建筑设计管理》2014.1.25
[3]马智亮,《我国建筑施工行业BIM技术应用的现状、问题及对策》,中国勘察设计,2013.11.15