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建筑施工管理中信息技術(shù)探討

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建筑施工管理中信息技術(shù)探討

1BIM技術(shù)簡(jiǎn)介

BIM是建筑信息模型的縮寫,目前對(duì)于BIM的定義仍沒有統(tǒng)一,較為完整的應(yīng)屬美國(guó)BIM標(biāo)準(zhǔn)給出的定義,即BIM是一個(gè)建設(shè)項(xiàng)目物理與功能特性的數(shù)字表達(dá),是一個(gè)共享的知識(shí)資源,可以分享建設(shè)項(xiàng)目的信息,并為項(xiàng)目全壽命周期中的決策提供可靠依據(jù)的過(guò)程。大量的實(shí)踐表明,BIM在工程建設(shè)領(lǐng)域中的應(yīng)用,具有顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益,其最大的作用是使工程建設(shè)項(xiàng)目信息在施工建設(shè)的全過(guò)程中獲得充分共享,并達(dá)到了無(wú)損傳遞,這使項(xiàng)目參與方能夠進(jìn)行協(xié)同作業(yè),建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理方式也獲得了根本性轉(zhuǎn)變。BIM是基于工程建設(shè)項(xiàng)目全壽命周期的管理理念,其將整個(gè)工程項(xiàng)目從概念設(shè)計(jì)到施工建設(shè)、投入使用、改擴(kuò)建,直至拆除的全過(guò)程作為服務(wù)對(duì)象,并在各個(gè)階段發(fā)揮著不同的作用?,F(xiàn)階段,國(guó)內(nèi)的建筑施工與建造技術(shù)的信息化程度相對(duì)較低,具體體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面上:成本核算、工程算量等等,這導(dǎo)致了浪費(fèi)大、效率低等問(wèn)題的發(fā)生。而借助BIM技術(shù),不但能夠進(jìn)一步提升施工質(zhì)量和效率,而且還能有效減少施工人員與材料的浪費(fèi),有助于提高施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。BIM的實(shí)施過(guò)程,是以核心建模軟件為基礎(chǔ),換言之,軟件是實(shí)現(xiàn)BIM的主要工具,各種軟件的應(yīng)用,能夠使BIM在工程建設(shè)項(xiàng)目過(guò)程中發(fā)揮出最大的價(jià)值。大體上可將BIM應(yīng)用軟件分為兩大類,即建模軟件和利用軟件,如3D建模軟件、方案設(shè)計(jì)軟件、幾何造型軟件等均屬于建模軟件,除此之外的相關(guān)軟件多數(shù)均為利用軟件。

2BIM技術(shù)在建筑施工管理中的具體應(yīng)用研究

2.1BIM的技術(shù)架構(gòu)

本文所提出的BIM技術(shù)架構(gòu)具體是由接口層、數(shù)據(jù)層、平臺(tái)層、模型層、應(yīng)用層構(gòu)成。

(1)接口層。通過(guò)接口層可以將來(lái)自于不同數(shù)據(jù)源、不同格式的模型以及相關(guān)信息傳輸?shù)紹IM系統(tǒng)當(dāng)中,從而實(shí)現(xiàn)了IFC和非IFC格式信息的交互與應(yīng)用。這里所指的數(shù)據(jù)源具體包括建筑施工BIM建模系統(tǒng),BIM模型、3D模型、進(jìn)度信息等等。

(2)數(shù)據(jù)層。通常情況下,可將施工階段產(chǎn)生出來(lái)的工程數(shù)據(jù)分為結(jié)構(gòu)化的BIM數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化的文檔數(shù)據(jù)以及用于表達(dá)的工程數(shù)據(jù)。BIM數(shù)據(jù)主要是采用基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理;文檔數(shù)據(jù)則是以文檔管理系統(tǒng)進(jìn)行存儲(chǔ),用于表達(dá)的工程數(shù)據(jù)全部存儲(chǔ)在相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中??梢岳肧QLSever來(lái)創(chuàng)建BIM數(shù)據(jù)庫(kù)。

(3)平臺(tái)層。主要包括BIMDISP(數(shù)據(jù)集成管理平臺(tái))、4D可視化平臺(tái)等。其中BIMDISP具體用于實(shí)現(xiàn)BIM數(shù)據(jù)的讀取、存儲(chǔ)、集成、驗(yàn)證,可通過(guò)它構(gòu)建面向?qū)I(yè)應(yīng)用的子信息模型。而4D可視化平臺(tái)則提供了如下功能:試圖轉(zhuǎn)換、圖形控制、動(dòng)態(tài)漫游等等,實(shí)現(xiàn)了施工管理網(wǎng)絡(luò)化和工程項(xiàng)目的信息交換。

(4)模型層。利用BIM數(shù)據(jù)集成平臺(tái),可以生成相應(yīng)的子信息模型,具體生成何種模型,可根據(jù)建筑工程項(xiàng)目的實(shí)際需要而定,如施工進(jìn)度、施工資源、施工安全等方面的子信息模型等等。

(5)應(yīng)用層。該層主要是由基于BIM的4D施工管理軟件組成,其中具體包括4D動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)、施工安全分析系統(tǒng)、施工優(yōu)化系統(tǒng)以及項(xiàng)目綜合管理系統(tǒng)等等。

2.2系統(tǒng)的主要功能

BIM應(yīng)用系統(tǒng)是由施工管理系統(tǒng)和綜合管理系統(tǒng)組成,并分別設(shè)置了C/S和B/S架構(gòu),兩個(gè)系統(tǒng)之間利用接口實(shí)現(xiàn)無(wú)縫集成,通過(guò)雙向鏈接實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)的信息交換和共享,主要功能與技術(shù)特點(diǎn)如下:

(1)BIM建模系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括以下功能:①3D幾何建模與工程項(xiàng)目組織瀏覽功能。根據(jù)IFC進(jìn)行空間結(jié)構(gòu)組織和建筑構(gòu)件定義,并提供各種建筑構(gòu)件的施工3D模型,同時(shí)借助項(xiàng)目瀏覽器,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑構(gòu)件模型的分類、關(guān)聯(lián)以及瀏覽;②工程項(xiàng)目施工信息創(chuàng)建于擴(kuò)展功能。該功能可以實(shí)現(xiàn)質(zhì)量、進(jìn)度、成本、安全、原材料等諸多施工屬性的創(chuàng)建以及與模型之間的相互關(guān)聯(lián),同時(shí),還提供了屬性的擴(kuò)展功能;③導(dǎo)入/導(dǎo)出模塊。該模塊的主要功能是通過(guò)將其他設(shè)計(jì)和3D模型的導(dǎo)入,創(chuàng)建BIM施工模型,并將施工BIM模型導(dǎo)出為IFC文件,以供施工管理和運(yùn)維系統(tǒng)使用。

(2)4D動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括以下管理功能:①進(jìn)度管理。借助系統(tǒng)自帶的WBS編輯器和工序模板,能夠快速完成施工段劃分、進(jìn)度計(jì)劃創(chuàng)建,同時(shí)還能雙向鏈接,再利用4D模型,可對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行查詢、控制以及調(diào)整,從而使進(jìn)度計(jì)劃與實(shí)際計(jì)劃可以用網(wǎng)絡(luò)圖表示,并且還能夠以3D圖形顯示出來(lái),真正實(shí)現(xiàn)了施工進(jìn)度的動(dòng)態(tài)管理;②資源動(dòng)態(tài)管理。借助可以設(shè)置多套定額以及工程計(jì)劃清單的資源模板,能夠自動(dòng)對(duì)3D施工段的工程量以及相應(yīng)施工進(jìn)度的人、財(cái)、物消耗進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)還能自動(dòng)生成工程量資源用量表,為施工資源的動(dòng)態(tài)管理提供了可靠依據(jù);③場(chǎng)地管理。可以利用動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)進(jìn)行3D施工場(chǎng)地布置,并自定義施工設(shè)施的4D屬性。通過(guò)點(diǎn)取任意的設(shè)施實(shí)體,便可以對(duì)其相關(guān)施工屬性進(jìn)行查詢,如設(shè)施名稱、類型、計(jì)劃設(shè)置時(shí)間等等,同時(shí),可對(duì)施工場(chǎng)地的相關(guān)設(shè)施信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì),使之與施工進(jìn)度相對(duì)應(yīng),從而形成動(dòng)態(tài)的現(xiàn)場(chǎng)管理;④施工質(zhì)量與安全管理。工程項(xiàng)目中的施工方與監(jiān)理方可以隨時(shí)將質(zhì)檢與以及安全方面的數(shù)據(jù)輸入到該系統(tǒng)當(dāng)中,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將質(zhì)量、安全信息或是質(zhì)檢報(bào)告與信息模型相關(guān)聯(lián),這樣便能夠?qū)κ┕べ|(zhì)量和安全狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢,同時(shí)系統(tǒng)還能自動(dòng)生成工程質(zhì)量安全統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表;⑤施工過(guò)程模擬。能夠按照計(jì)劃進(jìn)度對(duì)工程項(xiàng)目施工全過(guò)程進(jìn)行4D可視化模擬,同時(shí)還具有模型顯示功能。

(3)項(xiàng)目綜合管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有如下功能:①業(yè)務(wù)管理。能夠?yàn)楣こ添?xiàng)目中各個(gè)職能部門的業(yè)務(wù)人員提供諸如質(zhì)量、安全、進(jìn)度、合同、采購(gòu)、變更、支付、竣工等方面的管理功能。相關(guān)業(yè)務(wù)的管理數(shù)據(jù)與BIM進(jìn)行關(guān)聯(lián),可在4D管理系統(tǒng)當(dāng)中完成可視化查詢;②實(shí)時(shí)控制。系統(tǒng)能夠?yàn)楣こ添?xiàng)目的管理人員提供諸如統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)查詢、重要事件追蹤以及預(yù)警等功能;③決策支持。系統(tǒng)可以提供諸如工期、臺(tái)賬、效能等方面的分析功能,為項(xiàng)目決策人員的管理決策提供可靠的依據(jù)。

2.3應(yīng)用效果

BIM與4D技術(shù)在諸多大型建筑工程項(xiàng)目中獲得了應(yīng)用,如昆明機(jī)場(chǎng)設(shè)備安裝、上海國(guó)際金融中心、青島海灣大橋、邢汾高速公路等等,它的應(yīng)用不但大幅度提高了工程的施工質(zhì)量,而且還進(jìn)一步加快了施工進(jìn)度。相信在不久的將來(lái),BIM技術(shù)必將會(huì)被廣泛應(yīng)用與各類建筑工程當(dāng)中。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,本文依據(jù)國(guó)內(nèi)建筑工程施工管理的具體特點(diǎn)和實(shí)際需求,對(duì)BIM在施工管理過(guò)程中的應(yīng)用進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究,并將BIM技術(shù)與4D技術(shù)進(jìn)行了有機(jī)融合,在此基礎(chǔ)上提出BIM應(yīng)用的整體實(shí)施方案。結(jié)果表明,BIM在建筑工程施工管理方面的應(yīng)用,能夠進(jìn)一步加快施工進(jìn)度、提高施工質(zhì)量、確保施工安全、降低工程成本,這充分體現(xiàn)出了BIM技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域中的應(yīng)用價(jià)值。在未來(lái)一段時(shí)期,應(yīng)當(dāng)將研究的重點(diǎn)放在對(duì)BIM技術(shù)的改進(jìn)和完善上,并多開發(fā)一些與之相關(guān)的應(yīng)用軟件,這不但能夠使BIM技術(shù)的應(yīng)用前景更加廣闊,而且還能促進(jìn)我國(guó)建筑業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

作者:曹偉峰單位:同濟(jì)大學(xué)

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