BIM技術(shù)在施工企業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及價(jià)值分析土木工程項(xiàng)目論文

1、BIM 技術(shù)在施工企業(yè)中地應(yīng)用現(xiàn)狀及價(jià)值分析 -土木工程論 文 BIM 技術(shù)在施工企業(yè)中地應(yīng)用現(xiàn)狀及價(jià)值分析 張俊 ZHANG Jun ;雷雨 LEI Yu （北京建筑大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理工程學(xué)院，北京 100044） 摘要：2002 年,BIM 技術(shù)首次被美國(guó) Autodesk 公司命名，現(xiàn)如今 BIM 技術(shù)地 運(yùn)用與發(fā)展已是大勢(shì)所趨.本文綜述了 BIM 技術(shù)目前在施工企業(yè)中地應(yīng)用現(xiàn)狀， 在此基礎(chǔ)上分析了 BIM 技術(shù)對(duì)于施工企業(yè)地主要應(yīng)用價(jià)值，并對(duì) BIM 技術(shù)未來 在建筑行業(yè)中地運(yùn)用發(fā)展提出展望 關(guān)鍵詞 ：建筑信息模型；施工企業(yè)；應(yīng)用現(xiàn)狀；價(jià)值分析 中圖分類號(hào)：TU17 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編

2、號(hào)：1006-4311 （ 2015）17-0136-03 作者簡(jiǎn)介：張?。?972-），男,湖北孝感人，副教授，博士,研究方向?yàn)?BIM 和招 標(biāo)米購. 0 引言 近年來,BIM （Buildi ng In formation Modeli ng, 建筑信息模型）地全面應(yīng) 用為施工企業(yè)地科技進(jìn)步帶來了不可估量地影響 ，大大提高了建筑工程地集成化 程度,同時(shí)也為施工企業(yè)地發(fā)展帶來巨大地效益，使規(guī)劃.設(shè)計(jì).施工乃至整個(gè)工程 地質(zhì)量和效率得到了顯著提高，加快了行業(yè)地發(fā)展步伐.BIM 技術(shù)地應(yīng)用可以促 進(jìn)工程管理水平提升和生產(chǎn)效率地提高，提升工程集成化交付地能力，為管理信息 系統(tǒng)提供及時(shí).有效和真實(shí)

3、地?cái)?shù)據(jù)支撐因此,BIM 技術(shù)地應(yīng)用和推廣必將為施工 企業(yè)科技創(chuàng)新和生產(chǎn)力地提高提供很好地手段 1 BIM 技術(shù)地概念 BIM 思想源于 20 世紀(jì) 70 年代，隨著 CAD 技術(shù)發(fā)展到三維 CAD 技術(shù)階段，產(chǎn) 品三維模型地概念得以推廣，于 2002 年由美國(guó) Autodesk 公司命名為 BIM,BIM 技術(shù)開始在建筑工程中得到應(yīng)用.BIM 是對(duì)建筑物實(shí)體與功能特性地?cái)?shù)字表達(dá)形 式，它通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有地真實(shí)信息 建設(shè)工程地各參與方可以 通過模型在工程全生命周期中獲取各自所需地管理信息并且可以更新 插入提取. 共享工程各項(xiàng)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)協(xié)同管理，提高工程管理地效率簡(jiǎn)單地說,BI

4、M 就是 工程工程管理中提高管理效率所使用地一種信息化管理技術(shù) . 2 BIM 技術(shù)在施工企業(yè)中地應(yīng)用現(xiàn)狀 2.1 BIM 技術(shù)應(yīng)用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 國(guó)際上主要開發(fā)研究 BIM 標(biāo)準(zhǔn)地機(jī)構(gòu)是 Building SMART1,BIM 標(biāo)準(zhǔn)主要包 括三方面地內(nèi)容：數(shù)據(jù)模型 IFC (Industry Foundation Classes )標(biāo)準(zhǔn).數(shù)據(jù)字 典 IFD ( International Framework for Dictionaries ).過程信息分發(fā)手冊(cè) IDM ( Information Delivery Manual ).表 1 列舉了各國(guó)關(guān)于 BIM 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)地 提出. 我國(guó)也針對(duì)

5、BIM 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了一些基礎(chǔ)性地研究工作.表 2 列舉了近年國(guó)內(nèi)關(guān)于 BIM 地相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)地提出. 各地方也針對(duì) BIM 技術(shù)應(yīng)用出臺(tái)了相關(guān)地 BIM 標(biāo)準(zhǔn)，例如，上海市 2014 年 10 月發(fā)布上海市人民政府辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)市建設(shè)管理委關(guān)于在本市推進(jìn)建筑信息模 型技術(shù)應(yīng)用指導(dǎo)意見中，對(duì) BIM 技術(shù)應(yīng)用地指導(dǎo)思想，重點(diǎn)任務(wù)及保障措施等 方面做了明確指示.各企業(yè)也制定了企業(yè)內(nèi)地 BIM 技術(shù)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn).BIM 技術(shù)正引 發(fā)一次史無前例地徹底變革 2.2 施工企業(yè) BIM 技術(shù)應(yīng)用基本情況 參考中國(guó)建筑施工行業(yè)信息化發(fā)展報(bào)告（ 2014） BIM 應(yīng)用于發(fā)展及 2014 年度施工企業(yè) BIM 技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

6、研究報(bào)告對(duì) 2014 年度各地施工企 業(yè) BIM應(yīng)用情況地調(diào)查結(jié)果分析如下： 通過上述兩組調(diào)查報(bào)告結(jié)果顯示： 98.3%地企業(yè)接觸過 BIM 技術(shù)；其中認(rèn) 為 BIM技術(shù)對(duì)企業(yè)應(yīng)用有一定地價(jià)值地施工企業(yè)多達(dá) 82.1%7,BIM 技術(shù)地應(yīng) 用價(jià)值得到了施工企業(yè)地廣泛認(rèn)可. 從調(diào)研人員對(duì)象企業(yè)地業(yè)務(wù)范圍來看，房屋建筑工程.市政公用工程.機(jī)電安裝 工程.公路工程領(lǐng)域占比最高，其中房屋建筑工程占到了 90%以上8.BIM 技術(shù)目 前應(yīng)用最廣泛地是房屋建筑工程.BIM 技術(shù)從更大意義上可以說是土木工程信息 模型，隨著建筑行業(yè)地逐步發(fā)展,BIM 技術(shù)將更多地應(yīng)用到市政公用工程及機(jī)電 安裝工程中去，而在公

7、路工程.鐵路工程方面也得到了一定地發(fā)展. 在施工企業(yè)應(yīng)用 BIM 技術(shù)地驅(qū)動(dòng)力方面來看：90%地參與者認(rèn)為，對(duì)施工企 業(yè)而言，應(yīng)用 BIM 已成為行業(yè)發(fā)展趨勢(shì).54%地參與者認(rèn)為，施工企業(yè)應(yīng)用 BIM 技 術(shù)是源于業(yè)主對(duì) BIM 技術(shù)地應(yīng)用提出了明確要求8.這表明大部分企業(yè)已經(jīng)認(rèn) 識(shí)到 BIM 技術(shù)地應(yīng)用價(jià)值所在，并給予認(rèn)同.在工程中運(yùn)用 BIM 技術(shù)在施工企業(yè) 中已是大勢(shì)所趨，但 BIM 技術(shù)深入地應(yīng)用和發(fā)展還需政府地引導(dǎo)，如為 BIM 技術(shù) 創(chuàng)造市場(chǎng)大環(huán)境，利用市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)來提升整體技術(shù)水評(píng)等. 3 BIM 技術(shù)對(duì)施工企業(yè)地應(yīng)用價(jià)值 根據(jù)行業(yè)內(nèi)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，在建筑工程中，施工單位與其他企業(yè)單位

8、相比，通過利 用BIM 技術(shù)可以帶來更顯著地價(jià)值，因此施工單位應(yīng)用 BIM 技術(shù)地動(dòng)力最大. 3.1 增強(qiáng)企業(yè)技術(shù)實(shí)力以提高工程中標(biāo)率 在招標(biāo)投標(biāo)階段中利用 BIM 技術(shù)可以更好地展示投標(biāo)書地內(nèi)容，提高評(píng)標(biāo)分?jǐn)?shù), 增加中標(biāo)率技術(shù)標(biāo)利用 BIM 技術(shù)可以增加得分，優(yōu)化方案.基于 BIM 地虛擬建造 及漫游功能地展示可以帶來可視化.直觀性.互動(dòng)性方面地提升，能更立體地展現(xiàn) 技術(shù)方案及實(shí)力在能獲得工程設(shè)計(jì) BIM 模型地前提下，使用 BIM 技術(shù) 5D 軟件, 可以通過直接導(dǎo)入設(shè)計(jì) BIM 模型，省去理解圖紙及在計(jì)算機(jī)軟件中建立工程算 量模型地工作，對(duì)工程算量和計(jì)價(jià)工作效率地提升作用是顯而易見地.商

9、務(wù)標(biāo)利用 BIM技術(shù)可以更精確更快捷地制定投標(biāo)價(jià)，更好地技術(shù)方案和更精準(zhǔn)地報(bào)價(jià)無疑 可以提升企業(yè)地中標(biāo)率 3.2 提升企業(yè)管控能力以增加工程利潤(rùn) 3.2.1 檢查碰撞 如果設(shè)計(jì)存在瑕疵，各專業(yè)協(xié)調(diào)不充分或者針對(duì)復(fù)雜地工程，往往出現(xiàn)不同專業(yè) 管線碰撞.專業(yè)管線與主體結(jié)構(gòu)部件碰撞等情況，以至于施工單位不得不進(jìn)行變更 作業(yè).應(yīng)用 BIM 技術(shù)，施工單位可以利用基于 BIM 技術(shù)地碰撞檢查軟件，提前進(jìn)行 各專業(yè)設(shè)計(jì)地碰撞檢查，從而在實(shí)際施工開始之前發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)行各專業(yè)設(shè)計(jì)地事 先協(xié)調(diào)，從而大幅減少施工變更. 例如,在深圳阿里巴巴大廈工程中（案例來源：中國(guó)建筑施工行業(yè)信息化發(fā)展 報(bào)告2014 ），工程首

10、先進(jìn)行了 BIM 模型地創(chuàng)建，工程各專業(yè)在創(chuàng)建模型地過程中 發(fā)現(xiàn)了很多圖紙問題，如構(gòu)件尺寸標(biāo)注不清.詳圖與平面圖無法對(duì)應(yīng)等.模型創(chuàng)建 完成后，各專業(yè)應(yīng)用 Navisworks 軟件進(jìn)行了碰撞檢查，檢查出了很多平面視圖未 能發(fā)現(xiàn)地問題，如各專業(yè)之間地管線碰撞，鋼結(jié)構(gòu)連接點(diǎn)與樓板地碰撞等.將土建. 機(jī)電.鋼結(jié)構(gòu)等專業(yè)模型進(jìn)行整合后，利用碰撞檢查功能自動(dòng)生成碰撞報(bào)告，發(fā)現(xiàn) 設(shè)計(jì)問題之后，各專業(yè)人員對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了優(yōu)化，并通過召開深化設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)會(huì)議 協(xié)調(diào)各方地優(yōu)化意見，形成深化設(shè)計(jì)結(jié)果，輸出施工圖，用于指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工.如圖 1.2 某走廊機(jī)電管線優(yōu)化前后對(duì)比圖. 3.2.2 制定工程進(jìn)度計(jì)劃 通過將 BI

11、M 模型與施工進(jìn)度計(jì)劃相關(guān)聯(lián)，將空間信息與時(shí)間信息整合在一起，形 成一個(gè)三維模型加時(shí)間維度地 4D 模型，可以更直觀.精準(zhǔn)地反應(yīng)整個(gè)建筑地施工 進(jìn)度過程.通過 BIM 技術(shù)實(shí)現(xiàn)進(jìn)度計(jì)劃與實(shí)際進(jìn)度地對(duì)比，隨時(shí)監(jiān)控工程進(jìn)展，提 早發(fā)現(xiàn)問題，有利于工程工期按時(shí)完成. 在上述案例中，工程利用 BIM 技術(shù)輔助施工進(jìn)度管理，將進(jìn)度計(jì)劃與 BIM 模型 中地構(gòu)件按專業(yè).分區(qū)段及部位.樓層.格式進(jìn)行了統(tǒng)一，應(yīng)用 Navisworks 施工模 擬功能直觀反應(yīng)了工程進(jìn)度.在階段性進(jìn)度報(bào)告中，將模擬地施工畫面與實(shí)際完成 地畫面進(jìn)行對(duì)比，直觀分析進(jìn)度完成情況，針對(duì)出現(xiàn)地問題制定相應(yīng)地改進(jìn)措施 . 如圖 3 所示，為

12、工程某期周進(jìn)度例會(huì)上地上周計(jì)劃完成情況. 3.2.3 提升工程綜合管控能力 工程綜合管控是指對(duì)工程地多個(gè)方面，包括進(jìn)度.質(zhì)量.安全.成本等進(jìn)行綜合管理 和控制.隨著 BIM4D.BIM5D 地應(yīng)用和其他技術(shù)（如三維激光掃描 .RFID 技術(shù) 等）地結(jié)合應(yīng)用可以提升工程地綜合管控.目前，很多施工企業(yè)開始在企業(yè)級(jí)層面 來應(yīng)用 BIM 技術(shù)，甚至成立了 BIM 中心，既可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工程部地有效支撐，又可以 有效控制和降低管控風(fēng)險(xiǎn)，從而進(jìn)一步提升工程地管控能力 3.3 解決工程技術(shù)難題 331 利用 BIM 技術(shù)進(jìn)行虛擬裝配 在現(xiàn)有地施工工程中，構(gòu)配件地裝配只能在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，如果構(gòu)配件地設(shè)計(jì)中存在 問題，

13、也只能在現(xiàn)場(chǎng)裝配時(shí)才能發(fā)現(xiàn)，此時(shí)采取補(bǔ)救措施顯然會(huì)造成工期滯后.如 果使用BIM 技術(shù)進(jìn)行虛擬裝配，則可以在設(shè)計(jì)地 BIM 模型中進(jìn)行構(gòu)配件地虛擬 裝配過程，從而提早發(fā)現(xiàn)制造.運(yùn)輸.安裝中地問題，并及時(shí)修改設(shè)計(jì).發(fā)現(xiàn)問題及時(shí) 補(bǔ)救，避免因設(shè)計(jì)問題造成地工期滯后及材料浪費(fèi). 3.3.2 利用 BIM 技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)交底 使用基于 BIM 技術(shù)地施工管理軟件，可以將施工流程以三維模型及動(dòng)畫演示地 方式直觀.立體地展現(xiàn)出來，有利于設(shè)計(jì)人員對(duì)施工人員進(jìn)行工程地技術(shù)交底 ，尤 其是對(duì)于特殊節(jié)點(diǎn)地技術(shù)交底，也便于對(duì)工人進(jìn)行培訓(xùn)，使其在施工開始之前充分 地了解施工內(nèi)容和順序. 3.3.3 利用 BIM 技

14、術(shù)進(jìn)行復(fù)雜構(gòu)件地?cái)?shù)字化加工 隨著建筑工業(yè)化地逐步發(fā)展，很多建筑構(gòu)件地生產(chǎn)需要在工廠中完成.預(yù)制構(gòu)件 在住宅產(chǎn)業(yè)化中，很重要地一部分就是標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)建，而且能夠?qū)崿F(xiàn)建筑物地快速搭 建.如果運(yùn)用 BIM 技術(shù)對(duì)復(fù)雜構(gòu)件進(jìn)行數(shù)字化加工，或者說將 BIM 技術(shù)與預(yù)制技 術(shù)更好地結(jié)合在一起，施工企業(yè)在建造過程中則可以變得更加準(zhǔn)確 ，更加經(jīng)濟(jì)，更 加安全.例如采用 BIM 技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)結(jié)果地 BIM 數(shù)據(jù)直接傳送到工廠，通 過數(shù)控機(jī)床對(duì)構(gòu)件進(jìn)行數(shù)字化加工，可以提高生產(chǎn)效率. 4 基于 BIM 視角地建設(shè)行業(yè)地發(fā)展前景 4.1 BIM 將成為建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)地基本信息技術(shù)手段和工具 BIM 技術(shù)是實(shí)現(xiàn)建

15、筑工程信息化最為重要地技術(shù)手段之一 ,BIM 技術(shù)地發(fā)展到 現(xiàn)在已不再是一個(gè)新名詞，而是正發(fā)生在日常生活中地時(shí)代趨勢(shì) .BIM 技術(shù)作為 建筑行業(yè)在 21 世紀(jì)大力發(fā)展地新技術(shù)，必將成為繼 CAD 之后建筑行業(yè)地第二次 革命.在未來,BIM 技術(shù)將會(huì)更加規(guī)范，更加全面地應(yīng)用到建筑全生命期中.實(shí)現(xiàn)城 市管理地智能化建立智慧城市地目標(biāo)也將必然會(huì)推動(dòng) BIM 技術(shù)在建筑行業(yè)中 地深入應(yīng)用. BIM 技術(shù)地出現(xiàn)不僅變革了建筑行業(yè)地工作方式 ，同時(shí)也在改變著人們地觀 念.Nick Tune 認(rèn)為：“ BII 技術(shù)發(fā)展到今天，我們更多討論地是如何能夠在建筑 工程地前期就開始使用 BIM 技術(shù)，應(yīng)用其先進(jìn)地

16、理念，為后續(xù)地成本.造價(jià)等工作 減輕負(fù)擔(dān).對(duì)于一個(gè)企業(yè)地成長(zhǎng)也是這樣，如果企業(yè)高層領(lǐng)導(dǎo)在前期意識(shí)到 BIM 技術(shù)從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看對(duì)企業(yè)地發(fā)展和管理是有幫助地，并在前期進(jìn)行一些投入，比如購 置相應(yīng)軟件.人員培訓(xùn)等，這些投入對(duì)于后期地收益來說是很小地.” 9 4.2 BIM 技術(shù)與其它信息技術(shù)地集成應(yīng)用 隨著 BIM 技術(shù)地不斷發(fā)展,BIM 技術(shù)結(jié)合激光定位技術(shù).云計(jì)算等新興技術(shù)，將 成為未來地發(fā)展方向.結(jié)合激光定位技術(shù)，就是使用激光對(duì)建筑物.橋梁.道路等進(jìn) 行掃描,將激光所產(chǎn)生地點(diǎn)集中成平面或者表面 ，然后放在建筑模型環(huán)境當(dāng)中，以 便更立體.更直觀地用于建筑物內(nèi)各個(gè)角落地定位 .檢查及維修工作.BIM

17、 技術(shù)接 入云端，無疑將推動(dòng)眾多建筑領(lǐng)域地變革.當(dāng)下全球各地正紛紛創(chuàng)建包含豐富數(shù)據(jù) 地整個(gè)城市地實(shí)時(shí)模型，利用云計(jì)算強(qiáng)大服務(wù)器地力量與 BIM 數(shù)據(jù)相結(jié)合，可進(jìn) 行城市地三維立體仿真操作，了解相關(guān)城市規(guī)劃與建設(shè)地情況. 4.3 工程集成交付模式 IPD (Integrated Project Delivery ) 工程集成交付模式也是 BIM 地發(fā)展趨勢(shì).BIM 是一種設(shè)計(jì)師.承包商和業(yè)主之 間合作地過程，最終幫助人們?cè)诮ㄖ畔⒛Ｐ彤?dāng)中實(shí)現(xiàn)它最大地價(jià)值 .Robert 在 接受BIM 技術(shù)地未來發(fā)展方向地采訪中說到“我們發(fā)現(xiàn) ，這個(gè)過程當(dāng)中每個(gè) 人都有自己地觀點(diǎn)和想法因此，我們認(rèn)為如果我們能找

18、到一定地方式能夠使所有 人都參與其中，在整個(gè)全生命期過程當(dāng)中共同分享模型，最終能夠創(chuàng)造出互相信任 地環(huán)境其實(shí)這是我們工作過程當(dāng)中最為困難地部分，它比技術(shù)更為困難10 參考文獻(xiàn)： 1 . 2 TheNatio nalBuild in gl nformatio nModeli ngSta ndard （ NBIMS ） Committee （ 2007） ,TheNationalBuildingInformationModelStandard Part1 : Overview Principles and Methodologies . 3 鄭國(guó)勤，邱奎寧.BIM 國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)綜述J. 土木建筑工程信息技術(shù) ，2013,4 （1）: 32-34. 4 JG/T198 2007,建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)定額研究所，建筑對(duì)象數(shù)字化定義S中國(guó)標(biāo)準(zhǔn) 出版社. GB/T25507,建筑科學(xué)研究院,工業(yè)基礎(chǔ)類平臺(tái)規(guī)范S.中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版 社,2010,12. 6 周佳悅.BIM