BIM技术在工程管理中的应用
BIM技术在工程管理中的应用
摘要：随着工程信息化建设发展的不断加快，建筑信息模型技术(BIM)也成为一项基础性技术，借助于计算机辅助，被广泛应用于在工程建设领域。本文介绍了BIM技术的概念及其在国内外工程行业的发展概况，分析了了在施工管理过程中，BIM技术应用存在的问题及解决的方法，希望对BIM技术的推广能起到一定的帮助。
关键词：BIM，工程管理，工程建设信息化
Application of BIM Technology in Engineering Management Cao Xueliang，Pan Enjing，Zheng Fang，Duan xiumei (Dezhou university, Department of ecology and landscape architecture, Dezhou,
253000)
Abstract：In recent years, with the continuous development of informatization of engineering construction. BIM (building information model) technology as a new generation of computer aided design of basic technology and applied more widely in the field of engineering construction in the world. This paper introduces the concept of BIM technology and its development time of the construction industry at home and abroad, mainly studied the application of BIM technology in the construction phase value, existing problems and solving way, construction enterprises for the future application of BIM technology in practical engineering.
Key words: BIM, construction management, construction information 每一次技术革命，都会给整个社会各个行业带来革命性的变革。电子信息技术迅速发展以来，已经给包括加工制造业，能源开采业等领域带来了全新的变化，建筑行业由于自身的行业特殊性，信息化的影响程度相对较小，目前还处于较低水平。建筑信息模型技术(BIM：building information model)技术显然会成为改变这一切的突破口。采用BIM技术模拟的数字虚拟实验室进行工程管理，也符合当今社会低排放、低污染和可持续发展的生产方式，而且，借助于计算机辅助设计，也会提高行业的设计效率和设计水平。
1 BIM技术概述
BIM技术以工程管理项目中的各个参数为基础建模，辅助进行精细化的工
程管理。BIM完全不同于各种设计软件中的某一种，它不限于建模，而是贯穿于整个项目建设周期的全过程，是多过程信息的综合，包括项目设计、项目施工以及项目验收各个过程的全部信息，它带来的不仅是简单的将手绘图纸转变为CAD制图，而是将工程管理的全过程从过去传统粗放型的传统工作模式和协同管理，转变为更为精细化、高效化、标准化管理的一场技术革命。
BIM技术于1970年代首先在美国被提出，进入21世纪，随着电子信息工业的迅猛发展，BIM的应用技术首先在工业化国家得到推广。美国建筑行业统计数据表明：80%以上的美国建筑300强企业都已经在应用BIM技术进行项目设计和工程管理，欧美和日本等工业化国家也已经先后出台了BIM技术实施的国家标准[1]。
数字仿真模拟技术是联合多媒体、人机接口、计算机图形仿真以及数字传感等多种技术的多学科综合技术，先是应用在航天科学等高科技领域，随着电子信息技术的普及，影视动画、游戏设计、机械制造等领域也已经广泛应用该技术，但在工程管理领域，BIM技术的研究和应用，还处于比较初等水平。BIM技术、3D技术、4D技术都属于数字仿真模拟技术。其中，4D是在3D的基础上加入第四维——时间信息，可以对工程进度进行可视化分析，但没有考虑资源因素；BIM技术主要侧重于工程项目的设计和施工管理，将可视化技术在项目管理中的应用提到到崭新水平。
中国的BIM技术应用普及尚不足10%，处于起步阶段。国家已经明确提出将加大对BIM技术研究的支持力度：“十二五”国家科技支撑计划重点项目《现代建筑设计与施工关键技术研究》和住建部《2011-2015年建筑业信息化发展纲要》中都明确指出要加快推广建筑信息模型技术和基于网络的协同应用技术，改进传统生产与管理模式，提升企业生产效率和管理水平，在国际标准的基础上逐步构建符合我国实际的BIM技术标准规范。未来建筑科技发展的目标之一就是建设数字城市，当然，BIM技术将在其中扮演重量级角色，目前，国内很多知名项目都是BIM技术成功的案例：奥运跳水场馆——“水立方”，还有上海中心大厦等，应用效果都受到良好评价。
2 BIM技术的主要内容
BIM技术主要包括：
2.1建模
运用BIM和全维建模技术建立施工模型，对施工过程进行虚拟，用于展示施工过程的控制和成本控制。虚拟模型可以结合施工属性和工程参数，动态反映施工模型和设计模型之间的关系：施工模型具有可重用性，随着施工过程的推进，模型展示日益精细，所以，需要建立施工主模型框架。BIM技术可以实现施工模型的连续性，对施工前、中、后各个阶段的信息进行一致集成。
2.2仿真
仿真的基本程序：系统研究—数据收集—系统模型建立—仿真算法确定—仿真模型建立—仿真模型运行—结果输出，按照仿真程度不同一般可以分为数值仿真、可视化仿真和虚拟现实VR仿真。仿真的基本原理是通过计算机模拟经过简化和抽象，把复杂的现实系统转化为系统模型，通过在此模型基础上的分析运行，得到相关统计性能和数据。
2.3优化
在将现实系统转化为仿真的虚拟模型之后，还需要设置目标和算法，进一步优化，使得模型可以在限定条件内，设定的目标参数达到最佳，为甲方提供科学的定性或定量参考数据。优化方法有很多种，大概包括：运筹学、动态规划、线性与非线性规划等。
2.4虚拟现实
操作者通过对多种媒体的感受，与交互作用，实现在虚拟环境下获得对所需解决问题模拟。虚拟现实技术作为虚拟建造系统的核心，融合了多种综合信息技术：计算机图形、工业建筑多媒体、人工智能、机械技术、电子技术等。通过多种感官的模拟，使人有身临其境的感觉，而且可以与之互动，实现对需要解决问题的直观认识和清晰观感。
3 BIM技术在施工过程中的应用价值
BIM技术模式是贯穿项目管理全过程。项目建设的施工阶段，是实现规划设计的关键环节，施工单位依靠BIM技术管理体系，可以提升施工水平，既能保证施工质量，有能获得更多利益，具体体现在以下五个方面：
3.1三维渲染展示，给人以真实感和直接的视觉冲击。
依据施工计划，形象地展示场地和大型设备的布置情况，复杂节点的施工方
案，施工顺序的选择，进行4D的模拟，对不同的施工方案进行对比选择等。建好的BIM模型可以作为二次渲染开发的模型基础。大大提高了三维渲染效果的精度与效率，给业主更为直观的宣传介绍，提升中标几率。例如浙江建工集团的浙商银行总部大楼、浙报大楼、地铁盖挖逆作施工中的应用都起到了很好的效果。
3.2快速算量，大幅提升精度
BIM数据库的创建，通过建立6D关联数据库。可以准确快速计算工程量，提升施工预算的精度与效率。由于BIM数据库的数据粒度达到构件级，可以快速提供支撑项目各条线管理所需的数据信息，有效提升施工管理效率。通过BIM 模型提取材料用料，设备统计。管控造价，预测成本造价，从而为施工单位项目投标及施工过程中的造价控制提供合理的依据。
3.3精确计划，减少浪费
施工企业精细化管理很难实现的根本原因在于海量的工程数据无法快速准确获取以支持资源计划，致使经验主义盛行。而BIM的出现可以让相关管理人员快速准确地获得工程基础数据，为施工企业制定精确人材计划提供有效支撑，大大减少了资源、物流和仓储环节的浪费，为实现限额领料、消耗控制提供技术支撑。
3.4虚拟施工，有效协同，三维可视化功能再加上时间维度
可以进行虚拟施工.随时随地直观快速地将施工计划与实际进展进行对比，同时进行有效协同.施工方、监理方、甚至非工程行业出身的业主领导都对工程项目的各种问题和情况了如指掌。这样通过BIM技术结合施工方案、施工模拟和现场视频监测，大大减少建筑质量问题、安全问题，减少返工和整改。
3.5碰撞检查，减少返工
BIM最直观的特点在于三维可视化，利用BIM的三维技术在前期可以进行碰撞检查。优化工程设计，减少在建筑施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性。而且优化净空。优化管线排布方案.施工人员可以利用碰撞优化后的三维管线方案。进行施工交底、施工模拟，提高施工质量，同时也提高了与业主沟通的能力。
4 施工企业BIM应用中存在的主要问题
4.1对信息化建设的认识和信息化意识有待加强
建筑施工企业信息化建设是国家建筑业信息化的基础之一也是企业管理转型、升级的关键工作，是企业管理的新鲜事物。但是，在实际工作中，企业决策层、管理层和作业层的人员对此项工作普遍存在认识不足、意识不强、动力欠缺的现象。
4.2对信息化建设的资金投入不足
目前，建筑施工企业开展信息化建设，包括了硬件的投入和软件的开发，需要较大的资金投入，特别是企业在首期建设中。需要很大的资金投入量，通过机房改造、硬件升级、软件开发和采购等，才能形成企业信息系统和发挥效用。但建筑施工企业是微利行业，产值利润率、资产利润率均远远低于其他产业，难以筹措大量资金进行信息化建设和维护。
4.3专业技术人员数量不足、质量不高
在建筑施工企业内部，从事计算机应用和管理的专业属小众业务。人员配备少，开发能力弱。特别是既懂计算机技术、又懂建筑专业技术的复合型人才更为缺乏，难以满足企业信息化建设的需要。
4.4政府和行业主管部门的政策支持缺失
迄今为止，对于建筑施工企业信息化建设工作。政府和行业主管部门只提要求，不提政策扶持，所有的资金投入(包括硬件升级、软件开发和系统维护等)均由企业自筹。严重打击了企业开展信息化建设的积极性。此外，政府和行业主管部门在软件开发及标准制定方面尚未有行动，仅靠企业自身难以开发易用性好、兼容度高、运行稳定的信息化软件。
5 施工企业如何开展BlM技术应用
BIM技术在建筑行业迅速发展的大背景下，随着国家相关政策的不断出台和建设投资方对于BIM技术的重视程度增加，施工企业决策者要及时转变方向提出策略，积极主动地投入到BIM技术的研究和应用中。BIM技术对软硬件的要求较高，需要投入较大的资金进行计算机硬件的升级换代，BIM软件前期投入费用较高。但是正版软件功能齐全，适合企业作为商业用途使用，软件厂家同时可以提供配套的咨询和培训服务。BIM软件的使用需要既能够熟练地操作计算机又具有工程建设专业知识的技术人员，而且一个项目工程量很大，需要一整个团队协同工作才能完成，例如中建二局在天津邮运码头客运大厦的项目中采用
BIM技术时，招聘了40多名计算机专业的技术人员。整个项目涉及7家单位，建立了7个模型才最终完成。因此，培养和引进BIM技术的相关人才是BIM技术能否推广应用的关键。目前施工单位对于BIM技术的应用还处于探索应用阶段，没有太多的实际工程经验，BIM软件中包括一些族库的设置都还不符合中国规范的要求，需要施工单位花费一定时间积累经验，建立起自己的构件族库。甚至自己的BIM企业标准。组织BIM团队进行软件的相关针对性培训，从简单的小项目开始，逐步向大型项目迈进，积累经验，面对复杂项目时做到合理地组织人员的分配，提高团队的协同设计工作能力，组建成熟的BIM技术应用团队，应对各种不同项目任务的挑战。
6 结束语
BIM技术目前在我国的推广和应用还处于初级阶段，但是参照欧美发达国家建筑行业的发展情况，随着国家相关政策的相继出台和建设主管部门的引导与支持，未来必将有更广阔的发展空间，必然成为建筑行业发展的目标和方向。作为施工单位，在建筑新技术发展的关键阶段，需要在深入研究BIM技术利弊的同时，及时转变公司决策战略，提前做好人力物力准备。主动将BIM技术应用于实际项目施工中，这样才能在未来的市场上抢占先机，走在建筑行业发展浪潮的前列。参考文献：
［1］中国勘察设计协会，欧特克软件（中国）有限公司。Autodesk，BIM实施计划—实用的BIM实施框架［M］。北京：中国建筑工业出版社，2010。
［2］麦格劳－希尔建筑信息公司。建筑信息模型—设计与施工的革新，生产与效率的提升［R］，2009。