BIM虛擬施工技術在項目管理中的應用

王啟武 韋海鋒 郝孟超

摘要：目前我國傳統建筑業運用管理和生產水平較低的模式，迫切需要以信息化為代表的現代技術手段改變現狀，使建筑信息建模在建筑行業得到迅速發展和應用。基于BIM的虛擬施工技術為施工企業在新形勢下的創新與發展找到了突破口。本文結合這些年來我國建筑行業來虛擬施工的應用實踐情況，介紹基于BIM的虛擬施工技術管理過程，提出了虛擬施工的特點和應用方法，并重點闡述了虛擬施工技術在施工工藝和項目管理方面應用的操作要點。

關鍵詞：BIM;項目管理;過程;實施要點

自20世紀中葉以來，隨著計算機技術的發展應用，計算機技術逐漸滲透到建筑業，但相對于計算機在其他領域的應用水平，建筑業仍然相對較低。傳統的CAD技術本質上是只顯示一個簡單的幾何點、線、面等，只是一種建筑設計繪圖工具，它所繪制的建筑構件之間沒有直接的相互制約關系，而由此產生的二維圖形數據在隨后的施工過程中不便使用，使施工方不能充分利用CAD繪圖來指導施工，在絕大多數施工過程中只能依靠施工人員的三維想象和經驗指導施工。基于BIM的虛擬施工技術的創新發展為建筑業在新形勢下找到突破口。

本文針對建筑施工過程中出現的復雜問題，引入BIM技術，通過各種BIM軟件有效地建立了完整的3D信息模型，并在構建4D BIM模型的基礎上構建了一個虛擬構件，最后實現了系統間的碰撞檢測。傳統的建筑模式在項目管理和生產水平方面相對較落后，迫切需要以信息化為代表的現代科技手段改變現狀，使建筑信息模型在建模業快速發展。

1.BIM概念

BIM技術是面向對象的、三維的幾何模型，它包含附加信息和支持開放標準這四個關鍵特性。面向對象，即對建筑物的一種面向對象的表示，使建筑物成為大量物理對象的集合;三維幾何模型，即利用三維幾何模型對對象進行真實的表示，并反映對象之間的關系;包含附加信息，即在建筑信息模型中包含附加信息的三維幾何體，使各種對象根據指定的統計信息，分析成為可能;支持開放標準，即通過建筑信息交換來支持開放標準，使整個建筑生命周期中每一階段產生的信息都可以很容易地共享鏈接或在后續階段，避免重復錄入信息。通俗的說，是在計算機中通過BIM軟件構建建筑物的完整信息模型，在建筑工程全生命周期中通過BIM實現建筑的動態、集成和可視化管理，通過建筑工程全建設進程中的效率、降低風險。

2. BIM虛擬技術的項目管理的應用過程及特點

在建設項目中采用BIM虛擬施工技術進行項目管理，現場管理公司可以及時、準確地發布指令，降低溝通成本，實現集約化管理，提高工作效率和管理水平，有效節約施工管理費用。

在建設項目中確定BIM實施目標是項目管理的第一步，因為BIM的組織架構、應用BIM技術完成什么任務、解決什么問題都是由BIM的目標決定的，因此確定BIM實施目標是首要任務，這些目標必須是具體可量化的，最終目的是為項目的建設增值。

BIM實施目標確定后要以該目標為導向進一步制定BIM實施的流程、方案。流程、方案BIM虛擬技術的項目管理的應用過程包括：

（1）組建BIM團隊，組建一支經驗豐富的BIM團隊是BIM實施的重要基礎，通過組建BIM團隊，明確團隊人員責任和分工、凝聚團隊力量，在項目管理全過程推進BIM實施;

（2）搭建與BIM技術相適應的企業組織結構、以保障BIM技術的實施，傳統的組織結構模式中的矩陣式組織結構是最適合BIM技術環境下的組織構架，應該設計基于BIM的矩陣式組織架構;

（3）構建BIM管理運行軟硬件環境。為了方便項目管理過程中各成員之間的協同工作，必須通過配置硬件設施來構建一個運行可靠的BIM工作網絡環境，BIM模型數據包含建筑的眾多三維、四維甚至五維的信息文件，數據量很大，因此需要配置至少一臺文件服務器存放模型數據及其他數據，同時還要配備多臺高性能電腦用于BIM工程師建模，另外還要設置交換機和網線將項目團隊成員的電腦互聯，使得項目成員可以通過網絡實時訪問服務器上傳、下載模型。

（4）利用BIM建模。BIM模型的建立是BIM技術實施的基礎。BIM團隊在收到設計單位的設計圖之后，要建立建筑、結構、暖通、給排水、電氣、智能、消防等專業的BIM模型，各專業模型建立之后，先要進行各專業模型的內部碰撞檢測，然后進行全專業的碰撞檢測，根據碰撞檢測結果調整BIM模型或者跟設計單位溝通變更設計。

（5）BIM虛擬技術在項目施工管理中實施流程。施工階段是工程項目的具體物化階段，是項目管理的核心環節。所有工程數據匯集的到BIM模型中，形成以BIM模型為中心的各職能部門協同工作的局面，開展基于BIM虛擬技術的工程質量管理、成本管理、進度管理。

依托BIM進行質量管理，可以保障質量信息的完整性與統一性，提高質量管理的效率，施工現場質量責任人可以通過查看BIM管理平臺，跟蹤質量問題、整改工程實體。

基于BIM的成本管理具有明顯優勢，可形成3D數字模型，依據3D模型，進行構件的工作集劃分，并和進度計劃、實際施工計劃、成本信息相關聯，形成5D模型， BIM虛擬施工技術利用BIM 5D關系數據庫技術，能夠快速、準確地獲取工程數據庫并對實物量進行拆分，隨時提供及時準確的數據支持項目采購計劃的制定，最大限度地提供及時準確的數據支持揀貨，為公司項目成本控制提供技術支持。

基于BIM的進度管理，可以有效解決傳統進度管理中信息化程度不高、可視化程度低等問題，可以通過BIM模型與進度計劃、實際施工進度相關聯，進行進度計劃和實際進度模擬分析，及時發現偏差并采取適當的糾偏措施。

3.結語

BIM是建筑業實現信息化的最有效途徑，我國也在加快普及BIM在建筑業中的應用以實現建設各方統籌管理、多方協同工作，提高工程建設的質量和效率。在施工階段應用BIM技術，不僅可以指導整個施工階段的工程實際施工，其可視化工具可以顯示了各個子項目的參數、工藝要求設置質量標志和安全防護設施，并協調各專業步驟，減少工作和施工作業面交叉干擾現象，防止危害;施工完成后，隨時可以重現施工過程，作為檢查、改進和責任追溯基礎。