BIM虛擬施工技術(shù)應(yīng)用探討

伍紹君

（四川天禾宇信建設(shè)工程有限公司　四川　成都　610000）

BIM虛擬施工技術(shù)應(yīng)用探討

伍紹君

（四川天禾宇信建設(shè)工程有限公司四川成都610000）

隨著信息化浪潮席卷世界，建筑信息模型也在建筑界掀起了新一輪的革命，基于BIM的虛擬施工技術(shù)應(yīng)運而生，這項技術(shù)將計算機仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)以及計算機輔助設(shè)計等技術(shù)融合在一起，展開三維建模，利用三維模型針對施工過程進行管理，進一步優(yōu)化施工方案。本文首先對BIM進行了概述，然后闡述了基于BIM的虛擬施工技術(shù)的工藝原理，最后針對基于BIM的虛擬施工技術(shù)的應(yīng)用展開了探討。

BIM；虛擬；施工技術(shù)

各級住房城鄉(xiāng)建設(shè)主管部門應(yīng)結(jié)合實際情況制定出BIM配套激勵措施及相關(guān)政策，進一步推進BIM的研發(fā)與集成應(yīng)用，針對BIM的質(zhì)量監(jiān)管模式展開研究和分析。建設(shè)單位、勘察單位、設(shè)計單位及施工單位等應(yīng)按照實際需求制定出分階段的實施目標(biāo)與方案，創(chuàng)建全過程的企業(yè)BIM工程管理模式，通過技術(shù)培訓(xùn)和人才引進等方式，引導(dǎo)人員掌握BIM應(yīng)用技能，使BIM應(yīng)用能力得到全面提升。

1　BIM概述

1.1BIM的含義

BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型，主要是指對建筑項目物理及功能特性的數(shù)字表達，它的出現(xiàn)為建筑物整個生命周期中的所有決策提供了可以信賴的信息共享知識資源。一般來說人們會將BIM理解成為對建筑物理和功能特征的數(shù)字式表達，它將三位數(shù)字技術(shù)作為基礎(chǔ)，在此前提下將建筑工程各種相關(guān)信息集合在一起，形成工程數(shù)據(jù)模型，在這一模型中涵蓋了對整個建筑生命周期中所有的信息與知識資源。BIM理念是一種基于建筑工程生命周期的信息庫，同時力爭實現(xiàn)不同建筑階段的信息集成及共享。

1.2BIM的特征

BIM不僅是過程同時也是模型，實際上它是對信息進行創(chuàng)建、管理及使用的過程，BIM為建筑業(yè)帶來的主要價值在于對信息進行有效利用，其特征可以從以下幾方面進行分析：①信息的完備性，不僅包括描述3D幾何信息及拓撲關(guān)系，同時還涉及到了對完整工程信息的描述；②信息的關(guān)聯(lián)性，在模型中所有對象都是相互關(guān)聯(lián)的，系統(tǒng)可以針對這些信息進行分析，生成圖形與文檔，一旦其中有對象發(fā)生變化，那么其他有關(guān)聯(lián)的對象也會更新，進而使模型的完整性得到保證；③信息的一致性，不同建筑生命階段中其模型信息時一致的，不需要重復(fù)輸入相同信息，在不同階段模型信息可以進行擴展，并不需要重新創(chuàng)建，有效避免了信息不一致錯誤的發(fā)生。

1.3基于BIM的發(fā)展目標(biāo)

預(yù)計到2020年，建筑行業(yè)中的設(shè)計、勘察以及房屋建筑工程施工企業(yè)（特級、一級）應(yīng)對BIM與企業(yè)管理系統(tǒng)進行掌握，同時實現(xiàn)其他信息技術(shù)的一體化集成應(yīng)用。到了2020年末，以國有資金投資為主的大型及中型建筑、申報綠色建筑的綠色生態(tài)示范小區(qū)及公共建筑等項目，在其設(shè)計階段、施工階段以及運營維護階段中，BIM集成應(yīng)用的項目比率將會超過90%。

2　基于BIM的工藝原理

利用BIM軟件對集成建筑工程項目相關(guān)信息模型進行建立，在施工前期針對項目設(shè)計方案展開檢測，針對施工方案展開分析與模擬，并對進度計劃進行詳細的制定，以便提前發(fā)現(xiàn)存在有施工方案中的問題，積極采取措施進行解決，一直到得到最佳設(shè)計方案為止，用3DMAX動畫作為輔助，展示出一些復(fù)雜部位或者工藝，將現(xiàn)場實際施工變得更加視覺化，進而對實際施工進行指導(dǎo)，同時對不同專業(yè)工序進行協(xié)調(diào)，有效減少存在于施工作業(yè)面中存在的干擾性因素，避免出現(xiàn)人機待料問題。

在項目施工過程中應(yīng)針對模型進行實時維護，并與設(shè)計變更、施工情況對模型進行調(diào)整，完成施工以后，還可以利用模型對施工過程進行重現(xiàn)，可以將其作為檢查、改進及追溯責(zé)任的依據(jù)。利用多維度BIM模型，在有網(wǎng)絡(luò)的情況下相關(guān)責(zé)任人就可以對所有項目的資金使用情況進行查看，更好的為企業(yè)對項目的管控提供技術(shù)上的有力支持。

3　基于BIM的虛擬施工技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)代建筑施工過程是非常復(fù)雜的，尤其是隨著計算機等技術(shù)發(fā)展起來以后，各種異形曲面建筑設(shè)計開始不斷涌現(xiàn)出來，不僅增加了人們的視覺美感，同時也為建筑施工帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)施工方法的使用已經(jīng)不能使現(xiàn)代建筑的需求得到滿足。隨著計算機仿真等技術(shù)的應(yīng)用，建筑業(yè)中提出了虛擬施工（Virtual Construction，簡稱VC）的概念。

3.1虛擬施工的概念

通俗的理解，虛擬施工及時將建造過程在計算機上虛擬出來，進而發(fā)現(xiàn)存在于施工過程中的問題。這項技術(shù)融合了虛擬現(xiàn)實、計算機輔助設(shè)計等相關(guān)技術(shù)，在高性能計算機硬件等相關(guān)設(shè)備的基礎(chǔ)上，針對施工過程中的人、財物全過程展開三維模擬，從而更好的為參與方提供一種可以多次重復(fù)的試驗方法，促進施工水平的提高。

3.2虛擬施工技術(shù)的應(yīng)用

各相關(guān)到位與企業(yè)應(yīng)按照實際需求對BIM應(yīng)用的發(fā)展規(guī)劃及實施方案進行制定，并保證BIM配置的合理性，配齊各應(yīng)用軟硬件，對傳統(tǒng)的項目管理方法進行改進，建立起符合實際情況的BIM工程管理模式。

①采用虛擬施工技術(shù)對建設(shè)工程進行管理，管理層可以隨時對現(xiàn)場信息進行了解，減少了溝通上的成本，實現(xiàn)了集約化的管理。極大程度的提高了工作效率與管理水平，同時施工管理費用也得到了減少。②隨著項目越來越復(fù)雜，因為設(shè)計施工返工出現(xiàn)的成本增加意境引起參加方的注意，為了解決這一問題，將虛擬施工技術(shù)引入施工管理中，詳細的展現(xiàn)了工程的相關(guān)空間信息，更好的發(fā)現(xiàn)存在于設(shè)計和施工中的問題，避免返工的出現(xiàn)。利用BIM模型進行檢查，可以體現(xiàn)發(fā)現(xiàn)存在于設(shè)計中的問題，并利用虛擬仿真技術(shù)形成預(yù)應(yīng)力鋼筋排布模擬方案，避免后期返工的發(fā)生。③虛擬施工技術(shù)主要利用BIM技術(shù)中的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫，在最短時間內(nèi)獲得有關(guān)工程數(shù)據(jù)的實物量，進而更好的為采購計劃的制定提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐，更好的為項目成本管控提供技術(shù)上的保證。④在傳統(tǒng)施工過程中很難對項目支出費用、合同應(yīng)付款項等進行實時統(tǒng)計，也不能根據(jù)形象進度對圖紙進行變更，以獲取合同規(guī)定工程量，利用虛擬施工技術(shù)，結(jié)合BIM技術(shù)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫可以對參數(shù)區(qū)域進行確定，促進過程三算對比的實現(xiàn)，從而更好的為數(shù)據(jù)指導(dǎo)生產(chǎn)提供重要依據(jù)。⑤虛擬施工以BIM技術(shù)模型為基礎(chǔ)，可以對施工方案進行優(yōu)化，提前發(fā)現(xiàn)存在于施工過程中的難點問題，在3DMAX動畫技術(shù)的幫助下，對現(xiàn)場施工工藝流程進行渲染，將顯示情況虛擬的展示出來，這樣一來原來復(fù)雜的空間設(shè)計就會變得非常直觀，以便現(xiàn)場施工人員深入理解，有效解決了因為讀圖困難而出現(xiàn)的施工錯誤。⑥虛擬施工技術(shù)對建設(shè)工程中使用的材料和施工技術(shù)進行了詳細的記錄，可以利用模型對施工過程進行重現(xiàn)，從而作為進行檢查與改進的重要依據(jù)，參建各方的質(zhì)量意識因此而得到了極大的提高。

4　結(jié)語

綜上所述，BIM是在計算機輔助技術(shù)等相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種多為模型信息集成技術(shù)，目前在工程項目的規(guī)劃、設(shè)計以及施工等階段均得到了廣泛應(yīng)用，實現(xiàn)了各建筑周期參與方在同一信息模型技術(shù)上的數(shù)據(jù)共享，很好的為產(chǎn)業(yè)鏈的貫通提供了技術(shù)上的保障。

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[3]李恒，郭紅領(lǐng)，黃霆，陳鏡源，陳景進.建筑業(yè)發(fā)展的強大動力：虛擬施工技術(shù)[J].中國建設(shè)信息，2010（2）：46～51.

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TU17

A

1673-0038（2015）39-0045-02

2015-9-13

伍紹君（1985-），男，四川資中人，中級工程師，本科，從事工作為建筑管理。