淺析BIM技術在施工模擬優化中的應用

黃誠　楊煥云　彭何新　高長貴　潘家祺

【摘 要】文章通過總結廣西建工集團第五建筑工程有限責任公司大量在建工程在施工模擬與優化方面應用BIM技術的經驗，較為詳細地分析了施工組織模擬與優化、施工工藝與優化等方面的內容，展現了在基于BIM技術下施工模擬優化的先進性，在BIM技術逐漸普及的今天，將對施工組織模擬、施工工藝模擬產生積極的影響。

【關鍵詞】BIM技術；施工工藝模擬；施工組織模擬

【中圖分類號】TU722 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2018）03-0155-03

1 一般規定

1.1 內容要求

主要包含施工組織及工藝模擬優化。

1.2 施工模擬模型創建

模型宜根據施工圖設計模型或其他深化設計模型來設計及建立，創建的模型對施工組織、工藝信息等進行施工模擬，并及時優化，生成分析報告及可視化施工指導文件。

1.3 施工模擬模型分析

注重BIM技術對項目中需進行施工模擬的施工組織項、重難點工藝，最終確定模擬對象、各階段的成果文件及成果文件驗收標準。

1.4 施工模擬模型適用范圍

對于施工難度大、施工工藝復雜及采用新技術、新材料、新工藝、新設備的分項宜應用BIM技術。

1.5 施工模擬模型檢查范圍

檢查包括碰撞檢查和沖突檢查，該檢查涵蓋構件、機電設備安裝、作業面空間、時間、資源等沖突檢查。

1.6 施工模擬模型優化

模擬工作結束后，參照優化方案及時優化施工過程模型，同時進一步關聯該階段或與該階段相關的施工方案。

1.7 施工模擬模型具備功能

模型應具備的功能有以下方面：模型的創建工作；各個工作面區域不同功能模型的劃分工作；施工模擬模型和相同或相關模擬信息的關聯工作；過程的碰撞檢查工作；過程的模擬優化工作；過程的計算分析工作。

2 施工組織模擬優化

2.1 應用內容

應用內容包括現場進度的模擬工作、現場工序的模擬工作、現場的資源組織（包括“人、材、機”等）模擬工作、現場的施工平面布置模擬工作。

2.2 施工組織模擬優化要點

施工組織模擬優化要點如圖1所示。

2.3 施工組織模擬前期工作

前期工作根據施工圖設計模型、按照項目的進度要求，編制工程初步（有條件可設計各階段）施工方案及有針對性地實施計劃。

2.4 施工進度模擬調整

通過實際進度和計劃進度跟蹤對比分析，判斷是否超過設定的警戒值和分析誤差原因，有針對性地修正或調整。

2.5 工序組織優化

結合項目施工工作內容、工藝及現場資源配置等，進一步優化工序組織。

2.6 資源配置優化

資結合施工進度計劃、招標文件及合同等相關信息，進一步優化資源配置。

2.7 施工平面布置模擬優化

參照施工進度的安排，進一步優化各階段施工現場的塔吊布置，實現資源利用最大化。同時，現場車間加工的布置及現場施工道路的布置等，不僅需要滿足施工現場的要求，還需避免碰撞，減少搬運次數和距離，保證工序暢通，使施工按照計劃開展。

2.8 記錄問題

模擬過程中應當記錄發現的問題，并要做好問題分析，形成指導文件，避免問題再次發生。

2.9 對比模擬成果優化

模擬后對比模擬成果，對進度計劃、現場工序及相關資源的配置等進一步按照模擬結果進行優化，并更新信息到模型中。

2.10 施工組織模擬模型內容

施工組織模擬模型除了包括施工圖設計模型、深化設計模型、預制加工模型等上游模型內容外，還包括場地布置、平面組織、工序安排等信息（見表1）。

2.11 施工進度模擬優化BIM交付成果內容

內容應包括與本模型有關的關聯信息、動畫或相關影音文件、碰撞檢查的原因分析、施工組織優化文件。

3 施工工藝模擬優化

3.1 應用內容

應用內容包括現場的土方工程模擬工作、現場的模板工程模擬工作、現場的臨時支撐模擬工作及其他復雜節點或重難點模擬工作等。

3.2 施工工藝模擬優化BIM應用內容

應用流程如圖2所示。

3.3 確認工藝流程

模擬前，根據施工圖設計模型等上游模型或其他資料，編制相關的技術要求或標準。

3.4 土方工程模擬

根據結構深化設計模型，設定相關工藝，對開挖量、順序、現場機械、土方運輸等工作進行編排優化，并可進行可視化展示或施工交底。

3.5 模板工程模擬

根據現澆混凝土結構模型，設計好模板類型及數量等要素，進行可視化展示或施工交底，確保施工質量及安全。

3.6 臨時支撐模擬

根據結構深化設計模型，確定支撐類型、尺寸、受力、數量等要素，進行可視化展示或施工交底。

3.7 復雜節點模擬

根據結構深化設計模型，確定構件尺寸、空間大小、連接方法等要素，進行可視化展示或施工交底。

3.8 腳手架模擬

根據結構深化設計模型，確定安全網搭設、腳手架數量、場地條件等要素，進行可視化展示或施工交底。

3.9 垂直運輸模擬

根據結構深化設計模型，確定運輸能力、運輸數量等要素，進行可視化展示或施工交底。

3.10 大型設備及構件安裝模擬

根據結構深化設計模型，確定運輸路徑、貨物送達時間、墻體等要素，進行可視化展示或施工交底。

3.11 預制構件預拼裝模擬

根據結構深化設計模型，確定拼裝部位、拼裝方式、作業空間等要素，進行可視化展示或施工交底。

3.12 模擬過程關聯

有關工作時間、工作場地、勞動力、機械要求等與模型關聯。

3.13 方案優化指導文件

及時記錄過程中出現的工序問題、施工定位問題或其他相關內容，形成報告及優化文件，避免再次出現類似的問題。

3.14 協調優化

根據模擬成果對模型進行優化，更新信息。

3.15 施工工藝模擬模型內容

施工工藝模擬模型內容見表2。

3.16 調整模型

可能存在碰撞的，應進一步細化模型，確定工作面位置及大小；有施工穿插的，應進一步明確當中的邏輯關系，同時滿足其他相關要求。

3.17 成果交付

施工工藝模擬優化BIM交付成果應包括以下內容：施工工藝模型及關聯信息、動畫漫游文件、碰撞與沖突檢查分析報告、施工工藝模擬分析報告。

參 考 文 獻

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[責任編輯：陳澤琦]