BIM技術(shù)在現(xiàn)場施工管理中的應(yīng)用

亓培鑫 高 鵬

(山東科技大學(xué)土建學(xué)院，山東 青島 266590)

1 現(xiàn)場施工管理存在的問題

1.1 施工人員管理水平有所欠缺

第一，建筑施工企業(yè)的管理人員多而雜，學(xué)歷水平參差不齊，他們有的是專業(yè)的施工管理人員，能夠熟練掌握施工工藝進(jìn)行施工管理，但是也有一些臨時性的非專業(yè)施工管理人員，這類施工人員由于學(xué)歷的限制，沒有接受過專業(yè)的培訓(xùn)，對施工工序和現(xiàn)場管理存在認(rèn)識上的不足。建筑施工具有工期長、投入資金多、工序復(fù)雜的特點，在這種情況下，對施工現(xiàn)場的勞動力進(jìn)行管理就顯得十分困難和復(fù)雜。在施工過程中，施工管理人員對現(xiàn)場施工監(jiān)管不到位，部分施工人員存在自作主張，隨意更改建筑設(shè)計，不嚴(yán)格按照圖紙進(jìn)行施工的現(xiàn)象[1]，而現(xiàn)場管理人員并沒有及時發(fā)現(xiàn)并制止，導(dǎo)致驗收不合格，需要重新返工，由此拖延工期，影響進(jìn)度。

第二，現(xiàn)場施工管理人員對材料設(shè)備的管理有所欠缺。建筑施工現(xiàn)場材料、施工設(shè)備、器具等繁多，許多工人對于現(xiàn)場材料隨用隨放，一方面會造成材料的浪費，也會為后續(xù)施工造成不必要的麻煩，另一方面，對于放置的材料沒有相應(yīng)的保護(hù)措施，使材料損失應(yīng)有的使用功能，形成潛在的安全隱患。其次，管理人員對現(xiàn)場施工設(shè)備只注重使用不注重保養(yǎng)，對設(shè)備的保護(hù)不到位。有的設(shè)備長時間不用，隨意停放在現(xiàn)場，會造成設(shè)備的老化和零配件的損失，增加潛在的安全風(fēng)險。另外，大型設(shè)備停放不合理，長時間的停放占據(jù)著大量的施工空間，為工程施工造成不便。

1.2 進(jìn)度問題

現(xiàn)場管理人員對不確定因素的預(yù)測和防范不到位。建筑施工過程中會受到不確定因素的影響。首先，氣候、環(huán)境、水文等因素會拖慢施工進(jìn)度，雷雨天氣過后，對于施工現(xiàn)場的排水也是一大問題。其次，在漫長的施工過程中，所需要的人員、材料、機(jī)械設(shè)備的價格會出現(xiàn)波動，而且來自于建設(shè)方的資金問題也影響著施工進(jìn)度，比如建設(shè)方未能定期支付預(yù)付款、工程款等，會造成施工單位資金周轉(zhuǎn)困難，對于施工進(jìn)度的落實造成影響。在施工現(xiàn)場，傳統(tǒng)的施工進(jìn)度管理方法有橫道圖、網(wǎng)絡(luò)圖、直方圖等，現(xiàn)場管理人員大多數(shù)是通過類似工程的施工進(jìn)度和長時間工作積累下來的經(jīng)驗來安排進(jìn)度，這種方法雖然可行，但是其精度不高，一些工作只有大體輪廓，并沒有詳細(xì)的內(nèi)容，所以，很容易出現(xiàn)拖延工期的現(xiàn)象。

1.3 成本問題

項目成本的控制關(guān)系著企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益，完善的項目成本管理機(jī)制是項目盈利的基礎(chǔ)，在企業(yè)成本管理中，所建立的成本管理體系大多是針對財務(wù)和審計部門，而在現(xiàn)場施工管理中，成本控制是一個薄弱環(huán)節(jié)，項目成本管理系統(tǒng)缺乏整體性。現(xiàn)場管理人員的成本控制意識差，只是局限的認(rèn)為，現(xiàn)場管理人員側(cè)重于做好具體的施工工作和現(xiàn)場施工人員的管理工作，只注重資金材料是否到位，而對于成本的控制管理是財務(wù)、審計部門的工作，這恰好違背了全員性成本控制原理，沒有認(rèn)識到成本控制是需要每一個人員共同參與。其次，傳統(tǒng)的成本控制方法存在計算量大、計算精度差、效率低下等現(xiàn)象，而且不能對施工成本和材料的使用進(jìn)行實時監(jiān)控和管理，造成預(yù)算超支和資源浪費。另外，由于施工隊眾多，施工時間節(jié)點繁多，會導(dǎo)致施工員和材料員并不熟悉預(yù)算，在控制用料方面造成一定的浪費，增加項目成本。

1.4 質(zhì)量問題

項目質(zhì)量決定著建筑物壽命的長短，關(guān)乎著人民的生命財產(chǎn)安全。在施工現(xiàn)場，各種圖紙復(fù)雜冗多，部分施工人員對圖紙的理解執(zhí)行能力不夠，各工種之間聯(lián)系的缺失以及施工水平的差別要求我們必須加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，傳統(tǒng)的質(zhì)量控制是運(yùn)用抽檢的方法，而在抽檢過程中，若監(jiān)理人員對已完成項目檢測結(jié)果不理想，會導(dǎo)致項目返工和拖延工期，也就是說，傳統(tǒng)的質(zhì)量控制模式在各工種協(xié)調(diào)方面難度頗大，并沒有形成有效的質(zhì)量管理體系，往往是出現(xiàn)質(zhì)量問題后再改正，這并不能保證項目的質(zhì)量。因此，我們需要將這種靜態(tài)的管理模式轉(zhuǎn)化為動態(tài)的管理體系，建立健全項目信息化基礎(chǔ)平臺，通過平臺軟件，加強(qiáng)信息傳遞與共享，避免出現(xiàn)信息孤島和斷層問題。

2 BIM技術(shù)的特點

BIM技術(shù)是一種多維模型信息集成技術(shù)，能夠讓項目建設(shè)的所有參與方從概念的產(chǎn)生到完全拆除的整個生命周期內(nèi)清晰的從模型中得到所有的信息、功能要求和性能。BIM具有以下特點。

2.1 可視化

2.1.1設(shè)計可視化

設(shè)計可視化即在設(shè)計階段設(shè)計師以三維模型的形式將建筑物和構(gòu)件呈現(xiàn)出來，用戶可以清晰地通過三維模型看到建筑物和構(gòu)件，隨時可以獲取建筑物和構(gòu)件的信息。

2.1.2施工可視化

施工組織可視化是通過BIM技術(shù)將傳統(tǒng)的二維圖紙轉(zhuǎn)化為三維模型，通過創(chuàng)建各種模型，可以進(jìn)行虛擬施工，將復(fù)雜節(jié)點全方位呈現(xiàn)出來。通過BIM軟件我們可以對建筑設(shè)備的空間布局是否合理進(jìn)行提前檢查，通過設(shè)置不同的施工路線，可以制作出多種設(shè)備安裝動畫，可擇優(yōu)選取合理路線。施工組織可視化的優(yōu)勢還表現(xiàn)在機(jī)電管線的碰撞檢測，將各專業(yè)模型組合起來，能夠?qū)C(jī)電管線和建筑物的碰撞點以三維模式呈現(xiàn)出來，與傳統(tǒng)的碰撞檢測相比，這大大節(jié)省了檢測時間，而且提高了檢測精度。

2.2 協(xié)調(diào)性

運(yùn)用BIM軟件進(jìn)行施工管理，有助于工程各參與方之間的組織協(xié)調(diào)，通過BIM三維可視化控件和自動檢測功能，可對機(jī)電管線和設(shè)備安裝進(jìn)行模擬，檢測是否發(fā)生碰撞，找出問題及時解決，提高設(shè)計質(zhì)量，降低成本及風(fēng)險。對施工進(jìn)度進(jìn)行模擬，幫助各參與方人員對設(shè)計意圖和施工方案獲得更高層次的理解，通過整體規(guī)劃協(xié)調(diào)，使方案更高效、完美。

2.3 優(yōu)化性

運(yùn)用BIM及其配套的優(yōu)化性工具將項目設(shè)計和投資回報分析結(jié)合，計算出設(shè)計變化對投資的影響，明確哪種優(yōu)化措施更滿足自身要求，對施工方案進(jìn)行優(yōu)化，以此縮短工期，降低成本。

3 BIM技術(shù)在現(xiàn)場施工中的應(yīng)用

3.1 加強(qiáng)BIM理論學(xué)習(xí)

在現(xiàn)場施工管理中，現(xiàn)場管理人員的水平是決定項目成敗的重要因素，因此加強(qiáng)現(xiàn)場管理人員的技能培訓(xùn)尤為重要。由于施工管理人員學(xué)歷水平不一，施工現(xiàn)場管理人員應(yīng)分層次加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)。BIM技術(shù)是貫穿于整個生命周期的技術(shù)模式，以BIM技術(shù)為輔助工具的項目管理信息化系統(tǒng)，能有效的提高工程建設(shè)水平，提高工程質(zhì)量，因此，施工單位應(yīng)對具有一定學(xué)習(xí)能力的管理人員進(jìn)行BIM培訓(xùn)，將BIM技術(shù)推廣應(yīng)用到現(xiàn)場施工管理中。另外，BIM技術(shù)的三維模型和動畫展示給人以直觀的感受，通過現(xiàn)場二維圖紙和三維模型的結(jié)合，可讓管理人員對現(xiàn)場施工有更清晰、更明確的認(rèn)識，從而避免隨意更改設(shè)計現(xiàn)象的發(fā)生，保證工程質(zhì)量。利用BIM技術(shù)可對設(shè)備控件是否合理進(jìn)行提前檢驗，對大型設(shè)備的安放位置和使用順序提前做出安排，利用BIM模型可提前對災(zāi)害過程進(jìn)行模擬，制定應(yīng)急方案和解決措施，結(jié)合智能芯片植入安全帽，對進(jìn)出場控制、工作面布置等方面進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整,從場容場貌、安全防護(hù)、安全措施、外腳手架、機(jī)械設(shè)備等方面做好現(xiàn)場安全文明施工工作[2]。

3.2 BIM技術(shù)在施工進(jìn)度管理中的應(yīng)用

基于BIM技術(shù)下的進(jìn)度管理是4D模型，通過4D進(jìn)度模擬能直觀地看到整個施工過程的詳細(xì)安排，利用三維可視化平臺，達(dá)到施工可視化的要求。

第一，BIM技術(shù)具有完備的信息模型。通過這個模型平臺，BIM技術(shù)在進(jìn)度管理中融合了各項目參與方的相關(guān)信息，從項目的設(shè)計到實施，各參與方之間互通有無、相互聯(lián)系，使項目施工更具有整體性。此外，在現(xiàn)場施工進(jìn)度控制中，BIM技術(shù)可以按月、周、天來顯示進(jìn)度計劃，通過進(jìn)度顯示，我們可以在施工前選出合理的施工方案，與傳統(tǒng)的平面網(wǎng)絡(luò)計劃圖相比，BIM進(jìn)度控制可同步現(xiàn)場施工，便于施工管理人員及時發(fā)現(xiàn)錯誤并糾正。

第二，通過BIM技術(shù)的施工模擬，可以避免出現(xiàn)邏輯錯誤。我們知道，現(xiàn)場施工管理是一個非常復(fù)雜而又困難的工作，傳統(tǒng)的進(jìn)度管理大多數(shù)是憑借編制者的經(jīng)驗和相似工程進(jìn)度的參考來制定，這難免會出現(xiàn)邏輯錯誤[3]，與傳統(tǒng)的進(jìn)度管理方法相比，基于BIM技術(shù)下的進(jìn)度管理方法，能讓管理者更直觀的發(fā)現(xiàn)潛在的錯誤和隱患，使施工管理更有條理性。通過施工模擬，對未知因素提前做出預(yù)判，可以減小損失，保證正常的施工進(jìn)度。

3.3 BIM技術(shù)在施工成本管理中的應(yīng)用

5D BIM模型增加的一維信息就是成本信息，施工管理人員可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行更全面的管理，可以更方便的獲取資金動態(tài)需求，從而更好地制定資金分配計劃，確保施工過程順利進(jìn)行。

第一，在現(xiàn)場施工中，我們將各類工程量信息以及成本數(shù)據(jù)導(dǎo)入模型中，將二者結(jié)合，BIM系統(tǒng)會自動拆分組合來發(fā)現(xiàn)存在的漏洞和錯誤，通過對關(guān)鍵節(jié)點的碰撞檢測，得到最優(yōu)的施工方案，在此過程中可對項目的進(jìn)展進(jìn)行實時跟蹤以及在各個時間段內(nèi)資金使用情況進(jìn)行展示，實現(xiàn)動態(tài)成本管理。

第二，限額領(lǐng)料。為了降低項目成本，減少現(xiàn)場材料使用的浪費，在這時候限額領(lǐng)料就發(fā)揮著重要作用。而BIM技術(shù)在限額領(lǐng)料中的使用會顯著降低材料的浪費，BIM技術(shù)會根據(jù)時間節(jié)點，準(zhǔn)確無誤的預(yù)算施工時間，并提供數(shù)據(jù)支撐，通過數(shù)據(jù)共享平臺來獲取基本數(shù)據(jù)[4]，更好的為材料員、施工員控制材料消耗和減小資源浪費提供支持，從而更好地降低項目成本。

3.4 BIM技術(shù)在施工質(zhì)量管理中的應(yīng)用

基于BIM技術(shù)的質(zhì)量管理我們可以分為兩個部分。

第一，材料構(gòu)件質(zhì)量管理。為了做好建設(shè)項目的質(zhì)量管理，首先我們要確定構(gòu)件的位置，由于實際項目中工程量巨大，質(zhì)檢人員很難確定構(gòu)件的位置，通過BIM技術(shù)，可以把每個構(gòu)件進(jìn)行編號，把數(shù)據(jù)庫錄入到BIM軟件共享平臺中，通過BIM平臺，形成三維的信息模型，質(zhì)檢人員在檢查時可以隨時調(diào)用數(shù)據(jù)，精確快速的找到構(gòu)件。此外，除了能通過BIM軟件平臺查找材料構(gòu)件的尺寸、大小、屬性等基本信息外，我們還可根據(jù)BIM模型對現(xiàn)場產(chǎn)品進(jìn)行追蹤、記錄，對工程質(zhì)量進(jìn)行實時監(jiān)控。

第二，技術(shù)質(zhì)量管理。BIM軟件的施工動態(tài)模擬技術(shù)，避免了實際做法和計劃做法的偏差，通過建立模型后的碰撞檢測，可以及時地發(fā)現(xiàn)錯誤，減少因為設(shè)備管線碰撞引起的不必要的拆除和返工，節(jié)約了施工成本。通過共享平臺，共享優(yōu)化后的方案，能夠增強(qiáng)各部門間的交流，顯著提升工程施工質(zhì)量。

4 結(jié)語

BIM技術(shù)在我國的發(fā)展雖然還處于初級階段，但是卻給建筑行業(yè)帶來了巨大的革命，為現(xiàn)場施工管理帶來了巨大的效益，BIM技術(shù)的信息共享平臺，加強(qiáng)了各參與方的交流，三維可視化技術(shù)讓基層管理人員對現(xiàn)場管理有更清晰、更準(zhǔn)確的認(rèn)識。本文通過分析BIM技術(shù)在現(xiàn)場施工管理中的應(yīng)用，明確指出BIM技術(shù)能夠確保施工進(jìn)度、降低施工成本、保證施工質(zhì)量，所以，施工單位應(yīng)以積極的態(tài)度接受BIM技術(shù)帶來的變革，主動培養(yǎng)BIM專業(yè)型人才，在建設(shè)信息化潮流中，將BIM技術(shù)用于現(xiàn)場施工管理，在未來市場上占據(jù)主動權(quán)。