“新工科”背景下BIM在工程管理畢業(yè)設(shè)計中的創(chuàng)新應用

胡海波 范王輝 謝偉 孟杰

摘? 要：文章分析了在“新工科”背景下，BIM在工程管理專業(yè)畢業(yè)設(shè)計中的應用現(xiàn)狀，并結(jié)合兩個案例項目，提出了通過所選項目來針對性的設(shè)置創(chuàng)新性任務的畢業(yè)設(shè)計新模式。在引導學生拓展思路，培養(yǎng)學生綜合應用新技術(shù)、整合有用資源的能力方面有較強的參考價值，也為工程管理專業(yè)開展畢業(yè)設(shè)計創(chuàng)新提供一些建議。

關(guān)鍵詞：“新工科”;BIM;畢業(yè)設(shè)計;工程管理

中圖分類號：TU71 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）32-0031-03

Abstract： This paper analyzes the present situation of the application of BIM in the graduation design of engineering management major under the background of "new engineering". Combined with two case projects， this paper puts forward a new mode of graduation design through the selected projects to set up innovative tasks. It has a strong reference value in guiding students to expand their ideas and cultivate their ability to comprehensively apply new technologies and integrate useful resources. It also provides some suggestions for the engineering management specialty to carry out the innovation of graduation design.

Keywords： "New Engineering"; BIM; graduation project; engineering management

為迎接新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)革命的挑戰(zhàn)，也更好的為“一帶一路”、“中國制造2025”、“互聯(lián)網(wǎng)+”等一系列國家重大戰(zhàn)略服務。教育部在2017年2月發(fā)布《關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》，提出深化工程教育改革，推進新工科的建設(shè)與發(fā)展，并由部分學校率先開展新工科研究和實踐。新工科的建設(shè)和發(fā)展迫切需要建設(shè)和發(fā)展一批新興工科，或改造和升級一批傳統(tǒng)工科[1]。在這一背景下，工程管理作為傳統(tǒng)的工科，通過人才培養(yǎng)模式調(diào)整，教學改革等手段培養(yǎng)出具備跨界整合能力、創(chuàng)新能力、實踐能力強的復合型人才是改造和升級的最終目的。

建筑信息模型（BIM）是符合工程領(lǐng)域新工科發(fā)展的一個非常有力的工具，在建筑行業(yè)引起了較深層次的變革，對構(gòu)建基于BIM技術(shù)的工程管理實踐教學平臺具有重要的價值。而畢業(yè)設(shè)計作為綜合性最強、涉及知識點最廣、實踐周期最長的一項實踐教學環(huán)節(jié)，在進行專業(yè)培養(yǎng)方案、教學模式調(diào)整時應當引起足夠的重視。

1 BIM在工程管理專業(yè)畢業(yè)設(shè)計中的應用現(xiàn)狀

BIM技術(shù)在政策上的推進，率先得到了高校的響應，一些BIM產(chǎn)品研發(fā)公司也以此為契機，舉辦各類相關(guān)競賽，很多高校對于BIM的應用最初也是基于參加BIM畢業(yè)設(shè)計大賽開展起來的，如筆者學校就是如此。按照競賽要求組織參賽隊伍，依據(jù)模塊任務書進行任務的分解和下達，繼而BIM畢設(shè)、與BIM相關(guān)的課程設(shè)計、BIM興趣社團等也逐步形成，這是對傳統(tǒng)的實踐教學模式進行的初步改革和創(chuàng)新。也有些高校嘗試了其他模式，如重慶大學提出了通過BIM數(shù)字化招投標將BIM應用與標書編制相結(jié)合，構(gòu)建了強調(diào)全過程、跨專業(yè)學習為特點的畢業(yè)設(shè)計新模式[2]。同濟大學與上海建工集團創(chuàng)新性的開展了校企聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計，這種創(chuàng)新性的嘗試既為學生提供了良好的實踐平臺，也為企業(yè)考察和吸收優(yōu)秀人才提供了機會同時對提高高校教師尤其是青年教師的工程素質(zhì)也起到了促進作用[3]。另外，開展多專業(yè)協(xié)同畢業(yè)設(shè)計是較多高校采取的一種模式，由于BIM技術(shù)可以在建筑設(shè)計、項目管理等方面都能發(fā)揮它較強的應用價值，所以可以完成以較復雜的綜合性工程項目為背景的畢業(yè)設(shè)計課題，使學生能夠全面、真實、系統(tǒng)的參與到項目的全壽命周期的各個階段中去[4]。全國高校在各類實踐中也在不斷探索更加適合自身人才培養(yǎng)方案的畢業(yè)設(shè)計模式，多種模式百花齊放，最終的結(jié)果就是促進了BIM技術(shù)在高校的推廣和應用，對BIM的發(fā)展、企業(yè)的人才引進、學校實踐實訓環(huán)節(jié)的創(chuàng)新、學生綜合能力的提高等各方面都起到了積極而巨大的作用。

當然，BIM在畢設(shè)中的應用，也面臨一些問題，比如缺乏專業(yè)的評審，評價的標準和電算結(jié)果的準確性較難確定[5]。用到的BIM相關(guān)軟件種類較多，軟件的選擇、搭配、調(diào)試等問題也需要較專業(yè)的人士進行指導[6]。這些問題都需要我們在畢設(shè)選題的環(huán)節(jié)慎重去研究和商定。

2 “新工科”背景下BIM畢業(yè)設(shè)計的創(chuàng)新應用

2.1 “新工科”背景下BIM畢業(yè)設(shè)計課題的選擇

“新工科”背景下，有BIM等相關(guān)技術(shù)和理論的支撐，在畢設(shè)選題階段可以摒棄傳統(tǒng)工程管理專業(yè)畢業(yè)設(shè)計常規(guī)課題、常見項目背景、單項任務的模式的局限，前期課題和項目背景的選擇上應當非常慎重，不僅要運用新技術(shù)新思路解決復雜問題，還應結(jié)合行業(yè)發(fā)展趨勢及目前存在的問題探索性的開展一些嘗試性的創(chuàng)新。筆者以兩例典型的畢業(yè)設(shè)計選題及開展情況進行詳細介紹。

項目一：工程為一棟混凝土-鋼混合結(jié)構(gòu)的教學樓，總建筑面積為1040.74m2，建筑基底面積712.60m2。該建筑共兩層，層高3.6m，總高度為11.17m，室內(nèi)外高差為0.45m。該項目一層為混凝土結(jié)構(gòu)，二層為鋼結(jié)構(gòu)，配有鋼結(jié)構(gòu)太陽能光伏屋架。該工程項目規(guī)模雖然較小，但是結(jié)構(gòu)形式復雜，在后續(xù)課題設(shè)計時，在設(shè)計深化、施工管理方面給學生提出了更高的要求。

項目二：工程為一五星級酒店，總建筑面積：54323m2，（地上：27486m2，地下：26837m2），計容面積：33215m2，地下兩層，地上六層，總建筑高度23.7m。由于是特殊用途的建筑，區(qū)別于普通住宅，結(jié)構(gòu)復雜，涉及的專業(yè)較多，同時不存在標準層，還有夾層的存在，建模強度大大增加;管線多，進行管線布置時，需充分考慮管線碰撞問題。

2.2 “新工科”背景下BIM畢業(yè)設(shè)計的專業(yè)分工和任務分配

BIM畢設(shè)的選題相比常規(guī)課題，存在項目體量大、涉及專業(yè)多、整體難度系數(shù)大、任務量重等特點，因此一般采取團隊畢業(yè)設(shè)計的模式，一般每組成員在3-5人。另外，在進行專業(yè)分工和任務分配時，要考慮諸多方面的問題：

（1）背景項目所涉及的專業(yè)工程要和學校現(xiàn)有的相關(guān)專業(yè)盡量對應，避免學生工作量過大，成果在專業(yè)角度出現(xiàn)較大問題。

（2）任務分配除了和學生專業(yè)匹配之外，還要滿足高校畢設(shè)選題深度、廣度以及任務量的要求。

（3）雖然專業(yè)上有分工，任務上有區(qū)別，但從項目整體的角度出發(fā)，最終的成果仍然是“合而不分”，在完成個人的畢設(shè)任務之外，小組還要給出完整的項目成果。

2.3 “新工科”背景下BIM畢業(yè)設(shè)計的實現(xiàn)路徑

根據(jù)項目特征及任務要求不同，兩個項目的實施路徑如圖1、圖2。

2.4 以項目一為例，部分成果展示

在項目一中，一層模型在revit中完成，二層和樓頂上的太陽能光伏支架在tekla中完成，而大樣圖是在詳圖軟件中完成的，當所有的部分完成后需要在revit中進行整合。整合后三維效果見圖3。

最終的成果包含教學樓三維效果圖、關(guān)鍵節(jié)點大樣圖、二維施工圖紙（平立剖面）、關(guān)鍵節(jié)點施工交底動畫等。其中關(guān)鍵節(jié)點大樣圖由參數(shù)化詳圖軟件繪制，當設(shè)定的基本參數(shù)修改后，關(guān)聯(lián)的圖形會跟著整體調(diào)整，另外，附上相應構(gòu)件工程量表，方便工程量核對。部分成果如圖3、4、5。

3 結(jié)束語

本文提到的兩個案例在項目背景上存在一定的特殊性，在常規(guī)的課題基礎(chǔ)上又提出了更高更多的要求，學生在畢設(shè)過程中，能夠通過較深的課題研究出新的實現(xiàn)路徑，整合更多的BIM及相關(guān)軟件資源，把一個項目各方面做得更全面，更細致。在“新工科”的背景下，實踐環(huán)節(jié)與時俱進的改革和調(diào)整能夠更好的引導學生創(chuàng)新應用新技術(shù)的能力，探索新思路的精神，發(fā)掘?qū)W生的潛能和科技的魅力。

參考文獻：

[1]張海生.“新工科”建設(shè)的背景、價值向度與預期效果[J].湖北社會科學，2017（9）：167-173.

[2]李世蓉，吳承科，李驍.基于BIM的工程管理專業(yè)畢業(yè)設(shè)計改革——以重慶大學為例[J].工程經(jīng)濟，2016，26（8）：57-61.

[3]王婉，李懷健，劉勻.BIM技術(shù)在校企聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計中的應用和實踐[J].高等建筑教育，2018，27（6）：161-166.

[4]劉方成，何杰，鄭輝，等.基于BIM應用的土木工程小組協(xié)同畢業(yè)設(shè)計實踐[J].當代教育理論與實踐，2019，11（1）：80-84.

[5]朱麗玲，秦擁軍.BIM在工程管理專業(yè)畢業(yè)設(shè)計中的應用探索——以新疆大學為例[J].教育現(xiàn)代化，2018，5（44）：177-181+186.

[6]武新杰.基于BIM的建筑工程技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計研究[J].重慶建筑，2017，8：43-44.