BIM5D 在建筑工程領(lǐng)域的應(yīng)用研究

徐義洪 趙 峰

（遼寧省交通高等專科學(xué)校，遼寧 沈陽(yáng)110122）

建筑信息模型（Building Information Modeling，以下簡(jiǎn)稱BIM）技術(shù)基于計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)融合而成的建筑信息應(yīng)用技術(shù)，利用建筑、構(gòu)造特征和數(shù)字化存儲(chǔ)技術(shù)，并以3D模式直觀表述，實(shí)現(xiàn)建筑工程項(xiàng)目的階段協(xié)同和共享，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全過程信息化管理[1]。隨著建筑業(yè)的發(fā)展，三位模型已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的需要，因此在BIM模型上關(guān)聯(lián)了工程項(xiàng)目的進(jìn)度和成本信息，形成了BIM5D模型，便于建筑企業(yè)對(duì)施工項(xiàng)目進(jìn)行成本的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

目前，很多學(xué)者對(duì)BIM5D技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域進(jìn)行了研究[2-4]，劉德富等[6]以重慶仙桃數(shù)據(jù)谷三期一標(biāo)段項(xiàng)目為例，采用BIM5D平臺(tái)研究了BIM5D技術(shù)在項(xiàng)目管理中的應(yīng)用。孫楠等[7]通過文獻(xiàn)調(diào)查法分析了BIM5D技術(shù)在建筑工程中應(yīng)用存在的問題。吳蓉蓉等[8]利用BIM5D技術(shù)和掙得值法，構(gòu)建了BIM5D技術(shù)在成本控制中實(shí)施流程。王雨薇等[9]以建筑工5 程為例，運(yùn)用BIM5D技術(shù)對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行了三維建模、進(jìn)度管控、施工模擬及資源優(yōu)化，研究表明：應(yīng)用BIM5D技術(shù)可以縮短工期，提高施工管理效率。何松松等[10]從施工組織管理、進(jìn)度管理、成本合同管理、質(zhì)量安全管理、物資管理5 個(gè)方面分析如何開展基于BIM5D 技術(shù)的施工項(xiàng)目管理。武斌利用BIM技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了高職建筑力學(xué)和建工類課程的教學(xué)改革，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[11-12]。本文結(jié)合BIM5D技術(shù)的特點(diǎn)，分析了BIM5D技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域的應(yīng)用。

1 BIM5D 技術(shù)相關(guān)概述

1.1 BIM5D技術(shù)簡(jiǎn)介

BIM5D 技術(shù)作為一種新技術(shù)，是在BIM技術(shù)不斷改造升級(jí)后的新產(chǎn)品，是在BIM技術(shù)的基礎(chǔ)上，考慮項(xiàng)目的施工進(jìn)度和成本，從而形成了BIM5D技術(shù)。因此，BIM5D為施工企業(yè)在施工過程中提供準(zhǔn)確的施工進(jìn)度模擬，同時(shí)將物質(zhì)消耗、成本核算、過程計(jì)算的核心數(shù)據(jù)精確化管理，實(shí)現(xiàn)信息化溝通，提高決策效率。幫助客戶對(duì)施工過程進(jìn)行數(shù)字化管理，從而達(dá)到節(jié)約時(shí)間和成本，提升項(xiàng)目管理質(zhì)量的目的。

1.2 BIM5D應(yīng)用特點(diǎn)

BIM5D 技術(shù)將構(gòu)件信息空間、功能、物理、集合等信息進(jìn)行有機(jī)合成，并考慮施工成本、時(shí)間維度，以施工的可行性評(píng)估為要點(diǎn)。利用BIM5D技術(shù)優(yōu)勢(shì)，對(duì)工程預(yù)算、資源用量、施工協(xié)議、施工成本等進(jìn)行關(guān)聯(lián)管理。利用BIM可視化進(jìn)行施工進(jìn)度、質(zhì)量、成本、安全技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行形象化展示。BIM5D 技術(shù)有以下優(yōu)勢(shì)：

1.2.1 準(zhǔn)確性高

由于BIM中存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)，無(wú)法被有效管理和利用，施工人員對(duì)項(xiàng)目的認(rèn)知僅僅依靠一些特征數(shù)據(jù)，對(duì)施工項(xiàng)目的控制會(huì)出現(xiàn)偏差。利用BIM5D 技術(shù)，可以施工項(xiàng)目中的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、管理和整合。同時(shí)將各施工過程中造價(jià)數(shù)據(jù)和施工進(jìn)度數(shù)據(jù)進(jìn)行有機(jī)整合，確保施工管理人員對(duì)建筑施工項(xiàng)目進(jìn)行精確化建造，便于造價(jià)管理人員對(duì)工程量、變更工程量和成本數(shù)據(jù)進(jìn)行核算，保證數(shù)據(jù)的精確性。

1.2.2 可視化管理

在建筑信息模型中，通過BIM模型中的構(gòu)件與構(gòu)件之間形成互動(dòng)性和反饋性實(shí)現(xiàn)可視化管理，使之貫穿于整個(gè)項(xiàng)目。利用BIM5D 信息集成平臺(tái)，將建筑項(xiàng)目的各施工面進(jìn)行合理劃分，進(jìn)而對(duì)理論勞動(dòng)量及成本造價(jià)進(jìn)行可視化模擬分析，避免交叉工序多、分包隊(duì)伍多交導(dǎo)致的作業(yè)面造價(jià)協(xié)調(diào)沖突問題。

1.2.3 管理效率高

利用BIM5D 技術(shù)，建造統(tǒng)一的技術(shù)模型。各施工管理人借助BIM5D信息集成平臺(tái)對(duì)建筑施工時(shí)間、施工樓層、構(gòu)件工程量和清單工程量等信息進(jìn)行綜合分析，從而獲得相關(guān)物資用量，同時(shí)通過管控項(xiàng)目總物資計(jì)劃，提高物資的管控效率。

1.3 BIM5D應(yīng)用流程

在開展BIM應(yīng)用之前，應(yīng)當(dāng)先搞清楚自身的BIM需求，確定自身BIM應(yīng)用所需要哪些專業(yè)的模型數(shù)據(jù)。由于市場(chǎng)上BIM建模軟件繁多，每款軟件都有自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，因此，在確定了企業(yè)需求后，根據(jù)項(xiàng)目需求，選擇合適的BIM軟件進(jìn)行建模，在各專業(yè)模型建好之后，根據(jù)要求導(dǎo)出BIM5D集成文件就可以在BIM5D中進(jìn)行全專業(yè)的BIM模型集成。BIM5D應(yīng)用流程具體見圖1 所示。利用BIM5D 技術(shù)，建造統(tǒng)一的技術(shù)模型。各施工管理人借助BIM5D信息集成平臺(tái)對(duì)建筑施工時(shí)間、施工樓層、構(gòu)件工程量和清單工程量等信息進(jìn)行綜合分析，從而獲得相關(guān)物資用量，同時(shí)通過管控項(xiàng)目總物資計(jì)劃，提高物資的管控效率。

圖1 BIM5D 應(yīng)用流程圖

2 BIM5D 在建筑工程領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 BIM5D技術(shù)在進(jìn)度管理中的應(yīng)用

項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃的成功編制是保證工程項(xiàng)目順利完成前提條件，由于施工項(xiàng)目的復(fù)雜性、工程地質(zhì)條件的多邊形，施工進(jìn)度計(jì)劃的編制不是一成一變的，而是根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況而動(dòng)態(tài)調(diào)整。以往施工企業(yè)采用橫道圖或網(wǎng)絡(luò)圖來(lái)表征施工進(jìn)度計(jì)劃，其缺點(diǎn)是表征不直觀，沒有立體感，尤其是流水施工過程。在項(xiàng)目施工過程中，某些問題會(huì)在施工階段突然暴露，導(dǎo)致施工方陷入被動(dòng)。現(xiàn)在可以借助BIM技術(shù)，對(duì)項(xiàng)目施工的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行方案模擬，重點(diǎn)關(guān)注總平布置、交通組織、流水施工等環(huán)節(jié)，直觀、精確地發(fā)現(xiàn)施工過程中可能遇到的問題。BIM5D 技術(shù)在BIM3D模型基礎(chǔ)上，集成了施工進(jìn)度文件，利用BIM5D 平臺(tái)對(duì)比分析實(shí)際工程進(jìn)度數(shù)據(jù)和計(jì)劃進(jìn)度數(shù)據(jù)，根據(jù)分析情況，確定工程實(shí)際執(zhí)行情況與計(jì)劃目標(biāo)之間的差距。提前了解項(xiàng)目施工進(jìn)度的延誤情況，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目施工進(jìn)度的動(dòng)態(tài)管理。施工進(jìn)度模擬的常用的軟件包括品茗、BIM 5D、Navisworks、Fuzor、Synchro、3DS Max 等軟件，功能大同小異。另外在進(jìn)行資源管理時(shí)，可以以工期為基準(zhǔn)，通過BIM5D 物資查詢界面，快速查詢施工項(xiàng)目的物質(zhì)使用情況，提早預(yù)防物資用量高峰或物資滯留，做到項(xiàng)目物資及時(shí)把控，及時(shí)調(diào)整，防治施工進(jìn)度出現(xiàn)延誤。

2.2 BIM5D在成本控制中的應(yīng)用

建筑施工過程中，項(xiàng)目的物資用量及工程量是項(xiàng)目成本控制最最要的數(shù)據(jù)參考，同時(shí)也是物資采購(gòu)、計(jì)量支付、工程結(jié)算的依據(jù)，同時(shí)也是成本控制最重要的數(shù)據(jù)參考。對(duì)于項(xiàng)目工程量而言，BIM5D可以查詢每一個(gè)構(gòu)件的信息，從而了解構(gòu)件的材質(zhì)、工程量、標(biāo)高等信息，便于后期模型的修改，查看構(gòu)件信息。項(xiàng)目中的每個(gè)構(gòu)件信息都有自己獨(dú)特的編碼，同時(shí)構(gòu)件信息是可以運(yùn)算的，利用BIM5D平臺(tái)統(tǒng)計(jì)構(gòu)件數(shù)量及自動(dòng)識(shí)別功能，在結(jié)合相關(guān)扣減規(guī)則，從而實(shí)現(xiàn)工程量的計(jì)算。BIM5D技術(shù)平臺(tái)可以參照物資用量信息對(duì)施工項(xiàng)目進(jìn)行流水段劃分，在建筑施工過程中，針對(duì)不同分部分項(xiàng)工程，不同的施工部位，不同的時(shí)間段分別進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算和統(tǒng)計(jì)，供施工項(xiàng)目參考。通過BIM5D查詢和統(tǒng)計(jì)的施工數(shù)據(jù)，可以為施工項(xiàng)目的物資采購(gòu)，材料下料、計(jì)量支付和工程量核算提供精確參考，對(duì)施工項(xiàng)目的成本信息進(jìn)行有效得控制，節(jié)約資源浪費(fèi)，提高資金的使用效率。

2.3 BIM5D在質(zhì)量管理中的應(yīng)用

隨著建筑施工水平提高及工程結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，對(duì)施工項(xiàng)目的工程質(zhì)量管理越來(lái)越嚴(yán)格，特別是施工項(xiàng)目的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)、復(fù)雜節(jié)點(diǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)節(jié)點(diǎn)是主要的控制對(duì)象。可以利用BIM5D 技術(shù)平臺(tái)，對(duì)施工項(xiàng)目中存在的重大安全隱患進(jìn)行信息跟蹤，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。同時(shí)對(duì)復(fù)雜技術(shù)施工方案的施工過程、施工工序及施工工序進(jìn)行模擬，實(shí)現(xiàn)可視化交底，避免由于傳統(tǒng)的二維圖紙交底造成的理解分歧和信息錯(cuò)漏等問題。加強(qiáng)了各參與方之間的交流，使之交流更便利，更容易理解，為控制施工各環(huán)節(jié)的質(zhì)量提供了技術(shù)支持。

3 結(jié)論

綜上所述，BIM5D技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛，通過分析BIM5D技術(shù)特點(diǎn)，結(jié)合BIM5D技術(shù)應(yīng)用流程，分析了BIM5D技術(shù)在工程進(jìn)度、成本工程和質(zhì)量管理中的應(yīng)用，通過分析可知，BIM5D 平臺(tái)可以有效管控施工進(jìn)度，提高工作效率，縮短工程，對(duì)各種物資材料的準(zhǔn)備和使用進(jìn)行全程跟蹤管理，從而減少其資源浪費(fèi)，節(jié)約工程成本。BIM5D技術(shù)將工程量、模型數(shù)據(jù)和時(shí)間進(jìn)度信息設(shè)置在同一模型體系中，利用流水段的變更資金信息的導(dǎo)入，可以對(duì)工程項(xiàng)目成本進(jìn)行實(shí)時(shí)、高效的管控。BIM5D技術(shù)可以對(duì)施工過程中復(fù)雜的工藝和工序進(jìn)行施工模擬，實(shí)現(xiàn)可視化技術(shù)交底，對(duì)施工過程中質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控。因此，BIM5D技術(shù)的引入，實(shí)現(xiàn)了工程物資、成本和施工進(jìn)度等方面的信息協(xié)同，推動(dòng)了建筑工程管理的信息化趨勢(shì)，推動(dòng)了BIM5D技術(shù)在工程領(lǐng)域的應(yīng)用。