BIM軟件在工程質量控制中的應用

劉新偉

（山西工程科技職業大學，山西 晉中 030600）

1 研究背景

隨著互聯網的發展，智能化軟件的應用，建筑施工質量信息化管理也成為了必然。《2011—2015年建筑業信息化發展綱要》提出建筑信息模型BIM（Building Information Modeling）技術是提高管理效率、實現建筑信息化管理最為重要的技術方法，也是有效提高施工方核心競爭力的有效途徑。

2 BIM在工程質量控制中的優點

BIM之父Chuck M.Eastman教授在20世紀70年代提出了建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM），同時還提出了“基于BIM技術創建虛擬建筑模型”，這無疑是建筑工程史的又一次巨變。BIM是一切建筑信息的模型化載體，通過多年的推廣和探索，已經逐漸顯現出它的優勢，并逐漸被各行各業推廣應用，如建筑、道路、橋梁、管道甚至軌道交通等等，但在質量控制中，還沒有太具體的BIM技術應用案例。

本文提出了將BIM技術融入到施工質量過程控制中，結合施工質量控制中存在的問題，引進新技術的同時，對原有的人員配備、組織結構和管理流程進一步優化，從而設計出一套可以符合新技術、滿足可視化、信息化的質量管理系統。由于施工過程中出現的材料不合格、操作人員素質參差不齊、施工操作不達標、工種交叉影響等因素，導致施工質量難以保證。而BIM技術是現代建筑信息化管理的支撐，它可以在人員管理、資源管理、文件管理等方面糾錯，改善管理不到位、人工操作不規范等問題，進一步實現可視化、精細化、信息化管控，達到信息和質量的完整性與一致性[1]。

圖1 可視化、信息化BIM管控圖

不僅如此，在施工場地布置、施工組織設計中均可以用到BIM技術的軟件操作，相比傳統的場地布置圖和網絡計劃圖，BIM軟件設計更節省時間，更科學合理，從而進一步提高工程質量。

3 BIM技術在工程質量控制各環節的應用

BIM技術在施工過程中可以全程參與，通過可視化視角，可移動的手機、電腦端口，通過快速、無誤的信息傳遞，使施工過程更嚴謹，人員信息更可靠，施工過程質量得到進一步保障。質量的影響因素主要有4M1E，即人（man）、機械（machine）、材料（material）、方法（method）、環境（environment）[2]。在明確了質量需求，進一步選擇好合適的BIM系統及管理軟件，建立好可以執行的標準和守則后，根據4M1E因素，逐條進行基于BIM的質量控制分析。

3.1 在人員和信息傳達方面

人是所有施工、質量管理、信息傳遞的主體，也是BIM系統軟件操作的主體。人的素質、學識和操作水平都會對施工質量的形成造成影響。在施工質量管控過程中，人為因素至關重要。要BIM軟件充分發揮施工現場中的作用，人們會使用軟件才是基本前提，BIM從業人員必須擁有質量和責任意識，才能讓全員在施工項目質量管控中的作用進一步得到發揮和提高。BIM不僅提高了管理者的工作效率，還使一線操作人員對自己工作內容更加清晰，質量控制點更加明確，避免了更多的主觀失誤，從而達到施工過程的精準性。BIM軟件通過網絡實現了遠程控制，減少了信息傳達上口口相傳容易造成的理解偏頗，實現了信息的精準傳遞，這無疑都增加了BIM對施工質量管控的安全性、可操作性和精確性[3]。

3.2 在材料和機械方面

材料是施工質量的基本保障，材料的合格與否直接影響工程的安全性，嚴格把控材料質量是基于BIM質量管控的重中之重。BIM軟件可以通過構建材料庫，實現材料的信息化、精細化管理，避免材料浪費的同時，還可以合理安排施工人員班組的調整，避免人員浪費。

首先，材料供應商可以通過網上評級篩選，選出有實力且質優價廉的供應商，上傳并審核資質。其次，對于已采購的材料，必須上傳材料質檢報告、數量清單等信息，如圖2所示，以便后續資源庫的調配。

圖2 BIM-revit軟件材料屬性圖

對于機械進場，可以通過BIM施工場地布置軟件，對施工區、辦公區進行合理規劃后，再安排放置好塔吊、龍門架、施工電梯等，基于BIM的可視化功能，讓機械分布更合理，施工質量更有保障。

3.3 在施工環境方面

施工現場布置是工程開工前重要的工作內容之一。它是科學地布置施工區、生活區、辦公區，和文明施工的重要依據和保障。傳統施工場地布置策劃是由老一輩有經驗的工人依據經驗設計，但很難在施工前分辨其布置方案是否存在問題，而施工現場活動本身每天都存在變化，施工現場對材料、設備、機具等的需求也是隨著項目施工的不斷推進而變化的。隨著項目的進行，很有可能變得不適應項目施工的需求。而重新調整布置方案帶來的拆卸和搬運，只會投入更多的人力物力，增加更多的施工成本，造成更多的資源、資金浪費，布置不合理的施工場地甚至會產生施工安全問題。所以，隨著工程項目的大型化、復雜化，傳統的靜態二維施工場地布置方法已經難以滿足實際需要。而通過BIM施工場地布置軟件對施工現場規劃如圖3所示，可見其優勢。

圖3 BIM施工現場布置圖

在使用BIM軟件進行場地布置時，要按照以下流程進行，如圖4所示。

圖4 施工現場布置流程圖

3.3.1 傳統手繪圖或橫道圖的缺點

除此以外，我們還可以根據進度計劃科學合理地設置，從而節省人力、材料和機械成本，實現施工過程質量控制。施工進度計劃是施工組織設計的關鍵內容，進度計劃是否合理，直接影響施工速度、成本和質量。因此施工組織設計的一切工作都要以施工進度為中心來安排，傳統的手繪圖或橫道圖的缺點如下：

a）縱向空間被占過多。

b）不能系統、直觀地表達一個項目所包含的各項工作之間的復雜邏輯關系。

c）不能直觀展示時差、關鍵路徑。

d）不便于科學地優化和調整計劃。

圖5 某工程施工進度橫道圖

基于BIM進度計劃編制流程如圖6所示。

圖6 BIM施工進度計劃編制流程圖

3.3.2 網絡計劃圖的優點

相比傳統的橫道圖，網絡計劃圖有如下優點：

a）用更小的圖幅展現更多的任務，便于從全局的角度看待整個計劃。

b）從全局來看便于識別關鍵路徑，能比較直觀地看出任務與任務之間的邏輯關系，每個任務的前置后置任務都很清楚，便于集中力量抓主要矛盾，也方便檢查任務之間的邏輯漏洞，預防風險，確保工期。

c）自由時差和總時差表現清晰，便于做計劃管控。

網絡計劃圖全面而明確地表達出各項工作開展的先后順序和反映出各項工作之間的相互制約和相互依賴的關系。所以雙代號網絡圖在計劃調整、工期優化、工期索賠和費用索賠中的作用尤其明顯，從而使工程質量得以進一步提高。

4 結語

本文闡述了基于BIM各類軟件在建筑工程施工質量控制中的應用背景，分析了BIM軟件技術在質量控制過程中的閃光點，通過4M1E方法分析出了傳統質量管控與現代BIM技術的差別，通過BIM場地布置軟件實現了施工現場科學的布置，避免時間、材料成本的浪費；實現了資源的合理規劃。通過傳統橫道圖和BIM進度計劃的對比，體現出了BIM進度計劃科學調整的優勢，以及如何在施工過程中實施BIM技術的質量管控，更加突出了BIM技術及其軟件對于質量管控的優點和可實施性。