基于BIM5D的建筑工程施工動(dòng)態(tài)管理及資源優(yōu)化對(duì)策分析

武文理

（中國(guó)三安建設(shè)集團(tuán)有限公司，西安 710000）

1 引言

BIM 技術(shù)作為當(dāng)前建筑行業(yè)的新型技術(shù)，能夠?qū)⑹┕せ顒?dòng)匯總的各種數(shù)據(jù)信息集成構(gòu)建三維模型，對(duì)建筑施工情況進(jìn)行仿真模擬。而BIM5D 技術(shù)主要是基于BIM 平臺(tái)建立機(jī)電工程、土建工程、幕墻工程等三維模型，形成3D（三維模型）+1D（進(jìn)度）+1D（成本）的五維建筑信息模型。基于BIM5D 的建筑工程動(dòng)態(tài)管理流程如圖1 所示，該技術(shù)能夠?qū)⒔ㄖ┕み^程中的進(jìn)度、成本信息相關(guān)聯(lián)，利用BIM 技術(shù)的可視化特點(diǎn)，對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行汲取與調(diào)用，為管理人員的動(dòng)態(tài)管理工作提供支持，使其不斷優(yōu)化建筑施工資源，提高建筑工程施工管理效率。

圖1 基于BIM5D的建筑工程動(dòng)態(tài)管理流程圖

2 BIM5D技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 提前檢測(cè)施工問題

在建筑工程施工活動(dòng)中，通過運(yùn)用BIM5D 技術(shù)能夠?qū)㈨?xiàng)目施工模型、進(jìn)度、成本之間進(jìn)行關(guān)聯(lián)，有助于工作人員對(duì)施工活動(dòng)中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行推演，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)施工問題的提前檢測(cè)，減少后期施工設(shè)計(jì)變更，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題解決問題，減少返工。

2.2 有效控制施工進(jìn)度

BIM5D 技術(shù)在控制工程施工進(jìn)度方面具有較大的優(yōu)勢(shì)，工作人員通過將進(jìn)度計(jì)劃與施工活動(dòng)BIM 模型相結(jié)合，能夠?qū)κ┕せ顒?dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，根據(jù)模型呈現(xiàn)出的結(jié)果，及時(shí)調(diào)整項(xiàng)目施工進(jìn)度計(jì)劃。此外，依據(jù)BIM5D 呈現(xiàn)出的模型，工作人員還能夠及時(shí)調(diào)配施工資源，提高不同模塊資源的利用率，以此對(duì)工程進(jìn)度進(jìn)行有效控制，使其按照交付要求如期完工[1]。

2.3 降低項(xiàng)目施工成本

作為一種新型建筑工程技術(shù)，BIM5D 技術(shù)在建筑工程施工活動(dòng)中的運(yùn)用能夠在很大程度上發(fā)揮項(xiàng)目資源地價(jià)值，對(duì)項(xiàng)目施工成本進(jìn)行有效控制。具體而言，即在BIM5D 技術(shù)條件下，有關(guān)工作人員能夠通過BIM 模型對(duì)施工活動(dòng)中的物資消耗情況、人力資源分配情況、各環(huán)節(jié)施工開展情況進(jìn)行查詢，依據(jù)施工實(shí)況及時(shí)開展物資調(diào)配工作，減少資源浪費(fèi)現(xiàn)象，在保障工程質(zhì)量的前提下提高施工速度，為降低項(xiàng)目施工成本奠定基礎(chǔ)。

3 基于BIM5D的建筑工程施工動(dòng)態(tài)管理

3.1 三維建模與模型集成

作為BIM5D 技術(shù)應(yīng)用的核心工作內(nèi)容，模型的構(gòu)建直接關(guān)系到最終建筑工程施工動(dòng)態(tài)管理質(zhì)量與效率，進(jìn)而提高把控工程進(jìn)度及成本的準(zhǔn)確性。此外，三維模型的構(gòu)建還能為后期施工動(dòng)態(tài)管理中的物資管理、碰撞檢測(cè)等提供支持。工作人員需要注意的是，在建模過程中需要借助Rrvit 軟件對(duì)建筑工程中的墻、梁、柱體等主要結(jié)構(gòu)部件建立渲染，并結(jié)合實(shí)況及時(shí)調(diào)整相關(guān)參數(shù)，以便展示出質(zhì)量較高、效果較好的三維模型。

除了建模之外，還需要完成模型集成工作，將實(shí)體模型與場(chǎng)地模型相整合。這里的實(shí)體模型指代的是利用Rrvit 軟件構(gòu)建的模型，其中還包括利用廣聯(lián)達(dá)鋼筋算量軟件等計(jì)算建成的模型。而場(chǎng)地模型指代的是根據(jù)工程項(xiàng)目場(chǎng)地情況布置的模型，模型集成示意圖如圖2 所示。

圖2 模型集成示意圖

3.2 進(jìn)度管控與動(dòng)態(tài)模擬

借助BIM5D 技術(shù)對(duì)建筑工程開展進(jìn)度管控與動(dòng)態(tài)模擬工作時(shí)，為有效協(xié)調(diào)各工程項(xiàng)目組織開展流水建設(shè)活動(dòng)，縮短項(xiàng)目施工工期，提高項(xiàng)目施工效率，需要結(jié)合項(xiàng)目建設(shè)需求以及施工實(shí)況對(duì)各施工段進(jìn)行劃分，促使各施工單位能夠有節(jié)奏地進(jìn)行流水施工。在此過程中要采取以下3 方面措施：

1）按照項(xiàng)目流水施工方式，借助Project 軟件對(duì)施工過程中的各項(xiàng)資源合理配置，促使每道工序都能夠順利銜接。相關(guān)人員要注意做好不同工序的前置工作，以保證施工進(jìn)度，避免在項(xiàng)目建設(shè)過程中因施工沖突等因素導(dǎo)致停工、窩工[2]。

2）將項(xiàng)目施工工期導(dǎo)入廣聯(lián)達(dá)BIM5D 軟件當(dāng)中，關(guān)聯(lián)各流水施工模型，對(duì)模型中的每個(gè)構(gòu)件都賦予相關(guān)進(jìn)度信息，通過視圖模塊對(duì)這些構(gòu)件進(jìn)行精確計(jì)劃與管控。

3）當(dāng)施工單位有序開展建設(shè)活動(dòng)時(shí)，工作人員可以將施工實(shí)況實(shí)時(shí)反饋到BIM5D 中，以此判斷項(xiàng)目進(jìn)度是否存在滯后、超前現(xiàn)象，進(jìn)而對(duì)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)全過程動(dòng)態(tài)管理。總的來說，通過BIM5D 這一技術(shù)可以對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬與管控，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在項(xiàng)目管理中的作用，促使集成化管理、全過程動(dòng)態(tài)管理工作的有序開展。

3.3 資源配置與物資管理

3.3.1 人力資源配置

眾所周知，建筑工程項(xiàng)目屬于勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，要對(duì)其進(jìn)行專業(yè)化管理，保障項(xiàng)目施工質(zhì)量及進(jìn)度，需要從工程實(shí)況出發(fā)，對(duì)不同施工區(qū)段合理規(guī)劃施工內(nèi)容，嚴(yán)格按照施工方案開展施工活動(dòng)。在此過程中，工作人員還要對(duì)項(xiàng)目施工量進(jìn)行精確計(jì)算，獲取有關(guān)施工區(qū)段的構(gòu)件工程量與清單工程量，為后續(xù)建設(shè)活動(dòng)的順利開展奠定基礎(chǔ)。BIM5D 技術(shù)的應(yīng)用促使建筑項(xiàng)目中的工程量提取工作更加準(zhǔn)確、便捷，同時(shí)，也為合理配置施工資源提供了平臺(tái)。例如，人力資源作為項(xiàng)目施工活動(dòng)順利開展的重要構(gòu)成內(nèi)容，管理人員需要從項(xiàng)目準(zhǔn)備階段開始，到?jīng)Q策階段以及結(jié)束階段，合理配置人力資源，并結(jié)合項(xiàng)目施工實(shí)況對(duì)人力資源調(diào)動(dòng)不斷優(yōu)化，提高其資源利用率[3]。

3.3.2 物資管理優(yōu)化

物資管理作為建筑工程項(xiàng)目中的重要內(nèi)容，直接影響后期施工質(zhì)量及效率。其中，物資采購(gòu)方式、運(yùn)輸以及保存等都與工程成本有著緊密聯(lián)系。因?yàn)榻柚鶥IM5D 技術(shù)在前期構(gòu)建三維模型開展模型集成工作等，工作人員可以直接通過模型對(duì)不同施工階段的物資量進(jìn)行計(jì)算，在采購(gòu)過程中結(jié)合計(jì)算結(jié)果優(yōu)化采購(gòu)計(jì)劃，減少資源浪費(fèi)現(xiàn)象。此外，針對(duì)施工材料存放問題，需要結(jié)合施工場(chǎng)地的水文地質(zhì)、氣候條件采取科學(xué)合理的存放手段，避免因存放不當(dāng)?shù)纫蛩貙?dǎo)致施工材料受損無法繼續(xù)使用。

4 基于BIM5D的建筑工程施工資源配置優(yōu)化

基于BIM5D 技術(shù)的建筑工程方案優(yōu)化主要包含3 個(gè)方面，分別為工期優(yōu)化、資源配置優(yōu)化與費(fèi)用優(yōu)化。其中，資源優(yōu)化是控制項(xiàng)目成本，使項(xiàng)目獲取最大經(jīng)濟(jì)效益的重要手段，工作人員需要采取科學(xué)合理的手段進(jìn)行資源配置優(yōu)化工作。本文主要采取廣聯(lián)達(dá)BIM5D 技術(shù)對(duì)有關(guān)工程項(xiàng)目開展資源優(yōu)化工作。判斷資源配置是否合理的校驗(yàn)方式主要有兩種：

1）探究項(xiàng)目資源分布直方圖是否呈現(xiàn)正態(tài)分布。在實(shí)際施工活動(dòng)中，從施工開始、施工中、施工結(jié)束這3 個(gè)階段來看，開始與結(jié)束資源需求量小，正常施工過程中需求量大，資源配置分布符合正態(tài)分布為合理。

2）判斷時(shí)間—資源累積曲線是否呈S 形分布，與此同時(shí)，工作人員需要對(duì)資源累積曲線進(jìn)行觀察，若資源需求曲線較為平緩，說明其變化率較為平均，那么資源分配較為均衡。若資源需求曲線呈現(xiàn)出陡峭現(xiàn)象，說明其變化速率不一，資源分布不均，極有可能導(dǎo)致施工活動(dòng)中出現(xiàn)資源負(fù)荷過度或過輕等現(xiàn)象。通過這兩種檢驗(yàn)方法能夠?qū)こ淌┕せ顒?dòng)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行布置，進(jìn)而優(yōu)化配置項(xiàng)目資源。

5 BIM5D技術(shù)的建筑工程動(dòng)態(tài)管理思考

在借助BIM5D 技術(shù)完成建筑工程動(dòng)態(tài)管理工作時(shí)，通過三維渲染、虛擬施工等方式，能夠有效管控施工進(jìn)度，優(yōu)化其資源配置，促使動(dòng)態(tài)管理質(zhì)量及效率得以提高。

5.1 虛擬施工

在工程項(xiàng)目建設(shè)活動(dòng)中往往存在各種不確定性，借助BIM5D 技術(shù)進(jìn)行虛擬施工能夠幫助工作人員有效掌握復(fù)雜的工序以及各施工階段執(zhí)行情況，確保項(xiàng)目工序銜接正確，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中存在的不合理現(xiàn)象，盡快糾正，避免后期出現(xiàn)返工現(xiàn)象，保障工程項(xiàng)目質(zhì)量及安全。但是需要注意的是，工作人員要對(duì)虛擬施工結(jié)果進(jìn)行反復(fù)模擬，以免因?yàn)槟Ｐ椭邢嚓P(guān)參數(shù)不正確等問題，導(dǎo)致虛擬施工結(jié)果出現(xiàn)偏差，這樣不僅不利于施工管理，根據(jù)這一錯(cuò)誤結(jié)果采取相關(guān)對(duì)策還極有可能對(duì)施工活動(dòng)帶來不良影響[4]。

5.2 進(jìn)度管控

通過BIM5D 技術(shù)將建筑工程的三維可視化模型、工程施工進(jìn)度以及施工成本相聯(lián)系，能夠促使場(chǎng)地施工資源與布置信息集成為一體，進(jìn)而幫助管理人員對(duì)建設(shè)活動(dòng)中的資源、成本、進(jìn)度、布置等開展可視化模擬，實(shí)現(xiàn)全方位動(dòng)態(tài)管理。減少后期施工過程中的返工、浪費(fèi)現(xiàn)象，保障建筑項(xiàng)目施工活動(dòng)順利完成。需要注意的是，管理人員應(yīng)根據(jù)模型管控進(jìn)度的同時(shí)對(duì)工程實(shí)況進(jìn)行充分考慮，并結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件等優(yōu)化施工安排，保障項(xiàng)目按時(shí)交付。

5.3 資源配置

將工程項(xiàng)目二維設(shè)計(jì)與BIM5D 設(shè)計(jì)進(jìn)行校核，能夠幫助工作人員發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)中存在的尺寸不統(tǒng)一現(xiàn)象、計(jì)劃與實(shí)際工程量不統(tǒng)一問題等，有助于減少項(xiàng)目后期設(shè)計(jì)變更問題。與此同時(shí)，管理人員能夠根據(jù)施工方案設(shè)計(jì)對(duì)建設(shè)活動(dòng)中的人、材、機(jī)安排進(jìn)行優(yōu)化，減少成本管理中的錯(cuò)誤現(xiàn)象，避免出現(xiàn)工程資源浪費(fèi)與短缺問題，提高利用率，降低施工成本。在此過程中，管理人員要與設(shè)計(jì)人員、技術(shù)人員做好交底工作，以便能夠深入探究項(xiàng)目設(shè)計(jì)中存在的不合理問題，在施工準(zhǔn)備階段優(yōu)化施工方案，為后期施工奠定基礎(chǔ)。

6 結(jié)語

綜上所述，利用BIM5D 技術(shù)能夠幫助工作人員對(duì)項(xiàng)目開展全過程動(dòng)態(tài)管理工作。在此過程中，管理人員要結(jié)合項(xiàng)目需求以及當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件開展動(dòng)態(tài)模擬工作，以此實(shí)現(xiàn)進(jìn)度管控與資源優(yōu)化，做好技術(shù)人員、設(shè)計(jì)人員以及管理人員之間的交底工作，及時(shí)消除施工活動(dòng)中存在的影響因素，避免對(duì)項(xiàng)目施工帶來影響，延長(zhǎng)交付時(shí)間，提高成本。總的來說，BIM5D技術(shù)能夠幫助工作人員有效開展建筑工程動(dòng)態(tài)管理與資源優(yōu)化工作，最終提高項(xiàng)目整體經(jīng)濟(jì)效益。