基于BIM技術的土木建筑工程管理研究

韓 蕊

(咸陽職業技術學院,西安 712000)

0 引言

隨著土木建筑工程業的快速發展,工程企業需加強成本控制,以有效實現復雜的內部信息化管理,提高并保持企業的核心競爭力。BIM技術作為建筑工程信息化領域的熱門技術,是眾多工程企業實施工程管理的最佳選擇。BIM技術可實現工程項目的可視化管理,幫助企業降低生產成本,提高企業生產效率,促進安全生產。采用BIM技術進行工程管理,能夠覆蓋土木建筑工程項目的整個周期,包括項目的策劃、研究、設計、招標、施工及運維等所有管理階段,通過在不同階段對同一BIM模型進行信息輸入、提取和修改,能夠實現項目信息的綜合集成[1]。BIM技術還可服務于土木建筑工程項目的各個參與方,使其獲得不同的效益。詳見圖1。

圖1 土木建筑工程項目參與方Fig.1 Participants of civil construction engineering project

本研究基于BIM技術對土木建筑工程的管理模型進行優化,利用Visual C系統對優化后的土木建筑工程管理模型的適應性與傳統的土木建筑工程管理模型的適應性進行對比測試,分析BIM技術優化后的施工管理模型的優勢,為土木建筑工程業的發展提供相應理論支持。

1 BIM技術在土木建筑工程管理中應用的優勢

BIM技術包含幾何信息、技術信息及產品信息,這3類信息在土木建筑工程中主要體現出3種核心應用價值[2]：①構建涵蓋土木建筑工程數據的三維信息庫,可作為施工單位與設計單位協同工作的基礎,縮小土木建筑業與制造業之間的距離,實現土木建筑工程信息的連續性和一致性,保障土木建筑工程施工的有序開展。②提供綜合的協同管理平臺,整合管理復雜的數據信息,將不規則的信息處理成直觀、可視化且有條理的信息,保證各參與方在項目實施過程中方便快捷地獲取相關信息,精準把握項目進展,及時處理實際的工程問題。③根據土木建筑模型的數據信息,結合施工進度計劃模擬施工過程,有效實現工程的全生命周期管理[3]。

傳統的項目管理活動大多以手動形式完成,相關軟件的流程控制功能比較簡單。項目部經理負責收集、更新及發布信息,項目參與方獨立完成項目工作,系統無法提供全方位支持,導致信息傳遞滯后,影響不同單位之間的項目信息交換。與傳統的土木建筑工程項目管理流程不同,BIM管理流程具有全過程可視化、資源計劃模擬仿真性、多專業服務協調性、構件高度關聯性及出圖性的特點：①視覺特性是BIM技術的一個重要特征,其能夠以更加立體、可視化的圖像呈現建筑模型,幫助施工人員對模型形成直觀的認知。②BIM技術可以提前模擬整個施工過程,指導施工人員的操作步驟,以減少施工次數,提高施工質量。項目方可以通過BIM平臺共享信息,提高各參與方溝通的效率。③BIM技術能夠及時分配和交付土木建筑工程中的各種資源,從全局出發進行資源的訂購和維護,有助于達到項目資源的最佳利用效果。④BIM模型組件的高度相關性可統計土木建筑工程項目管理中的工程量。⑤圖紙輸出功能可隨時根據需要輸出CAD圖紙,保障施工進度。

2 利用BIM技術提高土木建筑工程施工管理效率的具體方法

引入基于BIM技術的軟件包保證土木建筑工程項目的透明化,利用三維BIM模型完善項目管理,優化和調整管理方法,充分利用BIM模型信息全面且高度相關的功能。BIM技術可用于支持項目的進度管理,將傳統的項目管理理論匯集在一起,實現最佳的項目管理目標。可利用BIM平臺在不同類型的項目數據之間建立相關性,形成統一的工程數據中心,使得所有項目相關者都能從中獲得管理所需的數據和方法支持,以實現項目施工過程管理的集中化、結構化及可視化。在引入BIM技術的項目進度管理系統中,可以將項目管理理論對項目任務分析結構及對項目進度控制的要求與三維BIM模型相結合,在初始計劃進度管理的基礎上匯集施工現場管理、資源管理、進度管理及成本管理,實現4D建模預覽并實施進度模擬檢查,使項目進度更加合理化。采集到的實時進度數據可用于監控項目實施,并向系統提供反饋,實現多次模擬,以便及時靈活地調整計劃[4]。

3 基于BIM技術的土木建筑工程管理模型優化

3.1 土木建筑工程管理模型優化

組建土木建筑工程項目管理模型綜合灰色矩陣,將項目知識管理體系引入管理模型中[5],具體步驟如下：

求信息熵：

(1)

n表示土木建筑工程項目管理的各個階段,rij表示各個階段影響因素帶來的損失。

組建土木建筑工程項目管理指標影響因素的決策矩陣,對其進行標準化處理：

(2)

計算Fij的權重向量：

(3)

εn表示土木建筑工程項目管理指標體系的影響因素權重值。

歸納匯總土木建筑工程項目管理指標影響因素的評價矩陣：

(4)

表示第k個專家對二級指標下屬的第j個指標的影響因素評分值。

構建基于BIM技術的土木建筑工程項目管理優化模型。以Revit Archijtecture軟件作為建模工具,建立工作集并設置工作集權限,根據綜合灰色矩陣建立土木建筑工程項目的優化管理模型：

(5)

(6)

3.2 驗證優化后的土木建筑工程項目管理模型

在Visual C系統中對優化后的土木建筑工程項目管理模型的適應度(NC值)進行測試,并將優化后的模型與傳統模型進行比較,NC值越小表示管理模型越能適應土木建筑工程項目管理,NC值小于1時,適應度較高;NC值在1～3時,能夠簡單適應;NC值大于5時,適應度不高,需對其進行優化處理。由表1可知,不論迭代多少次,經BIM技術優化后的土木建筑工程項目管理模型的NC值均小于1,而傳統管理模型的NC值在3～5,可見采用BIM技術優化后的管理模型更能適應土木建筑工程管理需要,具有較高的應用價值。

表1 優化后的管理模型與傳統管理模型的NC值對比Tab.1 Comparison of NC values of optimized and traditional management model

CAIC值也可反映管理模型在土木建筑工程管理中的適應性,CAIC值越小,適應度越高,反之適應度越低。由表2可知,經BIM技術優化后的土木建筑工程項目管理模型的CAIC值遠低于傳統管理模型的CAIC值,可見優化后的管理模型能夠更好地適應土木建筑工程的項目管理需要,具有較高的應用價值。

表2 優化后的管理模式與傳統管理模型的CAIC值對比Tab.2 Comparison of CAIC values of optimized and traditional management model

4 結論

基于BIM技術對土木建筑工程的管理模型進行優化,優化后的管理模型適應性高于傳統的管理模型,說明經BIM技術優化后的土木建筑工程項目管理模型能夠更好地促進土木建筑工程的有效管理。