浅析BIM技术在施工模拟优化中的应用

黄诚　杨焕云　彭何新　高长贵　潘家祺

【摘 要】文章通过总结广西建工集团第五建筑工程有限责任公司大量在建工程在施工模拟与优化方面应用BIM技术的经验，较为详细地分析了施工组织模拟与优化、施工工艺与优化等方面的内容，展现了在基于BIM技术下施工模拟优化的先进性，在BIM技术逐渐普及的今天，将对施工组织模拟、施工工艺模拟产生积极的影响。

【关键词】BIM技术；施工工艺模拟；施工组织模拟

【中图分类号】TU722 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2018）03-0155-03

1 一般规定

1.1 内容要求

主要包含施工组织及工艺模拟优化。

1.2 施工模拟模型创建

模型宜根据施工图设计模型或其他深化设计模型来设计及建立，创建的模型对施工组织、工艺信息等进行施工模拟，并及时优化，生成分析报告及可视化施工指导文件。

1.3 施工模拟模型分析

注重BIM技术对项目中需进行施工模拟的施工组织项、重难点工艺，最终确定模拟对象、各阶段的成果文件及成果文件验收标准。

1.4 施工模拟模型适用范围

对于施工难度大、施工工艺复杂及采用新技术、新材料、新工艺、新设备的分项宜应用BIM技术。

1.5 施工模拟模型检查范围

检查包括碰撞检查和冲突检查，该检查涵盖构件、机电设备安装、作业面空间、时间、资源等冲突检查。

1.6 施工模拟模型优化

模拟工作结束后，参照优化方案及时优化施工过程模型，同时进一步关联该阶段或与该阶段相关的施工方案。

1.7 施工模拟模型具备功能

模型应具备的功能有以下方面：模型的创建工作；各个工作面区域不同功能模型的划分工作；施工模拟模型和相同或相关模拟信息的关联工作；过程的碰撞检查工作；过程的模拟优化工作；过程的计算分析工作。

2 施工组织模拟优化

2.1 应用内容

应用内容包括现场进度的模拟工作、现场工序的模拟工作、现场的资源组织（包括“人、材、机”等）模拟工作、现场的施工平面布置模拟工作。

2.2 施工组织模拟优化要点

施工组织模拟优化要点如图1所示。

2.3 施工组织模拟前期工作

前期工作根据施工图设计模型、按照项目的进度要求，编制工程初步（有条件可设计各阶段）施工方案及有针对性地实施计划。

2.4 施工进度模拟调整

通过实际进度和计划进度跟踪对比分析，判断是否超过设定的警戒值和分析误差原因，有针对性地修正或调整。

2.5 工序组织优化

结合项目施工工作内容、工艺及现场资源配置等，进一步优化工序组织。

2.6 资源配置优化

资结合施工进度计划、招标文件及合同等相关信息，进一步优化资源配置。

2.7 施工平面布置模拟优化

参照施工进度的安排，进一步优化各阶段施工现场的塔吊布置，实现资源利用最大化。同时，现场车间加工的布置及现场施工道路的布置等，不仅需要满足施工现场的要求，还需避免碰撞，减少搬运次数和距离，保证工序畅通，使施工按照计划开展。

2.8 记录问题

模拟过程中应当记录发现的问题，并要做好问题分析，形成指导文件，避免问题再次发生。

2.9 对比模拟成果优化

模拟后对比模拟成果，对进度计划、现场工序及相关资源的配置等进一步按照模拟结果进行优化，并更新信息到模型中。

2.10 施工组织模拟模型内容

施工组织模拟模型除了包括施工图设计模型、深化设计模型、预制加工模型等上游模型内容外，还包括场地布置、平面组织、工序安排等信息（见表1）。

2.11 施工进度模拟优化BIM交付成果内容

内容应包括与本模型有关的关联信息、动画或相关影音文件、碰撞检查的原因分析、施工组织优化文件。

3 施工工艺模拟优化

3.1 应用内容

应用内容包括现场的土方工程模拟工作、现场的模板工程模拟工作、现场的临时支撑模拟工作及其他复杂节点或重难点模拟工作等。

3.2 施工工艺模拟优化BIM应用内容

应用流程如图2所示。

3.3 确认工艺流程

模拟前，根据施工图设计模型等上游模型或其他资料，编制相关的技术要求或标准。

3.4 土方工程模拟

根据结构深化设计模型，设定相关工艺，对开挖量、顺序、现场机械、土方运输等工作进行编排优化，并可进行可视化展示或施工交底。

3.5 模板工程模拟

根据现浇混凝土结构模型，设计好模板类型及数量等要素，进行可视化展示或施工交底，确保施工质量及安全。

3.6 临时支撑模拟

根据结构深化设计模型，确定支撑类型、尺寸、受力、数量等要素，进行可视化展示或施工交底。

3.7 复杂节点模拟

根据结构深化设计模型，确定构件尺寸、空间大小、连接方法等要素，进行可视化展示或施工交底。

3.8 脚手架模拟

根据结构深化设计模型，确定安全网搭设、脚手架数量、场地条件等要素，进行可视化展示或施工交底。

3.9 垂直运输模拟

根据结构深化设计模型，确定运输能力、运输数量等要素，进行可视化展示或施工交底。

3.10 大型设备及构件安装模拟

根据结构深化设计模型，确定运输路径、货物送达时间、墙体等要素，进行可视化展示或施工交底。

3.11 预制构件预拼装模拟

根据结构深化设计模型，確定拼装部位、拼装方式、作业空间等要素，进行可视化展示或施工交底。

3.12 模拟过程关联

有关工作时间、工作场地、劳动力、机械要求等与模型关联。

3.13 方案优化指导文件

及时记录过程中出现的工序问题、施工定位问题或其他相关内容，形成报告及优化文件，避免再次出现类似的问题。

3.14 协调优化

根据模拟成果对模型进行优化，更新信息。

3.15 施工工艺模拟模型内容

施工工艺模拟模型内容见表2。

3.16 调整模型

可能存在碰撞的，应进一步细化模型，确定工作面位置及大小；有施工穿插的，应进一步明确当中的逻辑关系，同时满足其他相关要求。

3.17 成果交付

施工工艺模拟优化BIM交付成果应包括以下内容：施工工艺模型及关联信息、动画漫游文件、碰撞与冲突检查分析报告、施工工艺模拟分析报告。

参 考 文 献

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[责任编辑：陈泽琦]