基于BIM技术的建筑施工动态管理探讨

王宏源 （安徽中技工程咨询有限公司，安徽 合肥 230000）

1 以IFC建筑工程为基础的4D施工管理系统

在我国经济大发展的前提下，建筑施工管理水平显著提升，目前IFC标准的建筑工程已经被大家所认可，基于它的基础上的4D施工管理系统，是国家在十五“重点科技玫关计划”建筑业的信息化中研究的成果。对以IFC标准的建筑工程为基础的4D施工管理系统进行了一些研究和实际操作，对比了一下国外的相同类型的系统，这个系统在IFC标准的基础上进行了数据上的合成与交换，对建筑的4D模型信息进行大量扩充，以把项目的交付成果和项目的工作都分解成较小的模块为中心，形成以网络为基础的4D可观视的平台模式。这一系统，在实际运用中非常的成功，它的成功也代表着我国在这一方面上的创新，也是国内首创，弥补上国内在这一领域的空白，与国际接轨。

2 解析“基于4D技术和过程模拟的施工优化系统”

结合使用4D技术与简化离散事件模拟方法两大系统相集成，优化4D施工管理过程中的整体施工进展情况及资源的配备、现场场地的安排布置，这种称之为“基于4D技术和过程模拟的施工优化系统”。设计出实际或者是需要虚拟的系统模型，在这个模型上进行工程的尝试模拟过程，叫做过程模拟。在系统状态下，离散点在局限的时间点发生短时间的变化，检查测试施工过程中建模及资源处理分配是否冲突，称做是离散事件模拟。离散事件模拟目前已经被很多人大面积使用。它主要应用于比较优质的施工资源及场地布置，多次在计算机上分析模拟的建筑施工程的模拟模型，分析工程造价及工期时间，实现两者平衡。目前SDESA系统它可以对施工的工序及在施工过程中发生的一些不确定因素及两者特殊的动态关系、突发情况，还有场地布置和在资源方面的使用等等方面进行综合考虑，在系统上实现对整个施工过程及施工工序的模拟进行提前检测。再以各个工序的模拟情况分析，就可以了解到工程的工期、人力、物力及场地等情况，然后对需要调整的地方，例如工期时间、场地的布置情况，还有资源的使用情况等，重新确定不同的施工方案对策。然后建立出几种不同的方案，对方案进行模拟分析，选择最适合的施工方案，提高整个施工的质量及工期，合理安排场地布置，有效利用资源，提高工程项目的工期及成本的投入。

模拟吊装方案及优化过程

SDESA系统在实际的工程中运用的也非常多了，而且在效果上被大家已经充分认可，“基于4D技术和过程模拟的施工优化系统”通过把SDESA系统和4DGCPSU两项相结合，实现了一个以4D动态形式和对施工过程模拟的新型管理方式。较为简单的任务使用4D-GCPSU,例如工程上工期及资源的控制上。对于后期工程在工期及场地、资源等结事的繁琐的任务上，使用SDESA系统通过对整个工程的施工模拟，优化工期进程，及资源使用情况和场地布置等。在4D-GCSPU的可视平台上通过运画形式呈现出优化的结果，对结果加以分析，调整SDESA模型，对比不同结果，筛选出最适合的方案。“基于4D技术和过程模拟的施工优化系统”在实际应用中的效果是非常显著的，例如下图中的纲结构吊装工程，系统对吊装过程方案进行模拟，调整了吊装的顺序，提高了大型履带的利用率。

3 建筑施工动态管理中的BIM技术

①利用BIM技术优化施工信息模型，以IFC标准对在施工在所要涉及的人力、物力、所需的材料资源等定义信息模型，然后把施工的方案，成本支出和现实中的施工场地信息模型与其进行合并集成，利用BIM技术在信息集成及共享上的优势特点，形成一个以IFCR为基础的施工信息模型。再利用施工优化信息模型的子系统从其它数据源中找出能优化模型的数据，建立优化的信息模型。

②把所有相关的数据与离散事件模拟的施工优化系统两者结合，可以模拟算出各个工序的工期时间、人力、物力及场地布置等情况，实现对施工的时间及资源使用情况和场地布置上，基于BIM和离散事件模拟的施工资源情况上的优化。

③优化施工中的操作，可以在BIM中，对设计方案和预计施工的步骤所有相关的信息集合到一起，例用实际的数据采集信息和4D的模拟技术，对大型的施工工序及吊装的工作步骤进行模拟操作。

④利用4D技术，把现场和设备设施的动态情况建立子系统，实现三维的场地及设备设施的建模功能。再把资源和施工中的操作方案合并在4D的施工管理系统中，对施工过程在4D中进行模拟。

关于4D的动态管理系统：①建立完整的建筑施工4D信息模型，以IFC为基础对BIM结构进行信息上的扩充，对原有的4D施工信息模型进行优化；②结合实际情况，把所有的相关信息数据进行模拟，例如整体建筑的构件材质，材质的透明度及光照信息等，进行模拟仿真的施工情况及现实场景的模拟，通过各种相关技术，达到真实感，形成一个跟实际相类似的施工环境；③4D动态模拟施工过程，结合施工的4D信息模型，利用4D技术和相关的仿真技术及图形技术，把施工过程形成动画，对整个施工的过程在其建筑的施工步骤、整体架构及场地的布置情况都进行动画模拟，实时观察，对施工的工序及场地布置等施工过程做出及时调整；④检测施工中操作上的冲突及设施冲撞，对现场的施工动态情况进行空间的动态模拟，结合空间检测的计算法，计算出在施工过程中操作过程和设备设施是不是会冲突碰撞。这样就可以实现对整个施工过程的操作及设备施工中的碰撞检测。

4 结束语

总而言之，随着我国经济水平的显著提升，建筑规模不断扩张，建工质量水平也得到进一步提升。以上就目前先进的BIM、4D技术和整个施工过程的模拟优化技术，分析了以BIM为基础的4D施工优化和动态的管理系统。实现了施工工期的缩短，成本资源的不浪费，以先进4D模拟系统管理模式管理建筑施工整个过程，提高了建筑工程行业的整体施工效率和管理水平，为建筑行业增加一份助力。