BIM 技术的应用与优势

赵冉冉 俎兆亮 卞春明 李永福

（1、济南永冠建筑安装工程有限公司，山东 济南250101 2、山东建筑大学管理工程学院，山东 济南250101）

1 BIM 技术

BIM 即Building Information Modeling 的首字母，BIM 技术是由欧美日韩兴起的新型建筑信息技术，其最显著的功能就是可以将传统二维图纸通过翻模转化为三维模型。BIM技术可以贯穿于整个工程项目生命周期。借助BIM技术，设计师可以创建数字3D 模型，对其物理特性和功能特性进行数据化表达。BIM技术十分强大，它允许建筑工程师和承包商就模型进行协作，让每个主体能更好地理解项目，为了适应整个项目，大家应该如何工作，最终帮助大家更高效地工作。模型中的数据用于查找设计元素并建立模型组件之间的行为和关系。因此，当模型中某个部分在某个视角下发生更改时，每个视角都会更新，即面部、高程和形状上发生新的变化。工作人员可以在建筑物建成之前利用模型中的信息来完善设计，可以通过逼真的可视化加快采购和批准，将设计意图传达给现场，最重要的是保留从概念到施工的模型智能。BIM提供了洞察设计可施工性，从而提高施工阶段的效率和效果，并且还可以更好地了解该建筑物的未来运营和维护情况。业主可以使用BIM跟踪资产并且可以进行设施管理以及未来的工程翻新或销毁。当我们利用BIM时，我们将会体验到项目风险的降低，加快项目进度，节约项目成本并取得更好的项目成果。

2 BIM 技术的应用

BIM技术的基本应用：BIM 技术应用于建设工程项目的全生命周期中；用BIM进行设计属于数字化设计；BIM的数据库是动态的，在一次又一次的实践中丰富其内涵；为项目的各方主体提供一个标准的平台使大家提高工作效率。

在勘察阶段，可以通过BIM 技术进行场地分析，设计师进而对空间结构和造型进行粗略构想，利用3D 模型进行分析，对备用的几个方案进行比选。

在初步设计阶段，对备选方案进行深化讨论，分析其可行性和经济性。利用BIM技术详细对建筑、结构、水电等专业进行设计建模，导出明细表进行统计分析，协调各专业设计的技术矛盾。

在施工图设计阶段，为各专业的施工提供图纸和模型。通过“导出”命令导出图纸，仿真漫游，碰撞检验。

在施工准备阶段，为施工做好“4M1E”的准备。利用BIM技术对施工方案进行4D 模拟，进一步论证施工方案合理性。还可以进行预制构件加工。

在施工阶段，保证完成合同范围内的所有施工任务并经过验收以获得利润。利用BIM 技术对完成的工程量进行跟踪统计，对资源合理调配，把握整体进度。

在运营维护阶段保证项目性能满足使用要求，利用BIM技术对固定资产或设备的生产运行进行管理，建立完善的资产管理系统。

3 BIM 技术的优势

在传统的项目管理中，二维CAD 图纸图象性差，没有立体性，不方便各方直观观察所建项目和协调沟通，造成各方对项目的理解上有差异，信息不对称，不利于标准化管理。在成本管理方面，造价分析数据精细度不够很难为各方提供准确信息做出最合理决策，从而无法实现资源节省和利润最大化。在施工阶段，由于信息不对称而导致的材料使用不符合规范、不按设计意图施工、不能预知工程效果和各工种相互影响等因素都会对项目的成果产生消极影响甚至造成损失。在信息管理方面，我国的项目管理还停留在比较粗放的阶段，许多信息资料都是人工处理，准确性差，效率低。在质量安全方面，在施工建造过程中对质量的控制大多数时候集中在同期控制和反馈控制，由于信息化程度有限，前馈控制较少。

3.1 成本控制

在成本控制方面，利用BIM 技术，项目中的工程量及价格等，数据准确透明，能够帮助实现项目生命周期主体对资金控制，即BIM的5D 模拟。

根据项目的体量对材料筛选汇总，在建模完成后，可将材料明细表导出，能够进行资源优化配置，在进场时间进度上做好计划安排，把握好直接成本与间接成本的关系，使得进度的优化在大概率情况下导向成本的优化。

BIM建模软件绘制的3D 数字模型保证了项目的数据动态调整，方便管理人员更新计划，统计和追溯资金使用情况。BIM技术是高度信息化的技术，可以替代许多传统人力密集型工作，在这一方面便可以减少企业的人员冗余程度，降低人力成本。

3.2 质量安全控制

在质量安全控制方面，虚拟建造技术即BIM的4D 模拟，能够提前模拟并发现施工中施工阶段可能出现的问题，然后制定解决方案加以修改，使进度计划和施工方案最优。例如，在上海地铁某站风水电安装工程建设中采取的BIM碰撞检测技术，在设备安装之前就模拟检测出了管线碰撞问题上百处，实现了前馈控制。BIM技术还可以对人员逃生模拟，消防疏散等紧急情况进行线路流量模拟。

3.3 信息控制

在信息控制方面，BIM技术能够做到对材料质量，构件质量等信息进行追踪。可以实现空间管理、建筑物分析，便于运营维护阶段的生产管理监督。例如，在建模过程中利用“房间”命令对建筑物中的房间区块进行划分、标注信息和计算面积，使用“导出”命令将房间/面积报表导出，对整个建筑物的面积、体积跟房间数等信息精确记录。当今是数据为王的时代，在前面提到的上海地铁案例中，该项目的所有信息全部都导入了计算机系统以便查询管理，为以后的类似轨道交通项目施工提供了宝贵的经验，提高了城市交通建设效率。

BIM技术还可以用于帮助保护修复古老建筑。2019 年4 月15 日，法国巴黎圣母院火灾成了全球焦点新闻，许多人担心人类文化瑰宝、历史遗产是否就毁于一旦。值得庆幸的是，巴黎圣母院的三维信息已被全面扫描，其信息模型已存档，将用于修复重建这座历时一百八十多年建造而成并已经诞生了六百多年的哥特式建筑，相信现代科学技术一定会交给全世界人民一个满意的答复。

3.4 风险控制

工程项目的建设过程中存在着诸多风险，风险因素的存在极大程度的制约了建设工程项目目标的实现，风险大致可以归为两类：可规避风险和不可规避风险，而在建设工程中对项目起着决定性影响的便是可规避风险，它大致会包括技术风险、组织风险、管理风险，传统项目管理模式下，这些因素的规避是项目各参与方都需要慎重对待和积极促进的问题，但在实际的项目管理过程中，往往需要协调的并不只是单一一方的风险，而是各参与方的组合风险，如何让各方建立统一的共识，前提建立在多方有效沟通的基础之上，而这也是传统项目管理模式下面临的主要问题和症结所在。

风险存在于项目的各个阶段，加强风险管理对实现项目目标的重要性不言自明，引入BIM 技术，可以极大的增强风险管理的力度。在项目前期规划阶段引入BIM，可以通过BIM本身包含的参数信息对项目环境指标进行模拟，将生态指标进行量化，并且当方案变动的时候，BIM本身所具备的联动性和统计分析功能可以很好地解决重复的计算过程，加强项目前期的可行性分析；将BIM应用于设计阶段，在概念设计阶段，它可以对设计创意就行完美充分的体现，为建设方提供决策依据，在方案设计阶段，对于复杂造型的项目，可以起到设计优化的作用，应用于施工图设计中，BIM可以高效、彻底的解决大型项目、公共项目的管线布设，加强设计阶段的风险管理；在施工阶段，通过BIM技术，可以进行施工进度模拟，从而对现场布置方案提供科学的依据，协调各专业之间的配合，通过BIM模型的建立，提前对施工中的危险源进行判断并与施工作业结果进行比对，加强安全管理和现场质量管理，有利于施工中进行风险控制。BIM技术在项目管理全阶段的应用，可以有效的降低建设工程中的不确定性，合理规避风险，为项目目标的实现保驾护航。