智能制造中BIM技术的应用优势分析

2022-07-14麦嘉祥

科技视界 2022年17期

麦嘉祥

（江苏盐城工学院，江苏盐城 224002）

0 引言

建筑业是国民经济的基础之一，在国家建设中发挥着重要作用。近年来，建筑业发展迅速，为我国基建建设作出了重大贡献。随着建设项目数量的增加，国家基础设施建设取得进展，城乡面貌大为改善，城镇化快速推进，生活质量和人员流动改善。同时完成了一批重大工程项目，如珠澳口岸大桥、京张高铁、北京大兴国际机场等，这些建设条件复杂，设计施工难度大，有助于我国土木工程技术发展取得突破，可显著提高我国的建设水平，部分地区已达到国际先进水平，但同时，建筑业也存在一些问题。长期以来，土木工程主要依靠资源投入和大规模开发投资。信息化、工业化水平低、生产方式粗放、劳动生产率低、资源成本高等问题对国外更为突出。施工组织滞后，施工过程机械化、精细化、规范化程度低，信息化和专业化水平较低。在建筑行业，与先进生产技术、信息技术等相结合的相对较少。随着全球经济形势和我国经济状况发生巨大变化，我国新的人口红利逐渐消失，劳动力成本不断上升，经济结构性矛盾不断显现。在新的经济形势下，建筑业要实现高质量发展，需要信息化、智能化。智能建筑技术的使用有助于建筑业的转型和现代化，以及提高建筑质量。本文讨论了智能建造的定义和BIM技术的特点优势，梳理了近年来国家和地方有关智能建筑的一些重要政策，其中一些在施工中应用了更智能的建筑方法，为智能建筑在土木工程中的应用提供参考。

1 智能建造

智能建造是一种将信息化、智能化与工程建设相结合的新型建筑方式。智能施工技术涵盖建筑全生命周期的设计、施工、运营等各个阶段，以土木工程施工技术为基础，以现代信息化和智能化技术为依托，以项目管理理论为基础，符合智能化管理信息系统，提供精细、优质、高效的土木工程模型。智能建造采用先进的信息技术，开发新的施工管理技术，使施工过程从数字化走向智能化，提高施工效率，实现设计信息化、智能化、系统化管理一体化，达到精细化的目标，优质高效施工。

2 BIM技术的介绍

BIM技术涉及以数字格式清晰和逼真地呈现相关数据和信息，基于特定程序创建现实和科学的模型，允许绘图、施工等。BIM技术具有可视化展示、优化等特性，可以让客户通过BIM技术展现立体的装饰效果图案，赋予客户视觉上的视觉效果，从而增强客户之间的合作机会。此外，该技术的应用可以进一步提高施工效率，从施工招标到施工，整个过程都可以使用BIM技术来提高工作效率，降低施工成本，缩短工期对于施工企业来说是非常重要的，有利于利益最大化。总之，BIM技术是一种旨在提高项目管理效率的新型管理工具。

3 智能制造背景下BIM技术在土木工程施工中的应用优势

3.1 BIM技术有效降低工程成本

建设部门引入和应用BIM技术，不仅可以对工程价格的管理进行多维度的控制，而且可以在现有标准规范的基础上，合理分配所有的工程成本数据和科学的组合，进一步提高工程造价的效率，提高利用率。在合同部分，通过BIM技术验证，可以根据相关合同确定合理的工程造价，并根据现有信息开发合理、高效的BIM模型，客观、全面地描述相关价格信息施工公司与客户的利益，因此要求客户支付工程款并计算工程成本。

BIM技术的引入在很大程度上颠覆了传统的成本管理模式，总体而言，其定价优势包括：首先，保证和提高工程量计算的准确性，BIM模型可以为造价工程师提供准确的工程量信息。并以非常方便的形式使用，可以显著提高工作效率：其次，有助于减少估计的工作量，减轻员工提供服务的压力，并鼓励他们更加关注以及更重要的问题。其次，可以进一步提高与施工环节相关的成本控制水平，基于BIM技术的碰撞检查可以更准确、更明确地预留位置，二次孔的概率实际上降低了，有利于降低工程成本。

3.2 BIM技术有效提升施工质量

项目管理人员利用BIM技术对图纸进行严格审核，提高了图纸准确性的同时加快了审核速度，有效避免了因未认真研究而延误发现问题；使用BIM技术执行碰撞检查和3D场地部署等任务可以帮助管理人员及早发现施工问题，并避免复工问题；运用BIM技术对施工人员进行质量问题系统培训，协助运营人员增强质量意识，准确制定质量标准，确保施工质量达到预期要求；此外，BIM技术可以有效提高施工人员和项目经理的质量意识，明确质量控制点。

在材料输入方面，仔细控制使用BIM模型绘制的材料，以及遵守必须满足的质量标准，以确保材料的类型、模型等收到材料后，按照施工进度，科学合理、清晰地使用材料，确保及时交付。

BIM技术在施工机械三维场地设计中的引入和应用，根据施工过程和具体操作情况，考虑到所采用的施工方法和技术，充分定义投入资源量，选择标准等。

BIM技术在确保整个施工过程的质量控制方面发挥着重要的积极作用。在施工过程中，将能够对具体的施工过程和工作形式等进行仿真分析。将应用于施工质量控制的各个环节，从而获得良好的施工质量。在这种情况下，可以使用可靠且运行良好的BIM平台，以电子形式对施工过程进行完整而详细的模拟分析，技术人员负责创建清晰、科学的建筑规范和标准，然后为进一步的计算，以确保建筑技术在现实生活中的应用，逐步改进和优化的操作。员工在增强质量意识的同时，严格按照相关标准和规定进行施工，确保施工质量达到要求。之后，要重视并加强对建设方案和具体建设工程的定期比对，发现问题，尽快解决，确保工程按时高质量完成。

3.3 BIM技术有效改善施工安全

使用BIM技术，具有高度可视性，模拟现场工作条件，补充和改进使用BIM技术的安全培训机制。为确保项目的有序实施，BIM技术在施工中的应用，通过准确模拟施工环境，在施工过程中为工人提供重要支持，从而有效降低施工风险的可能性，保障项目的顺利实施。BIM技术应用于施工安全管理中，主要有以下几个优势：

3.3.1 现场安全技术交底与安全教育培训

基于BIM技术的可视化措施3D视频、4D虚拟创作等，有效应对施工过程中出现的风险，按照人员、机械设备和材料的具体使用顺序形成工作过程，以及通过视频呈现具体的施工技术方案，就像现场工作人员所做的那样，在工作过程中，必须采取各种安全措施，以消除与婴儿期事故相关的所有风险，并减少通过有效提高安全实践的有效性，最大限度地减少事故数量。以BIM技术为重点的安全培训，通过再现真实工作流程的动画或模拟，帮助建设者全面准确地了解工作场所需求和工作场所内容，帮助新人在短时间内了解工作条件，提高施工安全意识。

3.3.2 现场安全检查、突发紧急情况预演

施工现场安全员可以使用设计精良、可穿戴的移动BIM终端，通过录像下载施工作业及机械设备使用、安全隐患等相关项目，进一步排查不确定性。现场通过BIM模型链接，确保所有安全检查都真正合理，并提高现场管理人员和工作人员对确保安全责任的认识。同时，通过信息交流，帮助公司高层全面、深入地了解现场安全形势，及时采取有效措施，尽量减少因现有安全风险或问题。此外，利用BIM技术可以进行各种模拟活动，例如在不利条件下进行建筑、进行安全疏散演习等。

3.3.3 机械设备模拟、临边防护、安全色标管理

借助BIM技术，可以通过在BM模型中预先在未配备面板的阳台、檐篷和飞檐上放置适当的安全栏杆来准确模拟和直观地展示建筑模型中机构的功能，以确保安全措施得到合理落实，并且在可能的范围内消除所有安全威胁。

基于BIM技术，可以获得对建筑各个方面的清晰、主观的看法，以及现场施工与文明施工的有效协调。在移动客户端的支持下，利用手机、平台等手段捕捉全设施的安全问题，统一记录和管理发现的缺陷和不足，提供必要的支持，确保安全措施的推广和落实。

3.4 BIM技术有效显示施工进度

基于BIM技术的进度管理，不仅清晰展示项目的整个施工过程，还为管理工作进度提供了一个敏捷稳定的平台，项目经理可以直观地管理项目的进度，并有效链接3D模型和临时项目文件，共同构成成熟完善的BIM4D模型，确保在正式施工前获得适当的人力、材料和机械等资源，帮助工程技术人员实现多层次的综合项目建设管理。使用BIM4D模型比较进度和实际进度的建筑工程，如果实际进度与预期进度有明显差异，应在找出偏差的根本原因的基础上采取有效的补救措施，以确保实际进度与和预期的进展高度吻合。BIM技术应用于施工进度管理中，主要有以下几个优势：

（1）提高数据信息的完整性。由于基于BIM的系统所包含的信息不是一张简单的图片，它包含了关于施工过程各个方面的完整信息汇总，例如操作人员的分布、机械设备的选择等，因此，在开展运营时，可以直接使用BIM建筑模型部署包括人力和物力在内的各种资源，保持供应信息与项目进度之间的密切关系。可以结合当时的具体建设条件，科学合理地调节资源供给。各方人员需加强沟通，确保各建设环节的各项资源及时到位，为按时完成项目任务提供可靠保障。

（2）工程进度管理不仅保持可视化，而且效果很好。BIM技术的可视化功能有助于实时检查质量和进度，使检查人员能够及时发现存在的问题或潜在风险，从而尽快采取有效的控制措施。检验人员可以利用模型创建的虚拟环境，智能判断施工质量，为进一步制定施工作业方案提供良好依据。

（3）各方交流通畅及时。在先进的计算机技术的支持下，项目利益相关方可以高效、快速地传递和交换信息，为各方及时有效的沟通提供了有利条件，有助于优化协同效应。