基于BIM 技术的建筑工程管理研究

2023-03-03赵蕾

散装水泥 2023年4期

赵蕾

（山东城市建设职业学院，山东济南 250103）

1 绪论

1.1 研究背景

近年来，随着我国建筑业的迅猛发展，工程建设规模和形式日益复杂，对工程建设要求也更加严格。现代建筑的需求越来越复杂、多样，传统的工程设计和管理已无法适应，极大地挑战了较早且比较成熟的传统工程设计和管理方式，如CD 技术和工程图纸。随着现代计算机技术的飞速发展，BIM 技术成为一种新兴的工程设计和管理方式，具有很大的潜力和发展前景。

建筑工程项目运用串联式信息传递方式难以保证信息传递的准确性，传递过程中造成了诸多问题，且随着建筑工程项目不断发展，问题不断增多，增大了建筑工程管理的难度。三维设计方法，即BIM 技术能够三维立体呈现设计结果，全面总结工程参与各方信息，从而使建筑工程项目信息共享。所以，在这一环境背景下，开展建筑工程管理BIM 技术应用研究，对建筑业发展有重要意义。

1.2 研究意义

BIM 技术的出现与计算机和数字三维技术的发展密不可分，其以计算机技术为基础。建筑信息建模是利用计算机技术对有关数据进行加工，形成包含全过程的三维仿真模型。该模型的建立主要是整理和加工工程建设的前期准备、中期设计、后期运营和维修等数据。BIM 技术不仅能建立一个完整、系统的施工工程数据模型，还能为施工单位提供一个信息共享平台。

在建设项目前期工作中，施工人员可以使用BIM 技术进行施工项目的虚拟展示，从而更好地了解施工过程的各个环节。在建设项目建设阶段，施工人员可以运用BIM 技术进行建模，预测施工中可能出现的问题，并进行相应处理。在建设项目投入使用后，可以运用BIM 技术设计、管理施工现场辅助设备，以方便业主日常管理。

1.3 国内外研究现状

1.3.1 国外研究现状

美国查克·伊斯曼于1975 年提出了一种更为智能的电脑系统，他认为这个系统可以包括工程图纸、工程量清单、施工方案等所有资料，工程参与者想要获取的资料，都可以通过这个系统获取。随着计算机辅助设计技术的发展，BIM 技术的应用越来越广泛。国外对BIM 技术的研究从未停止，在不断丰富、完善BIM 技术及理论。BIM技术理论发展很快，但在过去BIM 技术主要依赖于计算机技术，其发展受到计算机技术的限制。21 世纪以来，随着计算机技术的飞速发展，部分应用软件的研发及施工单位的大力扶持，BIM 技术逐渐被推广应用。

1.3.2 国内研究现状国内对BIM 技术的研究起步较晚，很多研究内容都是采用国外的先进技术。相较于国外，我国的建筑企业对BIM 技术的需求较高，如广州大厦、北京奥林匹克体育场、上海大厦等已成为我国知名建筑工程的重要组成部分。

近几年，BIM 技术在我国备受关注，为进一步推广BIM 技术的应用，我国政府出台了一系列政策措施，促进其在实际应用中逐步成熟。例如，国家对采用BIM 技术的建筑工程给予相应补贴和优惠政策，同时，加强了BIM 技术的培训和推广。

2 理论概述

2.1 BIM 技术概念

BIM 是Building Information Modeling 的缩写，即“建筑信息建模”。在学术界，BIM 技术通常被定义为：将施工项目中的各种数据信息进行处理，形成一个包含所有设计要素信息的综合性施工项目数据库，然后将相关信息输入到数据库中，建立相应的数据模型。施工人员通过数据输入、存取、修改等操作，与数据库中的信息进行交互。数据库中的信息相互关联，编辑一个数据就会改变其他信息内容。

BIM 技术概念应包含以下几个方面：BIM 技术涵盖的内容囊括了建设项目的各个方面，可渗透到建设项目的各个环节，而且不只是单纯的信息系统模型，与传统的二维建筑项目相比，BIM技术在设计和管理方面更精细、更高效、更统一，BIM 技术的产生正在改变传统建筑管理方式。此外，BIM 技术必将引发建筑业新一轮的技术变革，让建筑业迎接更多的挑战和机遇。

2.2 BIM 技术核心

在建筑信息系统中建立数据库至关重要。对于BIM 技术来说，这是最关键且最具挑战性的环节，需要计算机技术和三维数字技术的支持。与普通的数据库不同，三维数据库有以下几个特点：一是三维数据库中包含建设项目的所有数据，且随着建设项目进行，数据库中的数据也会不断更新，从项目立项到运行的整个过程都会记录下来。二是三维数据库中的数据并不是相互独立的，而是相互关联的，某一数据信息改变时，会产生不同的数据信息，以确保不同专业信息之间的协同性。三是三维数据库的信息必须共享，建设、施工、监理、设计等参与方可以直接存取数据库，并有权编辑、处理数据库中的数据，使施工企业能够及时掌握施工进度，使施工单位能够迅速响应变更内容，从而提高施工企业的决策效率，避免浪费工期和费用，提高施工企业的投资效益。

3 BIM 技术应用现状分析

3.1 BIM 技术应用现状及存在的问题

3.1.1 BIM 技术应用现状

我国建筑业是由不同种类、不同规模的施工单位组成。BIM 技术在建设领域应用尚属初期，目前，在政府的支持和技术援助下，已有不少采用BIM 技术的项目，部分项目规模较大。例如，上海世博会和奥运村的空间规划中成功应用了BIM 技术，并取得了良好的效果。然而，也有部分建筑企业仍视BIM 技术为一项新技术，尚未在建筑业中广泛应用，因此，BIM 技术有着巨大的发展潜力和空间。

目前，国内许多知名施工队伍组建了BIM 技术团队，北上广深等一线城市也有专门的BIM 技术顾问公司和培训机构。除此之外，BIM 技术应用于施工项目的各个环节中，并取得了突破性的进展。BIM 技术广泛应用于多个领域，如BIM 建模、管线设计等，在这些应用领域中，建筑信息模型的应用是基础的。

3.1.2 存在的问题

①尽管二维设计与BIM 三维设计相比有诸多不足，但其并未对工程项目的管理带来不可挽回的影响，如二维平面图必须经常进行设计变更，但设计变更导致的工期延期和经济损失仍在可承受的范围内。另外，设计院的工作量较大，很少有时间进行BIM 三维设计培训，不能使其成为一种有效的技术。

②施工单位采用BIM 技术必须要有相应软件支撑，国内软件企业在此领域的研究较少，而国外软件难以与国内的实际情况相符，所以，采用这一技术，就必须自行研发软件，增加大量的费用，这也是大多数设计者不采用这种方式的原因。

③缺少政府的引导，BIM 技术普及光靠个别企业的行动是不行的，必须由国家带头，打破现有行业规范，这也是国外大力推行BIM 技术的方式之一。

④我国建筑业各企业的实力状况差异很大，很难做到统一协调和管理，因此，很难强制要求施工单位采用BIM 技术。

⑤BIM 技术在某些功能实现上尚未完全稳定。

3.2 BIM 技术应用风险及对策分析

3.2.1 BIM 技术应用风险分析

①目前，我国还未对BIM 技术的应用做出明确规定，使得在建筑工程管理中使用BIM 技术存在着技术和管理方面的风险。为了规避这些风险，建筑企业需要认真评估其技术实力和管理水平，并在引入BIM 技术前，制定合适的实施方案和管理制度。此外，政府部门需要加强对BIM 技术应用的规范和引导，为BIM 技术的推广提供有力的支持。BIM 技术会影响到施工管理的各个方面，包括不同实体之间的责任划分、BIM 技术的建模及各个工程的分配标准，都会加大BIM 技术的实施难度。如果责任分配不明确，每个项目行为人会从自己的利益出发，影响BIM 技术实施。

②风险与二维技术和软件兼容性相关。我国许多建筑项目仍在使用平面图展示设计成果。然而，在平面图上实现BIM 技术仍然存在许多问题，特别是细节缺失，难以精确呈现二维图纸的内容，会增加BIM 技术的使用风险。因此，需要公共机构加强相关研究并改变现状，如使用平面图展示设计成果并开发具体的三维BIM 模型，以呈现设计成果。同时，应解决BIM 技术的测绘软件问题，以提高二次测绘的效率。此外，在建筑项目管理中使用BIM 技术时，需要解决软件的兼容性问题，因为在BIM 技术中，所有利益相关者都可以共享最终的结果，在使用两种不同类型的软件时，可能会出现错误。

③因不确定的时间和后果引起的风险。目前，我国建筑项目正面临着工期紧、工作量大的挑战。在建筑项目管理中，时间延误是一个重要的问题，直接影响建筑施工人员的经济效益。然而，BIM技术的实际应用还不够成熟，早期实施容易造成施工过程中的各种技术困难和延误，因此，备受关注。同时，BIM 技术不能直接应用于建筑项目管理中，因其需要建设单位组织结构、人员、基础设施和管理方法的支持，并需要大量的资金投入来实施。因此，需要加强BIM技术的研究和实践，以改进其应用和管理，使其在建筑项目中发挥更大的作用。另外，很难在短期内证明BIM 技术的好处是否值得投资，而且BIM 技术使用过程中存在不确定性。

3.2.2 对策分析

①我国政府在推进BIM 技术的应用方面需要起到积极的引导作用。在实际应用中，国外发达国家和国内都证明了BIM 技术在建筑工程管理中的可行性。因此，政策支持是促进BIM 技术应用的关键。从可持续发展的角度来看，BIM 技术在建筑工程管理中的应用符合国家要求，可提高建筑工程的效率和质量，降低建筑工程的成本和资源消耗，实现可持续发展的目标。此外，BIM 技术可促进建筑工程与其他领域协同发展，推动建筑产业向智能化、数字化、信息化方向转型，提升整个产业的竞争力和创新能力。对于在建筑工程管理中应用BIM 技术，因还没有培养出相关专业人才，因此，BIM 技术认证应由专门的机构进行，需要国家对BIM 技术进行监管和支持。

②需要制定与BIM 技术相关的规范。为了保证模型之间的兼容性，需要建立不同的模型，因此，各国需要先制定合理的计划和标准。美国、日本和新加坡等国家领先于其他国家，率先采用BIM技术，使BIM 技术被广泛采用。我国在制定BIM规范时，有必要学习其他国家先进经验。

③为促进BIM 技术在建筑工程管理中的应用，需要支持BIM 软件的发展。首先，应推动BIM 软件产品的研发。目前，CAD 是建筑领域主要使用的软件，但随着计算机化进程的加速，CAD 软件会被取代，BIM 软件将在未来发挥更加重要的作用。因此，我们要认识到软件产业发展的重要性，加强相关研究，提高国内软件产业的竞争力。其次，BIM 软件必须实现本土化，保证与其他软件的兼容性。本土化是指根据国内建筑企业的实际需求，对软件进行设计和修改，以适应其BIM 技术需求。与其他软件的兼容性也是一个重要问题，对BIM 技术在国内的应用和发展具有一定的影响。为此，政府需要积极引导，制定相关政策，支持本土化BIM 软件产品的开发和优化。因此，需要制定合理的计划和标准，以确保BIM 技术在建筑项目的整个生产过程中得到充分应用。这样一来，构件库就变成了一个容量巨大的数据库，设计师在开发过程中不再需要掌握大量构件信息。