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基于BIM技術(shù)的虛擬施工應(yīng)用研究

2015-03-05 14:24:42 作者: 來(lái)源:第一幕墻網(wǎng) 我要評(píng)論0

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BIM技術(shù)是結(jié)合了計(jì)算機(jī)仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等技術(shù),對(duì)實(shí)際施工過(guò)程進(jìn)行三維建模,通過(guò)分析三維施工模型對(duì)具體施工過(guò)程進(jìn)行事前控制以及動(dòng)態(tài)管理,進(jìn)而優(yōu)化施工方案。BIM技術(shù)作為一種新一代創(chuàng)新性的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具與生產(chǎn)方式,成為建設(shè)信息化技術(shù)在建筑業(yè)的直接應(yīng)用。
 
  一、BIM技術(shù)概述
 
  BIM(building information model)是建筑信息模型的簡(jiǎn)稱,是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)信息為基礎(chǔ),建立起的三維建筑模型。BIM不僅是通常理解的一種或者一類軟件,也不局限于建筑模型的建立。BIM是貫穿于整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目生命周期的信息集合,是一種有別于傳統(tǒng)的工作模式和協(xié)同管理模式,是將傳統(tǒng)粗放型的建筑行業(yè)向精細(xì)、高效、統(tǒng)一轉(zhuǎn)變的一場(chǎng)技術(shù)革命,這次技術(shù)革命被稱為是建筑行業(yè)繼20世紀(jì)甩掉手工繪圖板向CAD技術(shù)轉(zhuǎn)變后的又一次重大的技術(shù)變革。
 
  BIM技術(shù)的提出始于20世紀(jì)末的美國(guó),近年來(lái),BIM技術(shù)的應(yīng)用在歐美及日本等國(guó)家發(fā)展迅速,統(tǒng)計(jì)表明美國(guó)建筑300強(qiáng)企業(yè)中80%以上都應(yīng)用了BIM技術(shù),而且歐美國(guó)家相繼出臺(tái)了國(guó)家的BIM技術(shù)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。目前我國(guó)BIM技術(shù)應(yīng)用還處于起步階段,應(yīng)用BIM的建筑企業(yè)不到10%。但在中央“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目《現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)與施工關(guān)鍵技術(shù)研究》中,已明確提出將深入研究BIM技術(shù),并構(gòu)建基于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和符合我國(guó)國(guó)情的BIM規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),把BIM列入“十二五”期間建筑信息化的發(fā)展重點(diǎn),數(shù)字城市的建設(shè)是建筑科技發(fā)展的總體目標(biāo),BIM技術(shù)的發(fā)展是達(dá)到這一目標(biāo)的必然途徑。目前國(guó)內(nèi)已有許多成功應(yīng)用BIM的案例,如上海中心大廈、奧運(yùn)“水立方”場(chǎng)館、世博場(chǎng)館等大型復(fù)雜建設(shè)項(xiàng)目,都取得了不錯(cuò)的應(yīng)用效果。
 
  二、BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用價(jià)值
 
  BIM技術(shù)是貫穿于建設(shè)生命全過(guò)程的技術(shù)模式。工程建設(shè)的施工階段,是將建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)變成現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),施工企業(yè)建立以BIM應(yīng)用為載體的項(xiàng)目管理信息化體系,能夠提升施工建設(shè)水平,保證施工質(zhì)量,得到更多的經(jīng)濟(jì)效益。BIM技術(shù)在施工階段具體應(yīng)用價(jià)值體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
 
  1、三維渲染,宣傳展示,給人以真實(shí)感和直接的視覺(jué)沖擊。依據(jù)施工計(jì)劃,形象地展示場(chǎng)地和大型設(shè)備的布置情況,復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的施工方案,施工順序的選擇,進(jìn)行4D的模擬,對(duì)不同的施工方案進(jìn)行對(duì)比選擇等。建好的BIM模型可以作為二次渲染開(kāi)發(fā)的模型基礎(chǔ),大大提高了三維渲染效果的精度與效率,給業(yè)主更為直觀的宣傳介紹,提升中標(biāo)幾率。例如浙江建工集團(tuán)的浙商銀行總部大樓、浙報(bào)大樓、地鐵蓋挖逆作施工中的應(yīng)用都起到了很好的效果。
 
  2、快速算量,大幅提升精度。BIM數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建,通過(guò)建立6D關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫(kù),可以準(zhǔn)確快速計(jì)算工程量,提升施工預(yù)算的精度與效率。由于BIM數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)粒度達(dá)到構(gòu)件級(jí),可以快速提供支撐項(xiàng)目各條線管理所需的數(shù)據(jù)信息,有效提升施工管理效率。通過(guò)BIM模型提取材料用料,設(shè)備統(tǒng)計(jì),管控造價(jià),預(yù)測(cè)成本造價(jià),從而為施工單位項(xiàng)目投標(biāo)及施工過(guò)程中的造價(jià)控制提供合理的依據(jù)。
3、精確計(jì)劃,減少浪費(fèi)。施工企業(yè)精細(xì)化管理很難實(shí)現(xiàn)的根本原因在于海量的工程數(shù)據(jù)無(wú)法快速準(zhǔn)確獲取以支持資源計(jì)劃,致使經(jīng)驗(yàn)主義盛行。而B(niǎo)IM的出現(xiàn)可以讓相關(guān)管理人員快速準(zhǔn)確地獲得工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為施工企業(yè)制定精確人材計(jì)劃提供有效支撐,大大減少了資源、物流和倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)的浪費(fèi),為實(shí)現(xiàn)限額領(lǐng)料、消耗控制提供技術(shù)支撐。
 
  4、虛擬施工,有效協(xié)同。三維可視化功能再加上時(shí)間維度,可以進(jìn)行虛擬施工。隨時(shí)隨地直觀快速地將施工計(jì)劃與實(shí)際進(jìn)展進(jìn)行對(duì)比,同時(shí)進(jìn)行有效協(xié)同,施工方、監(jiān)理方、甚至非工程行業(yè)出身的業(yè)主領(lǐng)導(dǎo)都對(duì)工程項(xiàng)目的各種問(wèn)題和情況了如指掌。這樣通過(guò)BIM技術(shù)結(jié)合施工方案、施工模擬和現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)測(cè),大大減少建筑質(zhì)量問(wèn)題、安全問(wèn)題,減少返工和整改。
 
  5、碰撞檢查,減少返工。BIM最直觀的特點(diǎn)在于三維可視化,利用BIM的三維技術(shù)在前期可以進(jìn)行碰撞檢查,優(yōu)化工程設(shè)計(jì),減少在建筑施工階段可能存在的錯(cuò)誤損失和返工的可能性,而且優(yōu)化凈空,優(yōu)化管線排布方案。施工人員可以利用碰撞優(yōu)化后的三維管線方案,進(jìn)行施工交底、施工模擬,提高施工質(zhì)量,同時(shí)也提高了與業(yè)主溝通的能力。
 
  三、施工企業(yè)BIM應(yīng)用中存在的主要問(wèn)題
 
  第一,對(duì)信息化建設(shè)的認(rèn)識(shí)和信息化意識(shí)有待加強(qiáng)。建筑施工企業(yè)信息化建設(shè)是國(guó)家建筑業(yè)信息化的基礎(chǔ)之一,也是企業(yè)管理轉(zhuǎn)型、升級(jí)的關(guān)鍵工作,是企業(yè)管理的新鮮事物。但是,在實(shí)際工作中,企業(yè)決策層、管理層和作業(yè)層的人員對(duì)此項(xiàng)工作普遍存在認(rèn)識(shí)不足、意識(shí)不強(qiáng)、動(dòng)力欠缺的現(xiàn)象。
 
  第二,對(duì)信息化建設(shè)的資金投入不足。目前,建筑施工企業(yè)開(kāi)展信息化建設(shè),包括了硬件的投入和軟件的開(kāi)發(fā),需要較大的資金投入,特別是企業(yè)在首期建設(shè)中,需要很大的資金投入量,通過(guò)機(jī)房改造、硬件升級(jí)、軟件開(kāi)發(fā)和采購(gòu)等,才能形成企業(yè)信息系統(tǒng)和發(fā)揮效用。但建筑施工企業(yè)是微利行業(yè),產(chǎn)值利潤(rùn)率、資產(chǎn)利潤(rùn)率均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他產(chǎn)業(yè),難以籌措大量資金進(jìn)行信息化建設(shè)和維護(hù)。
 
  第三,專業(yè)技術(shù)人員數(shù)量不足、質(zhì)量不高。在建筑施工企業(yè)內(nèi)部,從事計(jì)算機(jī)應(yīng)用和管理的專業(yè)屬小眾業(yè)務(wù),人員配備少,開(kāi)發(fā)能力弱。特別是既懂計(jì)算機(jī)技術(shù)、又懂建筑專業(yè)技術(shù)的復(fù)合型人才更為缺乏,難以滿足企業(yè)信息化建設(shè)的需要。
 
  第四,政府和行業(yè)主管部門的政策支持缺失。迄今為止,對(duì)于建筑施工企業(yè)信息化建設(shè)工作,政府和行業(yè)主管部門只提要求,不提政策扶持,所有的資金投入(包括硬件升級(jí)、軟件開(kāi)發(fā)和系統(tǒng)維護(hù)等)均由企業(yè)自籌,嚴(yán)重打擊了企業(yè)開(kāi)展信息化建設(shè)的積極性。此外,政府和行業(yè)主管部門在軟件開(kāi)發(fā)及標(biāo)準(zhǔn)制定方面尚未有行動(dòng),僅靠企業(yè)自身難以開(kāi)發(fā)易用性好、兼容度高、運(yùn)行穩(wěn)定的信息化軟件。
 
  四、施工企業(yè)如何開(kāi)展BIM技術(shù)應(yīng)用
 
  1、BIM技術(shù)在建筑行業(yè)迅速發(fā)展的大背景下,隨著國(guó)家相關(guān)政策的不斷出臺(tái)和建設(shè)投資方對(duì)于BIM技術(shù)的重視程度增加,施工企業(yè)決策者要及時(shí)轉(zhuǎn)變方向提出策略,積極主動(dòng)地投入到BIM技術(shù)的研究和應(yīng)用中。
2、BIM技術(shù)對(duì)軟硬件的要求較高,需要投入較大的資金進(jìn)行計(jì)算機(jī)硬件的升級(jí)換代,BIM軟件前期投入費(fèi)用較高,但是正版軟件功能齊全,適合企業(yè)作為商業(yè)用途使用,軟件廠家同時(shí)可以提供配套的咨詢和培訓(xùn)服務(wù)。
 
  3、BIM軟件的使用需要既能夠熟練地操作計(jì)算機(jī)又具有工程建設(shè)專業(yè)知識(shí)的技術(shù)人員,而且一個(gè)項(xiàng)目工程量很大,需要一整個(gè)團(tuán)隊(duì)協(xié)同工作才能完成,例如中建二局在天津郵運(yùn)碼頭客運(yùn)大廈的項(xiàng)目中采用BIM技術(shù)時(shí),招聘了40多名計(jì)算機(jī)專業(yè)的技術(shù)人員,整個(gè)項(xiàng)目涉及7家單位,建立了7個(gè)模型才最終完成。因此,培養(yǎng)和引進(jìn)BIM技術(shù)的相關(guān)人才是BIM技術(shù)能否推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。
 
  4、目前施工單位對(duì)于BIM技術(shù)的應(yīng)用還處于探索應(yīng)用階段,沒(méi)有太多的實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn),BIM軟件中包括一些族庫(kù)的設(shè)置都還不符合中國(guó)規(guī)范的要求,需要施工單位花費(fèi)一定時(shí)間積累經(jīng)驗(yàn),建立起自己的構(gòu)件族庫(kù),甚至自己的BIM企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
 
  5、組織BIM團(tuán)隊(duì)進(jìn)行軟件的相關(guān)針對(duì)性培訓(xùn),從簡(jiǎn)單的小項(xiàng)目開(kāi)始,逐步向大型項(xiàng)目邁進(jìn),積累經(jīng)驗(yàn),面對(duì)復(fù)雜項(xiàng)目時(shí)做到合理地組織人員的分配,提高團(tuán)隊(duì)的協(xié)同設(shè)計(jì)工作能力,組建成熟的BIM技術(shù)應(yīng)用團(tuán)隊(duì),應(yīng)對(duì)各種不同項(xiàng)目任務(wù)的挑戰(zhàn)。
 
  五、結(jié)束語(yǔ)
 
  BIM技術(shù)隨著國(guó)家相關(guān)政策的相繼出臺(tái)和建設(shè)主管部門的引導(dǎo)與支持,未來(lái)必將有更廣闊的發(fā)展空間。深入研究BIM技術(shù),主動(dòng)將BIM技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目施工有利于我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展。
 
  參考文獻(xiàn)
 
  [1]潘佳怡,趙源煜。中國(guó)建筑業(yè)BIM發(fā)展的阻礙因素分析[J]。工程管理學(xué)報(bào),2012,12,26 (1):6-11.
 
  [2]張孟田;贐IM的建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)概預(yù)算的應(yīng)用[J]。中國(guó)勘察設(shè)計(jì),2012 (5):95-97
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