BIM技术在施工企业中的应用现状及价值分析

日博体育 www.sh-shunnai.com 张俊 ZHANG Jun;雷雨 LEI Yu

(北京建筑大学经济与管理工程学院,北京100044)

摘要:2002年,BIM技术首次被美国Autodesk公司命名,现如今BIM技术的运用与发展已是大势所趋。本文综述了BIM技术目前在施工企业中的应用现状,在此基础上分析了BIM技术对于施工企业的主要应用价值,并对BIM技术未来在建筑行业中的运用发展提出展望。

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关键词 :建筑信息模型;施工企业;应用现状;价值分析

中图分类号:TU17 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)17-0136-03

作者简介:张俊(1972-),男,湖北孝感人,副教授,博士,研究方向为BIM和招标采购。

0 引言

近年来,BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)的全面应用为施工企业的科技进步带来了不可估量的影响,大大提高了建筑工程的集成化程度,同时也为施工企业的发展带来巨大的效益,使规划、设计、施工乃至整个工程的质量和效率得到了显著提高,加快了行业的发展步伐。BIM技术的应用可以促进项目管理水平提升和生产效率的提高,提升项目集成化交付的能力,为管理信息系统提供及时、有效和真实的数据支撑。因此,BIM技术的应用和推广必将为施工企业科技创新和生产力的提高提供很好的手段。

1 BIM技术的概念

BIM思想源于20世纪70年代,随着CAD技术发展到三维CAD技术阶段,产品三维模型的概念得以推广,于2002年由美国Autodesk公司命名为BIM,BIM技术开始在建筑工程中得到应用。BIM是对建筑物实体与功能特性的数字表达形式,它通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。建设项目的各参与方可以通过模型在项目全生命周期中获取各自所需的管理信息并且可以更新、插入、提取、共享项目各项数据,从而实现协同管理,提高项目管理的效率。简单地说,BIM就是工程项目管理中提高管理效率所使用的一种信息化管理技术。

2 BIM技术在施工企业中的应用现状

2.1 BIM技术应用相关标准

国际上主要开发研究BIM标准的机构是Building SMART[1],BIM标准主要包括三方面的内容:数据模型IFC(Industry Foundation Classes)标准、数据字典IFD(International Framework for Dictionaries)、过程信息分发手册IDM(Information Delivery Manual)。表1列举了各国关于BIM相关标准的提出。

我国也针对BIM标准进行了一些基础性的研究工作。表2列举了近年国内关于BIM的相关标准的提出。

各地方也针对BIM技术应用出台了相关的BIM标准,例如,上海市2014年10月发布《上海市人民政府办公厅转发市建设管理委关于在本市推进建筑信息模型技术应用指导意见》中,对BIM技术应用的指导思想,重点任务及保障措施等方面做了明确指示。各企业也制定了企业内的BIM技术实施标准。BIM技术正引发一次史无前例的彻底变革。

2.2 施工企业BIM技术应用基本情况

参考《中国建筑施工行业信息化发展报告(2014)BIM应用于发展》及《2014年度施工企业BIM技术应用现状研究报告》对2014年度各地施工企业BIM应用情况的调查结果分析如下:

①通过上述两组调查报告结果显示:98.3%的企业接触过BIM技术;其中认为BIM技术对企业应用有一定的价值的施工企业多达82.1%[7],BIM技术的应用价值得到了施工企业的广泛认可。

②从调研人员对象企业的业务范围来看,房屋建筑工程、市政公用工程、机电安装工程、公路工程领域占比最高,其中房屋建筑工程占到了90%以上[8]。BIM技术目前应用最广泛的是房屋建筑工程。BIM技术从更大意义上可以说是土木工程信息模型,随着建筑行业的逐步发展,BIM技术将更多的应用到市政公用工程及机电安装工程中去,而在公路工程、铁路工程方面也得到了一定的发展。

③在施工企业应用BIM技术的驱动力方面来看:90%的参与者认为,对施工企业而言,应用BIM已成为行业发展趋势。54%的参与者认为,施工企业应用BIM技术是源于业主对BIM技术的应用提出了明确要求[8]。这表明大部分企业已经认识到BIM技术的应用价值所在,并给予认同。在项目中运用BIM技术在施工企业中已是大势所趋,但BIM技术深入的应用和发展还需政府的引导,如为BIM技术创造市场大环境,利用市场竞争来提升整体技术水评等。

3 BIM技术对施工企业的应用价值

根据行业内调查研究发现,在建筑工程中,施工单位与其他企业单位相比,通过利用BIM技术可以带来更显著的价值,因此施工单位应用BIM技术的动力最大。

3.1 增强企业技术实力以提高项目中标率

在招标投标阶段中利用BIM技术可以更好地展示投标书的内容,提高评标分数,增加中标率。技术标利用BIM技术可以增加得分,优化方案。基于BIM的虚拟建造及漫游功能的展示可以带来可视化、直观性、互动性方面的提升,能更立体地展现技术方案及实力。在能获得项目设计BIM模型的前提下,使用BIM技术5D软件,可以通过直接导入设计BIM模型,省去理解图纸及在计算机软件中建立工程算量模型的工作,对工程算量和计价工作效率的提升作用是显而易见的。商务标利用BIM技术可以更精确更快捷地制定投标价,更好的技术方案和更精准的报价无疑可以提升企业的中标率。

3.2 提升企业管控能力以增加项目利润

3.2.1 检查碰撞

如果设计存在瑕疵,各专业协调不充分或者针对复杂的项目,往往出现不同专业管线碰撞、专业管线与主体结构部件碰撞等情况,以至于施工单位不得不进行变更作业。应用BIM技术,施工单位可以利用基于BIM技术的碰撞检查软件,提前进行各专业设计的碰撞检查,从而在实际施工开始之前发现问题,进行各专业设计的事先协调,从而大幅减少施工变更。

例如,在深圳阿里巴巴大厦项目中(案例来源:中国建筑施工行业信息化发展报告2014),项目首先进行了BIM模型的创建,项目各专业在创建模型的过程中,发现了很多图纸问题,如构件尺寸标注不清、详图与平面图无法对应等。模型创建完成后,各专业应用Navisworks软件进行了碰撞检查,检查出了很多平面视图未能发现的问题,如各专业之间的管线碰撞,钢结构连接点与楼板的碰撞等。将土建、机电、钢结构等专业模型进行整合后,利用碰撞检查功能自动生成碰撞报告,发现设计问题之后,各专业人员对设计方案进行了优化,并通过召开深化设计协调会议,协调各方的优化意见,形成深化设计结果,输出施工图,用于指导现场施工。如图1、2某走廊机电管线优化前后对比图。

3.2.2 制定项目进度计划

通过将BIM模型与施工进度计划相关联,将空间信息与时间信息整合在一起,形成一个三维模型加时间维度的4D模型,可以更直观、精准地反应整个建筑的施工进度过程。通过BIM技术实现进度计划与实际进度的对比,随时监控项目进展,提早发现问题,有利于项目工期按时完成。

在上述案例中,项目利用BIM技术辅助施工进度管理,将进度计划与BIM模型中的构件按专业、分区段及部位、楼层、格式进行了统一,应用Navisworks施工模拟功能直观反应了工程进度。在阶段性进度报告中,将模拟的施工画面与实际完成的画面进行对比,直观分析进度完成情况,针对出现的问题制定相应的改进措施。如图3所示,为项目某期周进度例会上的上周计划完成情况。

3.2.3 提升项目综合管控能力

项目综合管控是指对项目的多个方面,包括进度、质量、安全、成本等进行综合管理和控制。随着BIM4D、BIM5D的应用和其他技术(如三维激光扫描、RFID技术等)的结合应用可以提升项目的综合管控。目前,很多施工企业开始在企业级层面来应用BIM技术,甚至成立了BIM中心,既可以实现对项目部的有效支撑,又可以有效控制和降低管控风险,从而进一步提升项目的管控能力。

3.3 解决项目技术难题

3.3.1 利用BIM技术进行虚拟装配

在现有的施工项目中,构配件的装配只能在现场进行,如果构配件的设计中存在问题,也只能在现场装配时才能发现,此时采取补救措施显然会造成工期滞后。如果使用BIM技术进行虚拟装配,则可以在设计的BIM模型中进行构配件的虚拟装配过程,从而提早发现制造、运输、安装中的问题,并及时修改设计。发现问题及时补救,避免因设计问题造成的工期滞后及材料浪费。

3.3.2 利用BIM技术进行现场技术交底

使用基于BIM技术的施工管理软件,可以将施工流程以三维模型及动画演示的方式直观、立体地展现出来,有利于设计人员对施工人员进行项目的技术交底,尤其是对于特殊节点的技术交底,也便于对工人进行培训,使其在施工开始之前充分地了解施工内容和顺序。

3.3.3 利用BIM技术进行复杂构件的数字化加工

随着建筑工业化的逐步发展,很多建筑构件的生产需要在工厂中完成。预制构件在住宅产业化中,很重要的一部分就是标准化构建,而且能够实现建筑物的快速搭建。如果运用BIM技术对复杂构件进行数字化加工,或者说将BIM技术与预制技术更好地结合在一起,施工企业在建造过程中则可以变得更加准确,更加经济,更加安全。例如采用BIM技术进行设计,将设计结果的BIM数据直接传送到工厂,通过数控机床对构件进行数字化加工,可以提高生产效率。

4 基于BIM视角的建设行业的发展前景

4.1 BIM将成为建筑行业转型升级的基本信息技术手段和工具

BIM技术是实现建筑工程信息化最为重要的技术手段之一,BIM技术的发展到现在已不再是一个新名词,而是正发生在日常生活中的时代趋势。BIM技术作为建筑行业在21世纪大力发展的新技术,必将成为继CAD之后建筑行业的第二次革命。在未来,BIM技术将会更加规范,更加全面地应用到建筑全生命期中。实现城市管理的智能化、建立智慧城市的目标也将必然会推动BIM技术在建筑行业中的深入应用。

BIM技术的出现不仅变革了建筑行业的工作方式,同时也在改变着人们的观念。Nick Tune认为:“BIM技术发展到今天,我们更多讨论的是如何能够在建筑工程的前期就开始使用BIM技术,应用其先进的理念,为后续的成本、造价等工作减轻负担。对于一个企业的成长也是这样,如果企业高层领导在前期意识到BIM技术从长远来看对企业的发展和管理是有帮助的,并在前期进行一些投入,比如购置相应软件、人员培训等,这些投入对于后期的收益来说是很小的。”[9]

4.2 BIM技术与其它信息技术的集成应用

随着BIM技术的不断发展,BIM技术结合激光定位技术、云计算等新兴技术,将成为未来的发展方向。结合激光定位技术,就是使用激光对建筑物、桥梁、道路等进行扫描,将激光所产生的点集中成平面或者表面,然后放在建筑模型环境当中,以便更立体、更直观地用于建筑物内各个角落的定位、检查及维修工作。BIM技术接入云端,无疑将推动众多建筑领域的变革。当下全球各地正纷纷创建包含丰富数据的整个城市的实时模型,利用云计算强大服务器的力量与BIM数据相结合,可进行城市的三维立体仿真操作,了解相关城市规划与建设的情况。

4.3 项目集成交付模式IPD(Integrated Project Delivery)

项目集成交付模式也是BIM的发展趋势。BIM是一种设计师、承包商和业主之间合作的过程,最终帮助人们在建筑信息模型当中实现它最大的价值。Robert在接受《BIM技术的未来发展方向》的采访中说到“我们发现,这个过程当中每个人都有自己的观点和想法。因此,我们认为如果我们能找到一定的方式能够使所有人都参与其中,在整个全生命期过程当中共同分享模型,最终能够创造出互相信任的环境。其实这是我们工作过程当中最为困难的部分,它比技术更为困难。”[10]

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参考文献

[1]http://www.buildingsmart.org/.

[2]TheNationalBuildingInformationModelingStandard(NBIMS)Committee(2007),TheNationalBuildingInformationModelStandard

Part1:Overview Principles and Methodologies.

[3]郑国勤,邱奎宁.BIM国内外标准综述[J].土木建筑工程信息技术,2013,4(1):32-34.

[4]JG/T198-2007,建设部标准定额研究所,建筑对象数字化定义[S].中国标准出版社.

[5]GB/T25507,建筑科学研究院,工业基础类平台规范[S].中国标准出版社,2010,12.

[6]周佳悦.BIM技术应用模式分析与适应性设计探索[D].大连理工大学,2014.

[7]中国建筑施工行业信息化发展报告(2014)BIM应用于发展[R].北京:中国城市出版社,2014:24-48.

[8]2014年度施工企业BIM技术应用现状研究报告[R].上海:新鲁班,2014:7-30.

[9]王景.中外求索铺就BIM发展之路—BIM标准与实践高端对话[J].中国建设信息,2014,(16):22-25.

[10]于巧稚.BIM技术的未来发展方向—访欧特克公司建筑行业项目经理 Robert E. Middlebrooks[J].中国建设信息,2011,(18):42-43.

浏览次数:  更新时间:2015-09-16 20:25:15
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