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BIM技术在工程建造阶段的商务应用

 刘静,胡北

(四川利翔建设项目管理有限公司 ,四川成都 610031)


   摘 要:近年来,BIM之火全国蔓延。对此,国家政策、行业规范、地方标准都相继发布且日益完善,面对这新一轮的技术革命,BIM技术在各阶段可以说是起着决定性的作用。BIM技术贯穿于整个建筑的全生命周期,我们可以基于模型为基础,运用BIM技术去解决工程建设中的很多问题。基于此,本文就BIM技术在工程建造阶段的商务应用做浅析。

   关键词:BIM;商务应用;施工模拟;深化设计;进度;成本;质量

   0 引言

总体来讲,当前施工企业的BIM应用水平差距已经开始拉大,有的企业对BIM还了解不多,未予重视,处于被动状态;有的已经将BIM技术列为企业发展战略,已做了大量试点项目,有了大量投入,也获得不少成果。但由于技术选型、和实施方法论的不成熟,真正进入项目级、企业级成功应用的还较少。

   1 BIM概

   1.1 BIM概念(定义)

根据维基百科的释义, BIM是指通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。在这里,信息的内涵不仅仅是几何形状描述的视觉信息,还包含大量的非几何信息,如材料的耐火等级、材料的传热系数、构件的性能参数和造价、采购信息、设备运行状态等等。实际上,BIM就是通过数字化技术,利用大数据库资源,在计算机中建立一座虚拟建筑。一个建筑信息模型就是提供了一个单一的、完整一致的、逻辑的建筑信息库。

   1.2 BIM贯穿整个建设项目的功能概述

BIM应用应不仅仅只局限于设计阶段,而是应该置于整个项目全生命周期中的各个阶段:可研、设计、施工和运营管理。BIM电子文件采用云数据模式,能够在项目全生命周期中供各参与方之间共享。

建筑设计专业可以直接生成可视的三维实体模型;结构专业则可取其中梁、柱、板、钢筋等进行计算;安装专业可以据此对建筑进行光学、日照、声学、能量等分析;施工单位则可取其材料和设备类型、配筋等信息进行备料及下料;建设单位则可取其中的造价、材料和设备类型、工程量等信息进行成本控制、产品定货等;而后期的物业单位也可以利用其进行可视化物业管理。因此BIM只有在整个建筑行业参与建设的各个企业间不断完善,才能实现项目全生命周期的整个信息化管理,进而最大化地实现BIM的意义。

   2 BIM应用现状

建筑信息模型(Building Information Modeling) 从提出到逐步完善,再到工程建设行业的普遍接受,经历了几十年的历程。

BIM的实践最初主要由几个比较小的先锋国家所主导,比如芬兰、挪威和新加坡,美国的一些早期实践者紧随其后。经过长期的酝酿,BIM在美国逐渐成为主流, 并对包括中国在内的其他国家的BIM实践产生影响。随着全球化的进程,已经扩展到了欧洲、日、韩、新加坡等国家,目前这些国家的BIM发展和应用都达到了一定水平。

2004年,通过Autodesk公司组织的AutoCAD2005产品宣传会,BIM技术在我国业界实际上就开始逐渐被了解。近年来,随着BIM技术在我国快速发展,开发商、设计院以及施工设计单位等各业内人员逐渐应用和推广BIM技术。

2016年9月,住建部发布的《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》提出了发展目标:“十三五”时期,全面提高建筑业信息化水平,着力增强BIM、大数据、智能化、移动通讯、云计算、物联网等信息技术集成应用能力,建筑业数字化、网络化、智能化取得突破性进展,初步建成一体化行业监管和服务平台,数据资源利用水平和信息服务能力明显提升,形成一批具有较强信息技术创新能力和信息化应用达到国际先进水平的建筑企业及具有关键自主知识产权的建筑业信息技术企业。并在其中明确指出:勘察设计类企业在工程项目设计中,普及应用BIM进行设计方案的性能和功能模拟分析、优化、绘图、审查,以及成果交付和可视化沟通,提高设计质量。

   3 BIM技术在施工企业中的商务应用

   3.1 BIM技术在施工企业投标阶段的应用

(1)利用BIM技术进行快速计量和计价

投标时间一般为15-20日历天,传统的投标方式,在如此短的时间内,投标单位一般不可能结合招标图纸对招标工程量清单进行详细核查,只有完全按照招标工程量清单进行组价,最终根据主观意愿结合经验调整总价进行报价。

有了BIM技术后,施工企业在投标阶段可以利用BIM技术进行快速计量和计价,对工程量清单进行合理性分析,综合运用投标技巧,对投标报价进行灵活调整。

(2)利用BIM技术将投标报价与技术方案有效结合

在传统的投标方式中,施工企业编制商务标和技术标为不同人员分开编制,由于投标时间较短,各编制人员无法充分沟通和核查,进而导致投标报价与技术方案脱节,造价差异较大。

有了BIM技术后,施工企业在投标阶段可以利用BIM技术对施工技术方案进行模拟,能快速、准确地测算出施工成本,进而指导投标报价。

(3)模拟施工进行资金计划

施工企业通过BIM技术进行模拟施工后,可以根据项目的总进度计划,计算资金使用情况,并提前进行资金的调配和安排,提高资金的使用效率,降低资金使用成本,清晰项目的进展过程。通过BIM系统,可尽量设置资金前重后轻,加快项目资金回收。

(4)通过BIM技术对投标方案模拟施工

施工企业通过BIM技术对投标方案进行模拟施工,向招标方清晰、直观、形象、生动地展示投标方案,进而提升中标几率。

(5)利用BIM技术给合同谈判提供数据支持

施工企业利用BIM系统快速、准确、详细地提取工程量和商务数据,便于为施工合同谈判提供有效、高效、准确的支撑数据。

   3.2 BIM技术在施工企业施工阶段的应用

1)预制化加工、低碳集约

建筑工业化是工厂预制和现场施工相结合的建造方式,这将是未来建筑产业发展的方向。BIM结合数字化制造能够提高承包工程行业的生产效率,实现建筑施工流程的自动化。施工企业通过进度计划和BIM模型结合,提升进度计划编制及预制加工效率。

2)分包管理

可快速界定分包范围,实现总体控制、当期审批、总分包关联处理,实时监控项目投资。总承包单位可通过BIM实物量对分包进行规划和进度计划,进而详细对项目成本进行分析。

    3.3 BIM技术在施工企业招标阶段的应用

1)通过BIM技术进行项目合约规划管理

施工总承办单位可以利用BIM技术对分包工程进行合理规划,合理划分各分包范围。并通过BIM大数据,合理预留分包利润。

2)通过BIM技术进行材料设备采购

施工企业通过BIM系统,列出材料设备清单,灵活采用战略招标、集中采购、一站式采购等方式,有利于降低成本,各项目口径统一,方便横向比较,方便控制与优化。

   3.4 BIM技术在施工企业施工进场阶段的应用

1)三维场布

通过BIM技术进行三维场布,合理规划场地布置,提高临时设置建设速度。BIM技术能够将施工场内的平面元素立体直观化,帮助我们更直观地进行各阶段场地的布置策划,综合考虑各阶段的场地转换,并结合绿色施工中节地的理念优化场地,避免重复布置。

2)碰撞检查

通过BIM模型进行设计图纸碰撞检查,提前提出影响施工的图纸问题,并提出解决建议。

3)物料采购提量

有详细施工图的项目,可通过BIM系统精确提取材料设备需求量及需求时间,施工图不完善的项目,可进行模拟设置,模拟提取材料设备需求量及需求时间,指导采购或租赁。

4)施工放样机器人

采用BIM模型中创建放样数据,系统批量计算生成,放样点导入BIM放样机器人遥控系统(可实时三维查看),现场BIM放样机器人进行多专业施工放样,放样结果自动生成放样报告,可导回BIM模型中,系统可检查放样偏差并生成误差报告。

   3.5 BIM技术在施工企业施工过程中的应用

1)进度管理

TimeLiner工具模块是Navisworks根据施工进度安排为场景中每一个选择集中的图元定义施工时间和日期以及任务类型等信息,而生成具有施工顺序信息的4D信息模型。

2)环境安全质量管理

BIM模型上挂接质量安全信息,进行信息跟踪。安全信息可以在BIM模型中及时、准确地得以反馈和展示。

BIM模型上挂接现场监控、车辆标签、闸机人员进出信息、智能安全帽等现场人员车辆管理信息,以实现智能安全管理。

3)可视化技术交底

目前,我国建筑行业从业人员整体素质不高、专业技术水平低,利用CAD平面图和蓝图对施工班组进行交底,其具体操作人员因自身水平问题无法掌握施工工艺。对施工班组传统的施工技术交底首先是利用CAD平面图和蓝图进行理论交底,然后建立样板区,施工班组参照样板区进行施工。

基于BIM技术的班组施工技术交底直接采用模拟建造,形象、直观地展现给操作人员具体的施工工艺和流程,在具体实施过程中,班组也可以通过手机等终端随时观看具体做法。

4)施工方案优化

首先,运用三维建模和建筑信息模型(BIM)技术,建立用于进行虚拟施工和施工过程控制、成本控制的施工模型,结合虚拟技术,实现虚拟建造。通过BIM技术,保持模型的一致性及模型信息的可继承性,实现虚拟施工过程各阶段和各方面的有效集成。其次,模型结合优化技术,让人身临其境般进行方案体验、论证和优化,以提高施工效率和施工方案的合理性。

5)基于BIM的深化设计

对于复杂节点的深化设计,如工程大截面转换劲性钢梁、钢板墙等钢筋排布密集、细部繁琐的部位,通过Revit软件将二维平面图转换成三维可视化模型,利用间隙碰撞对钢筋排布进行优化,方便现场施工。

各专业进行深化设计时,同步完成BIM深化设计模型的搭建,注意建模命应名一致、规则统一、信息完整,便于总包进行模型整合和碰撞检查。同时,各专业可通过BIM技术进行深化设计优化和细部亮点打造。

总包单位对各专业提交的深化设计模型进行整合和碰撞检查,协调各分包根据碰撞报告逐一修改和优化,并在navisworks等软件中进行工序模拟与漫游检查,保证深化设计质量。

6)施工成本管理

通过BIM模型,结合进度计划、工程量,精确计算进度款进行申报;通过BIM模型提取材料工程量(实物量、清单量、定额量);通过BIM模型,对合同造价、采购造价、实际成本进行分级对比;BIM模型和工程造价挂接,如合同造价、采购造价、实际消耗造价;分析因变更引起的施工工期、方案、造价的变化;基于BIM模型调整变更直观明了,可提高算量准确性和速度,使变更可追溯,客观反映投资动态变化,提高精细化管理水平。

7)分包管理

快速界定分包范围、成本控制、当期审批与总分包关联处理,实时监控项目投资。可根据现场施工情况提前进行工程材料采购,也可在过程中严格执行限额领料,避免超领造成的浪费。同时,建立出入库台账,定期进行台账与BIM总量的比对,做到两账合一。

8)资料管理

BIM应用平台系统可实现文件在分包与总包、总包与监理或业主之间的线上流转和审核。同时,对任意工程构件或进度计划节点,可链接与之相关的文档,如图纸、照片、会议纪要,方便管理人员快速对非结构化信息进行管理。

施工过程中所有资料均上传到BIM应用平台,避免了因为施工班组扯皮或者资料员离职等原因造成资料缺失、丢失等现象,利用BIM应用平台进行资料管理,保证了资料的及时、准确、真实、完整性。

   3.6 施工协同作业

实现分包单位、施工班组、公司不同部门、供应商等多方的协同。在项目运行过程中需要以BIM模型为中心,使各参建方能够在模型、资料、管理、运营上能够协同工作。

BIM应用平台系统为多方参与、多终端的集成式管理模式。分包单位通过网页端完成进度计划与实际进度、资源申请与投入、工序验收与交接等信息填报,系统进行自动集成和分析,供总包管理和决策的依据

总承包单位将业主放的变更等指令或要求上传到BIM应用平台,即可立即将其推送到各参与方,某一参与方将反馈信息上传也会立即将其推送到相关单位和部门。

   3.7 BIM技术在施工企业项目竣工阶段的应用

通过BIM质量大数据,查找质量关键点,结合内部质量验收进行模拟验收,提高项目验收通过率;用BIM系统确定成品保护责任范围,提高成品保护力度;利用施工过程收集并在BIM模型系统中归集,减少竣工资料整理时间;利用BIM竣工模型对比材料设备采购量和施工领用量,盘点现场材料设备退库退场清单,加强材料设备管理。

1)竣工资料

BIM应用平台系统可实现文件在施工班组之间、分包与总包、总包与监理或业主之间的线上流转和审核。同时,对任意工程构件或进度计划节点,可链接与之相关的文档,如图纸、照片、会议纪要,方便管理人员快速对非结构化信息进行管理。

2)项目结算

目前,传统的项目结算在分包结算确定前,不敢与甲方进行结算;结算二次计量计价时间长;结算审计核对时间长,耗费大量人力时间。基于BIM技术的项目计算可以快速完成与甲方的结算,合理确定分包结算,可以提升结算效率、减少漏项、降低损失、减少纠纷,实现管理清晰,动态掌握。

通过BIM加强分包过程管理和成本控制,合理确定总包项目成本,按时上报甲方结算;BIM模型可及时录入现场施工信息,及时建立竣工模型,通过竣工模型提取结算工程量,减少结算二次计量报量的时间和结算核对时间。

   4 结语

经过近几年的推广,BIM技术在施工企业的应用已经得到了一定程度的普及,在工程量计算、协同管理、深化设计、虚拟建造、资源计划、工程档案与信息集成等方面已发展成熟了一大批的应用点。但目前BIM技术在施工单位的应用两级分化现象还是很明显,一方面是有的真正地投入人力、物力去推行,一方面是有的打着BIM的幌子去忽悠业主。未来几年是BIM发展的加速期,分化与同化将同期发生,从业者应该建立起对BIM更理性的认识,最大限度地挖掘BIM的价值。


   参考文献:

   [1] 胡北. 浅析BIM在工程造价管理中的应用[J]. 工业B,2015(35):13.

   [2] 胡北. 基于BIM核心的物联网技术在运维阶段的应用[J]. 四川建筑,2016,36(6):89-91.

   [3] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 2016-2020年建筑业信息化发展纲要[Z]. 2016-08-23.

   [4] 陈丽娟. BIM技术在建筑施工企业的应用研究[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2015(22).