BIM技术在装配式建筑中的应用

（一）施工单位的项目管理

施工项目管理是以施工项目为管理对象，以项目经理责任制为中心，以合同为依据，按施工项目的内在规律，实现资源的优化配置和对各生产要素进行有效的计划、组织、指导、控制，取得最佳的经济效益的过程。施工项目管理的核心任务就是项目的目标控制，施工项目的目标界定了施工项目管理的主要内容就是“三控三管一协调”，即成本控制、进度控制、质量控制、职业健康安全与环境管理、合同管理、信息管理和组织协调。

（二）施工单位BIM项目管理的应用需求

施工单位是项目的最终实现者、是竣工模型的创建者，施工企业的关注点是现场实施，关心BIM如何与项目结合、如何提高效率和降低成本。

仅针对施工模型建立、施工质量、进度、成本、安全几个方面进行简要介绍。

1.施工模型建立

施工前，施工单位、施工组织设计技术人员需要先进行详细的施工现场查勘，重点研究解决施工现场整体规划、现场进场位置、卸货区的位置、起重机械的位置及危险区域等问题，确保建筑构件在起重机械安全有效范围作业；施工工法通常由工程产品和施工机械的使用决定，现场的整体规划、现场空间、机械生产能力、机械安拆的方法又决定施工机械的选型；临时设施是为工程施工服务的，它的布置将影响到工程施工的安全、质量和生产效率。

鉴于上述原因，施工前根据设计方提供的BIM设计模型，建立包括建筑构件、施工现场、施工机械、临时设施等在内的施工模型。基于该施工模型，可以完成以下内容：基于施工构件模型，将构件的尺寸、体积重量、材料类型、型号等记录下来，然后针对主要构件选择施工设备、机具，确定施工单位法；基于施工现场模型，模拟施工过程、构件吊装路径、危险区域、车辆进出现场状况、装货卸货情况等，直观、便利地协助管理者分析现场的限制，找出潜在的问题，制定可行的施工单位法；基于临时设施模型，能够实现临时设施的布置及运用，帮助施工单位事先准确地估算所需要的资源、评估临时设施的安全性、是否便于施工以及发现可能存在的设计错误；整个施工模型的建立，能够提高效率，减少传统施工现场布置方法中存在漏洞的可能，及早发现施工图设计和施工单位案的问题，提高施工现场的生产率和安全性。

2.施工质量管理

一方面，业主是工程高质量的最大受益者，也是工程质量的主要决策人，但由于受专业知识的局限，业主同设计人员、监理人员、承包商之间的交流存在一定困难，BIM为业主提供形象的三维设计，业主可以更明确地表达自己对工程质量的要求，如建筑物的色泽、材料以及设备要求等，有利于各方开展质量控制工作。

另一方面，BIM是项目管理人员控制工程质量的有效手段。由于采用BIM设计的图纸是数字化的，计算机可以在检索、判别、数据整理等方面发挥优势。而且利用BIM模型和施工方案进行虚拟环境数据集成，对建设项目的可建设性进行仿真试验，可在事前发现质量问题。

3.施工进度管理

在BIM三维模型信息的基础上，增加一维进度信息，我们将这种基于BIM的管理称为4D管理，从目前看，BIM技术在工程进度管理上有三方面应用。

第一，是可视化的工程进度安排，建设工程进度控制的核心技术，是网络计划技术。目前，该技术在我国利用效果并不理想。在这方面BIM有优势，通过与网络计划技术的集成，BIM可以按月、周、天直观地显示工程进度计划。另外便于工程管理人员进行不同施工方案的比较，选择符合进度要求的施工单位方案；同时，也便于工程管理人员发现工程计划进度和实际进度的偏差，及时进行调整。

第二，是对工程建设过程的模拟。工程建设是一个多工序搭接、多单位参与的过程。工程进度总计划，是由多个专项计划搭接而成的。传统的进度控制技术中，各单项计划间的逻辑顺序需要技术人员来确定，难免出现逻辑错误，造成进度拖延；而通过BIM技术，用计算机模拟工程建设过程，项目管理人员更容易发现在二维网络计划技术中难以发现的工序间逻辑错误，优化进度计划。

第三，是对工程材料设备供应过程的优化。随着经济的不断发展，科学技术也逐渐完善与进步，通过计算机可以做到的事情也越来越多。计算机在工程建设方面起到的作用很大，计算机内部的资源计算、信息共享和资源优化等功能。之间可以通过互相结合，互相联系，节约建设成本，还能提高工作效率，从而保证工作进度的完成。由于目前的项目工程无论在计算中还是实施的过程中，程序趋于复杂并且多变，参与工程建设的个体单位也越来越多，所以在建设安排中可以节省公司的原料、不耽误工作进程和节约运输成本，是我们工程建设面临的主要问题，由此可以说明BIM为工程建设提供了科学的技术手段。(www.xing528.com)

4.施工成本管理

在4D的基础上，加入成本维度，被称为5D技术，5D技术是对4D技术的升级，是其发展的上一层次。在BIM中它具有很重要的价值，其中5D中的成本管理就是最主要的一方面。以前我国就已经对5D技术进行过研究，当时是在CAD的平台上研究的，当BIM出现后，对这一技术的研究更加深入，研究的范围和空间也更加广泛。主要表现在以下四个方面。

第一，BIM使工程量计算变得更加容易。BIM这项技术为我们工作带来了极大的便利，尤其是在工程设计中，我们不用告诉计算机想要画什么，“三维算量”就可以准确地算出你要画什么，它还可以帮助你完成计算，无论什么东西都可以在自动化下完成。这也说明了在BIM平台上，设计图纸时需要的不再是线条，而是具有属性的构件。

第二，BIM使成本控制更易于落实。使用BIM技术可以降低业主不可预见费比率，可以使得项目投资在估算或者计算的过程中更加准确，还可以提高资金的利用率，使用BIM技术，业主可以对不同建设方案的投资进行估算或者计算，还可以对不同方案中的技术经济指标进行评估。与此同时，BIM技术在企业应用的范围也较广，也可以帮助企业优化升级。相关部门可以利用BIM技术准确获得自己想要的数据，在企业制造“人材机”的计划中可以为其提供技术支持，从而减少了资源的浪费，减少了物流和仓储环节的缺失，在面对限额领取材料和控制消耗的材料中起到了很重要的作用。

第三，BIM有利于加快工程结算进程。工程在实施中面临的问题比较多，有的是结算方面的，有的是建设方面的，总而言之，影响进度款支付拖延有两方面因素：一是工程变成多；二是结算数据存在争议。BIM技术的发展与完善就可以很好地解决这一问题。对于工程可以提高设计图纸的质量，这样就可以减少施工时出现的工程变更、变多的情况；对于结算数据存在争议的问题，如果业主与承包商经过商量、讨论后意见统一，在经过BIM的计算后，结算数据的结果会比较精确，就不会出现数据不同的问题。

第四，多算对比及有效监控。BIM中的数据库可以对任意一个时点中的工程信息进行获取，并且通过对合同计划和实际的资源消耗量，对分项单价、分项合价中的各个数据进行比较和计算，对企业项目运营过程中的各项问题都有所了解。例如，企业目前是亏损还是盈利状态，消耗产品的数量有误或进货分包单价是否有失控的情况发生，可以及时对这些问题进行管理，通过管理这些问题，还可以预测出成本和风险各占多少。企业的管理都是靠数据支撑起来的，而项目在管理最基本的就是对数据的管理，准确、合理地对工程数据进行掌握是项目管理中的核心。

5.施工安全管理

BIM具有信息完备性和可视化的特点，BIM在施工安全管理方面的应用主要体现在以下三个方面。

第一，将BIM当作数字化安全培训的数据库，这种培训与传统的安全训练有很大的区别，利用BIM中的两大特点，可以使工人对施工现场有更深层次的了解，对于现场中存在的问题也可以一目了然，可以准确分析中现场存在的各种问题，然后制订出相应的解决策略。采用BIM技术，面对新的工人对工厂设施环境不了解的情况，以及可能会对人造成伤害的状况，都可以很好的解决，并且可以帮助工人快速掌握工厂的设施环境。

第二，施工空间是会变化的，它会随着工程的实施进度不断地改变，这样不仅会影响工人的工作效率，还会增加施工中的危险系数，而BIM技术是动态的，可以在肉眼观察中看到的，它可以为施工空间提供可视化的管理，通过这项模拟技术，观察工作人员的施工情况，还可以清楚的看到工作中所有会涉及的因素，例如，施工工作面和施工中机械的摆放位置等，并且也能够对工作空间中的可以利用的情况和安全系数做出分析。

第三，仿真分析及健康监测，对于复杂工程，在施工中如何考虑不利因素对施工状态的影响并进行实时的识别和调整，如何合理准确地模拟施工中各个阶段结构系统的时变过程，如何合理的安排施工和进度，如何控制施工中结构的应力应变状态处于允许范围内，都是目前建筑领域所迫切需要研究的内容与技术。通过BIM相关软件可以建立结构模型，并通过仪器设备将实时数据传回，然后进行仿真分析，追踪结构的受力状态，杜绝安全隐患。

（三）施工单位的BIM技术应用形式

目前，全国施工单位的BIM技术发展水平并不一致，有的施工单位经过多年多个项目的BIM技术应用，已经找到了BIM技术在施工单位的应用方向，将BIM中心升级为施工深化设计中心，具体的项目管理应用由中心配合项目管理部组织，各分包分别应用，最终集成的服务方式，但也有企业才刚刚开始了解BIM技术。

（四）施工单位的BIM技术常见应用内容

根据不同的应用深度，可分为A、B、C三个等级，其中C级主要集中于模型应用，从深化设计、施工策划、施工组织从完善、明确施工标的物的角度进行各业务点IM技术应用，B级在C级基础上，增加了基于模型进行技术管理的内容，如进度管理、安全管理等项目管理内容，A级则基本包含了目前的施工阶段BIM技术应用，既包含了B级、C级应用深度，也包含了三维扫描、放线，以及协同平台等更广泛的BIM技术应用。