BIM在建设工程中演绎不凡
2016-12-06
BIM作为一种产品时，即建筑信息模型，是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达；
作为一个过程时，即建筑信息模，指建筑信息模型的创建、应用和管理过程。BIM不是狭义的模型或建模技术，而是一种新的理念及其相关的理论、方法、技术平台和软件等。
BIM技术基于三维几何模型，以面向对象的方式表示建筑构件，并具有可计算的图形及资料属性，使用软件可识别构件，且可被自动操控。这里的建筑构件包括可描述其行为的数据，支持分析和工作流程。模型所有视图都是协调一致的，数据一致且无冗余，如构件信息更改，会表现于构件及其视图中。
BIM具有完备性、关联性、一致性和动态性等特征。如，工程信息模型中的对象是可识别且相互关联的，模型中某个对象发生变化与之关联的所有对象会随之更新；生命期不同阶段模型信息是一致的，同一信息无需重复输入；并且信息模型能够自动演化，动态描述生命期各阶段的过程。
将BIM应用于项目中，可以更好地理解设计概念，各参与方共同解决问题；减少信息转换错误和损失，项目总体周期缩短5%；减少错漏碰缺，减少浪费和重复劳动；提升施工现场安全；预测建设成本和时间；节省工程成本5%。
在公路建设中推广BIM技术，可实现建设项目全生命期各阶段、多参与方、各专业间的信息共享、协同工作和精细管理；可支持环境、经济、耗能、安全等多方面的分析、模拟，实现项目生命期全方位的预测和控制；可支持设计、施工与管理一体化，促进行业生产方式变革；可连接项目生命期各阶段的数据、过程和资源，支持行业产业链贯通，为工业化发展提供技术保障。
基于BIM的工程设计
采用具有BIM建模及设计功能的C A D系统，为公路工程设计带来了从2D到3D，再到BIM设计的第二次革命，有助于实现设计方案更加完善。
三维协同设计。能够根据3D模型自动生成各种图形和文档，并始终与模型逻辑相关；
当模型发生变化，与之关联的图形和文档将自动更新；设计过程中所创建的对象存在着内建的逻辑关联关系；当某个对象发生变化时，与之关联的对象能随之变化。
不同专业之间的信息共享和协同工作各专业CAD系统可从信息模型中获取所需的设计参数和相关信息；无需重复录入数据，减少了数据冗余、歧义和错误的产生；某个专业设计的对象被修改，其他专业设计中的该对象都会随之更新。
可视化展示。利用Revit等软件进行建筑、结构、机电BIM建模，可实现可视化展示设计结果，直观理解设计方案，检验设计的可施工性，提前发现设计问题。
碰撞检测。将BIM模型通过IFC或.rvt文件导入专业碰撞检测，进行结构构件及管线综合的碰撞检测和分析，可减少设计变更。
性能设计。可进行日照、通风、声学、能耗等性能分析；可进行火灾烟气与温度尝地震倒塌等模拟、人流疏散及交通模拟等。
与施工阶段共享信息。通过信息共享，可深化设计，实现基于BIM的施工管理。
白沙沱长江大桥施工的BIM应用
重庆白沙沱长江大桥全长5.3公里，在施工阶段应用了BIM技术。其中4D施工模拟，可以天、周、月为时间单位，按不同的时间间隔对施工进度进行模拟，形象地展示施工计划和实际进度。还可按工序和进度进行复杂工艺模拟，如节间位置偏移。
4D动态资源管理。导入定额或工程清单，建立与构件及WBS的关联；相对计划和实际进度，自动计算整个工程、任意WBS节点、3D施工段或构件在任意时间范围的工程量以及累计工程量；自动计算指定时间段内相应的人力、材料、机械的计划用量和实际消耗量，提供资源计划和实际消耗的对比分析，预测指定日期的资源消耗量；自动计算指定时间段内相应的工程成本，包括人力成本、材料成本、机械成本以及总成本，提供成本计划和实际支出的对比分析。
4D场地管理。3D施工场地布置，包括施工红线、围墙、道路、临时房屋、材料堆放、加工场地、施工设备等设施。白沙沱长江大桥施工中，将3D施工场地设施与进度和相关信息相关联，建立4D场地信息模型，实现了施工设施信息查询与统计分析。
安全质量管理。由4 D 信息模型生成结构分析模型，进行施工期时变结构与支撑体系任意时间点的力学分析计算和安全性能评估。
邢汾高速公路施工的BIM应用
邢（台）汾（阳）高速公路是国内第一个应用BIM技术的高速公路工程。该工程具有点多线长的特点。项目的施工应用了BIM技术，实现了整体线路宏观管理、工程标段中观管理与典型桥隧精细管理相结合。其中，整体线路的宏观模型，用于支持公路工程整个线路及工程标段的施工管理和过程模拟；工程标段中观模型，用于支持各标段的线路布局展示以及施工管理和过程模拟。
以整体线路宏观管理为例，基于宏观BIM 施工模型，可在地图上展示公路工程的整体线路布局，并用不同颜色标识各个标段的施工进度，实现工程项目整体情况，以及各标段施工进展的快速查询和可视化展示。应用BIM技术，还可实现项目建设的历史查询。
在时间轴上标出项目的开工、竣工和其他里程碑节点，展示项目的建设历史。用户点击任意里程碑时间点，即可查询该时间点上各项工作的完成情况、上一里程碑至该时刻之间完成的主要工作及其工程量和成本，从而把握整体建设过程和资金流。选中某一标段可以查看该标段的名称、起止桩号、中标时间、所含桥隧、承建和监理单位信息以及进度信息；用户双击选中标段，即可切换至相应中观管理视图。
BIM的发展与企业应对
目前，BIM技术的相关体系尚不完善，需要深入研究。在标准、政策和法规方面，要建立完善的BIM标准体系，编制配套的BIM应用标准；要研究和制定有关政策、法律、法规，研究BIM应用模式、方法和指南。应用技术方面，要加强研究基于BIM的设计、施工、运维及管理的理论、方法及关键技术，以及建筑全生命期投资、性能、资源、环境和防灾等分析、模拟和动态监控技术，虚拟设计和建造技术和建筑自动化。
企业要注重以数据流引领技术流、物质流、资金流、人才流，推动分工协作的组织模式，促进生产组织方式的集约和创新；要推动生产要素的网络化共享、集约化整合、协作化开发和高效化利用；要建立“用数据说话、用数据决策、用数据管理、用数据创新”的管理机制，实现基于数据的科学决策。
企业信息化要以项目BIM全生命期应用为基础，实现大数据积累；要以移动智能终端为工具，实现多元数据采集、跟踪和传输；要以云平台为支撑，实现数据共享与管理；要以大数据决策为目标，实现企业的智慧管理与工程的智慧建造；要紧密结合行业发展，实现工业化、标准化，实现设计的集成化、网络化，实现设计施工一体化以及施工机械化、自动化。
