1BIM技术简介

BIM是建筑信息模型的缩写，目前对于BIM的定义仍没有统一，较为完整的应属美国BIM标准给出的定义，即BIM是一个建设项目物理与功能特性的数字表达，是一个共享的知识资源，可以分享建设项目的信息，并为项目全寿命周期中的决策提供可靠依据的过程。大量的实践表明，BIM在工程建设领域中的应用，具有显著的经济、社会和环境效益，其最大的作用是使工程建设项目信息在施工建设的全过程中获得充分共享，并达到了无损传递，这使项目参与方能够进行协同作业，建设和运营管理方式也获得了根本性转变。BIM是基于工程建设项目全寿命周期的管理理念，其将整个工程项目从概念设计到施工建设、投入使用、改扩建，直至拆除的全过程作为服务对象，并在各个阶段发挥着不同的作用。现阶段，国内的建筑施工与建造技术的信息化程度相对较低，具体体现在如下几个方面上:成本核算、工程算量等等，这导致了浪费大、效率低等问题的发生。而借助BIM技术，不但能够进一步提升施工质量和效率，而且还能有效减少施工人员与材料的浪费，有助于提高施工企业的经济效益。BIM的实施过程，是以核心建模软件为基础，换言之，软件是实现BIM的主要工具，各种软件的应用，能够使BIM在工程建设项目过程中发挥出最大的价值。大体上可将BIM应用软件分为两大类，即建模软件和利用软件，如3D建模软件、方案设计软件、几何造型软件等均属于建模软件，除此之外的相关软件多数均为利用软件。

2BIM技术在建筑施工管理中的具体应用研究

2．1BIM的技术架构

本文所提出的BIM技术架构具体是由接口层、数据层、平台层、模型层、应用层构成。

(1)接口层。通过接口层可以将来自于不同数据源、不同格式的模型以及相关信息传输到BIM系统当中，从而实现了IFC和非IFC格式信息的交互与应用。这里所指的数据源具体包括建筑施工BIM建模系统，BIM模型、3D模型、进度信息等等。

(2)数据层。通常情况下，可将施工阶段产生出来的工程数据分为结构化的BIM数据和非结构化的文档数据以及用于表达的工程数据。BIM数据主要是采用基于IFC标准的数据库进行存储和管理;文档数据则是以文档管理系统进行存储，用于表达的工程数据全部存储在相应的数据库当中。可以利用SQLSever来创建BIM数据库。

(3)平台层。主要包括BIMDISP(数据集成管理平台)、4D可视化平台等。其中BIMDISP具体用于实现BIM数据的读取、存储、集成、验证，可通过它构建面向专业应用的子信息模型。而4D可视化平台则提供了如下功能:试图转换、图形控制、动态漫游等等，实现了施工管理网络化和工程项目的信息交换。

(4)模型层。利用BIM数据集成平台，可以生成相应的子信息模型，具体生成何种模型，可根据建筑工程项目的实际需要而定，如施工进度、施工资源、施工安全等方面的子信息模型等等。

(5)应用层。该层主要是由基于BIM的4D施工管理软件组成，其中具体包括4D动态管理系统、施工安全分析系统、施工优化系统以及项目综合管理系统等等。

2．2系统的主要功能

BIM应用系统是由施工管理系统和综合管理系统组成，并分别设置了C/S和B/S架构，两个系统之间利用接口实现无缝集成，通过双向链接实现了数据库的信息交换和共享，主要功能与技术特点如下:

(1)BIM建模系统。该系统主要包括以下功能:①3D几何建模与工程项目组织浏览功能。根据IFC进行空间结构组织和建筑构件定义，并提供各种建筑构件的施工3D模型，同时借助项目浏览器，可以实现对建筑构件模型的分类、关联以及浏览;②工程项目施工信息创建于扩展功能。该功能可以实现质量、进度、成本、安全、原材料等诸多施工属性的创建以及与模型之间的相互关联，同时，还提供了属性的扩展功能;③导入/导出模块。该模块的主要功能是通过将其他设计和3D模型的导入，创建BIM施工模型，并将施工BIM模型导出为IFC文件，以供施工管理和运维系统使用。

(2)4D动态管理系统。该系统主要包括以下管理功能:①进度管理。借助系统自带的WBS编辑器和工序模板，能够快速完成施工段划分、进度计划创建，同时还能双向链接，再利用4D模型，可对施工进度进行查询、控制以及调整，从而使进度计划与实际计划可以用网络图表示，并且还能够以3D图形显示出来，真正实现了施工进度的动态管理;②资源动态管理。借助可以设置多套定额以及工程计划清单的资源模板，能够自动对3D施工段的工程量以及相应施工进度的人、财、物消耗进行计算。同时还能自动生成工程量资源用量表，为施工资源的动态管理提供了可靠依据;③场地管理。可以利用动态管理系统进行3D施工场地布置，并自定义施工设施的4D属性。通过点取任意的设施实体，便可以对其相关施工属性进行查询，如设施名称、类型、计划设置时间等等，同时，可对施工场地的相关设施信息进行统计，使之与施工进度相对应，从而形成动态的现场管理;④施工质量与安全管理。工程项目中的施工方与监理方可以随时将质检与以及安全方面的数据输入到该系统当中，系统会自动将质量、安全信息或是质检报告与信息模型相关联，这样便能够对施工质量和安全状况进行实时查询，同时系统还能自动生成工程质量安全统计分析报表;⑤施工过程模拟。能够按照计划进度对工程项目施工全过程进行4D可视化模拟，同时还具有模型显示功能。

(3)项目综合管理系统。该系统具有如下功能:①业务管理。能够为工程项目中各个职能部门的业务人员提供诸如质量、安全、进度、合同、采购、变更、支付、竣工等方面的管理功能。相关业务的管理数据与BIM进行关联，可在4D管理系统当中完成可视化查询;②实时控制。系统能够为工程项目的管理人员提供诸如统计分析、数据实时查询、重要事件追踪以及预警等功能;③决策支持。系统可以提供诸如工期、台账、效能等方面的分析功能，为项目决策人员的管理决策提供可靠的依据。

2．3应用效果

BIM与4D技术在诸多大型建筑工程项目中获得了应用，如昆明机场设备安装、上海国际金融中心、青岛海湾大桥、邢汾高速公路等等，它的应用不但大幅度提高了工程的施工质量，而且还进一步加快了施工进度。相信在不久的将来，BIM技术必将会被广泛应用与各类建筑工程当中。

3结束语

综上所述，本文依据国内建筑工程施工管理的具体特点和实际需求，对BIM在施工管理过程中的应用进行了深入系统的研究，并将BIM技术与4D技术进行了有机融合，在此基础上提出BIM应用的整体实施方案。结果表明，BIM在建筑工程施工管理方面的应用，能够进一步加快施工进度、提高施工质量、确保施工安全、降低工程成本，这充分体现出了BIM技术在建筑工程领域中的应用价值。在未来一段时期，应当将研究的重点放在对BIM技术的改进和完善上，并多开发一些与之相关的应用软件，这不但能够使BIM技术的应用前景更加广阔，而且还能促进我国建筑业的持续发展。

作者：曹伟峰单位：同济大学