1、基于 BIM 的建筑施工现场信息管理研究 曹建文 易径迪 聂爽冰 陆回权 中南林业科技大学 摘 要： 我国建筑施工现场信息技术应用严重不均衡, 是导致施工现场管理效率低下的直接原因。BIM 技术经过十余年发展, 在我国建筑业信息化建设进程中的成效有目共睹, 因而基于 BIM 的建筑施工现场信息管理必将成为提高建筑施工现场管理效率和质量的有效途径。本文在通过对建筑施工现场信息及其管理现状进行研究, 最终提出基于 BIM 的建筑施工现场信息管理体系构想, 为进一步推进我国建筑业信息化提供建议。关键词： 建筑施工现场信息; BIM 技术; 信息管理现状; 管理体系; 收稿日期：2017-11-29R
2、eceived： 2017-11-290 引言建筑施工现场是建设工程信息的汇聚地, 建筑施工现场信息管理中诸多缺点一直影响着施工效率和质量。如何用一种新的信息管理体系来改善建筑施工现场信息管理现状, 已成为施工管理者的关注焦点。BIM (Building Information Modeling, 建筑信息模型) 技术就是顺应建筑业信息化发展而产生的一种新的建筑信息管理技术, 其所具有的可视化、协调性、快捷性等特性能很好地为施工现场信息管理提供优质服务。1 建筑施工现场信息信息是通过基于时空的相关组合来反映事物内部存在及其关系属性的消息、信号或数据等, 通常以图形、文字、语音等形式出现。一般具
3、有可识别、可转换、可传递、可加工处理、可多次利用、易扩充、可共享等共性。1.1 建筑施工现场信息特点众所周知, 改革开放以来建设工程项目的施工过程复杂程度与日俱增, 直接导致建筑施工现场管理信息种类增多、管理难度不断加大。建筑施工现场信息既具备信息共性, 又具有建筑业的特殊性。一般来说建筑施工现场信息通常具有以下特点: (1) 信息来源广、内容复杂; (2) 信息更新速度快、关联性强; (3) 信息格式和表现方式多样。1.2 建筑施工现场信息格式和形式建筑项目参与方众多, 不同参与方并不会统一使用同一种专业软件协助其完成作业, 而不同软件都有储存项目信息的专属专用格式, 这直接导致不同格式的文
4、件随着工程项目推进而不断产生, 科学合理地选择信息格式和方式有利于提高信息的利用率1。从信息格式和形式两方面来分析建筑施工现场信息。建筑施工现场信息的信息格式一般可分为:TXT、DOC、XLS 等文本文档格式;JPG、PIC、PNG 等图像格式;DXF、DWG、AI、EMF、IGS 等二维向量格式;OBJ、DWG、PDF 等 S 维表面和形状格式。而在信息表现方式上有:用以存储建筑成本的合同文本;财务报表;用以体现工程进度的香蕉曲线图、横道图;用以表现建筑构造的工程图纸、设计文件等。2 当前建筑施工现场信息管理现状及原因分析2.1 当前信息管理现状通常信息管理被认为是对信息资源的多个单项信息的
5、系统管理。一般情况下信息管理由原始信息获取、信息传送、信息储存、信息处理、信息反馈等组成。目前, 我国建筑施工现场信息管理主要运用到以下三种体系: (1) 纯手工信息管理体系; (2) 半系统化信息管理体系; (3) 全系统化信息管理体系。20 年前, 我国建筑业信息管理主要是使用信息编码、信息管理制度、信息流程图等纯手工信息管理体系进行信息管理。该体系容易造成信息流失、难以保持信息一致性和准确性、信息更新速度慢等现象。现阶段随着信息化的发展, BIM技术的普及, 半系统化信息管理体系的概念已经慢慢渗透到大大小小的施工场地。相比纯手工信息管理体系, 现阶段的半系统化体系已取得了良好的信息管理成
6、效, 但总体来说我国施工现场信息化水平还停留在简单问题处理和信息反馈阶段, 且形式的信息管理体系仅为局部管理, 并未将整个管理体系连成整体, 因而项目信息流失严重、传递失效和集成效率差等问题仍普遍存在2。2.2 当前建筑施工现场信息管理问题原因分析2.2.1 信息管理体系不完善项目建设过程具有持续性, 因此施工现场的信息管理也应贯穿整个过程。在BIM 技术发展的推动下, 我国建筑施工现场已有局部信息管理体系形成, 但是该体系不完善, 还不能有效克服建筑施工现场信息管理中沟通不畅和信息流失等问题, 这就导致了信息集成差、关联性差。2.2.2 管理人员管理理念落后及应用成本高管理者的理念也没有与时
7、俱进, 以及相应设备技术应用成本过高, 导致项目经济效益降低, 拖后了施工现场信息化管理的发展。2.2.3 信息管理工具落后目前建筑领域信息管理主流工具主要是针对项目的计划编制、各大目标控制等开发出的, 比如 Project 等。同时, 这类项目信息管理软件开发主要应用对象是单项业务, 很少考虑到全寿命周期内项目的相关信息要素的集成管理。为了达到管理效果只能同时应用好几个信息管理工具配合使用, 这样又导致了不同软件生产的信息格式不同, 以及各种信息数据之间难以兼容的问题。3 基于 BIM 的建筑施工现场信息管理3.1 BIM 技术在我国, BIM 技术发展相对较晚, 目前国内学者通过将别国对
8、BIM 的定义和我国实际国情结合, 将其理解为通过对工程信息集成、补充、修改而建立出的一个具备项目各种相关信息的数据模型, 可以通过其数字信息仿真模拟出建筑物的真实信息和状态。BIM 技术具备的可视性、共享性、模拟性、快捷性可促进工程项目全面及时管理。3.2 基于 BIM 的建筑施工现场信息管理优势综上所述, 我国建筑施工现场信息管理主要运用到三种体系, 前两种体系都不能完全改善现阶段信息管理中的弊端。而 BIM 技术可利用其可视化、协调性、快捷性等特性, 充分改善目前项目信息管理中的弊端, 为实现全系统化信息管理体系提供切实可行的途径。其优势主要体现在以下几方面。3.2.1 促进项目信息共享
9、BIM 模型中包含工程项目的全部信息, BIM 技术的核心就是信息的共享与使用, 基于 BIM 技术开发的各种应用软件, 一般都可以通过 IFC 数据交换标准来解决数据不兼容的问题。3.2.2 提高经济效益根据有关数据统计, 在传统的项目信息管理中, 施工阶段的无用功高达 57%, 这些无用功无疑降低了项目效益, 而 BIM 可以通过 BIM 模型优化信息管理过程, 提供一套完整的应对解决方案, 以降低建筑业的无用功, 提高项目的经济效益。3.2.3 完善信息管理体系上文中提到我国现阶段信息管理体系不完善, 导致施工现场“信息孤岛”的形成。而目前市场上已有许多 BIM 应用软件可以来弥补此处空
10、缺, 比如 archi CAD、Revit、广联达 BIM-5D、鲁班 BIM Works 等。虽然这些应用软件暂未形成一个完全兼容、互补的信息管理体系, 但通过 IFC 数据交换标准可以达到一定兼容的效果, 因而达到完善信息管理体系的效果。3.3 基于 BIM 的建筑施工现场信息管理体系构想基于 BIM 的建筑施工现场信息管理体系的构建核心就是要改善工程信息的传递和共享方式, 实现各阶段项目参与各方的项目信息在施工现场有效集成和共享, 建立起工程项目施工阶段的全系统化信息管理体系。其中该体系主要由信息收集系统、信息处理系统、BIM 模型系统、各子功能应用系统组成。(1) 信息收集系统主要将工
11、程项目信息收集于 BIM 数据库, 并通过该数据库实现信息传递共享。其中信息的采集应结合最新电子信息采集方式, 而不是依赖传统的纸质记录或文件传递方式, 以免造成过程中信息更新不及时和传递中信息的缺失。(2) 信息处理系统主要将 BIM 数据库中收集来的各种信息进行分类, 直至将所有信息分类成可控制的活动再进行编码工作, 以满足信息管理的顺利实施3。针对建筑施工现场信息格式和形式多样化导致信息不兼容, 基于 IFC (Industry Foundation Classes) 标准可以通过交换或解析存储到数据库中的信息来解决此类问题。(3) BIM 模型建立系统主要是利用从 BIM 数据库中提取
12、的各种信息进行 BIM 模型的创建工作, 并充分利用补充更新的数据进行 BIM 模型的完善, 为施工阶段各方管理者提供需要的模型信息。(4) 各子功能应用系统是指利用 BIM 模型指导现场施工、预防施工现场突发情况等。主要包括施工现场问题预防系统、施工现场问题解决系统、施工验收检查系统、施工工地动态管理系统。4 基于 BIM 的建筑施工现场信息管理展望我国正处于大力推广各行业信息化进程的阶段, 在住建部印发的2016-2020年建筑业信息化发展纲要中明确提出, 在“十三五”时期全面提高建筑业信息化水平, 着力增强 BIM、云计算等信息技术集成应用能力, 数据资源利用水平和信息服务能力明显提升。
13、目前国内越来越多的建筑企业应用了 BIM 技术及其相关的专业软件, 以求达到提高信息管理的目的。这些都进一步凸显了应用BIM 推动建筑业信息化的紧迫性, 同时也体现了基于 BIM 的建筑施工现场信息管理的重要性。基于 BIM 的建筑施工现场信息管理可以有效解决施工现场信息传达不畅、信息丢失等问题, 是解决当前建筑业信息化“最后一公里”问题, 提高建筑行业的效率和利润的最佳办法。参考文献1张建平, 余芳强, 李丁.面向建筑全生命期的集成 BIM 建模技术研究J.土木建筑工程信息技术, 2012 (1) :6-14. 2焦安亮, 张鹏, 侯振国.建筑企业推广 BIM 技术的方法与实践J.施工技术, 2013, 42 (1) :16-19. 3陆惠民.工程项目管理M.南京:东南大学出版社, 2002.
