智能制造中BIM技術的應用優勢分析

麥嘉祥

（江蘇鹽城工學院，江蘇 鹽城 224002）

0 引言

建筑業是國民經濟的基礎之一，在國家建設中發揮著重要作用。近年來，建筑業發展迅速，為我國基建建設作出了重大貢獻。隨著建設項目數量的增加，國家基礎設施建設取得進展，城鄉面貌大為改善，城鎮化快速推進，生活質量和人員流動改善。同時完成了一批重大工程項目，如珠澳口岸大橋、京張高鐵、北京大興國際機場等，這些建設條件復雜，設計施工難度大，有助于我國土木工程技術發展取得突破，可顯著提高我國的建設水平，部分地區已達到國際先進水平，但同時，建筑業也存在一些問題。長期以來，土木工程主要依靠資源投入和大規模開發投資。信息化、工業化水平低、生產方式粗放、勞動生產率低、資源成本高等問題對國外更為突出。施工組織滯后，施工過程機械化、精細化、規范化程度低，信息化和專業化水平較低。在建筑行業，與先進生產技術、信息技術等相結合的相對較少。隨著全球經濟形勢和我國經濟狀況發生巨大變化，我國新的人口紅利逐漸消失，勞動力成本不斷上升，經濟結構性矛盾不斷顯現。在新的經濟形勢下，建筑業要實現高質量發展，需要信息化、智能化。智能建筑技術的使用有助于建筑業的轉型和現代化，以及提高建筑質量。本文討論了智能建造的定義和BIM技術的特點優勢，梳理了近年來國家和地方有關智能建筑的一些重要政策，其中一些在施工中應用了更智能的建筑方法，為智能建筑在土木工程中的應用提供參考。

1 智能建造

智能建造是一種將信息化、智能化與工程建設相結合的新型建筑方式。智能施工技術涵蓋建筑全生命周期的設計、施工、運營等各個階段，以土木工程施工技術為基礎，以現代信息化和智能化技術為依托，以項目管理理論為基礎，符合智能化管理信息系統，提供精細、優質、高效的土木工程模型。智能建造采用先進的信息技術，開發新的施工管理技術，使施工過程從數字化走向智能化，提高施工效率，實現設計信息化、智能化、系統化管理一體化，達到精細化的目標，優質高效施工。

2 BIM技術的介紹

BIM技術涉及以數字格式清晰和逼真地呈現相關數據和信息，基于特定程序創建現實和科學的模型，允許繪圖、施工等。BIM技術具有可視化展示、優化等特性，可以讓客戶通過BIM技術展現立體的裝飾效果圖案，賦予客戶視覺上的視覺效果，從而增強客戶之間的合作機會。此外，該技術的應用可以進一步提高施工效率，從施工招標到施工，整個過程都可以使用BIM技術來提高工作效率，降低施工成本，縮短工期對于施工企業來說是非常重要的，有利于利益最大化?？傊?，BIM技術是一種旨在提高項目管理效率的新型管理工具。

3 智能制造背景下BIM技術在土木工程施工中的應用優勢

3.1 BIM技術有效降低工程成本

建設部門引入和應用BIM技術，不僅可以對工程價格的管理進行多維度的控制，而且可以在現有標準規范的基礎上，合理分配所有的工程成本數據和科學的組合，進一步提高工程造價的效率，提高利用率。在合同部分，通過BIM技術驗證，可以根據相關合同確定合理的工程造價，并根據現有信息開發合理、高效的BIM模型，客觀、全面地描述相關價格信息施工公司與客戶的利益，因此要求客戶支付工程款并計算工程成本。

BIM技術的引入在很大程度上顛覆了傳統的成本管理模式，總體而言，其定價優勢包括：首先，保證和提高工程量計算的準確性，BIM模型可以為造價工程師提供準確的工程量信息。并以非常方便的形式使用，可以顯著提高工作效率：其次，有助于減少估計的工作量，減輕員工提供服務的壓力，并鼓勵他們更加關注以及更重要的問題。其次，可以進一步提高與施工環節相關的成本控制水平，基于BIM技術的碰撞檢查可以更準確、更明確地預留位置，二次孔的概率實際上降低了，有利于降低工程成本。

3.2 BIM技術有效提升施工質量

項目管理人員利用BIM技術對圖紙進行嚴格審核，提高了圖紙準確性的同時加快了審核速度，有效避免了因未認真研究而延誤發現問題；使用BIM技術執行碰撞檢查和3D場地部署等任務可以幫助管理人員及早發現施工問題，并避免復工問題；運用BIM技術對施工人員進行質量問題系統培訓，協助運營人員增強質量意識，準確制定質量標準，確保施工質量達到預期要求；此外，BIM技術可以有效提高施工人員和項目經理的質量意識，明確質量控制點。

在材料輸入方面，仔細控制使用BIM模型繪制的材料，以及遵守必須滿足的質量標準，以確保材料的類型、模型等收到材料后，按照施工進度，科學合理、清晰地使用材料，確保及時交付。

BIM技術在施工機械三維場地設計中的引入和應用，根據施工過程和具體操作情況，考慮到所采用的施工方法和技術，充分定義投入資源量，選擇標準等。

BIM技術在確保整個施工過程的質量控制方面發揮著重要的積極作用。在施工過程中，將能夠對具體的施工過程和工作形式等進行仿真分析。將應用于施工質量控制的各個環節，從而獲得良好的施工質量。在這種情況下，可以使用可靠且運行良好的BIM平臺，以電子形式對施工過程進行完整而詳細的模擬分析，技術人員負責創建清晰、科學的建筑規范和標準，然后為進一步的計算，以確保建筑技術在現實生活中的應用，逐步改進和優化的操作。員工在增強質量意識的同時，嚴格按照相關標準和規定進行施工，確保施工質量達到要求。之后，要重視并加強對建設方案和具體建設工程的定期比對，發現問題，盡快解決，確保工程按時高質量完成。

3.3 BIM技術有效改善施工安全

使用BIM技術，具有高度可視性，模擬現場工作條件，補充和改進使用BIM技術的安全培訓機制。為確保項目的有序實施，BIM技術在施工中的應用，通過準確模擬施工環境，在施工過程中為工人提供重要支持，從而有效降低施工風險的可能性，保障項目的順利實施。BIM技術應用于施工安全管理中，主要有以下幾個優勢：

3.3.1 現場安全技術交底與安全教育培訓

基于BIM技術的可視化措施3D視頻、4D虛擬創作等，有效應對施工過程中出現的風險，按照人員、機械設備和材料的具體使用順序形成工作過程，以及通過視頻呈現具體的施工技術方案，就像現場工作人員所做的那樣，在工作過程中，必須采取各種安全措施，以消除與嬰兒期事故相關的所有風險，并減少通過有效提高安全實踐的有效性，最大限度地減少事故數量。以BIM技術為重點的安全培訓，通過再現真實工作流程的動畫或模擬，幫助建設者全面準確地了解工作場所需求和工作場所內容，幫助新人在短時間內了解工作條件，提高施工安全意識。

3.3.2 現場安全檢查、突發緊急情況預演

施工現場安全員可以使用設計精良、可穿戴的移動BIM終端，通過錄像下載施工作業及機械設備使用、安全隱患等相關項目，進一步排查不確定性?，F場通過BIM模型鏈接，確保所有安全檢查都真正合理，并提高現場管理人員和工作人員對確保安全責任的認識。同時，通過信息交流，幫助公司高層全面、深入地了解現場安全形勢，及時采取有效措施，盡量減少因現有安全風險或問題。此外，利用BIM技術可以進行各種模擬活動，例如在不利條件下進行建筑、進行安全疏散演習等。

3.3.3 機械設備模擬、臨邊防護、安全色標管理

借助BIM技術，可以通過在BM模型中預先在未配備面板的陽臺、檐篷和飛檐上放置適當的安全欄桿來準確模擬和直觀地展示建筑模型中機構的功能，以確保安全措施得到合理落實，并且在可能的范圍內消除所有安全威脅。

基于BIM技術，可以獲得對建筑各個方面的清晰、主觀的看法，以及現場施工與文明施工的有效協調。在移動客戶端的支持下，利用手機、平臺等手段捕捉全設施的安全問題，統一記錄和管理發現的缺陷和不足，提供必要的支持，確保安全措施的推廣和落實。

3.4 BIM技術有效顯示施工進度

基于BIM技術的進度管理，不僅清晰展示項目的整個施工過程，還為管理工作進度提供了一個敏捷穩定的平臺，項目經理可以直觀地管理項目的進度，并有效鏈接3D模型和臨時項目文件，共同構成成熟完善的BIM4D模型，確保在正式施工前獲得適當的人力、材料和機械等資源，幫助工程技術人員實現多層次的綜合項目建設管理。使用BIM4D模型比較進度和實際進度的建筑工程，如果實際進度與預期進度有明顯差異，應在找出偏差的根本原因的基礎上采取有效的補救措施，以確保實際進度與和預期的進展高度吻合。BIM技術應用于施工進度管理中，主要有以下幾個優勢：

（1）提高數據信息的完整性。由于基于BIM的系統所包含的信息不是一張簡單的圖片，它包含了關于施工過程各個方面的完整信息匯總，例如操作人員的分布、機械設備的選擇等，因此，在開展運營時，可以直接使用BIM建筑模型部署包括人力和物力在內的各種資源，保持供應信息與項目進度之間的密切關系?？梢越Y合當時的具體建設條件，科學合理地調節資源供給。各方人員需加強溝通，確保各建設環節的各項資源及時到位，為按時完成項目任務提供可靠保障。

（2）工程進度管理不僅保持可視化，而且效果很好。BIM技術的可視化功能有助于實時檢查質量和進度，使檢查人員能夠及時發現存在的問題或潛在風險，從而盡快采取有效的控制措施。檢驗人員可以利用模型創建的虛擬環境，智能判斷施工質量，為進一步制定施工作業方案提供良好依據。

（3）各方交流通暢及時。在先進的計算機技術的支持下，項目利益相關方可以高效、快速地傳遞和交換信息，為各方及時有效的溝通提供了有利條件，有助于優化協同效應。

4 結語

隨著全球經濟的快速發展，建筑業進入了發展的高潮，BIM技術在建筑中的應用已經成為主流，但目前我們才剛剛開始使用BIM，即使在所有使用BIM項目管理仍有待提高，BIM技術在施工管理中的廣泛應用，也取得了更高效的成果。本文對智能制造背景下BIM技術的應用優勢進行分析，得出以下結論：

（1）本文對BIM技術在施工成本管理的應用方面作出分析，發現可以更好地規劃管理工程，有效降低工程成本。

（2）BIM技術通過有效的數據管控、現實的資源規劃和多維度的比較工作成本分析，可以提高工作范圍計算的準確性，增強分析工作成本的能力，結合起來可以實現更清晰的成本管理使用BIM技術和輔助技術。

（3）考慮到BIM技術的特點，通過與傳統技術的對比分析，BIM技術在項目實施全生命周期內提供管理的技術優勢，可供建設、設計和施工部門使用。

（4）在安全管理方面，基于BIM模型的運用，對施工現場的電梯、陽臺和所有建筑立面進行了全方位的保護，杜絕了工程初期的隱患。