浅谈 BIM技术应用于施工管理及人才培养的作用

张健 魏雪健 马道强

1. 中建交通建设集团有限公司山东公司

摘要:BIM建筑信息模型为我们展现了二维图纸所不能给予的视觉效果和认知角度，基于BIM技术在施工中的应用为施工企业在施工过程中进行多专业协调、现场布置优化、施工进度、质量管理、安全管理、资源及成本管理，大大减少返工，节约施工成本，降低施工管理人员的培养成本及时间。本文主要介绍的就是工程项目在管理过程中BIM技术的应用及应用中存在的主要问题。

关键词：BIM、工程施工管理、施工管理人员培养

一、课题背景

自改革开放后，中国经济经历了长达40年的高速增长，中国建筑行业也坐上了发展的高速列车。截止到2020年，全球已建成的十座500米以上建筑中，中国有八座；中国已通车高速铁路总里程3.9万余公里，占全球高铁的60%以上；2021年，全球五百强企业，中国有十家建筑与工程企业上榜……

成果是辉煌的，但时至今日，经济发展形式已经发生了重大变化。自2020年开始，受到疫情等多种因素的综合影响，中国经济增速仅有2.3%，基础设施投资增速仅为0.9%，这表明中国建筑业已经从增量市场转变为存量市场^[1]。

[1]陈宏伟.后工业化时代建筑企业发展战略研究[J].建筑经济,2021,42(07):5-10.

相关统计数据显示，自2016年以后，中国建筑业产值利润率呈现连年下降趋势，2016年建筑业产值利润率为3.61%，2017年为3.50%，2018年为3.53%，2019年为3.33%，2020年为3.15%。不断下降的产值利润率昭示着建筑业辉煌发展背后的隐忧^[2]。

[2]金玲,梁浩.我国建筑业产值利润率与企业技术装备相关性研究[J].建设科技,2021(15):65-68.

二、课题目的

十四五规划提出，中国要走高质量发展之路，作为国民经济的重要组成部分，建筑行业在新形势之下的发展思路成为了亟待思考的问题，本文正是基于当前的经济发展局势，研究如何利用相关理论和技术手段适应建筑行业新发展形势的需要。

本文基于建筑行业中BIM技术的应用，结合相关事例分析，探讨提高工程效益的可行思路，降低行业入门门槛，缩短人才培养时间，以提高建筑企业竞争力。

三、传统建筑行业关于施工经验对于工程施工的制约

一个优秀的工程师对于项目能够起到不可磨灭的作用，但是，一个优秀工程师的培养需要花费大量的人力物力以及时间，并且工程师的培养并不是一蹴而就的。而BIM的诞生，使项目管理、图纸认知、信息交流变得更加简易化。学习和工作方式的转变，意味着它会使建筑行业的人才培养周期大大缩短，一旦BIM技术真正得到普及，建筑业的优秀工程师将如雨后春笋般不断产生。

四、BIM软件对于人才培养及施工管理的作用

1.碰撞检查。在工程施工中，由于设计的疏忽，往往会出现构件之间交叉碰撞或空间不满足施工要求的情况，为了防止这些情况的发生，图纸绘制时、工程施工时都会有专人检查图纸，减少碰撞概率，但这种人工审查往往严重依赖于施工经验，且容易出现错误。目前有Revit、Tekla等多种BIM软件针对此问题内置了碰撞检查功能，只要建好三维模型，即可依靠软件计算进行碰撞检查，对施工经验的依赖性大大降低。

2.施工管理。在实际的施工管理中，施工成本、施工质量、施工安全都是项目管理者需要考虑的因素，管理内容的复杂多样和相互冲突增加了施工管理的难度。这就需要依赖管理者的管理经验，把握工程各个施工控制要点，一旦存在未考虑到的方面，产生施工过程中的偏差，就会增加施工成本，以致不能满足施工企业的经济需要。BIM软件内置的信息库功能，整合了施工成本、工程量、施工步骤等多种信息，可以在决策时梳理逻辑，抓住主要问题，从而为施工管理提供助力。

3.物资管理。在项目建设准备阶段，需要大量采购施工物资。多买少。采购多会造成项目浪费，造成项目额外支出，采购少会影响施工进度，使用BIM技术可以准确安排项目采购。因为BIM数据模型的建立有多种综合数据支持，为了为保证模型的准确性，相关项目人员经常对BIM模型进行仔细的分析和验证。模型最终效果与项目最终效果高度一致。因此，在建立模型时获得的材料数据也是相当准确的，采购方可以以此作为采购工程材料的依据。

4.图纸审核。传统的施工图是二维纸质图纸。在施工技术准备和具体施工中，施工人员往往会运用想象力来构建出图中所描绘的建筑物的三维形状。同样的，若是想要真正做到将图纸问题全部通过人工审查来发现，不论是从效率还是准确性上讲，都远远弱于通过BIM建模来实现，这使技术交底和技术交流存在巨大障碍。而通过建立实际建筑施工模型，却可以使专业水平不佳的工作人员也可以清楚地了解整体建筑的设计要求和设计参数，同时统一整体工程的技术要求，便于让后续的施工技术交底、施工交流、施工检查一目了然。

5.技术交底。在传统的工程建设中，施工前往往会有面对面的技术交底。由于大家认知和理解的偏差，或者对施工图和施工技术的理解分歧，在实际施工中很容易造成误差，这将影响工程的施工质量。BIM虚拟施工技术让各参与单位通过统一的建筑信息模型，加强对相关信息的理解和统一认知。同时，通过实时参数的采集和分析，可以监控项目的质量和进度，提前安排生产进度；还可以根据具体的数据支持提供预警，防止问题的发生，或者及时纠正和调整问题，使项目的建设能够顺利、有序地进行。

五、工程实例

1、武汉火神山项目

武汉火神山项目于2020年1月24日启动，2月2日完工并交付，建筑面积3.39万平方米，可容纳床位1000张。

由于工期紧、任务重，为了抢工，火神山项目建设之初采取了多种管理措施确保工程顺利完工，其中最引人瞩目的就是设计与施工同时进行，边设计边施工^[3]。

为了保证施工进度，设计单位与施工单位广泛利用BIM软件进行施工控制。由设计单位搭建三维模型并进行结构分析计算，而后导出施工图纸并将三维模型交付给施工单位，再由施工单位导出详图。相比起二维绘图，利用BIM软件进行三维绘制不仅直观，还能够节省结构分析计算的时间，同时也能为施工前的工厂生产、施工过程时的物资管理保驾护航^[4]。

[4]满吉芳. BIM技术在装配式建筑中的应用研究——以火神山、雷神山项目为例[J]. 重庆建筑,2021,20(01):21-23.

2、深圳地铁9号线

深圳地铁9号线一期项目于2012年7月1日开工，2016年10月28日开通运营。线路全长25.38千米，设有车站22座，与其他隧道、车道穿插28处，下穿建筑物122栋，下穿水体3处，是业内公认国内施工难度最大的地铁项目之一。

由于地质条件复杂，邹贻权等利用BIM软件对隧道施工进行有限元分析，得出了进油缸设计、行程、旋转角度等盾构施工时的关键施工参数^[5]。

[5]邹贻权,张晓俊,杨向华,王淑嫱,石峻峰. 深圳地铁九号线小曲线半径隧道管片BIM模型力学维度分析[J]. 铁路技术创新,2015(03):85-89.

除此之外，项目施工人员根据图纸先后建立了多个土建模型、机电模型，并利用这些BIM模型发现了水管和风管的碰撞问题以及车站站厅机电管线与天花板的碰撞问题，同时根据三维模型优化了土建工程的预留洞口，并进行了三维可视化交底，优化了工序安排^[6]。

[6]蒋宗发,毛强硕,杜峰,张立.深圳地铁9号线深化设计中BIM的应用及效果探讨[J].隧道建设,2016,36(04):433-438.

六、结语

在现代工程建设中，部分建筑企业在运用BIM技术方面取得了很大的成绩，尤其是对于施工条件复杂、施工技艺要求高的施工作业，BIM技术的使用避免了设计阶段的诸多问题，提高了施工的合理性；在实际施工中提供施工参考，可作为现场施工辅助，保证施工质量；可以在运行阶段实时模拟，这给项目的管理带来了方便。同时，BIM技术在施工中的合理应用，对于保证质量、降低成本、提高企业经济效益具有重要意义。

参考文献

[1]陈宏伟.后工业化时代建筑企业发展战略研究[J].建筑经济,2021,42(07):5-10.

[2]金玲,梁浩.我国建筑业产值利润率与企业技术装备相关性研究[J].建设科技,2021(15):65-68.

[3]周鹏华,张金军,谢华,李海兵,蒲勇. 火神山医院施工策划与计划管理实践[J]. 施工技术,2020,49(12):25-29.

[4]满吉芳. BIM技术在装配式建筑中的应用研究——以火神山、雷神山项目为例[J]. 重庆建筑,2021,20(01):21-23.

[5]邹贻权,张晓俊,杨向华,王淑嫱,石峻峰. 深圳地铁九号线小曲线半径隧道管片BIM模型力学维度分析[J]. 铁路技术创新,2015(03):85-89.

[6]蒋宗发,毛强硕,杜峰,张立.深圳地铁9号线深化设计中BIM的应用及效果探讨[J].隧道建设,2016,36(04):433-438.