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BIM技术在工程管理中的应用与探索
BIM(Building Information Modeling，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，是对该工程项目相关信息详尽的数字化表达。自2002年首次提出，BIM已席卷欧美工程建设行业，引发了史无前例的彻底变革，美国国家建筑科学研究院率先于2007年12月发布了美国国家BIM标准的第一部分;韩国国土海洋部于2010年1月分别在建筑和土木两个领域制订了BIM应用指南；挪威公共建筑机构（Statsbygg）在2011年发布了一本BIM手册版本1.2；英国计划于2016年提出一个能多方面充分协作的3D BIM。美国、英国、韩国、芬兰、澳大利亚、新加坡、挪位等，都是BIM应用较为领先的国家，它们将在2016年前陆续在其公共工程中全部应用BIM技术。

BIM技术在中铁建工集团的推广应用
在我国现代工程建设行业，BIM技术已经成为支撑行业产业升级的核心技术，住建部已将BIM技术列为国家“十二五”科技支撑计划的重点研究和推广应用技术。
中铁建工集团从2012年就启动了BIM技术应用与推广工作,组织召开了BIM技术培训和BIM技术应用研讨会，制定了《中铁建工集团BIM技术实施方案》，建立BIM工作站，策划BIM技术应用的顶层设计。
根据部署，中铁建工集团BIM技术推广应用分为两个层面：集团公司成立了BIM工作站，组建BIM团队、集团公司统一购买BIM软件，组织软件操作的培训工作,选定集团公司BIM技术试点项目进行应用试点,同时制定集团BIM工作流程及应用标准、BIM技术操作手册、BIM技术建模标准、BIM技术数据库应用标准，组织举办集团年度BIM技术比赛；各二级公司推广重点为建立相应的管理机构，配备具有BIM技术的人员，具体负责BIM技术应用推广和应用研究，拓宽应用范围、提高应用层次，因地制宜、慎重选择BIM技术应用推广项目，坚持“试点先行、逐步推广”。
上海公司紫金（建邺）、北方公司中海油天津大厦、深圳公司中海油深圳大厦、安装公司贵州花果园双塔、北京分公司兰州西站、广州公司广州地铁指挥中心等30个项目作为集团BIM技术试点项目已经开展了BIM技术应用工作。其中，中铁建工集团承建的北京SOHO项目BIM技术应用成果获得全国BIM技术大赛三等奖。目前中铁建工集团已经形成BIM技术推广应用高潮，加快了BIM技术应用步伐。
中铁建工集团BIM技术应用实践
目前中铁建工集团BIM技术应用多侧重于施工过程中的应用，结合现场需求,进行BIM技术应用点的研发,主要方向为：与现场技术管理结合,实现施工现场的数字化施工。
施工策划及总平面布置。BIM团队在施工前通过BIM技术绘制3D现场综合平面布置（见图1~3），3D模型结合施工现场实际尺寸，立体展现施工现场布置情况，合理进行施工平面布置和施工交通组织，避免现场混乱；同时为高空安全吊装提供数据。此外，还可以统计临时建筑工程数量,作为与建设方进行临建结算依据。在中铁建工集团承建的中科院丹麦教育中心工程中，BIM技术的这一功能得到应用。

图1 基坑阶段施工平面布置

图2 结构阶段施工平面布置

图3 装修阶段施工平面布置
设计深化及图纸审核。BIM团队在三维建模过程中对设计图纸进行校核和深化；对建筑、结构、机电安装各专业图纸进行碰撞审核，从而在施工前解决图纸的错漏问题。对机电安装进行管线综合，保证精准的管线综合布置。典型工程是广州地铁指挥中心，对地下室管线按照各自的标高和定位均出图交底，避免事后返工拆改；同时对预留孔洞提前定位出图，BIM孔洞预留图解决了砌筑与安装之间的冲突问题（见图4）；对设备机房深化设计，特别对地下室双速风机房、生活水泵房、消防水泵房、变电所、制冷机房、全热交换空调机组、地上空调机房等管线综合排布做了深化优化，保证了施工质量。

图4 BIM 孔洞预留
三维碰撞检查。BIM团队在二次深化设计的基础上，建立三维BIM模型，对模型内机电专业设备管线之间、管线与建筑结构部分之间、结构构件之间进行碰撞检测，根据测试结果调整设计图纸，直至实现零碰撞（见图5）。典型工程是北京望京SOHO项目。

图4a BIM 孔洞预留

图4b BIM 孔洞预留  
发现碰撞后，在结构施工前，结构出设计变更，大的连梁改成双层梁，解决碰撞
在结构施工前，绘制一次结构留洞图，解决碰撞与精装控高问题

图5 三维碰撞检查
在结构施工前，绘制一次结构留洞图，解决碰撞与精装控高问题
施工进度管理
BIM团队在模型量化的基础上，将三维模型与施工进度计划连接，将空间信息与时间信息反映到模型中，实现对施工进度计划的管控（见图6）。管理人员可以通过划分已经完成工程量，输出施工进度，进行实际施工进度与计划施工进度的对比；可以直接对现场进度情况进行分析诊断，更直观、可视、清晰（见图7～8），改变了传统的施工进度管理模式，确保了进度计划合理和可行。典型工程是北京望京SOHO项目。

图6 总控进度计划4D 模型制作

图7 4D 模拟过程中，在模型中漫游查看

图8 不同渲染模式下的4D 模拟
施工方案、施工工艺模拟及动态演示
在中铁建工集团重点项目及复杂公建综合项目中，为保证工程质量，项目团队借助BIM模型对施工方案进行施工模拟，利用视频对施工过程中的难点和要点进行说明，提供给施工管理人员及施工班组。对一些狭小部位、工序复杂的管线安装，项目团队借助BIM模型对施工工艺、工序的模拟，能够非常直观地了解整个施工工序安排，清晰把握施工过程，从而实现施工组织、施工工艺、施工质量的事前控制。
大型综合站房施工方案模拟在南宁火车站项目中得到成功应用（见图9）；走廊狭小部位机电安装施工工艺模拟在北京望京SOHO项目中成功应用（见图10）。

图9 大型站房屋顶网架施工模拟

风管安装

桥架安装

喷淋主管安装

空调水管道安装

灯具及喷淋末端安装
图10 走廊狭小部位机电安装施工工艺模拟
物料跟踪、物资编码及成本管理技术
项目BIM团队运用BIM技术进行工程施工总体组织设计编制和施工模拟；确定施工所需的人、材、机资源计划；减少施工损耗;对项目的资源进行物料跟踪；并对材料进行编码，利用插件进行材料管理；再与施工进度计划相结合，导出对应计划所需的物料清单。根据清单准备材料进场，并能通过多个进度计划的比对，实现材料进场与人员、机械及环境的高效配置。
通过BIM导出的清单与手工提料的工程量进行对比，与物资管理结合，对物资申请计划进行校核，可以规避手工提料的失误。以月为单位对劳务验工的工程量进行核算，快速完成劳务工程款的校核及审批。在苏州狮山广场工程中，BIM技术的这一功能得到应用。对物资管理实行编码管理,编码反馈到BIM模型，编码后的物资导入到易特仓库软件进行管理，当物资进场时打印编码、贴编码、物资入库，过程中对现场物资盘点及跟踪（扫码）,确保全程进行数字化管理（见图11）。运用BIM技术建立工程成本数据平台，通过数据的协调共享，实现项目成本管理的精细化和集约化。

图11 物料跟踪及控制
数字化加工。项目团队利用BIM模型的各项数据信息，对安装构件快速放样，实现工厂预制，将模型应用到现场放线控制中，满足了施工精度要求。通过模型与现场实物对比，采用数字化验收，实现施工质量的事后控制。北京望京SOHO项目风管加工制作即是数字化加工的代表（见图12）。

a 三维模型处理

b 风管分段处理

C 生成加工数据信息

d 现场加工
图12 北京望京SOHO 项目风管数字化加工
BIM技术推广应用中存在的问题
BIM技术是建筑产业革命性技术,在项目精细化管理、建筑全生命周期管理中能够发挥巨大作用，也是绿色建造技术，但由于目前国内相关法律法规尚不完善，建筑企业使用BIM成果时，缺乏相应的标准和规范配套，影响了新技术的推广应用。此外，BIM应用前期投入大，目前工程定额尚没有这方面内容，给项目管理造成一定压力。随着BIM技术的进一步推广和相关规范的完善，其在工程管理中的价值将会越来越显著，必然促进BIM技术健康有序发展，进而实现建筑行业的巨大变革。