BIM技术在项目施工管理的应用研究 (1).docx

xxx届毕业设计（论文）毕业设计报告（论文）( 2018 届)题 目 ： BIM技术在项目施工管理的应用研究 所 属 学 院： 建筑工程技术 班 级： 建工1811 学 生 姓 名： 魏成 学 号： 201806134 同 组 成 员： 指 导 教 师： 杨波 34 xxx届毕业设计（论文）摘要随着我国经济发展水平的迅猛提升和人民生活质量的显著改善，在国民经济发展中扮演着重大角色的建筑业也一直处于稳步发展中。BIM技术的出现与应用，使建筑业内有一种全新的建筑施工方式，重塑被广泛承认和接受的结构设计和行业圈子，所以为了更好的指导施工，要选择合适的BIM软件与施工项目，结合相关专业知识，按照施工前、中、后的逻辑顺序来研究BIM技术在项目施工管理过程中的应用，将软件的操作与实际相关紧密结合，用条例清晰的技术分析来引导施工，从而达到理论指导实践、实践完善理论的效果。关键词：BIM;施工管理；施工技术AbstractWith the rapid improvement of the level of economic development and the remarkable improvement of people's quality of life, the construction industry, which plays a significant role in the development of national economy, has been in steady development. BIM Technology has been a hot issue in the construction industry. The emergence and application of BIM Technology makes the construction industry have a new construction mode, reshape the widely recognized and accepted structural design and industry circle. Therefore, in order to better guide the construction, we should choose the appropriate BIM software and construction project, combine with relevant professional knowledge, and study the BIM Technology in the process of project construction management according to the logic sequence before, during and after construction The application, the software operation and the actual closely related, with clear technical analysis to guide the construction, so as to achieve the theoretical guidance practice, practice and perfect the theory effect.Key words: BIM; construction management; construction technology目 录摘要.1关键词.1第1章 绪论.21.1 研究背景和意义.21.1.1 研究背景. 21.1.2 研究意义. 31.2 研究方法.3第2章 理论基础分析.42.1 BIM基本理论.42.1.1 BIM的基本内涵及特点.42.1.2 BIM技术的实际应用. 42.2 项目施工管理基本理论.52.2.1 施工管理的定义. 52.2.2 项目施工管理的具体要求.52.3 本章小结.6第3章 项目施工管理现状研究. 73.1 现行施工管理中存在的问题. 73.2 项目施工管理中的BIM应用现状. 73.2.1目前基于BIM的安全管理研究和应用.73.2.2施工进度管理使用BIM技术的价值：.83.3本章小结.8第4章 项目施工管理中BIM技术应用分析.84.1 BIM技术在项目施工管理中的定位.94.2 5D模拟指导施工. 94.3 施工进度管理与控制.104.4本章小结.10第5章 案例分析.115.1实际案列.115.2构建模型.115.3应用效果.125.3.1 5D模型增强可视化.125.3.2信息共享提高效率.125.3.3专业协同增强管控.135.4三控三管一协调.145.4.1 进度、成本、质量控制. 145.4.2 组织协调. 165.5 本章小结.16结论与展望.16参考文献. 17致谢.19第1章 绪 论1.1 研究背景和意义1.1.1 研究背景随着我国经济发展水平的迅猛提升和人民生活质量的显著改善，在国民经济发展中扮演着重大角色的建筑业也一直处于稳步发展中。然而进入21世纪后，国内建筑行业正面临着来自各方面越来越大的挑战。当今时代，形状单一、施工程序简单的建筑物已逐渐失去其价值，人们越来越追求形状复杂、施工难度大的项目建设，以突破以往的建筑局面。BIM技术的出现与应用，使建筑业内人士重新思考一种全新的建筑施工方式，重塑被广泛承认和接受的结构设计和行业圈子，以更好的指导施工。建筑物的施工往往是一个建设项目中最易出现问题的关键环节。BIM技术的应用，使管理人员们在引导具体施工时，能高效率的做出详细的施工进度规划，并且模拟具体施工环境，不断改进施工方案，取得最优施工效果，最终使业主获得满意度高的建筑产品。1.1.2 研究意义BIM技术可以应用在建设工程全生命周期中，但目前主要在设计领域使用广泛，施工、运维等大多停留在理论探索与模拟试验的过程中。在项目施工管理中引入BIM技术，可以有效地解决当前施工管理中存在的问题，更好地保证施工过程中的进度、投资、质量控制、信息、合同和安全管理，全面组织协调。在施工过程中，BIM的5D模型增强了可视化，虚拟施工优化方案，信息共享提高了效率，专业协作增强了管控。同时，还可以加强施工过程中合同签订归档、信息完整性保存、人员安全等方面的管理，确保施工各方做好沟通协调工作，为减少施工方与业主之间的矛盾，解决了设计方与其他方之间的矛盾，取得了满意的施工效果。但大多数软件公司注重软件操作，将实际施工理想化；施工公司往往只使用BIM翻模板，甚至不组织施工，并将列出冗余和各种应用点。所以，本文以独立的视角，选择合适的BIM软件与施工项目，结合相关专业知识，按照施工前、中、后的逻辑顺序来研究BIM技术在项目施工管理过程中的应用，将软件的操作与实际相关紧密结合，用条例清晰的技术分析来引导施工，从而达到理论指导实践、实践完善理论的效果。1.2 研究方法论文研究将采用文献研究法、定性研究法、案例研究法、归纳总结法中一种或多种方法综合来分析解决问题。1.文献研究法文献研究法是指通过搜集、鉴别、整理和研究文献，从而达到对某种事实的全面科学的认识。文献研究法突破时间、空间的限制，可以在短时间内花费很少的人力、物力来获取全面准确且真实可靠的信息，降低直接调查中的反应性误差。论文通过学校图书馆、各类数据库、专业网站等方式搜集关于BIM与施工方面的相关期刊、会议、书籍、论文等文献材料，对文中的研究背景、国内外研究现状及相关理论等提供文献支持。2.定性研究法定性研究方法是在一定的理论和经验基础上，通过对象的性质和一些现象、规律来描述和分析对象的性质和类型，把握其主要特征，具有很强的概括性。通过深入研究，定性描述了当前建筑管理中存在的问题以及BIM技术在建筑行业中的定位。同时，定性分析了BIM技术在当前施工管理中的解决程度。3.归纳总结法归纳法是在收集大量信息的基础上，通过分析研究，总结出共性，最后从众多个体中得出一般性结论。通过收集大量文献，总结了建筑施工管理中存在的问题和BIM技术的应用优势。4.案例研究法案例研究法是将理论联系实际，用典型案例作为素材，通过特定的研究分析，将具体上升到形象，在实际案例的探究中发现总结出具有普遍意义的规律、原理或理论。论文以实践案例，通过模型构建、施工场地布置、流水段划分、数据信息高度共享、施工模拟、进度与成本材料关联等，例证BIM技术在施工管理三控三管一协调中的优势，进而支持论文了的硏究结论。第2章 理论基础分析2.1 BIM基本理论2.1.1 BIM的基本内涵及特点1.BIM 的定义关于BIM的定义，不同的组织机构对其有不同的解释，目前对BIM 定义最为清晰和完整的是美国国家BIM标准（National Building Information Modeling Standard,NBMIS）的定义：“BIM是一个可以对设施（建设项目）在功能特性方面进行数字表达的实用工具，是一个共享的知识资源平台，为该设施从概念产生到废弃拆除的全生命周期内任何相关决策提供有效依据的过程；在项目的不同阶段，各参与方通过在BIM中提取、插入、修改和更新信息，来履行各自职责，并且配合其他部门的协同作业”。它以建设工程项目各项相关信息数据作为基础，通过仿真模拟技术，使建筑物自身的信息更加形象直观，从而建立起建筑模型。这一模型中涵盖各种建筑物组件的性质和数量等，并且在其中也可得到供应商的详细信息，建筑物的兴建及营运过程等都可用这模型直观的显示出来，这有助于帮助业内人士更好的解决在建设全生命周期中所出现的一些不易察觉的问题，以建设具有更高使用质量、更高口碑的建筑物。2.BIM的特点（1）可视化。可视化是BIM最值得称赞的特点之一，其在建筑业发挥着巨大作用。传统的建筑设计和施工图纸往往停留在平面二维角度。CAD技术也只能为人们带来有限的功能，不能帮助解决更高层次的问题。由于BIM的可视化这一特点，使以往用线条描绘的构件等转变成三维实物图形展现在人们面前，三维渲染动画给人以真实感和直觉的视觉冲击，在缩短想象时间的同时，不仅可以提高中标几率，也为具体项目的施工带来了巨大的优势。（2）优化性。建筑物再从其设计到施工再到最终运营阶段，都在进行着不断的优化。而做好优化工作同时又受到三个因素的制约：信息、复杂程度和时间。BIM的优化性这一特性可以帮助业内人士更好的做好优化工作。BIM模型则可以帮助避免这类问题的出现，它可以提供建筑物本身具有的几何、物理等多方面的实际信息。BIM及各种优化工具正为复杂项目的优化提供可能。2.2 项目施工管理基本理论2.2.1 施工管理的定义一般管理者对施工管理的认识往往局限于施工过程中生产作业方面的管理如：施工准备、现场作业组织等效管理工作。其实这些仅仅是施工管理的狭义定义。施工管理的广义定义是指从施工准备开始经过建筑安装到最后的竣工验收的整体施工过程的全面管理，包括进度管理，技术管理，质量管理，成本管理，安全管理等.2.2.2项目施工管理的具体要求1.科学的应用系统管理方法首先要明确管理部门和责任人的职责，通过建立并有效运行组织系统，对项目施工管理的实施进行高效管理，确保施工质量。合理确定施工管理目标，通过考核和评价不断改进施工管理的系统方法，避免影响工程施工。在进行施工系统管理时，不仅要创造有利于施工管理的环境和平台，还要充分考虑工程的实际情况，根据工程实际情况以及工程特点进行。2.及时整合成本、技术管理为使施工管理有效进行，必须识别其中许多相互关联和相互作用的专项管理，作为施工质量保证基础的施工技术管理和关系到施工企业经济利的施工成本管理是相互关联的。在施工管理过程中，对施工成本管理及施工技术管理进行整合和优化，有助于提高实现施工管理目标的有效性和效率，更加体现出施工管理的针对性，认清相互关联和相互作用的过程，解决更深层次的问题，使同一工作场所可以兼任工作内容的岗位进行职能合并或职能分流，在提高管理效果的同时也降低了管理成本。3.建立科学的工作流程流程管理是一种以规范化地构造端到端的卓越业务流程为中心，以不断地提升业务绩效为目标的系统化方法。这种方法着重对职责的细化分工，协调各部门间的业务搭接、交叉，将工作明确分工，落实到个人，使职责明确、层次分明。施工管理的流程化有利于施工过程信息的传递效率的提高，形成规范的工作程序，确保实现各种制度标准的和有效进行工作。施工企业在工程施工前，必须根据设计好的管理组织架构，分析和优化工作流程，通过科学的工作流程保证信息流与执行力的畅通与贯彻，保证施工的顺利进行。4.完善人力资源管理完善人力资源管理是有效保证施工管理落实的关键。科学的管理不能只停留在管理和控制模式本身，而且还需要有一个具体的方法来实现。这种方法是优秀的专业技术人员与管理人员。施工管理必须需要科学的人力资源管理体制与其配合。建立科学的人力资源管理体制，才能够明确企业的岗位职责、健全薪酬和绩效管理制度、完善员工培训体制，使企业员工的工作积极性提高。5.施工管理的文件化作为一个项目施工管理建设的重要表现形式集成化的项目管理文件，是组织规范其标准化管理过程的重要方法。施工企业展开项目管理时，所编制的成套文件必须形成系列，即项目施工管理的全部文件应体现出是在一个闭环的体系中，文件之间有着内在的联系，并具有相互制约、相互支持的作用。施工企业在管理方针的框架内确定可测量的目标时，应明确施工管理的方针政策，能够体现企业宗旨与追求；应制定施工管理过程的程序文件，这些程序文件应提出贯彻管理方针、落实管理目标的具体管理措施。2.3 本章小结本章基于研究对象以及研究思路，对论文研究基本理论BIM基本理论以及项目施工管理理论进行了详细的梳理及研究，为后续章节的研究提供方向。首先，对BIM基本理论进行阐述，BIM 具有协调性、可视化、模拟性、优化性、可出图性特点，BIM的使用可以贯穿项目的整个生命周期，可在项目的不同阶段发挥相应的作用。其次，从施工管理的定义、施工管理的特征、现行施工管理的具体要求以及“三控三管一协调”主要内容对项目施工管理基本理论进行阐述。提出管理者对施工管理的认识应意识到是从施工准备开始经过建筑安装到最后的竣工验收的整体施工过程的全面管理。项目施工管理的主体是工程施工企业，对象是项目施工，要求是强化组织协调工作。第3章 项目施工管理现状研究3.1 现行施工管理中存在的问题现行施工管理一般可划分为四个方面：质量管理、安全管理、成本管理和进度控制。但是，当前建筑施工管理的重心往往只集中在几个方面，基本未见有对施工管理方针和施工管理目标的表述，只是把这四个方面彼此孤立的整合起来，但是之间缺少必要的关联，以至于出现质量得到保障但进度滞后等问题；目前只是静态的规定施工管理各专业的业务，基本没有对这些活动的流程进行描述。其根本原因还是管理者对建筑施工管理是一个动态过程这一事实没有深刻的认识，对这几个方面存在着相互影响、相互制约的内在关系也没有到位的理解，因而也不可能做到在对管理要素进行合同的资源配置与协调，自然也不可避免地会出现这样或那样的问题。3.2项目施工管理中的BIM应用现状利用BIM技术的项目，图纸会审时使用的是三维的模型，一方面便于大家观看，建筑的结构、空间以及建筑构件等都能目了然，有利于发现问题；另一方面，使用BIM相关软件进行碰撞试验，项目的建筑构件进行检查，能够更加快速和直观的检查出一些设计时不合理的地方。在工程项目中，不同参与方应用和关注的质量信息有不同的侧重点。BIM辅助下的质量管理可以为项目各方提供很多便利。3.2.1目前基于BIM的安全管理研究和应用：（1）管理施工空间冲突。BIM技术可以实现静态检查设计冲突，动态模拟各工序随进度变化的空间需求和边界范围，很好地解决了施工空间冲突管理与控制，有效地减少了物体打击、机械伤害等事故的发生。（2）制定安全措施。在BIM安全管理系统中，通过对现场施工状况的分析，可以从安全专项方案中提取并形成有效的安全保护措施，来保证建筑活动的安全性或者避免已经识别的危害的发生。通过利用BIM技术进行施工空间的安全规划和施工环境的模拟，避免施工空间冲突和机械碰撞等安全隐患的出现。（3）安全评价和安全监控。在BIM虚拟施工中通过对危险因素进行识别和制定安全防护措施，可以对施工进行安全系数和安全度的分析和评价。BIM是以虚拟的施工模型为中心，并结合现有的高技术视频智能监控系统，对施工单位、建设单位、监理单位以及有关政府部门进行有效的监控和管理，通过与实际完成的安全活动作对比，进一步对施工计划进行调整，以满足施工需求。目前BIM在成本控制中的应用主要分为两点：首先是计算机技术辅助成本的节约；其次是数据能力辅助成本的核算。基于BIM技术的安全管理应用研究主要是利用 BIM的集成性、协调性、模拟性和可视化特性，便于信息的沟通、问题的协调、建筑的模拟和环境的规划，在3D、4D模型的可视化技术下来研究BIM技术在安全管理中的作用。目前基于BIM的安全管理研究和应用主要有：（1）识别危害因素。BIM技术可以形成对建筑构成以及进度的信息体系，可以很准确地对现场存在的危害因素进行识别，以此来进行安全管理和事故规避的处理。（2）划分危险区域。在施工模拟过程中，BIM技术可以根据危险源进行辨万，盈利200万。但是你并不清楚是哪些分部分项工作盈利了，哪些亏本了。而BIM 技术可以将每一个工序的成本提取出来，因为成本对应的是构件。有了BIM模型的数据让多算对比，成本的动态监控成为可能。3.2.2施工进度管理使用BIM技术的价值：（1）可靠性信息管理。在协作平台上可以实现信息共享和信息传递，不仅可以获取信息，而且可以为用户提供信息，确保施工进度管理体系的可靠性。（2）关键工序控制。技术部门在项目开工前需要确定关键工序并编制关键工序目录，应用BIM技术，将其与BIM模型具有互用性的4D软件、项目施工进度计划与 BIM模型连接起来以动态的三维模式模拟整个施工过程与施工现场，能及时发现潜在问题和优化施工方案。（3）项目施工难度及施工环境在较大程度上影响着施工进度计划的正常实施。采用虚拟施工技术，结合所建立起来的建筑信息模型，能够完成对施工方案的实时、交互和逼真模拟，在施工前发现施工方案存在的问题，避免返工及资源浪费等现象。（4）加快进度，缩短工期。通过技术，能够增强团队协作、颠覆传统的项目管理模式、实现动态管理，可通过构件场外预制、材料提前准备来减少施工中的闲置时间，加快了进度，大大缩短工期。（5）基于建筑信息模型，BIM技术在能够及时记录员工的信息，对从事检验、技术、施工的人员展开的培训也在BIM数据库有所记录，并且基于同一个信息共享平台，可以通过各年的情况，快速挑选出合适的人员。（6）方便后期管理与维护。利用模型在竣工后可作为物业运营与维护的数据库。3.3 本章小结本章主要探讨了施工管理的现状。现行施工管理涵盖四个具体方面：质量管理、安全管理、成本管理和进度控制，但是，当前建筑施工管理的重心往往只在其中的一两个，容易导致质量得到保障但进度滞后，进度满足要求安全却出现问题等情况，从而使成本增加，利润减少甚至亏损。究其根源，是管理者没有认识到建筑施工管理是一个相互影响、相互制约的有机体系。接着，本章研究了BIM技术在现行项目施工管理中应用现状，其设计可视化、碰撞检测、施工模拟、工程深化设计等优势在项目施工管理的质量、安全、成本、进度控制等方面具有很大应用价值。第4章 项目施工管理中BIM技术应用分析4.1 BIM技术在项目施工管理中的定位目前，施工阶段中对BIM技术的应用主要依托于专业的BIM团队，通过建模、数据导入等途径，共享数据信息，协调管理，其主要应用有以下几点。（1）基于BIM的算量。通过BIM可以构建项目的三维立体模型，随后便可以识别不同种类的构件，自动进行算量，根据构件的不同性质，分别统计数量、尺寸、体积等。建立的BIM 模型，不仅直观形象，还可以自动显示构件的尺寸、材料配比等信息，而且只要更改一处设计，其他地方的内容也会即可更改，并在表中同时反映。（2）基于BIM的三维碰撞检测。在施工过程中，要注重施工方案的整合和优化，消除施工失误和风险，深入分析施工方案的科学性和可行性，完善周期管理，从最大程度上降低工程错误的发生率，以便提前发现设计中存在的问题，从而提高了建筑施工的整体质量和水平，优化施工方案和资源配置。（3）基于BIM的工程深化设计。BIM技术可以实现建筑项目的虚拟建造，在模拟过程中，及时获取整个建筑的外形、环境等信息，科学合理地分析建筑设计，如碰撞检验，发现问题及时修改，有效提高施工效率。在建筑工程施工过程中，要注意整合和优化施工方案，排除施工错误和施工风险，深入分析施工方案的科学性和可行性，完善周期管理。（4）基于BIM的项目施工管理。在项目施工过程中，合理地运用施工模拟技术十分重要。基于BIM技术，对施工项目进行虚拟建造，模拟施工过程中的场地布置、材料进场、施工工序、灾害发生等，并结合自身的设施条件、人员安排、资金运转等，提前进行科学的管理和协调工作，对配置劳动力、施工材料进入场地、机械排班等工作合理安排和计划，降低施工潜在风险，加强建筑工程质量。施工中BIM技术应用分析4.2 5D模拟指导施工5D模拟指导施工整个建筑行业中BIM 3D技术的应用已经为大家所认可。但是3D的应用是从设计阶段开始，其最大的效用还是体现在设计阶段。为了把BIM技术逐步推广到工程项目的全寿命周期，需要将BIM技术更多的应用到施工阶段的管控中去，于是BIM 5D的概念应运而生。5D是在三维模型的基础上增加“进度信息”和“成本信息”的工具，实现施工阶段的精细化管理。BIM5D依托BIM模型，整合进度、成本、资源、施工组织等关键信息，模拟施工过程，及时提供生产、技术、业务的材料消耗、形象进度、成本核算等准确核心数据，加强沟通，提高效率，5D的使用将使施工更加容易和高效。BIM 5D 的虚拟施工倘若得到良好应用，便能够建成“进度控制”、“投资控