摘要：建筑或土木工程项目生命周期各阶段的数据或讯息大多以二维的工程图说作为传递的方式，然而随着工程内容的日益复杂与繁多接口的涉入，传统的2D方式经常无法适当表达设计者的意象或无法解决接口间的冲突，再加上工程图文件技术的发展，CAD计算机辅助设计的功能便由2D提升至三维模式。近年来建筑与土木工程产业的电子化、信息化与网络化也快速的进展，其中，以3D为基础架构、并能将建筑信息加以整合与数据化，以及能表达建筑构件与其间关系的建筑信息模型（BIM），逐渐在工程界与学术界受到关注。而在BIM运用领域的中，将BIM模型与建筑工程施工管理，亦即建立所谓的4D模型，受到极高的重视，管理者可透过可视化的方式，进行工程进度的管理。
关键词：BIM；工程管理；3D模型；智慧建筑
一、BIM技术的介绍
BIM技术被称为“第二次技术革命”。这个技术是利用计算机技术创建并使用三维建筑模型对所需要进行施工的项目进行规划、设计、建造与运营管理的技术。这样的技术能够大大减少在建筑时容易出现的疏漏，错误，材料缺失等情况。因此，BIM技术的出现对于建筑行业的发展也有着巨大的推动作用，也能够最大化的避免建筑时容易出现的问题，对于所需要进行的建筑估算也能够起到很大的作用。
运用BIM技术能够在三维视图上观测到所需要进行的工程的建造过程，并且通过对建造过程的观测与分析能够避免在进行施工时容易出现的问题。除此之外，对于工程的建造的所有相关信息都能够被录入进系统之中。在相关信息被录入之后可以再进行细化，针对每一个模型在进行更加优质的分析与设计。
BIM技术在建筑领域内得到良好的推广应用，就BIM技术的发展历程来看，以项目为对象开展三维建模，将工程相关信息录入，对模型信息数据库进行搭建，保证其完整性与实时性，之后将构件相关数据信息以及施工资料等共享于云平台，对模型信息数据云平台加以科学利用，令参建方得以及时有效沟通，从而在保证施工质量的基础上合理降低施工成本，精准诠释设计师的设计意图。
二、BIM技术的优点
BIM技术能够将建筑的所有构造细致的描绘出来，通过计算机进行现场的模拟。传统的技术只能够通过线条的方式将所有的建筑描绘出来。这样得到的建筑设计立体感不强，建筑师无法看出建筑设计所运用的材料的不妥之处。而运用BIM技术能够将建筑通过新型的技术为建筑的过程提供一个可行性的思路，大大降低了施工的难度。与此同时，施工时的管理，方案选择，成本管理都能够可见，也大大提高了工作的效率。
在传统的计算机建造模型的技术之中，人们只能通过平面来对建筑进行分析与建筑。大部分的信息技术都只能够运用2D技术对建筑进行模拟。而BIM技术不仅仅能够运用2D技术，3D技术也是十分纯熟。除此之外，对于建筑周边的环境以及气候都可以进行模拟。在模拟的过程之中能够及时的反馈出相应的问题，对于后续的方案的确定以及施工的时间和方案都能够有更大的优化。因此，BIM技术是能够将所有的因素以及3D技术完全融合，并且能够给人以最直观的感受的技术。这样的技术是建筑历史上的一次伟大的进步。
在施工过程中出现的问题都不是偶然发生的。例如施工时由于地基不稳定导致楼层倾斜；由于材料使用失误导致质量出现问题。这样的问题出现都不是偶然的，与施工的过程，施工的手法都有一定的联系。但是通过传统的方式对问题进行分析都是十分困难的，问题庞杂，并不能够及时的找到问题的所在。但是运用BIM技术就可以将每一个建筑的周期相联系，迅速快捷的找到相应的问题所在。
三、基于BIM的建筑施工管理模式
本文所提模式的架构内容包括：①BIM模型建立；②工期估算管理系统；③计算机仿真；④建立进度网图；⑤4D模型动画等五部分。以下各小节分别说明各部分的内容。
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3.1 BIM模型建立
本研究以Autodesk Revit Architecture建置BIM模型，建置完成后，在BIM明细表中记录柱、梁、墙、的钢筋、模板、混凝土等数量信息。之后，按楼层与类别分别汇出数量明细表（.txt文件），以利Access数据库读取。
3.2工期估算管理系统
此接口管理系统为整个模式的运作中枢，透过Visual Basic程序建立，其主要作用为整合BIM、Access数据库、STROBOSCOPE、Excel、Microsoft Project等各软件的信息。此系统主要包括两个模块：登入画面与主画面。
（1）登入画面模块：主要功能为将BIM模型提供的各项工作的施工数量汇入Access数据库中进行整合，并将整合后Access数量明细表链接于本系统中，并自动产生数量明细信息，以作为工期估算的数量信息来源。
（2）主画面模块：此模块执行输入施工条件、估算工期、产生施工进度表等三项步骤。
①输入施工条件：包括工率（包括最乐观、最可能及最悲观的工率）、模板套数、工人数、吊车数、是否加班等。②估算工期：链接Access数量数据库，读取各楼层柱、墙、梁、版的钢筋、模板、混凝土等数量，再配合施工条件以及是否加班的工时设定，计算出各施工工作的最乐观、最可能与最悲观工期等三点分布的工作时间。以某一层（或某区）的柱筋吊料（施工工作）为例，本系统会自动读取Access数据库的中，有关该楼层（或某区）的全部柱筋施工数量（BIM模型所提供）的总和，并根据使用者输入的吊车台数及吊料工率，再计算柱筋吊料最乐观、最可能及最悲观的工作时间。
（3）产生施工进度表：将计算机仿真后的各施工工作的工期等信息，整理后产出施工进度表。进度表显示各施工工作的任务名称、工期、开始时间、完成时间、前置任务、浮时、计算机仿真一万次的帄均时间、最小时间、最大时间、钢筋工、模板工、吊车的等候时间等信息，用户再将Excel导出至Microsoft Project软件，以利后续进度管理上的应用。
3.3数字化模拟
本模式运用STROBOSCOPE计算机仿真的特性，对施工工作进行模拟分析，其执行所需的数据包括：①施工工作的施工流程网图；②各施工工作的工人工率（每人每单位时间可完成的数量）；③各施工工作所需施作的数量（例如，柱钢筋的吨数）；④钢筋工与模板工的工班人数；⑤模板套数等。STROBOSCOPE可透过统计分布（例如最乐观、最可能与最悲观的三点时间分布）考虑不确定性对于各工作时间的影响，并可分析人力与机具间的竞争情况，同时亦可透过多次模拟循环以客观地评估工期，最后并可建立整体工程的完工概率分布曲线。
3.4建立进度网图与4D模型动画
当STROBOSCOPE完成计算机仿真，透过Excel汇出至Microsoft Project之后，管理者可在Microsoft Project中可将数个施工工作结合成施工作业或整合成里程碑作业来展示。然后将BIM的3D构件及MS-Project进度表汇到Navis Works加以整合，进而产生4D模型，此部分执行作法则与一般作法相同。
结束语
本文建立一个BIM与计算机仿真的整合模式，此模式将BIM数量计算结果汇入以工地阶层为分析基础的STROBOSCOPE计算机仿真中，经过较客观的模拟过程后，产生各施工工作的工期与总工期，再汇入进度软件以产出工程进度表，最后运用Navis Works检视施工进度的4D模拟，形成建筑施工数字化管理模式。本文介绍的建筑施工管理模式可以协助工程进度的规划，基于BIM模式提高施工效率，可以为同类建筑工程施工管理提供参考，为推动数字建筑的发展贡献绵薄之力。
参考文献：
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[3]邢文涛.BIM技术在建筑中的应用[J].建筑工程技术与设计，2018，（16）：141.
论文作者:王越
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/9/21
标签：建筑论文; 技术论文; 模型论文; 工期论文; 数量论文; 进度表论文; 信息论文; 《基层建设》2019年第20期论文;