摘要：当前在对建筑施工项目进行管理的时候，管理部门应用的原有管理方式和管理技术，已经无法完全适应当代项目管理科学发展需求，为了更好解决建筑施工管理中遇到的各种问题，BIM技术和4D技术的综合应用势在必行。文章主要探索BIM技术和4D技术在建筑施工优化和动态管理中的应用问题，以供参考。
关键词：BIM技术；4D技术；建筑施工优化；动态管理
一、建筑施工管理
建筑工程的施工作业本质上是一个动态发展的过程，随着技术水平的快速发展，建筑工程项目发展规模逐渐扩张，工程项目的管理内容也更加复杂。当前部分建筑企业在实施项目管理的时候应用的方式和技术相对落后。施工进度和资源计划依旧使用使用横道图和直方图进行描述分析，这种管理技术手段并不能准确判断工程实际施工发展状态和进度控制情况，对于施工资源配比的动态管理和场地管理方面也不能提供精准的技术支持。在这种情况下，引入BIM技术和4D技术无疑给建筑项目管理注入强心剂，帮助施工单位合理规划工程施工计划，实施监控项目施工进程，优化施工项目的各方面资源配比，更加科学的完成施工场地的布置管控，实现施工作业的技术与质量统一管理，尽量缩短工程施工实际作业工期，压缩施工费用，与此同时优化工程质量，这也是建筑领域中各企业在管理方面的共同发展诉求。
二、BIM技术和4D技术在建筑施工优化与动态管理中应用发展现状分析
在我国相关领域科研人员多年的探索中，BIM技术以及4D技术在建筑项目管理中的应用研究已经成为国家“十五”重点科技项目的专门研究课题之一。国家科研组织先后推出了多个研究项目，令上述两项技术在项目施工管理的应用和探索方面取得了突飞猛进的进步。通过在建筑项目管理中引入国际BIM技术标准IFC，更好的完善了建筑施工管理数据库，提升了数据库描述水准，借助IFC标注数据引擎和解析器装置，建筑企业在进行项目管理与设计的时候能够实现管理数据的集成、共享以及数据交换。在管理系统中建立BIM信息模型之后，能够帮助建筑企业实现建筑工程信息建模，并且建立工程管理扩展模型，将建筑工程施工现场的4D模型，以及工程施工流程计划和进度控制密切关联，实现工程施工资源合理排布、机械管理优化、材料配置以及场地科学安排，形成一个完整的多维信息建筑管理系统。
通过将建筑资源优化分配理论和工程进度控制优化理论引入到施工过程模拟系统，再结合离散事件模拟技术和建模方法，技术人员能够准确分析出施工过程中资源配置、工序流程安排以及工期控制之间的各种关联和动态管理关系，明确其中存在的随机性和不确定性质。通过管理系统完成各施工流程的模拟计算，分析出工程项目机械设备排布、人力资源以及场地管理的实际发展状态，做出有效的整改优化。BIM技术和4D技术中的图形控制功能、视图变换功能以及图形管理功能等有效优化了管理系统的动态模拟实际效果，更好的解决了当前大型复杂建筑工程中模型显示效果问题，有效提升系统运行效率。
三、基于BIM和4D技术的建筑施工优化
1、施工优化信息模型的建立
建筑项目施工优化信息模型的建立是借助BIM技术的信息共享优势和信息集成优势，此外，该模型的数据交换标准必须要与BIM技术的IFC标准保持一致。建筑工程的管理领域中，主要包括机械信息模型、人力资源信息模型以及材料信息模型等，在进行模型集成处理的时候，要将上述几种模型与项目的施工计划信息模型、成本信息模型以及场地信息模型关联在一起，最终组成一个完整的施工优化信息模型。利用该模型中的各个子系统，可以从资源数据库中提出优化管理中需要的重要信息，从而编制科学有效的施工优化管理计划。
2、建筑施工资源优化系统的建立
借助BIM和4D技术建立的建筑资源优化系统，具备良好的离散事件模拟功能，将建筑项目重要相关数据导入到资源优化系统之后，能够针对项目中的各项施工工序进行模拟计算，准确规划出各施工流程准确工期，以及现场机械设备和人力配比以及资源占用分配等情况，完成资源优化管理目标。
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3、施工操作优化系统的建立
借助BIM技术，施工操作系统能够获取完整的三维空间坐标信息，将这些信息与施工设计和工序流程信息进行集成处理之后，借助4D技术以及重要信息采集技术，能够有效完成施工操作系统的全面优化，优化之后的操作系统更加适用于建筑工程施工现场大型构件的操作施工和吊装定位等。
4、可视化模拟系统的建立
应用BIM技术和4D技术之后，施工管理系统具备了交互式场地管理功能和机械设备三维建模功能。将建筑施工操作系统和资源优化系统功能进行继承并且综合应用到施工管理系统之后，项目施工过程实现了可视化模拟和管理。
三、基于BIM技术的4D技术的建筑施工动态管理
1、建筑施工4D信息模型的建立
想要建立科学完整的建筑施工4D信息模型，必须明确BIM技术相关结构建设标准，并且做出准确的信息描述，制定完善的扩展机制，对现有施工信息模型进行合理扩展和优化，从而建立真正完整的并基于BIM技术和4D技术基础之上的施工信息模型。
2、4D施工环境虚拟系统的建立
建立4D施工环境虚拟系统的时候，需要结合虚拟场景同步协调技术，数值模拟技术、仿真技术以及模拟信息交互处理技术，同时借助施工信息模型，明确建筑工程构件材质实际属性，并且准确设置材料透明度、贴图信息和光照属性等参数，充分保证建筑模型的真实感。在构建施工虚拟环境的时候还要应用场景、阴影以及光源等真实感图形技术。
3、4D动态施工过程虚拟系统的建立
通过应用已经建立的4D施工信息模型，再结合应用虚拟仿真处理技术、4D综合处理技术、计算机动画技术以及真实感图形技术等，能够实现建筑施工过程虚拟。其中包括建筑过程结构动态虚拟、施工工序动态虚拟、场地布置动态虚拟以及进度控制动态虚拟等。系统在进行虚拟模拟的过程中，能够进行实时人机交互，通过该系统能够及时发现各环节虚拟模拟中存在的问题，并做出正确的修正调整。
4、施工操作冲突分析与设施碰撞检测技术的应用
通过建立建筑工程场地动态时空模型，对空间碰撞检测技术进行合理应用，能够在系统进行施工模拟的时候，对建筑施工操作进行准确的冲突分析。分别得出建筑施工场地设备之间的碰撞检测结果，建筑施工设施之间的碰撞检测结果，以及建筑机械设备与主体结构之间的碰撞检测结果，充分提升施工动态管理水平。
5、基于4D动态集成管理技术实现的虚拟施工
借助BIM技术和4D技术建立施工4D信息模型之后，再综合应用信息交换技术以及系统集成技术，对虚拟建筑施工系统以及施工管理系统进行集成处理，最终实现虚拟施工功能，虚拟施工系统能够虚拟项目施工期间人力资源分配、材料应用分配、设备管理、成本计算、进度控制以及场地布置等多项项目动态管理内容。
结语：综上所述，当前信息技术处于快速发展的状态，通过应用BIM技术和4D技术，建立建筑施工优化机动态管理系统，能够完成施工成本的控制优化、施工资源合理配置、资源配比优化、施工动态管理以及过程虚拟等多种管理控制目标，给大型建筑工程管理工作提供有力的技术支持，具有积极推动作用。
参考文献：
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[2]邱兰.基于BIM技术的施工场地动态布置研究框架探讨[J].工程技术研究,2018(8).
[3]张建平，范矗，王阳利，等.基于4D-BIM的施工资源动态管理与成本实时监控[J].施工技术，2018(12).
论文作者:邱甸甸
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第09期
论文发表时间:2019/8/15
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