仿真技术与BIM 技术在施工管理中的应用

曾文俊

（中铁二十二局集团第五工程有限公司，重庆400711）

1 引言

对于现代建筑工程而言，采用信息化技术进行施工管理，一方面可以使施工全程更具规范性，将责任落实到具体的岗位与人员身上，另一方面可以对施工质量做出保证。近年来，建筑工程的数量与规模在不断增加，多数建筑工程都存在质量问题，其本质原因便是施工方案与执行缺乏关联性，并且施工管理工作缺乏信息化技术的融入，因此，本文针对仿真技术与BIM 技术进行研究，从多方面验证以上技术在施工管理工作中的应用情况。

2 工程概况

本研究以北碚智慧停车楼项目为例（见图1），该项目由中铁二十二局集团第五工程有限公司、洛阳市规划建筑设计研究院有限公司、阿达驻车投资管理有限公司3 方组成的联合体，共同参加北碚解放路、北碚万达广场旁智慧停车楼项目设计施工一体化工作。项目位于重庆市北碚区冯时行路与安礼路交叉路口南侧200m 处，周边配套设施齐全，小区多，周围商业发达，交通通行量较大，对停车位需量多。目前，项目地块周边已经出现了乱停乱放、占道停车等现象，造成局部交通拥堵，降低交通效率。本项目建成后，可提供停车位300 多个，可部分缓解北碚区万达广场附近停车难的压力。

图1 北碚智慧停车楼BIM 模型

该项目决定采用计算机仿真技术与BIM 模型技术进行施工管理，这样可以实施可视化交底，多方位、多角度展示各项工序的施工技术要点及注意事项，确保施工安全与质量要求。北碚智慧停车楼BIM 模型如图1 所示。

3 计算机仿真技术在施工管理中的应用

3.1 应用基本步骤

计算机仿真技术是一种新型技术，通过对数据信息进行采集与分析，并且构建出相应的模型，可以有效解决复杂的系统问题。将仿真技术应用到施工管理中，需要遵循基本操作步骤，具体如下：（1）结合工程项目管理目标对仿真系统的构建对象进行确认，以此来明确仿真目标[1]；（2）在建立数据分析模型后，可以针对工程模型进行抽象化的分析，因此，需要保证数据信息的准确性；（3）在数据采集环节需要基本框架进行确认，从而通过计算与分析得到可信的仿真结果[2]。计算机仿真技术的基本步骤如图2 所示。

图2 计算机仿真技术的应用基本步骤

3.2 地理信息系统的应用

使用计算仿真技术时，需要与地理信息系统相结合，也就是在建筑工程模型中代入地理信息坐标，这样可以有效结合计算机技术与地理空间数据的契合程度。由于此工作属于空间信息技术范畴，因此，在针对仿真数据参数进行调查分析时，可以适当借用地理空间数据库，然后对其进行分析、操作、管理，最后保证数据显示结果的准确性。

3.3 虚拟现实技术的应用

计算机仿真技术中的虚拟现实结合技术（见图3）具备人机交互、三维空间展现、实时交互等应用优势。通过对人机交互的优化完善，可以有效拉近计算机模型与现实数据的关联性。对于建筑施工管理来说，不仅可以及时发现施工过程中的质量问题，而且通过对各方面建筑信息进行汇总分析，对建筑模型进行创建与再现，这样可以对建筑模型的整体变化规律进行测算，如果施工过程中存在不合理的地方，那么在仿真模型中能够得到体现，从而避免后期施工中的质量隐患。

图3 虚拟现实结合技术仿真模型

4 BIM 技术在施工管理中的应用

4.1 设计阶段与组织阶段

建筑工程的设计与组织阶段非常重要，施工方案设计阶段需要围绕工程项目建设要求开展相关工作，而施工组织阶段则需要保证实际施工效果与预期方案相同。因此，采用BIM 技术对建筑工程进行建模分析，可以明确各施工阶段的资源需求，这样在后期施工中只要保证上述资源需要，便可以有效提升施工方案的落实效率。同时在BIM 技术中，利用各种编程数据能够在3D 模型中进行显示，通过对传统二维图面进行补充分析，可以更加全面地找出工程施工中的问题[3]。

4.2 施工方案与工艺模拟

通过使用BIM 技术对建筑工程模型进行构建，可以在项目设计层面对各类缺点与不足进行调整和完善，从而使最终的建筑施工方案更具可行性。采用三维图形对具体施工环节进行分析，可以对建筑施工管理提供更有力的帮助。并且利用BIM 技术展现出施工全过程中可能面临的技术难点，这样可以使技术人员更加直观地了解整体施工过程，借助工艺模拟的应用优势，可以对工程项目的建设进度做出保证。

4.3 工程信息集成化管理

随着建筑工程数量与规模的持续增长，多数工程项目都具有数据信息量巨大的特点。BIM 技术能够显著提升工程信息集成办理效率，BIM 技术也完成了接口的开放，这对于市场上使用的各类软件也能起到有效的兼容效果。此外，根据不同的施工管理数据信息，可以细化具体施工阶段的质量管控效果，为施工管理决策提供信息支持。例如，对具体环节的施工管理工作进行结合，利用BIM 技术的数据资源统一特点，可以对具体施工环节的管理质量与效率进行评定，根据现存问题进行调整优化，使施工管理工作在整体层面更具规范性。

4.4 施工进度管理

在传统的施工管理工作中，都是借助施工进度图来进行施工进度管理的。这种管理方案缺乏时效性，由于建筑工程规模较大，施工全程会涉及多个具体环节，因此，施工进度计划为保证自身的准确性，便要对各类工程项目的执行情况进行汇总分析，但是传统进度管理无法对数据信息进行汇总。采用BIM 技术对工程项目进行建模分析，通过将各阶段的建设信息输入模型中，可以对施工进度的准确性提供有效论证。但是，为保证BIM 技术在施工管理中的应用效果，一方面要保证施工进度录入信息的准确性，这样才能在计算机中观看到真实的施工进程，为后续施工管理决策提供参考。另一方面要委派BIM 技术人员到施工现场进行跟进，保证施工管理信息可以得到实时更新，这样才能提升施工进度管理工作的现代化水平。

4.5 施工成本管理

采用BIM 技术针对项目施工开展管理，可以明确具体施工环节的设备、技术以及人员方面的需求，并且可以生成相应的施工成本汇总结果。此外，BIM 技术根据实践施工条件对建筑模型的管理数据库进行优化完善，当具体施工阶段存在成本超支时，可以及时向技术人员进行反馈与预警，避免造成严重的成本损耗。因此，BIM 技术人员在设计建筑模型时，要将工程项目的整体成本与具体环节成本准确输入模型，这样模型可以根据要求制定出最优的成本管理方案，这样在开展施工管理工作时，不仅可以根据建筑模型逐步落实施工质量，还能够有效控制施工成本，为建筑企业的利润效益提供保障。

4.6 施工质量管理

随着人们越来越重视工程项目的建筑质量，我国的建筑企业也不断引用全新的施工技术，并且针对施工技术构建施工流程与资源保障方案。但是，这种全新的施工模式需要多工序的交叉施工，如果缺乏科学合理的施工控制方案，则十分容易造成各类质量隐患。因此，采用BIM 技术，可以及时向施工管理人员提供影响工程质量的各类因素，可以提前制定各类防治措施。例如，建筑信息模型会提前针对各类交叉施工作业进行推演，制定出合理的施工顺序，实现省时、省力的目的。通过对BIM 建筑信息模型中的施工质量进行划分，可以将项目质量落实到具体的岗位与人员身上，从而起到一定的鞭策作用。

4.7 施工安全管理

施工过程中容易受各类因素的影响，从而无法保证工程整体质量。因此，通过将BIM 技术应用到施工管理中，可以对工程质量做出保证。此外，还可以强化工程项目的安全质量，由于各工序与施工人员可以根据BIM 技术模型的指导开展工作，从而使整体施工流程更具安全性与可靠程度。建筑企业可以委派专门的监督管理人员，根据建筑信息模型中的施工流程进行全程监察，当施工单位的实际作业顺序与BIM 建筑信息模型不同时，则非常容易产生质量问题与安全风险。因此，借助BIM 技术的信息管理优势，可以对施工人员的生命安全提供保障，以此来提升建筑企业的行业名声与施工安全管理水平。

4.8 施工信息管理

BIM 技术是现代化技术，将其应用到建筑施工管理中，能够对施工信息管理工作提供有效帮助。例如，BIM 技术可以构建多种模型，多维信息模型主要是以工程施工为基础，利用BIM 技术构造的多维信息模型能够为项目留有更加充足的空间，这样可以及时发现项目设计阶段与管理工作中存在的不足。例如，当实际施工资源的使用情况与预期计划存在差异时，建筑信息模型系统会及时做出相应预警，并且利用自身的数据信息管理优势，明确显示出施工资源产生偏差的时间，这样可以更加准确地开展施工管理问责工作。同时，建筑信息模型还会根据当前的施工资源情况对今后的施工管理数据信息做出重新规划，促进后续施工管理工作的开展。

5 结语

综上所述，为保证建筑工程的质量与施工进度，同时为了避免建筑过程中的质量隐患，必须在施工管理中应用BIM 技术与计算机仿真技术，以此来对工程建筑质量做出保证。本文阐述BIM 技术的内涵与特点，指出仿真技术在施工管理中的应用，重点介绍BIM 技术在施工管理中的应用，具体为设计阶段与组织阶段、施工方案与工艺模拟、工程信息集成化管理、施工进度管理、施工成本管理、施工质量管理、施工安全管理、施工信息管理，这样才能打造合格的建筑工程，对我国建筑行业的稳定发展提供保障。