硕士毕业论文：基于 BIM 的 F 工程项目协同管理与保障分析

硕士毕业论文：基于BIM 的 F 工程项目协同管理与保障分析
主要针对上述提出的F 工程项目设计阶段、施工阶段实际存在的问题,将基于BIM 技术的协同管理运用至工程实践中.先将BIM 技术应用于 F 工程项目设计协同管理,通过可视化分析与碰撞检查优化有效地解决了设计阶段专业间不畅所造成的问题;随后,在施工阶段的质量、进度、成本中应用BIM 技术进行协同管理,并且将F工程施工阶段质量、进度、成本中的一些问题的解决方式进行了展示与说明,通过对比体现,其在实际工程项目管理中设计和施工阶段的应用价值.
最后,得出了F 工程在设计、施工阶段的工程实际中,基于BIM 技术进行协同管理达到的降本增效、节约工期以及提升管理水平的实施效果;并且提出了为保障该管理方式能够有效实施的技术、人员、制度方面的保障措施.
关键词:项目管理,BIM技术,房屋建设工程,协同管理
1 绪论
1.1 研究背景
建筑业,近些年,发展迅猛,就更要求有过硬的技术支持才能跟得上建筑规模日益扩大、建筑结构日趋复杂、投资不断增长的建筑现状,将工程建设管理与计算机技术结合起来势在必行.同时,现代工程管理中仍然有些重点的问题需要应用现代的信息化方法去解决,比如在安全和质量得到保证的前提下,如何最大限度地节约能源、降低成本、控制污染、提升效率[1].
步入21 世纪以后,"BIM"逐渐出现在人们的视野中,在建筑各行业也开始发挥作用."BIM"是"建筑信息模型"的意思,这是三个字母源于英文"Building InformationModeling"的缩写. BIM 在出现不久之后,就在陆续不同国家的建筑领域展现作用.众多国家的很多项目都应用了BIM,同时也都享受到了它带来的益处,它可以提高劳动生产效率、降低资源浪费,提高工程,建设的质量,节约建设成本,从而达到提高,企业经济效益的成果[2].
2007 年,美国Stanford University 建设集成工程中心(Center for Integrated FacilityEngineering.CIFE)就BIM 技术被应用在不同的建设项目上之后,所带来的利好以及展现出来的突出优势等进行了一次调查研究,参与调研的总计三十二个项目,通过研究结果进行统计分析得出以下结论:在工程预算的变更方面,应用BIM 技术在工程建设前期能够发现并减少将近40%的无效成本,从而使得工程预算的偏差可控制在3%的范围内;同时也大大提高了造价估算的效率,花费在工程造价计算上的时间可以很大程度节省,甚至高达80%以上;多达10%,的合同价,格可通,过冲突检,测可被节省,同时可使,项目,工期缩,短近7%[3].
近些年,中国的"人口红利"已逐渐消失,劳动成本明显增加在,然而却并未带来劳动,生产率的,提高.然而根据美国在BIM 方面多年来的发展经验可以得到,设计、施工和运维阶段都能展现BIM 的应用价值[4].目前,国内,建筑,行业,正需,要完,善,的关键技术和,研究内容有以,下几个:一是基于BIM 技术进行工程应用和项目管理,二是如何运用BIM 技术协调业主方、设计单位和施工单位等各参与方之间信息沟通,三是基于BIM技术,提升,项目管理的水平以及劳动生产效率.由此可见尽管影响工程建设项目的因素有很多,但是按我们国内现存的建筑工程管理的普遍模式,为了能够准确高效地进行项目管理,将项目各参与方之间,进行协同管理工作必须得到重视[5].
在此种背景下,BIM 所具有的信息关联性和一致性,模型的可视化,各专业之间的高效协调,优化性等特点,使其在工程,项目协同,管理中的,巨大应用,价值也逐渐凸显.BIM 的应用在中,国建筑行业中逐渐展开,让行业内人士逐渐了解并应用,同时BIM 技术作为建筑行业的信息化着手点和抓手,在项目上进行广泛运用也是大势所趋.
1.2 国内外BIM 研究现状
1.2.1 国外BIM 研究现状
BIM 的概念产生于二十世纪七十年代,而正式提出则是在2002 年,发展到现在经过了四十余年的发展历程.目前,BIM 技术在设计、施工、以及运维阶段目前在美国、英国、新加坡等国家的应用范围都十分广泛,同时现阶段在国外,只要是工程设计和施工企业规模较大的若想要做大型项目,就被强制要求企业需要有BIM 技术的背景和能力[6].随着信息技术的发展及工程项目的实践,BIM 的应用软件相对成熟,一些国家也意识到BIM 的应用价值和前景,为推动BIM 技术在本国的发展做出了一些有效措施,还根据BIM 在建筑工程中
的应用情况制定了BIM 标准和BIM 规范[7].
(1)北美
BIM 的研究和应用最早起步是在美国,直至今天一直在不断地发展和成熟,其在BIM 技术研究和工程领域的应用方面一直居于世界领先地位,BIM 技术也被建设单位、设计单位、施工单位纷纷主动应用于项目中,实际应用的点也种类繁多,政府和行业协会都根据实际应用情况,出台了很多实用且对BIM 应用起到推广应用的标准,根据麦格劳?希尔公司的调查研究显示,2012 年美国的工程建设行业采用BIM 的项目占全部项目的比例为71%,相比于2007 年的28%可见增长速度之快,在这其中承包商占74%,建筑师占70%,除此之外67%的机电工程师已经在尝试应用BIM[8].
目前,美国建筑设计、建筑企业在BIM 中的适时应用相对较好,较为成熟,而在其他发展领域仍相对较慢[9].对于美国而言,在施工领域BIM 技术的应用,被较为广泛认可的技术有:Chuck 认可的施工方面BIM 技术应用包括:①使用BIM 技术计算工程成本;②应用BIM 进行计划安排与控制;③进行碰撞检查;④使用首次设备进行设计审查和获取问题;⑤设计和任务分配中的新方法;⑥现场机器人的应用;⑦异地构建预制[10].
在加拿大,BIM 在工程建设方面的应用已经很广泛,但是国内一些BIM 机构和行业协会仍然在不断地探索,不断扩展BIM 的应用范围和提高应用率,主要途径之一就是通过借鉴和引用并不断改良美国的成功经验,同时借鉴行业标准,拉埃推进BIM 在本国的应用和发展[11].
(2)欧洲
计算机技术飞速发展到今天,欧洲的很多国家对BIM 技术的应用普及率已经达到了60%~70%[12].1984 年匈牙利Graphisoft 公司推出了着名的并且现在非常普遍应用的ArchiCAD 软件,虽然现在它是很常用软件但在当时受限于计算机硬件技术,并未得到广泛应用,但以BIM 为核,心的"虚拟,建筑"设计,理念,是根据该软件,司提出的[13].
北欧四个国家受到地域因素影响,对于工程施工管理有了更高的要求,同时这些国家先进信息技术发展较快,虽无大力推广,但BIM 技术的应用以及所带来的发展已然成为企业主动的行为.芬兰最大的物业资产管理公司--Senate Properties,作为芬兰的一家国企,早在12 年前就发布了一份建筑设计的BIM 要求,要求中规定:"自2007 年10 月1 日起,该公司的项目仅建筑的设计部分必须使用BIM,其他设计,部分,可根据项,目情况自,行决定是否采,用该技术,但目,标将是全,面使,用BIM".该要求还提出:"在设计,招标,阶段将,有强制,性的BIM 要求,这些,要求将作为项,目合同,的组成部分,具有法,律约束力;建议在,项目,协作的过程中,建模任,务需创建通,用的视图,需要准,确的定义,最终要,提交BIM 模型,且建筑,结构与模,型内部的碰,撞要存档".
(3)韩日
韩国,国土交,通海洋,部也是大力推广BIM 技术在本国工程建设领域的应用,并且于2010,年1 月发,布了《建筑领域BIM 应用指南》.在该指南使用BIM 方法和技术指导要素时,主要针对开发商,建筑师和工程师在四个行政部门的应用方面,为 6 个城市公共机构和16 个项目提供指导.可以系统地在公共项目中指导BIM 的实施,也可以建立企业BIM 标准的实际实施[14].在韩国,一些大型的占市场份额较大的主要检出公司,都已经积极主动地应用BIM 技术,如现代建设、三星建设、GS 建设、Daelim 建设等公司.其中,Daelim 建设公司已在桥梁项目的施工管理中应用BIM 技术,而BMIS 公司在建筑设计阶段,施工一体化的研究方面在利用BIM 软件中的Digital project 等[15].
与韩国的发展类似的是日本,在BIM 应用中占据主导地位的是国家政府,国家政府是BIM 技术应用的主要推动力,有效地促进了日本建筑工程领域应用BIM 技术.2012年7 月,日本建筑学会为了推广BIM 技术在本国的应用,发布了日本的BIM 指南,该指南为日本的设计院和施工企业在应用BIM 时,从BIM 的团队的建设、BIM 设计的流程、BIM 数据的处理、如何应用BIM 进行预算和模拟五大方面提供了指导.
1.2.2 国内BIM 研究现状
相比于国外BIM 技术的应用和发展,国内关于BIM 的研究起步较晚,近年来,BIM在中国从2010 年后开始到快速发展,逐渐在建筑业的应用大面积铺开.在BIM 推广前期,相关软件的开发商推广力度较大,政府相关单位也给予了关注,各行业协会、专家科研院校以及工程建设的各参建方都逐渐开始关注并重视BIM 技术的应用和推广[16].
(1)政府对BIM 的推行
发达国家对BIM 技术一直比较重视,英国、美国、新加坡、日本等国家都已经提出了BIM 应用的相关要求.近些年,我国政府也加大了对BIM 技术的关注度与重视度,并陆续出台了一些BIM 的相关政策,见表1.1.
表格中只是列出了国家和部分城市政府对BIM 应用的推进,还有很多城市出台了相关政策或指导意见,比如云南省、广西省等,并积极组织落实,由此可见国家对于BIM 技术的重视程度和推广的力度.
(2)在科研院校方面
2004 年,美国的欧特克公司牵头,联合我国的建筑行业四所名校,共同组建了一个"BLM-BIM 联合实验室",并且将这个共同开发的项目取名为"长城计划",向中国这四所合作学校免费提多款BIM 软件,同时这四所学校也要为学生进行相应的课程安排,来学习软件;并且该校的名师共同编制了国内版的书籍,既包括理论基础还有实践方面的书籍,在这样一个合作下,国内的首批BIM 应用和实践类的书籍着作开始出现,这是国内第一批介绍BLM 和BIM 理论与实践的专着同时也推动了我国BIM 的发展进程.
BIM 软件商也会赞助支持机构组织BIM 设计大赛,以这种形式推广来BIM 及相关软件的应用这些设计竞赛对BIM 应用的推广和普及应用起到了积极的作用[20].
(3)在产业界
近几年在产业界,对于BIM 技术的认识与了解程度不断提高,很多企业逐渐开始认可,工程的建设单位即投资方都已开始关注BIM,并把它作为企业有效竞争力的一部分,不断投入资金进行开发和实践BIM 技术应用[21].目前我国建筑行业在工程方面对BIM 的
应用主要集中在下面两个方面:
①管线碰撞检查
现如今我国一些建设单位所认识到的BIM 技术应用频率较高的激素是在进行碰撞检查上[22],换言之意思是,很多的工程项目只是在碰撞检查这项工作中应用了BIM 技术,并未在其他方面真正体现BIM 的价值.
②复杂形体的可视化辅助设计
目前,在国内虽'然只有不到1%的项目在应用BIM 技术,但这些项目多是一些体量巨大、工程复杂的项目,项目的各参'与方对BIM 技'术的应用非'常重视,因此这些项目对BIM 技'术的应用'水平都比'较高,它们造型过着结构复杂,仅凭二维很难展现,于是三维模型真正体现了在这一点的优势,BIM 得到了更多方面的应用,其三维可视化以及复杂细小节点的充分展示体现了其优势.
BIM 近几年逐渐被国内建筑行业的工作人员熟知和认可,其应用范围而也有所扩大,许'多大型项目都'要求在全生命'周期中使用'BIM 技术,在招标'合同中写'入了有关'BIM 的技'术条款,BIM 技术已经成'为建筑企'业参与项'目投标的必'备手段[23],同时可以看出BIM 技术的发展趋势是逐渐扩大的,在未来应用BIM 技术进行项目管理和工程建造只是时间问题.
1.3 研究内容与意义
(1)从理论方面阐述了BIM 技术以及相关概念,分析其在现阶段的发展情况.详细介绍了BIM 技术应用原理以及协同理论.
(2)总结分析了F 工程项目设计阶段和施工阶段的项目管理中存在的问题,依
据BIM 技术在实际工程建设项目中的优势,结合协同管理理论,提出了基于BIM 技术的项目协同管理来解决F 工程项目的实际问题.
(3)分析,研究BIM 技,术在设计阶段协,同设计的应,用成效,采用,BIM 技,术进行,深化设计的前,后效果对比.
(4)研究分,析了BIM 技术在施,工建设中协同管理的应,用成效,及方法.着重研,究了BIM 技术在房屋,建设过程中,进度管,理、质量,管理、成本,控制中的应,用案例,同时根据工程实际提出了现阶段为管理有效实施的保障措施及实际应用效果,得出基于BIM 技术进行协同管理能够解决工程建设过程中设计和施工阶段一些问题.
······。