公路施工BIM信息化建设概述
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针对项目工程投资效益管理中，存在的概算超估算、预算超概算、决算超预算的 “三超”现象。为加强工程造价控制，合理确定和有效控制工程造价。利用产品 数据管理系统建设，构建企业级的项目数据统一管理平台。
水工 甲： 图纸 水工 乙：
图纸
工程量 三维模型
施工 丙： 图纸
机电 丁丙： 图纸 工程量
工程量 三维模型
保证进度
在施工前和施工过程 中分析和调整施工安 排
控制成本
预先了解和过程控制 施工成本，优化资源 投入，避免返工问题
基于三维的施工组织设计和施工仿真（2）
三维的施工组织方案编制
基于三维的施工组织设计和施工仿真（3）
基于数字化设计模型，以单元工程和安装单元为核心，集成进度、成本、资源、数 据集成信息形成5D施工组织计划，实现虚拟施工过程模拟，制定经费支出计划，优化
采购件 名
数量
1
A型砖块 50块
2
B型砖块 50块
3
砂浆
50 公斤
4
水泥
50 公斤
5
梯子
1个
单价 （元） 2 3.5 5 5 50
施工清单
施工清单（根据施工工艺划分）
序 使用 数量 号 件名
工序
1 砖块 50块
0~150CM（墙体高度）
2 砖块 50块
150~300cm（墙体高 度）
3 砂浆 25公斤 0~150CM（墙体高度）
数字移交三维 设备监控传感 设备维修知识 物资设备编码
模型
器数据
数据库
标准
物资管理
检修管理
设备管理
设备台账 设备状态分析
故障树 工器具档案
缺陷管理 预防性维护
定点检修 安监运行
备品备件 库存 采购
供应商
信息化新技术
-未来的发展方向
@ SimuTech Copyright 2015
行业云
基于WEB的瘦客户端的连接应用各类信息化套件
杆件连接吊装验证
人行爬梯架设验证
人员作业视野分析
基于三维的施工组织设计和施工仿真（5）
施工资源仿真优化-在施工前和施工过程中分析和调整施工安排
案例介绍
交通工程的建设周期较长，为保证工程能按规划的施工方 案如期完工，某工程对施工前资源投入和物流运输进行了关键数 据预演，测算施工强度，协调匹配各里程段施工进度，避免资源 重复投入，优化施工成本。
施工方法，减少施工干扰，计算施工资源，实现进度合理优化设计。
基于三维的施工组织设计和施工仿真（4）
施工安全仿真
利用模型还原的施工现场，能够对包括大型设备操作、人员操作空间及视野进行细致 的仿真，了解操作风险区域，规划人员和设备间的安全距离，从一定程度上避免施工 安全风险。
杆件吊装操作验证
预埋段施工难点验证
设计数据动态移交
配置管理
变更管理 工程数据中心
流程管理 内容管理
施工数据动态移交
及时在线三维设计数字移交
设计施工期实时管控
直接登录数据中心可视 化的查询实时的设计成 果、施工面貌
竣工时完整移交
与生产管理 系统直接对 接
三维资产运维和运营管理（1）
资产全生命 周期管理
基于三维模型的工程运维管理集成界面
-----
三维模型
按专业 分散的图纸， 缺乏对工程量的统计
水工 甲： 图纸
工程量 三维模型
水工 乙： 图纸 工程量
三维模型
产品数据管理
施工 丙： 图纸
工程量 三维模型
-----
机电 丁丙： 图纸
工程量 三维模型
按工程部位 集中的图纸和工程量管理
工程全生命周期数据管理（2）
管理了整个工程各阶段需要输出的物料清单
模型快速建模（3）——干涉碰撞检查
0#块预应力钢绞线管道位置需预留正确； 干涉分析提前预知预留管道与钢筋碰撞位置； 及时调整钢筋敷设方式，确保后期施工方案的可靠性；
模型快速建模（4）——工程量核算
工程量快速、精确计算 与图纸的工程量进行核算 预算工程量与施工前物料准备更准确
基于三维的施工组织设计和施工仿真（1）
形成三维施工模型、施工计划、资源统计相关联的5D施工组织计划，用于 验证和仿真建设的过程，最大限度地优化“人机材” ，降低施工风险，精 细化管理。
保障质量
在初步设计阶段验证 施工方案，施工工艺 能否顺利实现
确保安全
在技施开始前确保施 工作业方案是否有安 全隐患
计划实施 控制体系
计划工程量及费用
施工计划 采购计划 成本计划 资源计划
成本控制
质量控制
进度控制 合同管理 资源管理
以PBS为主线的项目数据关系网 为业主、总包承包商、咨询机构、分包商、监理、 以5D模型为项目实施过程数据库 运维等工程参与方提供项目全过程数据服务。
工程项目管理（2）
首首部部枢枢纽纽施施工工55DD模BI型M管管理理应应用用
工程项目计划进度管理
合同与施工管理
业主运营
使用CAD设 计和建模
三维轻量 化装配
施工组 织计划
详细施工 计划编制
5D施工 仿真
施工现场 管理
数字化 移交
基于工程经验和工艺规范
工程行业产品管理 （设计清单、施工清单、采购清单数据
提取和管理）
ERP（资金与成本控制、物资管理等）
工程数据中心（配置管理）
生产运 维 管理
和资源配置等施工仿真模型构建
快速建模优势： （1）实现设计成果快速参数化转化模型； （2）实现复杂桥梁等工程施工模型完成构建； （3）根据施组调整，实现施工模型快速修改；
模型快速建模（2）
当设计单位提供三维模型时，还需利用三维设计模型向多维施工模型 转换
三维设计模型根据施工工艺转换为三维施工模型
三维数字移交（2）
三维模型数字移交的关键技术是能够很好的支持多种三维建模工具的数据整合； 应用多专业异构三维模型集成引擎，导入第三方三维数据（Revit / ArchiCAD / Tekla /..)和模型属性，并轻量化转换。
三维数字移交（3）
在工程的设计和建设过Hale Waihona Puke Baidu中，利用系统动态集成数据，将数据进行统计后使得管理 者可以实时管控工程过程。在竣工时可以完整将移交给运维使用。
5D 模型为数据基础，以项目管理为核心
实现“进度控制”、“质量控制”、 “ 投资控制”、“合同管理”、“资源管理”为 目标的三控两管项目管控系统。
进度 控制
资源
质量
管理
5D模型工程项
控制
目管理平台
合同 管理
投资 控制
三维数字移交（1）
工程建造过程中存在大量的资料，运维阶段我们通常需要对某个对象了解它的 所有相关数据。我们可以将设计、采购、施工等建设阶段的数据，以三维为载体， 针对对象进行整合，这样与生产运维系统进行对接，能够更准确地进行运维管理， 降低运维成本。
“十五”2001-2005
工程全生命周期
设计（E）
采购（P）
施工（C）
调试（S） 业主运营（O）
移交
工程全生命周期：前期规划立项、设计、采购、基建、安装、调试、移交、投运、运维、延寿、退役
规划
设计项目WBS
采购进度
施工项目WBS
基建移交 系统移交
生产运维 SSC工程结构 资产管理
设计进度
施工清单
可研
移动端应用——在交通工程施工现场环境复杂，应用便携手持设备，无 论是线或离线，都能随时查询三维模型、相关项目资料、指定结构所对 应的图纸、工艺、设计资料等，辅助施工指挥和作业人员现场作业。
工程全生命周期数据管理（1）
企业级产品数据管理所有项目的三维模型数据、全寿期施工数据和文档、知识 库，实时监控各项目的整个工程不同时期的工程量变化
采购WBS PBS
调试进度
生产和检修计划
初步设计
招投标（详 细）设计3D设计
采购清单 施工组织设计
安全 质量
施工现场管理 进度
5D施工 施工仿真
调试仿真 竣工模型
生产仿真和检 修仿真
三维协同设计/数字化工程模型
全寿期数据
文档库、知识库
工程全生命周期信息化应用业务
设计
工程设计管理
采购
施工
调试
工程三维一体化全景信息管理与决策系统（统一门户）
施工方法验证 施工强度数据测算
分区域施工进度数据测算 机械设备使用率测算
基于三维的施工现场管理（1）
“智慧建造”利用物联网技术、定位技术、云计算及大数据分析技术，打造基于三 维的施工现场管理，将施工现场需要人工判定的参数交给计算机和网络判断，出错 时实时、智能化提醒。
基于三维的施工现场管理（2）
大坝浇筑进度监控
仓面浇筑与质量智能监控
缆机运行轨迹与生产效率监控
“互联网+”之物联网施工现场智能监控
混凝土施工质量监控系统
盯仓记录分析 施工资源分析
振捣质量监控
在高寒高海拔地区取得突破性进展和成功应用
质量管理
在现场对材料、资源进行 识别，服务于监理对现场 材料和资源进行审查，提 供电子签章确认，加强现 场的质量控制
信息管理
进度管理
记录工程日志，实现进度三维模拟， 并与计划进行对比分析，根据情况调 整施工任务，保障施工进度。
安全管理
• 集成地质监测数据，实现施工 中的安全风险预报 • 利用移动终端，查看监测数据 和BIM数据信息 • 基于4D网格定位，加强人员的 安全管理
智慧工程建设管理平台内容范畴
三维模型快速建模； 基于三维的施工组织设计和施工仿真； 基于三维模型的施工现场管理； 工程全生命周期模型数据管理； 工程项目管理； 三维数字移交； 三维资产运维和运营管理
模型快速建模（1）
通常施工单位获得的仅有设计图纸资 料，因此施工模型处理包括二维成果 转换、施工模型划分、施工设备布置
设
施
计
工
模
模
型
型
设计清单
工艺清单
设计清单（根据规范计算）
序号 构件名 数量 称
1
砖块 100 块
2
砂浆 50 公斤
3
水泥 50 公斤
工艺清单（根据施工组织计 划添加）
序号 使用 数量 件名
1
砖块 100 块
2
砂浆 50 公斤
3
水泥 50 公斤
4
梯子 1 个
5
瓦刀 5 个
采购清单
采购清单（添加单价）
序号
成本管理
任意统计多个施工工作面的工 程量，结合定额造价，做成本 预算和分析，提高成本管理的 精确度和效率。
基于三维的施工现场管理（3）
PC端应用——施工现场管理，应用轻量化的三维施工模型，管理工程现场施工过程， 并通过现场施工电子日志填报，为工程项目管理提供现场施工进度、质量等实时数 据。
基于三维的施工现场管理（4）
可以通过B/S，以Web的方式查 看设计内容，并进行简单操作。
虚拟现实和增强现实
在工程行业，已经开始结合VR（虚拟现实技术）和AR（增强现实技术） 实现三维模型数据的应用，正在逐步改变传统施工数据的使用方式和竣 工数据的展示方式。
“互联网+”之物联网施工现场智能监控
大坝混凝土施工全过程仿真与智能监控系统
工程信息化的发展阶段
企业信息化从原来以流程为中心转变为以数据为中心 工程EPCSO全过程信息化 两化融合
第二代工程信息化
第三代工程信息化
第一代工程信息化
非结构化、结构化 三维模型、分析计算、项目报告
分散的项目管理等业务系统实现 管理流程
智慧工程
数字工程
“十三五”2016-2020
文档信息
“十二五”2011-2015 “十一五”2006-2010
4 砂浆 25公斤 150~300cm（墙体高 度）
工程项目管理（1）
利用三维技术，实现施工项目的进度、成本一体化管控
设计模型
PBS
ＰＢＳ
EPC WBS关联
施工单元关联
合同清单
反馈
项目５D施工 数据库
管理
实际工程量及费用
实际施工进度 实际资源消耗 实际投入成本 质量安全信息 施工状态信息
方案、资源、进度
水工 甲： 图纸 水工 乙：
图纸
工程量 三维模型
施工 丙： 图纸
机电 丁丙： 图纸 工程量
工程量 三维模型
保证进度
在施工前和施工过程 中分析和调整施工安 排
控制成本
预先了解和过程控制 施工成本，优化资源 投入，避免返工问题
基于三维的施工组织设计和施工仿真（2）
三维的施工组织方案编制
基于三维的施工组织设计和施工仿真（3）
基于数字化设计模型，以单元工程和安装单元为核心，集成进度、成本、资源、数 据集成信息形成5D施工组织计划，实现虚拟施工过程模拟，制定经费支出计划，优化
采购件 名
数量
1
A型砖块 50块
2
B型砖块 50块
3
砂浆
50 公斤
4
水泥
50 公斤
5
梯子
1个
单价 （元） 2 3.5 5 5 50
施工清单
施工清单（根据施工工艺划分）
序 使用 数量 号 件名
工序
1 砖块 50块
0~150CM（墙体高度）
2 砖块 50块
150~300cm（墙体高 度）
3 砂浆 25公斤 0~150CM（墙体高度）
数字移交三维 设备监控传感 设备维修知识 物资设备编码
模型
器数据
数据库
标准
物资管理
检修管理
设备管理
设备台账 设备状态分析
故障树 工器具档案
缺陷管理 预防性维护
定点检修 安监运行
备品备件 库存 采购
供应商
信息化新技术
-未来的发展方向
@ SimuTech Copyright 2015
行业云
基于WEB的瘦客户端的连接应用各类信息化套件
杆件连接吊装验证
人行爬梯架设验证
人员作业视野分析
基于三维的施工组织设计和施工仿真（5）
施工资源仿真优化-在施工前和施工过程中分析和调整施工安排
案例介绍
交通工程的建设周期较长，为保证工程能按规划的施工方 案如期完工，某工程对施工前资源投入和物流运输进行了关键数 据预演，测算施工强度，协调匹配各里程段施工进度，避免资源 重复投入，优化施工成本。
施工方法，减少施工干扰，计算施工资源，实现进度合理优化设计。
基于三维的施工组织设计和施工仿真（4）
施工安全仿真
利用模型还原的施工现场，能够对包括大型设备操作、人员操作空间及视野进行细致 的仿真，了解操作风险区域，规划人员和设备间的安全距离，从一定程度上避免施工 安全风险。
杆件吊装操作验证
预埋段施工难点验证
设计数据动态移交
配置管理
变更管理 工程数据中心
流程管理 内容管理
施工数据动态移交
及时在线三维设计数字移交
设计施工期实时管控
直接登录数据中心可视 化的查询实时的设计成 果、施工面貌
竣工时完整移交
与生产管理 系统直接对 接
三维资产运维和运营管理（1）
资产全生命 周期管理
基于三维模型的工程运维管理集成界面
-----
三维模型
按专业 分散的图纸， 缺乏对工程量的统计
水工 甲： 图纸
工程量 三维模型
水工 乙： 图纸 工程量
三维模型
产品数据管理
施工 丙： 图纸
工程量 三维模型
-----
机电 丁丙： 图纸
工程量 三维模型
按工程部位 集中的图纸和工程量管理
工程全生命周期数据管理（2）
管理了整个工程各阶段需要输出的物料清单
模型快速建模（3）——干涉碰撞检查
0#块预应力钢绞线管道位置需预留正确； 干涉分析提前预知预留管道与钢筋碰撞位置； 及时调整钢筋敷设方式，确保后期施工方案的可靠性；
模型快速建模（4）——工程量核算
工程量快速、精确计算 与图纸的工程量进行核算 预算工程量与施工前物料准备更准确
基于三维的施工组织设计和施工仿真（1）
形成三维施工模型、施工计划、资源统计相关联的5D施工组织计划，用于 验证和仿真建设的过程，最大限度地优化“人机材” ，降低施工风险，精 细化管理。
保障质量
在初步设计阶段验证 施工方案，施工工艺 能否顺利实现
确保安全
在技施开始前确保施 工作业方案是否有安 全隐患
计划实施 控制体系
计划工程量及费用
施工计划 采购计划 成本计划 资源计划
成本控制
质量控制
进度控制 合同管理 资源管理
以PBS为主线的项目数据关系网 为业主、总包承包商、咨询机构、分包商、监理、 以5D模型为项目实施过程数据库 运维等工程参与方提供项目全过程数据服务。
工程项目管理（2）
首首部部枢枢纽纽施施工工55DD模BI型M管管理理应应用用
工程项目计划进度管理
合同与施工管理
业主运营
使用CAD设 计和建模
三维轻量 化装配
施工组 织计划
详细施工 计划编制
5D施工 仿真
施工现场 管理
数字化 移交
基于工程经验和工艺规范
工程行业产品管理 （设计清单、施工清单、采购清单数据
提取和管理）
ERP（资金与成本控制、物资管理等）
工程数据中心（配置管理）
生产运 维 管理
和资源配置等施工仿真模型构建
快速建模优势： （1）实现设计成果快速参数化转化模型； （2）实现复杂桥梁等工程施工模型完成构建； （3）根据施组调整，实现施工模型快速修改；
模型快速建模（2）
当设计单位提供三维模型时，还需利用三维设计模型向多维施工模型 转换
三维设计模型根据施工工艺转换为三维施工模型
三维数字移交（2）
三维模型数字移交的关键技术是能够很好的支持多种三维建模工具的数据整合； 应用多专业异构三维模型集成引擎，导入第三方三维数据（Revit / ArchiCAD / Tekla /..)和模型属性，并轻量化转换。
三维数字移交（3）
在工程的设计和建设过Hale Waihona Puke Baidu中，利用系统动态集成数据，将数据进行统计后使得管理 者可以实时管控工程过程。在竣工时可以完整将移交给运维使用。
5D 模型为数据基础，以项目管理为核心
实现“进度控制”、“质量控制”、 “ 投资控制”、“合同管理”、“资源管理”为 目标的三控两管项目管控系统。
进度 控制
资源
质量
管理
5D模型工程项
控制
目管理平台
合同 管理
投资 控制
三维数字移交（1）
工程建造过程中存在大量的资料，运维阶段我们通常需要对某个对象了解它的 所有相关数据。我们可以将设计、采购、施工等建设阶段的数据，以三维为载体， 针对对象进行整合，这样与生产运维系统进行对接，能够更准确地进行运维管理， 降低运维成本。
“十五”2001-2005
工程全生命周期
设计（E）
采购（P）
施工（C）
调试（S） 业主运营（O）
移交
工程全生命周期：前期规划立项、设计、采购、基建、安装、调试、移交、投运、运维、延寿、退役
规划
设计项目WBS
采购进度
施工项目WBS
基建移交 系统移交
生产运维 SSC工程结构 资产管理
设计进度
施工清单
可研
移动端应用——在交通工程施工现场环境复杂，应用便携手持设备，无 论是线或离线，都能随时查询三维模型、相关项目资料、指定结构所对 应的图纸、工艺、设计资料等，辅助施工指挥和作业人员现场作业。
工程全生命周期数据管理（1）
企业级产品数据管理所有项目的三维模型数据、全寿期施工数据和文档、知识 库，实时监控各项目的整个工程不同时期的工程量变化
采购WBS PBS
调试进度
生产和检修计划
初步设计
招投标（详 细）设计3D设计
采购清单 施工组织设计
安全 质量
施工现场管理 进度
5D施工 施工仿真
调试仿真 竣工模型
生产仿真和检 修仿真
三维协同设计/数字化工程模型
全寿期数据
文档库、知识库
工程全生命周期信息化应用业务
设计
工程设计管理
采购
施工
调试
工程三维一体化全景信息管理与决策系统（统一门户）
施工方法验证 施工强度数据测算
分区域施工进度数据测算 机械设备使用率测算
基于三维的施工现场管理（1）
“智慧建造”利用物联网技术、定位技术、云计算及大数据分析技术，打造基于三 维的施工现场管理，将施工现场需要人工判定的参数交给计算机和网络判断，出错 时实时、智能化提醒。
基于三维的施工现场管理（2）
大坝浇筑进度监控
仓面浇筑与质量智能监控
缆机运行轨迹与生产效率监控
“互联网+”之物联网施工现场智能监控
混凝土施工质量监控系统
盯仓记录分析 施工资源分析
振捣质量监控
在高寒高海拔地区取得突破性进展和成功应用
质量管理
在现场对材料、资源进行 识别，服务于监理对现场 材料和资源进行审查，提 供电子签章确认，加强现 场的质量控制
信息管理
进度管理
记录工程日志，实现进度三维模拟， 并与计划进行对比分析，根据情况调 整施工任务，保障施工进度。
安全管理
• 集成地质监测数据，实现施工 中的安全风险预报 • 利用移动终端，查看监测数据 和BIM数据信息 • 基于4D网格定位，加强人员的 安全管理
智慧工程建设管理平台内容范畴
三维模型快速建模； 基于三维的施工组织设计和施工仿真； 基于三维模型的施工现场管理； 工程全生命周期模型数据管理； 工程项目管理； 三维数字移交； 三维资产运维和运营管理
模型快速建模（1）
通常施工单位获得的仅有设计图纸资 料，因此施工模型处理包括二维成果 转换、施工模型划分、施工设备布置
设
施
计
工
模
模
型
型
设计清单
工艺清单
设计清单（根据规范计算）
序号 构件名 数量 称
1
砖块 100 块
2
砂浆 50 公斤
3
水泥 50 公斤
工艺清单（根据施工组织计 划添加）
序号 使用 数量 件名
1
砖块 100 块
2
砂浆 50 公斤
3
水泥 50 公斤
4
梯子 1 个
5
瓦刀 5 个
采购清单
采购清单（添加单价）
序号
成本管理
任意统计多个施工工作面的工 程量，结合定额造价，做成本 预算和分析，提高成本管理的 精确度和效率。
基于三维的施工现场管理（3）
PC端应用——施工现场管理，应用轻量化的三维施工模型，管理工程现场施工过程， 并通过现场施工电子日志填报，为工程项目管理提供现场施工进度、质量等实时数 据。
基于三维的施工现场管理（4）
可以通过B/S，以Web的方式查 看设计内容，并进行简单操作。
虚拟现实和增强现实
在工程行业，已经开始结合VR（虚拟现实技术）和AR（增强现实技术） 实现三维模型数据的应用，正在逐步改变传统施工数据的使用方式和竣 工数据的展示方式。
“互联网+”之物联网施工现场智能监控
大坝混凝土施工全过程仿真与智能监控系统
工程信息化的发展阶段
企业信息化从原来以流程为中心转变为以数据为中心 工程EPCSO全过程信息化 两化融合
第二代工程信息化
第三代工程信息化
第一代工程信息化
非结构化、结构化 三维模型、分析计算、项目报告
分散的项目管理等业务系统实现 管理流程
智慧工程
数字工程
“十三五”2016-2020
文档信息
“十二五”2011-2015 “十一五”2006-2010
4 砂浆 25公斤 150~300cm（墙体高 度）
工程项目管理（1）
利用三维技术，实现施工项目的进度、成本一体化管控
设计模型
PBS
ＰＢＳ
EPC WBS关联
施工单元关联
合同清单
反馈
项目５D施工 数据库
管理
实际工程量及费用
实际施工进度 实际资源消耗 实际投入成本 质量安全信息 施工状态信息
方案、资源、进度