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第24卷第5期工程管理学报Vol.24 No.52010年10月Journal of Engineering ManagementOct.2010BM在设项目中应用模式研究李恒,郭红领,黄霆,陈镜源,陈景进(香港理工大学筑及房地产学系,中国香港,E-mail:samuel.guo@polyu.cdu,hk)摘要:为了加强BlM(Building Information Modeling)在我国筑业中应用,以及提高其应用效益,文章采用实例和比较法,对比分析现有BM应用模式的缺陷、效用及执行情况。确定了较为适用的BM应用模式,即设单位驱动的BM应用模式,并基于此模式提出了相应的推广与改进议。通过BM应用模式的分析表明,改进BM可以较好地服务于我国筑业。关键词:设项日;生命周期:BM;模拟技术中图分类号:F407.9文献标识码:A文章编号:1674-8859(2010)05-525-05Research on the Application Architecture of BIM in Building ProjectsLI Heng,GUO Hong-ling,HUANG Ting,CHAN Neo,CHAN GregDepartment of Building and Real Estate,The Hong Kong Polytechnic University,Hong Kong,China,Abstract:In order to improve the application of Building Information Modeling(BIM)in the construction industry of China,somereal-life examples and comparison methods were employed to compare and analyze the current approaches to apply BIM.The mostefficient approach,i.e.the developer-driven BIM application approach,was determined.Furthermore,some suggestions were alsopresented so as to extend and improve the application of this approach in the construction industry of China.Through determiningand improving the BIM application approach,BIM technology can contribute to the construction industry of China.Keywords:building projects:life cycle:BIM:simulation technologyBIM(Building Information Modeling)是当前理:其结合模拟技术可以预先有效地分析和优化国内外学者和筑业界人士关注的焦点。BM的思施工过程及资源配置,从而保证真实施工的顺利进想产生于20世纪70年代川,之后乔治亚理工学院行5.的Charles Eastman!2及Jerry Laiserin对BM的概自BM产生以来,尽管与BM有关的研究及念进行了详细界定。BM是一个基于数字化技术和应用不断加强,但是其应用情况仍不容乐观。BM可视化技术集成和管理与设项目有关信息的方在国外研究及应用相对较早,在一些复杂工程中得法。采用BM技术可以立BM模型,其集成了到了有效的应用;而国内在这方面的研究及应用相结构、筑设备等三维(3D)信息模型,同对较晚,目前在一些大型复杂工程也开始得到应时集成了其他与设项目有关的信息。BM技术有用。但是,无论国外还是国内,BM的应用主要集效地实现了设项目信息的3D表达,可以帮助设中在项目设计阶段,用于项目的展示、沟通与协作,计方、施工方和业主方直观、有效地理解设项目或者结合4D(3D+时间)技术进行施工阶段的进设计情况,检查设计空间冲突,辅助进行工料分析、度显示。BM在施工阶段和维护管理阶段的功能没结构分析、光照分析等,并可用于项目后期维护管有得到充分的发挥,究其原因,主要是在筑业界对BM缺乏了解及缺少相应标准的情况下,还没有收稿日期:2010-08-04形成有效的BM应用模式,导致BM的应用仅限基金项目:国家“十一五”科技支撑计划项日(2007BAF23B04).于满足应用方自身的利益。基于BM在设项目中1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.www.cnki.net理甄Z.ZC.ET
·526工程管理学报第24卷的应用方,其应用模式可归纳为3类:即设计方驱商为了赢得设项目投标,采用BM技术和模拟技动模式、承商驱动模式和设单位驱动模式。本术来展示自己施工方案的可行性及优势,从而提高文将对现有BM的应用模式进行分析与比较,进而自身的竞争力。图2展示了某办公楼项目的可视化提出较为适用的BM应用模式及推广议,以期为施工方案,包括施工工序、资源调配、进度安排等BM在我国的研究与应用提供参考。信息,用于项目投标,由此设单位可以清楚地了1设计方驱动模式解整个施工过程或方法。另外,在大型复杂筑工程施工过程中,施工工序通常也比较复杂。为了保设计方驱动模式是BM在设工程项目中应证施工的顺利进行、减少返工,承商采用BM技用最早的方式,应用也较为广泛,其以设计方为主术和模拟技术进行施工方案的模拟与分析,在真实导,而不受设单位和承商的影响。在激烈竞争施工开始之前找出合理的施工方案,同时便于与分的市场中,各设计单位为了更好地表达自己的设计包商协作与沟通。方案,通常采用3D技术进行筑设计与展示,特别是大型复杂的设项目,以期赢取设计投标。图1清晰地显示了某体育场馆的3D设计方案和效果,用于设计投标。基于此出发点,设计方驱动的BM应用模式通常只应用于项目设计的早期。在设计方案得到设单位认可后,除非应设单位的要求,否则设计方不会对立的3D模型进行细化,也不会用于设计的相关分析,如结构分析等,当然其在施工阶段和维护阶段的应用更微乎其微。尽管设计方驱动的BM应用模式在一定程度上加速了BIM的发展,但是其并没有将BIM的主要功图1某体育场馆的3D设计方案能应用于设项目整个过程中,只是在项目的初期阶段利用了BM的3D显示功能承商采用BM技术的操作流程,如图3所示。承商基于设单位的施工招标信息,采用BM技2承商驱动模式术和模拟技术将初步制定的施工方案可视化,并制承商驱动模式是随着近年来BM技术不断定投标方案、参与投标。中标后,承商通常会与成熟及应用而产生的一种应用模式,其应用方通常分包商协作将施工方案细化,并采用BM技术和模为大型承商。承商采用BM技术的两个目的:拟技术进行方案模拟优化分析,经过多次模拟后提辅助投标和辅助施工管理。在竞争的压力下,承出可行的施工方案进行指导实际施工。图2某办公楼项目的可视化投标施工方案1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.www.cnki.net理甄Z.ZC.ET
第5期李恒,等:BM在设项目中应用模式研究·527·施工招标信息可用于辅助设项目维护与应用。BIM技术承商模拟技术可视化投标方案投标招标阶段中标?结束细化范工方案模拟分析施工方案:修改施工阶段施工方案可行图4某设项目柱基础与地下管线之间碰撞设单位采用BM技术的操作流程,如图5指导实际施工所示。设单位基于设计方提供二维(2D)设计图图3承商驱动的BM应用模式流程图纸,采用BM技术立3D筑模型,并进行设计BM技术结合模拟技术,在项目的招投标阶段检测分析,直至解决发现的所有设计问题。然后,和施工阶段发挥了较好的作用。然而,由于大多数发布招标信息,要求承商提供可视化的投标方承商对BM技术还缺乏相应的了解,故承商驱案,并基于此进行评标和定标。中标的承商将细动的BM应用模式仍未得到广泛的应用。同时,此化施工方案,并基于BM技术和模拟技术展示和测种应用模式主要面向设项目的招投标阶段和施试施工方案的可行性,以得到设单位的认可,进工阶段,当工程项用投标或施结束时,所立的风而指导施工,施工结辣后,小设单位将基于项目竣BM模型就失去其价值。这对于适用于整个生命周工图和其他相关信息,采用BM技术更新已立的期管理的BM技术来说,已失去其应有的意义。3D模型,形成最终的BM模型,以辅助物业管理。尽管设单位可采用BM技术进行设项目3设单位驱动模式的全生命周期管理,但还仅停留在尝试阶段。事实设单位采用BM技术的初期,主要集中于上,目前几乎没有设单位将BM技术应用于一个设项目的设计,用于项目沟通、展示与推广。随着设项目的全生命周期管理,其应用主要集中在设对BM技术认识的深入,BIM的应用已开始扩展计和招投标阶段。从图5中还可以看出,目前BM至项目招投标、施工、物业管理等阶段。模型来源于2D设计图纸,即将现有的2D设计图(1)在设计阶段,设单位采用BM技术进纸转换为3D模型。这与BM的理念相违背,采用行设项目设计的展示和分析,一方面,将BM模BIM技术的初衷是采用3D技术辅助设计、指导施型作为与设计方沟通的平台,控制设计进度。另一工、辅助后期管理。同时,这也大大增加了BM的方面,进行设计错误的检测,如图4所示。在施工应用成本开始之前解决所有设计问题,确保设计的可造4BIM应用模式比较性,减少返工。(2)在招标阶段,设单位借助于BM的可基于上述对BM应用模式的分析,总结了3视化功能进行投标方案的评审,这可以大大提高投种应用模式的功能和效用对比情况,见表1。当前标方案的可读性,确保投标方案的可行性。BM的应用主要集中在项目设计阶段,特别是在我(3)在施工阶段,采用BM技术和模拟技术国更是如此。而从效用角度来说,设单位驱动的进行施工方案模拟和优化,一方面,提供了一个与应用模式最为有效,这是因为该模式在某种程度上承商沟通的平台,控制施工进度。另一方面,确发挥了BM的主要功能,即基本实现BM在项目保施工的顺利进行,保证工期和质量。全生命周期中的应用。同时,由于设单位在整个(4)在物业管理阶段,前期立的BM模型项目实施过程中有绝对的控制权,并可要求项目各集成了项目所有的信息,如材料型号、供应商等,方采用BM技术来辅助项目整个过程的管理,因此C1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.www.cnki.net筑素前网ZC.ET
·528工程管理学报第24卷该模式具有更大的推广空间。采用BM技术辅助筑设计和施工管理。同时,加2D设计图纸强与BM专业人员的合作,进行公司BM相关人BIM技术设单位员的培训,一方面便于与各方相互协作与沟通,另3D筑模型一方面可为BM模型在物业管理阶段的应用提供保障。设计检测分析(2)制定合理的BM成本和利益分配策略。在项目执行不同阶段,BM技术发挥着不同的作修改2D问题?用。在某种程度上,成本和效益存在着较大的差异。设计图纸为平衡各方的利益关系,BM的投入与利益应从项施工招标信息目全生命周期的角度来分析,制定较合理的成本和BM技术承商利益分配策略。只有这样才能激励各方切实有效地模拟技术可视化投标方案将BM技术应用于各阶段,从而产生最大的经济效设单位益。评价标书,并定标(3)采用3D技术进行筑设计。将3D技术承商引入筑设计,不仅便于BM模型的立与应用、细化施工方案节省了将2D图纸转换为3D模型的成本和时间,也为设计各方提供了沟通平台、提高了设计效率。模拟分析施工方案因此,在条件适用的情况下,设单位可要求设计修改施单位采用3D技术进行相关筑设计、结构分析等。工方案可行这将改变设计阶段的BM应用操作流程,如图6所示。在设计招标阶段,设单位需要明确规定采指号实标随:小用3D技术进行筑设计并投标,中标设计单位还要基于3D技术进行筑详细设计及检测分析。从2D竣工图纸BIM技术设单位而为施工招标、施工模拟、物业管理提供相应的基础BM模型。其他信息最终BIM模型设计招标信息辅助物业管理BIM技术设计方3D设计投标方案图5设单位驱动的BM应用模式流程图设单位表1三种BIM应用模式之比较评价标书,并定标功能和效用BM应用模式设计方适用范国效用应用程度设计方驱动模式设计初期最小最广泛3D筑详细设计承商驱动模式投标阶段和施工阶段较大较少设单位驱动模式设计阶段、招标阶段、施最大设计阶段较多设计检测分析工阶段和物业管理阶段其他阶段较少5BIM应用推广议修改3D问题?设计信息为了更好地将设单位驱动的BM应用模式应用于设项目,提出如下几点议。施工招标信息(1)设单位督促采用BM技术。对于设项目来说,设单位控制着整个项目的执行与管图6基于3D技术的筑设计流程图理。为了将BM技术有效地应用于设项目,设(4)政府应加大BM宣传力度,并制定相关单位需积极参与、督促与引导设计方和承商及早标准。BM技术在我国筑业的应用还处在初期阶C 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.www.cnki.net筑素前网ZC.ET
第5期李恒.等:BM在设项目中应用模式研究·529.段,多数从业人员还缺乏对BM的了解。同时,对[3]LAISERIN J.Comparing pommes and naranjasBM在项目各阶段的应用还没有相应标准。这些都[EB/OL].(2002)www.laiserin.com/.限制了BM的应用推广和应用效益。因此,为了有[4]GUO HL.LI H,SKITMORE M.Life cycle management效地将BM技术应用于筑业,政府应加大BMof construction projects based on Virtual Prototyping相关知识的宣传,同时不断实践、制定相关标准。technology[J].Journal of Management in Engineering,2010.26(1):41-47.6结论[5]LI H,GUO H L.SKIBNIEWSKI M J,SKITMOREM.Using the IKEA model and Virtual PrototypingBM技术可为筑业的发展提供有力的支持,technology to improve construction process management然而其效用并没有得到有效地发挥。本文归纳总结[J].Construction Management and Economics,2008,26了BM的现有应用模式,即设计方驱动模式、承(9):991-1000.商驱动模式和设单位驱动模式,并对其进行详细[6]HUANGT.KONG C W.GUO HL,BALDWINA.LI剖析。通过分析发现,三种应用模式在不同程度上H.A virtual prototyping system for simulating constructionprocesses[J].Automation in Construction,2007,16(5):存在着应用缺陷,且应用主要集中在项目设计阶576-585段。相比而言,设单位驱动的应用模式与BM的理念最为吻合,有着较好的推广前景。基于该模式,作者简介:李恒(1963-).男.讲座教授.博士生导师.博士。本文提出了相应的推广议,并改进了BM在设计研究方向:虚拟施工技术,筑管理与革新,筑T;阶段的应用模式,相信BM技术可以切实有效地服郭红领(1978)、男,博士,研究方向:虚拟施工技术,务于我国筑业。筑管理:黄霆(1978-,男,博士,研究方向:虚拟施工技术,参考文献筑管理:[1]YESSIOS C I.Are we forgetting design?[EB/OL]陈镜源(1982-,男,博士研究生,研究方向:虚拟施(2004.10).www.aecbytes.com/viewpoint/2004/风工技术,筑管理SC,陈景进(1983),男,博士研究生,研究方向:虚拟施issue 10.html.工技术,筑管理。[2]EASTMAN C M.Building product models:Computerenvironments supporting design and construction[M].Boca Raton,FL:CRC Press.1999.1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.www.cnki.net理甄Z.ZC.ET
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