BIM在施工管理中的应用文献综述

文献综述

1、本课题的研究现状及发展趋势

（一）选题背景：BIM（Building Information Model）即“建筑信息模型”，是Autodesk于2002年开始推广的概念，国际上对BIM概念的解释有不同的版本，被大众广泛认同的是Mcgraw Bill的市场调研报告中的定义“BIM是利用数学模型对项目进行设计、施工和运营的过程。”目前国内对BIM的概念还比较模糊，但总体上的理解是利用数字建模的方式来达到建筑三维表达的目的，它包含一个建筑物从概念到拆除的全生命周期中的所有信息，在项目实施的各个阶段，不同的参与方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，支持各个参与方的协同工作，充分利用模型中的信息进行设计优化、施工管理、运营维护等[1]。BIM技术的特点是通过建模软件建立建筑物的三维数字模型，具有可视化、可模拟性、定量化、可多方协调性、优化性、出图、信息关联、数据共享备等优点，并将设计单位、建设单位、监理单位、施工单位多方联系在一起，共享建筑信息模型信息[2-4]。利用BIM的优势进行施工管理中的资源、进度、安全、信息、资金等多方面进行管理，在施工前通过整体的分析、全盘的考虑布局、建筑模型可视化及虚拟模拟施工等，寻找最优的生产方式，从而指导下一步的工程施工，达到对现有施工中安全、进度、质量和造价的全局掌控。BIM的运用能有效地减少施工资源的浪费，合理解决资源、进度、安全等方面的问题，确保项目目标的有序实现，基于BIM的工程施工管理，建筑行业的信息化建设展现出了其应有的价值，也为我国建筑施工阶段的应用开启了新思路，在施工管理方面的应用已成大势所趋[5-6]。

BIM核心建模软件主要有四大门派：(1) Autodesk公司的Revit 建筑结构和机电系列,在民用建筑市场借助AutoCAD的天然优势,有相当不错的市场表现。(2) Bentley 建筑结构和设备系列, Bentley产品在工厂设计(石油、化工、电力、医药等)和基础设施(道路、桥梁、市政、水利等)领城有无可争辩的优势。 (3) 2007年Nemetschek收购Graphisoft以后，ArchiCAD/ AIlPLANVectorWorks三个产品就被归到同一个门派里面了,其中国内同行最熟悉的是ArchiCAD,属于-一个面向全球市场的产品,应该可以说是最早的一个具有市场影响力的BIM核心建模软件。(4)Dassault公司的CATIA是全球最高端的机械设计制造软件,在航空、航天.汽车等领域具有接近垄断的市场地位,应用到工程建设行业无论是对复杂形体还是超大规模建筑其建模能力、表现能力和信息管理能力都比传统的建筑类软件有明显优势[7]。

（二）国内外研究现状：发展至今，国内外对BIM的研究逐渐深入，通过对比分析得到，对BIM的研究可归纳为三类：第一类是信息技术类研究，第二类是解决方案类研究，第三类是应用指导类研究。

国外研究现状：BIM概念率先是在美国发展起来的，随之传播到欧洲、日本、韩国、新加坡等国家，BIM起步较早而且应用广泛，国外学者对BIM的研究也已经深入各个方面。美国在BIM的研究和应用在世界上都遥遥领先，绝大多数建筑项目都应用了BIM技术，成立了BIM协会和标准2009年美国建筑300强企业中80％以上都应用了BIM技术，统计表明 ，2009年美国建筑300强企业中80％ 以上都应用了BIM技术，2012年工程建设行业采用BIM的比例就已经达到了71%，其中74%的承包商在实施BIM，超过了建筑师（70%）及机电工程师（67%）。北欧国家BIM的使用靠政府强制及企业的自觉性，由于当地气候及BIM技术的众多优势，促进了包含数据信息完备、基于三维数字模型的发展，并在这些国家及早地进行了BIM在建筑行业的普及和覆盖。英国政府强制建筑行业使用BIM技术，2011年5月内阁办公室发布了“政府建设战略（Government Construction Strategy）”文件，要求到2016年实行全面协同的3DBIM，并将全部的文件以信息化管理。BIM应用在工程建设中得到有效执行，英国的AEC企业与世界其他地方相比，发展速度更快实际使用BIM的百分比已经从2010年的仅仅13%增长到39%。日本2009年开始，大量的设计公司、施工企业开始应用BIM，而日本国土交通省也从2010年开始组织探索BIM在设计可视化、信息整合方面的价值及实施流程。2010年，设计院、施工企业及相关建筑行业从业人士对于BIM的认知度已达到76.4%，在仅有7%的业主要求施工企业应用BIM的情况下，33%的施工企业应用BIM开展工程建设工作。2011年，新加坡负责建筑业管理的国家机构时建筑管理署（BCA）发布了新加坡BIM发展路线规划（BCArsquo;s Building Information Modelling Roadmap），规划明确推动整个建筑业在2015年前广泛使用BIM技术。总之，在发达国家BIM技术已经广泛地应用于建筑施工行业[8-10]。

2003美国斯坦福大学集成设施中心推出了基于IFC的PM4D系统以实现4Ｄ可视化施工过程模拟，而且此系统还具有全寿命周期成本分析和进度报告方面的功能；Renaud Vanlande等开发了基于BIM技术的AEC信息管理系统；Caiyun Wan等对BIM标准结构分析模型在预应力荷载和荷载组合方面的扩展提出了建议Beiitley公司开发了基于中央信息模型数据库的建筑工程数据共享系统；Kevin Yu等通过扩展和延伸标准信息模型类型定义和数据表达规则，面向设备管理与维护功能需求，自主开发了FMC信息模型等.国外学者的研究将BIM技术应用于建筑工程的荷载分析、图纸审核、施工管理、设备维护等领域，也对国内BIM的研宄方向提供了思路，奠定了基础[10]。

国内研究现状：然而在国内，起初技术人员对BIM软件并不熟悉，宣传也不到位，当然也不会广泛应用，但随着BIM 技术的普及和发展，其优势逐渐显现出来，也被施工管理人员重视，使得市场越来越需要专业化人才。我国住房与城乡建设部 2011 年发布了《2011-2015建筑业信息化发展纲要》，2012年住建部《关于印发2012年工程建设标准规范制定修订计划的通知》正式宣告中国BIM标准制定工作的启动。在国家政策的支持下，国内先进的建筑设计团队和地产公司积极响应，包括清华大学建筑设计研宄院 、中建国际、上海现代建筑设计集团等，纷纷成立BIM技术小组 ，开始进行BIM技术各方面的研究[]。国内主要应用在由政府组织并提供技术的大型的建筑项目，如：上海世博会场馆的建设、奥运村的设计规划等，主要案例有：上海中心大厦、广州东塔、天津117、深圳平安中心等[11]。

国内对BIM的研究主要围绕：BIM技术在理论上的研究，成果主要包括标准、规范；BIM技术应用技术方案的研究，成果主要包括系列软件产品；BIM在应用模式的研究，将BIM软件应用到实际工程中用来解决具体问题[12]。BIM 标准体系研究:从 “十五” 规划起，我国BIM研究就考虑为了辅助BIM软件应用的管理，进行信息化标准化的研究，以方便建筑业各相关产业的各环节共享和应 用 BIM。2011年，清华大学BIM组对BIM标准框架的研究初具成果，从宏观上为中国CBIMS 标准进行定位，构建 CBIMS 体系结构，将BIM 工具的规范主要分为技术标准和实施标准，提出从资源到交付物完整过程的信息传递保障措施。其中，依照标准通用程度，将BIM标准分体系框架为三层，包括专用基础标准、专业通用标准和专业专用标准；国内BIM应用软件研究：在项目管理过程中结合实例考察 BIM 软件的研究成果和价值，通常专业软件的设计与工程目标或工程阶段的功能相结合，包括机电、安装和幕墙等；基于 BIM 的工程管理包括: 对项目管理模式的研究，对项目目标的管理研究，对项目全寿命过程的管理研究[13]。

（三）发展趋势