BIM技术在施工阶段四大控制中的应用探讨
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摘要：施工过程控制目标主要为成本、安全、质量和工期的控制，做好这“四大控制”，可以提升建造业的日常生产效率和市场经济效益，实现节约型生产。本文介绍了“四大控制”要素之间的关系，并阐述了BIM在每个控制流程中的应用。
关键词：BIM技术;施工阶段;四大控制;应用
在市场经济发展中，企业早已达成向管理要效益的共识，而施工管理在我国建筑施工领域也已经走过了将近30年的历程，并且逐渐向现代施工管理过渡，但在市场经济体制逐步完善、社会经济转型加快的情况下，建筑企业为适应大环境，就必然要努力探索，形成更加精益、集约的施工管理方式。建筑信息建模（Building Information Modeling，BIM）是基于数字技术和建筑工程信息建立的一种虚拟仿真模型，不仅涵盖了二维图纸展示的结构与构件，而且还囊括了施工进度、施工环境等大量非几何信息，并以其可出图性、可视化和协调性、模拟性等功能特点，使建筑施工管理更加智能化。因此，将BIM技术用于施工过程，是当代建筑企业的必然选择。
1施工过程中的“四大控制”
施工过程当中的“四大控制”是指对安全、成本、工期和质量的控制，整个控制过程属于PDCA（Plan＼DO＼Check＼Action）循环过程，本质上就是希望通过全面质量管理来提升生产效益。在施工过程中，质量、安全及投资等四项控制要点间的存在对立统一的关系，比如：工程施工进度与投资之间正相关，加快进度就意味着要增加投资，并采取赶工措施实现及早竣工，工期越短，建设投资所发挥的经济效益就越大;进度与质量、安全之间负相关，加快进度就意味着工人与机械设备需要超强工作，往往会造成人员疲劳、原料供应紧张以及设备维修等问题，从而影响到施工安全与工程质量;质量与其他控制目标之间正相关，通过安全控制避免或减少施工阶段的不规范行为或不安全状态，可以使进度、质量以及投资成本都得到保障。所以对于施工管理来说，四大控制目标都是其职能重点，不可以说哪个最重要，为建筑施工企业的生存与生产着想，就必须同时平衡工期、成本、工程质量和施工安全等多个方面的关系。
2BIM在施工过程的“四大控制”中的应用
2.1成本控制
随着建造业的飞速发展，施工过程中逐渐暴露出很多问题，比如施工效率低、资源浪费严重等，都成为建造业向集约方向和效益方向发展的羁绊。据统计，施工阶段的成本在建筑工程总造价中要占到90%以上，对于整个工程造价管理的成败能起到决定性作用，所以成本控制才会成为工程管理的重点。
但基于2D图纸的施工成本控制却仍停留在阶段性管理阶段，往往只注重于事后的施工成本核算，反而忽略了事前、事中阶段的成本管理，不能统筹全局，有很严重的被动性，难以应对巨大而复杂的成本计算问题。BIM作为数据共享技术，它能建立建筑工程的三维仿真模型，然后再借助BIM浏览器和BIM自动算量使一个建筑模型和算量结果能为多个部门所共享和多次利用，最终使成本降低。BIM技术联合4D（在三维模型中融入时间进度信息）管理数据库能够更为精确和快速地完成框图出价和直接计算汇总，实现对施工成本的动态控制。
2.2安全控制
基于2D图纸的施工安全控制办法无法进行可视化的安全效果演示，关于施工安全控制的注意事项以及相应的标准规范都只能在企业的安全工作会议或施工交底流程讲解，没有充分考虑到现场实际工况，而BIM技术凭借其可视化等功能特点，具有以下优势：
（1）识别危险因素
BIM是以施工环节的项目信息为基础构建的三维模型，所以其系统不仅涵盖了施工过程中的投资计划和进度计划，而且还涵盖了施工过程中涉及到的各种构件以及结构等其他所有信息，所以有准确识别出施工阶段各种不安全因素的功能。
（2）划分施工阶段危险区域
在BIM系统完成对施工危险因素的识别以及信息总结之后，其可视化模型便能划分施工中的危险元素，以不同颜色标注好建造过程中的每个空间位置，准确展现出施工中的安全位置和危险位置，然后对危险区域及其影响程度进行评估，用不同颜色标明其危险程度，做到提前控制，明确施工阶段应当禁止的行为。
（3）空间冲突管理
在施工过程中，BIM技术既能使施工安全的静态检查产生设计冲突，又能动态仿真模拟不同进度下各个工序的边界范围以及具体的空间需求，能做到施工空间冲突管控，避免机械伤害或物体打击类事故的发生。
（4）施工安全措施的确定
BIM系统能自动提出适用于现场实况的施工安全应急预案，使施工活动免于已识别危害的影响。
（5）安全评价
结合虚拟施工中已辨别的危险因素、危险区域以及已制定的安全控制措施，对虚拟施工模型进行调整，重新进入施工安全评价环节，直至达到安全要求为止。
（6）安全监控
利用視频智能监控技术和BIM施工模型实现可视化的施工安全管理与监控。
2.3质量控制
建造业的施工质量控制实际上就是遵循PDCA循环原理和全面质量管理思想逐步展开质量控制。在传统施工中常以事前召开质量控制方案讨论会议、做好事前准备工作、事中现场跟踪管理为质量控制方法。BIM技术是通过虚拟模型来预测施工过程中的重点部位，然后再应用虚拟模型完成事中质量管理，便于事后排除检查。BIM实际上并没有直接改进施工质量的功能，工程质量管理始终都在于对人的管理，从本质上来说，BIM仅仅是一项辅助人控制施工质量的技术手段。截止到当下，BIM主导型的质量控制大都是从技术层面出发，通过互联网和新开发的BIM软件功能来传递施工信息的，其主要优势是能做到在事前控制以及事中控制，以4D施工模拟技术为工具，提前反复多次演示施工过程，可以查出施工阶段存在的质量问题，继而及时调整改善。另外，BIM技术能标注出已经产生质量问题的施工部位，采取事后补救措施，做到事后控制。
2.4进度控制
施工进度是一个涉及到投资成本、施工安全和生产效率的问题，所以进度控制才会成为“四大控制”的目标之～。进度控制一般是在与其它三大控制目标协调，并科学制定资源供应计划、规范编制进度计划和合理确定进度目标的基础上，以施工任务委托合同为准则实现工期目标的。施工阶段的进度控制往往是工期目标明确，但资源相对有限，并且还存在较多的干扰因素和各种各样的不确定因素。通过在3D虚拟模型中添加空间要素和时间要素，可以实现BIM技术与工期进度管理的有机结合，最终做到4D虚拟施工。而采用基于BIM开发的4D模拟技术能实现对实际施工进度的精确掌握，并与进度计划相对比，这样能帮助人员排除未知因素，及时纠偏，优化使用有限的施工资源，科学布置场地，保证按照进度计划实现预定工期目标。
3结束语
总之，BIM已经成为新常态背景下施工管理的重要革新技术，使用BIM技术，能辅助人员对施工阶段的投资成本、安全质量、工期进度和工程质量进行科学控制，进一步优化施工资源的使用，充分利用投资费用，减少施工危害，保证进度计划能够有效实施，由此可见，BIM技术的前景十分广阔，在建造行业有着极大的应用和发展空间。
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