简析BIM 5D技术的应用价值与问题

【摘要】：随着BIM技术在我国建筑行业的普及与BIM相关软件应用水平的逐渐提高，BIM 5D技术为实现优化建筑工程全生命周期的理念提供了技术支持。本文首先介绍了BIM 5D技术的概念，然后概述其发展现状，进而探讨BIM 5D技术的应用价值，同时分析了BIM 5D技术在我国实际应用中所存在的问题，最后对其应用前景进行了展望。虽然当下的BIM 5D技术发展存在着技术开发尚未成熟、BIM人才缺乏、企业认识不够到位、形式大于实质、政策和法规不完善等弊端，但是基于BIM 5D技术能够有效提升工作效率、控制建造成本、缩短施工工期并保证施工质量，同时有助于推动实现绿色建筑行业的可持续发展。BIM 5D技术对协同化管理、建造成本控制、进度控制以及质量管理控制等具有突出贡献和意义。 【关键词】：BIM 5D 技术 应用价值 问题 一、BIM 5D技术的概念 相对于我们通常所说的BIM（即Building Information Modeling，建筑信息模型）三维信息模型来说，BIM 5D技术就是在此基础上加上“进度信息”和“成本造价”两个维度，形成与工程建造相联系的五维信息模型。基于BIM 5D技术，我们能够集成并系统梳理工程实体模型、进度计划、建造成本、施工图纸以及合同等信息，这不仅将给施工过程中的BIM技术应用提供科学有效的数据支持，而且大大加强了BIM 5D模型的时效性[1]。利用BIM 5D技术，我们能够快速计算各专业工程量，并可根据所需进行不同种类的算量，其中包括：土建算量、安装算量、机电算量、装饰装修算量、施工进度算量以及设计变更等算量。BIM 5D的出现，让我们可以在工程项目开工前依据进度计划实施虚拟建造，生动形象地表达工程建造的全生命周期过程[2]。此外，可以使工程人员能够快速便捷地了解各个阶段内的施工进度和材料物资等的实时动态情况，对施工进度计划进行优化，让实际的项目施工过程变得更加精准和流畅。BIM 5D技术以里程碑式的意义突破了过去仅仅只是通过动画模拟来展示施工建设过程的方式，它对BIM技术应用中的三维虚拟建造做了更深刻的诠释，同时为我国建筑行业的信息化深化改革与发展做出了重大贡献。 二、BIM 5D技术的发展现状 BIM的概念至今发展已有40余年，如今BIM已被国内外众多业内人士所认识。从BIM技术的“普及”到“推广”再到“编制准则”，最后“全面实施”4个发展阶段，发达国家中BIM技术已得到大规模的应用实践[3]。据数据统计，美国前300强的建筑企业有80%以上都已运用了BIM技术[4]。可是在我国，BIM技术仍然处在萌芽发展的阶段，技术的不够成熟与体系的不够完善制约着我国BIM 5D的开发研究与应用，因而国内采用BIM 5D技术的企业数量仍不可观。而且就目前我国的现状而言，部分企业对BIM 5D技术的认识还不够到位，管理经营的方式仍旧保持传统模式，所以导致信息化建设方面的投资较少。同时BIM人才十分稀缺，关于BIM的培训也还处于起步阶段。 三、BIM 5D技术的应用价值 把BIM 5D技术应用在建设项目中，能够有效提升工作效率、控制建造成本、缩短施工工期并保证施工质量，同时有助于推动实现绿色建筑行业的可持续发展。企业可以通过BIM 5D技术在协同化管理、建造成本控制、进度控制以及质量管理控制等方面入手，在当下的市场经济竞争中寻找突破口，为企业赢得更多利益。BIM 5D为实现优化建筑工程生命周期的理念提供了技术支持，因而BIM 5D技术具有相当广阔的应用价值和前景。 3.1 协同化管理 在整个施工过程中存在大量数据信息交流的问题，我国正努力推动将BIM技术运用于工程项目中。基于BIM 5D技术，给予参建各方三维可视的、便于沟通交流与协同合作的平台。施工项目通常会涉及到多家单位的参与，建设单位、设计单位、施工单位可以共同借助BIM技术的BIM 5D平台，搭建信息一体化平台[5]。参建各方在同一平台上协同工作，这不仅确保了信息沟通的及时有效，而且提高了模型数据的精准程度，提升了工程交付质量与建造效率，使参建各方可以更好地了解和认识项目，有利于参建各方协同化管理达成共识。 3.2 建造成本控制 建造成本的有效控制通常会与算量、变更、材料和进度等直接挂钩。建造成本控制是项目管理的核心所在，BIM 5D技术最大的优势就是动态的成本管理。相比之下，利用传统的图纸算量方法可能会遇到工程量多而复杂的难题，成本管理控制就会难以落实。基于BIM 5D技术，可以快速精准地对成本进行预测、控制、核算和分析等，进而高效地提升成本管控能力。依据施工进度，在施工前虚拟模拟施工中得到成本支出所占比，如果大于预期的值，那么可以立即对工程进度和资源配置进行重新调整优化，力将把损失降到最低[6]。 3.3 进度控制 在实际工程建设中经常会受很多不确定因素的影响，例如劳动力资源安排不到位，这将会拖延施工进度计划。传统的进度控制主要为抽象的进度计划，基于BIM 5D技术的平台，BIM 5D技术能够科学合理地进行实时进度控制管理，对各参与方和多专业的施工进度计划进行集成并管理，实时地、系统地把控整体的工程进度情况、资源需求情况以及供应商生产配送的情况，有效避免施工资源配置的矛盾冲突，最终确保工期目标得以顺利实现。BIM 5D技术可以在计划和确定施工目标之前就开始对建设项目进度进行控制，确保企业在施工前可以把施工方案进行多次优化，进而保质保量地按时完成建设项目[7]。 3.4 质量管理控制 质量管理控制主要由计划、实施、检查和处理4个步骤进行控制。基于BIM 5D技术，可针对施工工艺较为复杂的建设项目采取数字信息化模拟，进而实现三维放样、定位和监测并完成远程质量验收。BIM 5D还能够进行建筑、设备等专业的碰撞检查与分析模拟，高效地避免管线交叉，做到事前控制、减少返工，确保实现有效决策和精细管理。 四、BIM 5D技术在实际应用中存在的问题 BIM作为建筑行业前沿的信息建模技术，已经得到了政府和行业的广泛认可。不言而喻，二次开发BIM技术已成为未来行业的发展走向，但就现在来看，从三维实体模型发展到五维实体模型，仍然任重而道远。目前，我国BIM 5D技术在实际应用中存在以下5个主要问题： 4.1技术开发尚未成熟 由于目前BIM 5D技术在我国的推广应用中还缺乏相关的知识体系，并且BIM相关应用软件还不够实用，所以导致BIM 5D技术开发尚未成熟。例如，广联达BIM 5D在实际工程的运用中，软件无法对模型进行更改操作，导出的施工模拟演示视频在工艺工法上的表达有一定缺陷。另外，在流水段的划分上具有明显的不足，划分后有些墙、板构件无法根据流水段的分界线断开。如果导入的Revit实体模型文件没有设置原点，那么模型合并时还会出现不重合的情况[8]。 4.2 相关BIM人才的缺乏 目前我国可以熟练使用BIM相关软件的人才还屈指可数。行业内多数骨干人才由于年龄问题和学习计算机水平不够的限制，对于BIM相关软件仍然停滞在了解层面。而且关于BIM的培训更是鱼龙混杂，在某种程度上对BIM专业从业人员的培养造成了不少阻碍。 4.3 企业认识不够到位，认为生产效益不够可观 过去大多数从业者已经固定了传统管理模式的建设，只有一些专业人士才会知道新兴的BIM软件。就算如此，许多人对BIM只是停留在了解的层次，他们对于软件的实际操作和使用的具体流程都知之甚少[9]。而且，BIM技术应用所需的资金人力和技术要求对于实力相对薄弱的企业来说更是难于上青天。所以，对于大多数企业而言，BIM的效益产出显得并不可观，换句话说就是通常不会直接产生所谓的经济效益，甚至部分企业为迎合市场需求盲目跟风大搞BIM技术推广。这从某种意义上说，使得人们对BIM 5D技术的认识产生了扭曲和误解，使得BIM 5D技术的推广受到阻碍。  4.4 形式大于实质，政策和法规不完善 近年来，国家有关部门陆续出台对BIM推广应用的相关方针政策文件，但细细斟酌会发现这些文件对怎样使用BIM技术以及对相关规范标准的制定仍然是一个相对模糊的概念，并没有明确的说明。这导致不少企业为响应政府号召，给自己企业的建设项目强行贴上BIM的标签，使得BIM技术运用的形式大于实质。而且目前的政策和法规并不完善，导致施工单位向建设方提出相关费用的索取时常被回绝。 4.5 数据信息不能协同共享 BIM技术的一个重大价值就是避免变更，使建设工程管理变得高效。其核心是通过建筑信息三维建模，使用和分享模型中的数据信息，实现建设项目的信息资源共享与协同合作[10]。令人遗憾的是，BIM技术在我国数据信息协同管理方面的实际应用表现得差强人意，业主、设计院、施工单位以及工程咨询单位各自使用BIM技术，使得出现各行其是的行业现状。各利益群体间的数据信息没能做到协同共享，缺乏必要的相互沟通，因此大大阻碍了BIM 5D技术的推广与运用[11]。 五、结语 正如当年CAD（即Computer Aided Design，计算机辅助设计）是建筑行业的第一次革命一样，BIM技术的应用将成为未来产业发展的趋势，并势必推动行业的再次革命[12]。目前我国建筑行业的发展呈放缓趋势，今后的建筑行业将面临更多的机遇与挑战。基于BIM 5D平台的技术应用，使参建的各方把实体模型的数据信息导入整合并共享，此举将高效合理地避免和解决在施工中所遇到的各类问题。相信通过对BIM 5D技术的探索和研究，BIM 5D技术推广应用后可以提升整体的经济效益并且高效地控制难以预见的风险。虽然当前BIM 5D技术的发展还处于起步发展阶段，但我相信通过每一位业界同仁的不懈努力，BIM 5D技术终将会在我国建筑行业内取得更为广泛而且更为实用的推广应用，为搭建智慧工地和打造智慧城市增添助力！[赞] 【参考文献】 [1] 牛萍．浅谈基于BIM5D技术的施工现场管理[J]．内蒙古科技与经济，2016，347（1）：82-83． [2] R. Sudarsan,S.J. Fenves,R.D. Sriram,F. Wang. A product information modeling framework for product lifecycle management[J]. Computer Aided Design，2005，37（13）：1399-1411． [3] 熊彦姬．广联达BIM-5D在中小企业施工过程应用研究[J]．管理科学，2016，2（5）：58-60． [4] 周春波．BIM技术在建筑施工中的应用研究[J].青岛理工大学学报，2013，34（1）：51-54． [5] 王成，王文跃．BIM技术在建筑工程中的研究与应用[J]．施工技术，2016，45（4）：588-591． [6] 裴艳，王君峰．基于BIM技术的精细化算量实现方法研究[J]．工程经济，2016，26（4）：39-44． [7] 王青薇，张建平．基于BIM的工程进度计划编制[J]．商场现代化，2010，632（12）：220-222． [8] 陈勇，赖应良．从3D BIM到5D BIM的应用及困难研究[J]．中国市场，2015，854（39）：150-151． [9] 薛兆明.BIM技术在住宅产业化中的应用探讨[J].山西建筑，2015，21（3）：5-6． [10] 李有堂，李秀玲.基于产品全生命周期管理的信息化协同模型与运作框架[J].兰州理工大学学报，2009，35（4）：30-34． [11] Jiang Xu. Research on Application of BIM 5D Technology in Central Grand Project[J]. Procedia Engineering，2017，174（4）：600-610． [12] 柳建华. BIM在国内应用的现状和未来发展趋势[J].安徽建筑，2014，12（6）：15-16．