BIM论文分享:基于BIM技术施工质量管理的研究

2021年3月15日
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随着建设工程规模不断扩大、建设项目逐渐复杂、建设周期不断变长,传统的建筑行业质量管理和控制体系的缺陷不断显现。为适应目前建设工程发展的要求,分析了国内建筑行业质量管理现状以及存在的问题,研究了BIM技术的特点与优势,探讨了BIM技术在质量管理中应用价值,结合实际提出了BIM发展的一些建议,以期推动BIM技术在国内的应用和发展。

引言

近十几来,建筑行业迎来了黄金发展期,无论行业规模还是行业的科学技术水平都有了较快的发展,已经成为我国国民经济的重要支柱。在行业不断地发展同时,由质量管理问题引发的质量事故不断涌现。

BIM论文分享:基于BIM技术施工质量管理的研究

随着建设工程规模不断扩大、项目愈发复杂化、建设周期不断变长等新特点的不断出现,传统的建筑行业质量管理和控制体系已不能适应目前建设工程发展的要求。质量是企业的生命线,是企业赖以生存和发展的基础。如何健立健全质量管理体系,提高质量管理水平是一个值得深入思考的问题。

随着信息技术的不断发展,信息技术与各个行业深入融合,促进了各个行业的飞速发展。作为国民经济重要支柱的建筑行业也在悄然发生着巨大的变革。随着项目规模不断增大,复杂化程度不断提升,周期不断变长等新特点的出现,传统的质量管理模式和实际项目质量管理需求之间存在着巨大的矛盾,因此传统的质量管理模式亟需变革,以适应新时代行业发展的需求。

在建筑行业信息化需求牵引下,信息技术与建筑行业相融合产生了建筑信息模型BIM(BuildingInformationModeling)技术。BIM技术代表着建筑行业新的发展趋势,满足建筑行业信息化和集成化的发展要求。

BIM技术是利用建筑工程项目信息建立的一种项目信息模型,利用平台优势可实现信息交互共享,可在施工前进行防碰撞检查。通过对施工过程进行动态模拟,可实现资源和方案的优化配置。利用BIM技术可以在施工前对施工过程进行深入剖析,把握质量控制关键点,从而大大降低质量事故发生概率。国外多数发达国家正掀起研究和应用BIM技术的浪潮,目前已经取得阶段性成果,而国内相关研究尚处于开始阶段。

本文分析了国内建筑行业质量管理现状以及存在的问题,研究了BIM技术的特点与优势,探讨了BIM技术在质量管理中应用价值,结合实际提出了BIM技术发展的一些建议,以期推动BIM技术在国内的应用和发展。

BIM论文分享:基于BIM技术施工质量管理的研究

一、质量管理现状及存在问题

建筑行业经过多年的发展,无论是在数量还是在质量上都取得了较大的进步,但仍有很多问题值得注意和思考。目前我国的建筑行业质量管理整体水平还较低,很多规章和体制还需进一步发展和完善,项目质量管理中还存在诸多问题亟待重视和解决。

1.1人员素质参差不齐

施工团队的人员素质与施工质量息息相关,是决定施工质量的关键因素之一。很多企业在施工团队建设上遇到了很多现实问题,如多年来存在忽视施工团队、人员素质建设的情况,导致施工团队人员素质参差不齐。随着人口老龄化的不断加剧和劳动力成本的不断增加,这些问题将更加凸显。目前,建筑行业劳动力主要来自农村,文化水平素质整体较低。

工人参加的培训少,业务素质较低,获得技能等级证书以及岗位资格证书的少。因此在施工中经常出现违规操作现象,给管理增加了难度,严重影响了施工质量。目前,施工管理人员正处于新旧更替期,很多企业出现了管理人才的断层现象。随着新材料、新技术和新工艺的不断涌现,之前的管理模式与现实情况之间存在重大矛盾。

很多施工企业的管理人员是年轻的大学毕业生,在工作中经常会出现理论与实践相脱节的现象。此外,考虑到成本、人员流动等现实情况,多数企业不重视培训和对人才的培养。这些现象加剧了项目的施工质量管理难度,是企业必须正确面对的现实。

1.2法律意识淡薄

很多施工人员法律和法制意识观念淡薄,施工过程不能严格遵守法律、法规和相关制度,不按照相关的规章制度完成施工作业。一些施工人员在施工时不能严格按照设计图纸进行施工。为了获得更高利润,施工过程中会出现偷工减料,以次充好的现象;施工过程中为节省成本、赶工期等,不能严格按照施工工艺要求进行施工,违规操作。这些问题是项目工程施工出现质量问题的重要原因。市场监管力度不够,监理的监督作用不足等更为质量事故埋下了重大隐患。

1.3建筑信息化水平低

国外一些发达国家非常重视信息技术的发展,并将一些信息化技术应用于建筑行业,在推动建筑行业飞速发展的同时,不断提高了企业质量管理能力,取得了较好的社会经济效益。由于国内相关信息系统基础不健全,行业需求牵引不足,导致我国的建筑行业信息化水平较国外同行差距较大。行业内部和外部信息共享障碍多,材料、工艺的不断变化加剧了这些差距,进而导致质量问题不断出现。

1.4质量管理体系和制度不健全

我国建筑行业规模虽然在不断扩大,但是管理模式和管理水平却没有相应地改进,无法适应目前行业发展的要求。许多企业管理秩序混乱,没有健立健全合理、规范的质量管理体系,难以落实以预防为主的质量管理方针。多数企业只能在事故出现后才能发现质量管理上存在的不足,因此项目质量难以保证。随着项目规模的不断扩大,周期长,工序不断复杂,交叉作业较多等现实情况的出现,给质量管理提出了新挑战。

二、BIM技术特点与优势

早期建筑师主要采用手工方式完成建筑设计。20世纪计算机技术的发展促进了建筑行业的革命性改变。计算机技术使图纸设计、图纸修改工作效率成倍提升,表现效果更加具有直观性。美国乔治亚理工学院的CharlesEastman教授首次提出了建筑信息模型BIM技术。

BIM技术是在建筑行业信息化需求牵引下产生的,是基于建筑工程项目信息建立的一种项目信息模型。它将建筑工程项目的实际信息通过数字信息仿真来实现。BIM技术顺应时代发展趋势,满足建筑工程信息化和集成化发展的要求。和传统的计算制图模式相比,BIM技术可提供丰富的项目信息,例如图纸、施工过程仿真、项目档案等信息,并可以实现信息之间的交互共享。

BIM技术在施工过程中的应用可以提高企业管理水平,通过有效管理质量相关信息,可以消除信息沟通障碍,避免信息孤岛现象,提高生产效率和质量。因而应用BIM技术已经成为建筑企业的必然选择。目前美国、英国等发达国家正在大力推进其研究应用。BIM技术已经成为建筑行业的主流技术,深刻影响着建筑行业的发展。其特点优势主要体现在以下几个方面。

2.1交互共享的信息模式

传统的项目质量管理资料大多是采用图纸记录信息。对图纸的保存、查询过程比较繁锁,管理工作量大,管理效率低。由于专业知识要求比较高,业主参与度比较低。BIM技术与传统的质量管理模式存在很大的不同,BIM技术可以实现信息的直观、简洁表达。BIM技术模型既包含了项目整体信息,又包含了局部信息,信息量大,各个层次之间并不是相互独立的,存在信息交换,从而避免了“信息孤岛”现象。项目相关方都可以参与项目的全过程,从而实现更加全面的质量控制。

2.2项目集成管理

BIM技术的项目管理模式为IPD项目集成交付模式,项目相关方可以协同项目设计与管理,从而可以更好地把握各阶段的质量控制点。

2.3全面的信息记录

BIM技术模型可实现对材料、机械设备、施工人员等信息的存储和管理,结合市场信息来实时检查现场产品是否符合质量要求。管理信息可视化程度高,查询、核对信息方便快捷,从而提升管理效率。

2.44D虚拟施工

BIM技术在传统的3D模拟技术的基础上加入施工时间信息,将从而实现了4D虚拟施工。利用4D施工模型可以对施工组织、施工顺序进行模拟,在施工前就可以对施工过程进行分析,对重要质量控制点、易发生质量事故点进行分析和识别,从而降低质量风险概率,实现了事前质量控制。

三、BIM技术在工程项目质量控制阶段的应用

质量控制系统包括:事前控制、事中控制、事后控制。BIM技术模型可以有效地做好事前控制和事中控制,将控制关口前移,做到防患于未然。利用BIM技术模拟工程项目的施工过程,考虑包括项目特点、施工技术、施工工艺等因素,识别施工过程中可能存在的质量风险因素,把握质量控制重点要点,提出整改意见,通过与模型不断交互从而有效规避质量问题。

对于已经发生的质量问题,BIM技术模型利用其丰富的信息资源优势,可以快速有效分析质量问题产生的原因,使企业可以快速开展质量问题处理行动。目前,项目规模和复杂性不断扩大,对施工人员、设备、材料以及施工过程的管理提出了更高的要求。对这些因素的管理质量也直接决定了项目质量。

通过引入BIM技术将更好地提高质量管理水平,其优势主要体现在以下几个方面:

(1)施工人员的BIM技术管理。相比于传统的管理模式,BIM技术的应用可大大提高管理者和施工人员的工作效率,提高质量管理水平,缩短项目工期。利用BIM技术对项目进行建模,项目管理者可以对项目有一个清晰、直观、全面的了解和认识。利用信息模型,管理人员可以对项目中潜在的风险进行分析,把握质量控制要点,梳理质量控制难点,降低质量管理事故的概率,从而有效规避一些质量管理风险。通过应用BIM技术,施工人员可以通过信息模型演示,快速、形象地了解施工过程中的质量控制要点,结合传统的施工前交底模式,将大大提高施工质量。

(2)施工设备BIM技术管理。结合项目环境,通过对施工过程进行模拟,可以选择最优的施工设备。通过对施工动画分析,可获得施工设备入场时机,减少施工设备停机时间,减少施工设备成本。此外,通过对施工动画的分析,可确定施工设备布置方案,进一步优化施工过程中施工设备管理。

(3)施工材料BIM技术管理。BIM技术可建立施工材料数据库,其信息可包括材料成分、供应商、质检报告,产品合格证等。通过将项目实体模型与项目进度计划相结合,可获得项目各时间段所使用材料的种类和用量情况。为保持资源用量均衡,节约材料管理成本,可调整原始的施工段划分,使材料的供应更加科学合理。此外,BIM技术应用可实现工程档案的信息化管理,进行查找和管理档案都非常方便快捷,极大地提高了工作效率和质量。通过统一存档和备份处理,使原来繁琐的档案管理工作变得简单,减少占用空间,节约成本,提高了资料管理的安全性。

(4)施工过程BIM技术管理。BIM技术可以迅速构建虚拟现实环境,对各个施工过程进行模拟,优化施工段和施工面的划分。同时可以仔细分析不同工艺的特点,结合项目的特点,选择合理的工艺流程。此外,采用虚拟仿真技术,可及时发现施工过程中存在的质量问题,在项目未开始前就做好预防工作,真正做到未雨绸缪,降低出现质量问题的概率,在保证质量的同时可缩短工期。

(5)全过程管理模式。BIM技术可以在项目各个阶段使用。在项目设计阶段,建设方、设计方、施工方共同参与项目的前期设计,各方可以在BIM技术平台上进行充分的交流。利用Revit软件判断项目各个专业之间是否存在冲突现象,减少因专业设计冲突留下的质量隐患。在项目施工阶段,将材料、机械设备等质量相关信息导入到BIM技术模型中,在施工过程中可以随时监测施工质量。工程项目验收时,BIM技术可以方便快捷地查询相关信息。在项目运行及维护阶段可以利用BIM技术模型检查质量问题部位,分析质量问题产生原因,确定质量问题事故责任人,确定最佳解决方案。

四、BIM技术发展建议

目前,随着建筑行业对BIM技术关注力度的不断增加,为推动BIM技术在建筑业中更好地应用,需要重点做好以下几点工作:

①在政府和行业层面,应大力推进BIM技术的研究和应用工作。政府应积极参与BIM技术标准的制定,完善BIM技术应用体制和规范。同时,政府和行业应将BIM技术知识作为相关执业资格证书考试和继续教育培训的重要内容。在高等院校、职业技术学院开设BIM相关课程培养专业化人才。

②由于软件开发商往往仅考虑自身所在领域具体情况,没有考虑与其他领域兼容性,因此在应用BIM技术软件时往往会出现应用软件之间交互性较差的问题,往往导致BIM技术应用软件之间缺乏交互性。因此,在BIM技术应用层面应不断地完善其接口设计及架构功能。

③建筑企业要高度重视新技术的研究和应用,积极转变思维模式,认识到BIM技术的巨大优势。结合企业自身实际情况,积极探索BIM管理模式,充分发挥BIM的信息和协同管理效能,促进企业管理水平的不断提升。学习和借鉴国内外BIM应用的成败经验,并做好自身应用的积累,保持在行业中的竞争优势。

五、结语

从手工制图到计算机的应用,再到BIM技术的应用,信息技术的不断发展深深地影响着建筑行业的不断发展。目前,BIM技术在国外已经得到广泛应用,而在国内尚处于初步探索阶段。由于BIM技术的巨大优势,注定将改变整个建筑行业的现状。因此企业要积极顺应技术发展潮流,做足相关工作,才能在竞争中取得优势。随着BIM技术应用的不断推广,国外多个国家积极参与BIM技术标准的制定。我国政府也应紧跟技术发展趋势,不失时机地出台相关政策和标准,积极鼓励企业进行BIM技术应用探索,从而提升整个行业的水平,将施工质量管理水平推向更高层次。

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