基于BIM技术的机电工程全寿命周期信息化管理

　　摘要：随着建筑信息化技术的快速发展，基于BIM技术的机电工程信息化必然日趋重要。以机电工程为例，按照工程建设周期的发展，介绍了机电工程中BIM技术的应用内容及应用模式，并阐述了机电安装企业应用 BIM技术的难点和解决方法。

　　关键词：BIM技术;机电工程;全寿命;碰撞检查;预制化生产

　　近年来，随着建筑工程技术含量的增加，导致附加于项目中的信息量也逐渐增大，使得工程项目信息的管理、利用和处理也成为了一项技术活。信息传递缓慢甚至信息失真等问题一直干扰着建筑业的发展，与其他行业如汽车、航空、电子等相比，可以看出先进的生产流程再加上相关技术的应用是提高行业水平的有力武器。随着信息化步伐的加快，使得计算机相关技术在各行各业得以实施应用，因此，传统的建造业也急需改革才能适应新的信息技术环境，BIM正是在这样的背景下应运而生。

　　1 BIM概述

　　建筑信息模型(Building Information Modeling)简称为“BIM”，关于BIM的定义和解释的版本很多，也并没有统一的理解。有代表性的有2002年美国的欧特克(Autodesk)公司提出的，“BIM是建筑物在被设计和建造的过程中的可计算数码信息”1;美国的BIM标准对此定义较全面：BIM是对建设项目物理和功能特性的数字化表达，它为建设项目全寿命周期的信息提供一个可参考、可查阅、可依靠的平台，为实现项目价值最大化提供了可能性。

　　BIM技术的基础是一个将建设项目全生命周期内各个阶段所有信息以面向对象进行电子化集成应用与管理的统一信息模型。以面向对象的方式，BIM技术能够形象地表达项目的每个阶段、每个部件的详细信息，并且能够及时、有效地处理信息的变更，使各信息源形成一个有机的整体，方便管理人员的使用。同时BIM技术支持全寿命周期信息管理，包含项目的物理信息和功能信息，更有利于信息在项目全寿命周期管理中的传递，且BIM技术支持开放标准，尤其是目前应用广泛的IFC(Industry Foundation Class，工业基础类)标准，便于信息资源在不同系统、不同阶段和企业之间的信息共享，实现项目的全寿命周期的一体化信息管理。

　　2BIM技术在项目全寿命周期各阶段的应用

　　2.1 策划设计阶段

　　策划设计阶段是项目建设过程中重要的一个阶段。在项目策划决策过程中，可以运用商业分析系统(Business AnalyticsSystem，简称BAS)实现高效率的方案策划、预测、比选和评估。BAS通过决策树界面使得模型更改更直观地让用户了解并进行决策，解决了项目前期策划要素管理中策划方案缺乏直观有效的比选方法的问题。BAS可用于项目的环境分析，包括政治、经济、生态等因素。从BAS的功能看，它能研究这些宏观因素与项目的关系，分析项目在社会环境中的地位、层次及其经济效益。通过经济分析和评价，确定和修正项目的规模、基调、性质。在BAS计算机模型的屏幕上能动态显示项目的经济、环境和社会评价指标等不确定性因素随着时间的推移而产生的影响，解决了项目前期策划要素管理中策划方案缺乏动态因素分析的问题。同时BAS能够通过采用综合定量风险分析方法，自动识别风险并制定纠正措施，在进行风险分析的时候可以对风险规避进行选择，更加科学地制定策划方案，解决了项目前期策划要素管理中对风险分析不足的问题。在项目设计过程中，项目设计一般分为初步设计、扩初设计、施工图设计等几个主要阶段。由于项目模型量大，需要按分区和专业进行划分，再进行模型的建立。借助欧特克公司开发的Building Design Suite软件组合，能够更高效地设计，创建极具吸引力、可视化效果更好的评估设计选项，方便项目审批。同时借助3D模型虚拟施工，能够帮助设计师更好地了解可施工性，在项目施工前解决冲突。设计师使用信息丰富的智能模型进行设计，不断优化设计方案，将设计意图与分析和项目制造连接起来，更清晰地沟通设计意图，实时共享设计方案。各设计部门、不同设计专业通过“工作共享”和“模型链接”两种混合方式进行协同设计。“工作共享”是指允许多人同时编辑相同模型，“模型链接”是独享模型，当某个模型被打开编辑时，其他人只能“读”而不能“改”。根据设计划分类别，不用专业之间采用“模型共享”模式，同一专业不同分区采用“工作共享”模式进行协同设计，设计方案汇总后会进行冲突检测，及时发现问题，提高了设计的效率和质量，解决了项目设计过程中存在的诸多问题。

　　2.2 招投标阶段

　　随着信息技术的发展和招投标管理理念的提升，电子化招投标系统推行势在必行，全面实现招投标工作的网络化和电子化，做到工程项目设计信息流的完全利用，无需二次整理项目信息，以电子标书为基础，规范、固化招投标工作流程、实现招投标电子化高效运转，解决了招投标要素管理中招标信息不全，信息传递过程冗杂的问题以及合同要素管理中信息化管理程度不高的问题。

　　将 BIM技术运用到招投标过程中，大幅减少了投标单位的建模时间，提高了建模的准确性。在投标技术标中，利用BIM模型的可视化，详细地反映工程项目施工的步骤以及项目的总体施工进度，并通过三维示意图展示各重要节点的工程形象。

　　在投标标书中，人、材、机的配置是工程项目能否顺利进行的重要环节。通过BIM的工程量动态统计技术，分析各个时间点的工程量，从而精确配置施工资源。由于统计工程量需要精确的建筑信息模型，建模的工作量大，耗时长，考虑到投标阶段时间的紧迫性，可以有选擇性地对一个标准层或者有代表性的施工流水段进行详细建模，既可以完成资源的配置，还降低建模成本，为后续准备工作节约时间。

　　2.3机电模块管道分段

　　1)在条件允许情况下，管段构件应尽量减少分段，避免接驳点过多导致渗漏隐患增加;但也不能一味减少管段构件分段，需考虑工厂加工能力、模块组质量、现场吊装和尺寸大小等因素。

　　2)半成品管段运输及现场吊装是管道分段方案需考虑的重中之重，加工厂至施工现场间道路的宽度、限高、转弯半径等因素均能成为管道构件分段的限制条件。

　　3)模块化安装现场首选综合支吊架，因此管道综合支吊架布置应先于管道分段方案确定。为使接驳点牢固可靠，建议每个接驳点前后1m范围内加设支吊架。

　　4)管道构件分段预制完成后，应对每段管道使用二维码技术进行标识，让每个管段具有独一无二的“身份证”。需要注意的是，在BIM建模阶段、工厂化预制阶段、现场装配安装阶段二维码所包含的信息应保证全过程一致。

　　2.4 模块化机电系统虚拟加工与拼装

　　为使加工厂预制加工的管道能在现场实现精准组装，可通过BIM技术实现管段拼装的虚拟仿真预演。通过在计算机中模拟模块组、支吊架等部分的先后施工顺序，提前发现组装过程中工序的不合理之处与现场操作的困难节点。另外通过观看模拟安装视频也是对现场工人的一种交底方式。

　　结束语

　　随着全球信息化趋势的加强，农业、金融业、农业对信息技术的有效利用，大大提高了生产率;而在建筑业，信息技术的采用仍然处于初步阶段，而且大部分仅用于实现手工过程自动化这方面。

　　参考文献

　　[1]孙陈俊妍，徐莎，常晓.BIM技术在工程项目全寿命周期信息化管理的运用[J].江苏科技信息，2014(21)：72-74.

　　[2]李楠楠.浅谈BIM技术在建设项目全寿命周期管理中的应用[J].价值工程，2015(19)：27-29.

期刊VIP网，您身边的高端学术顾问

文章名称： 基于BIM技术的机电工程全寿命周期信息化管理

文章地址： http://www.qikanvip.com/jidianyitihua/60479.html