發(fā)布時間：2017-05-12 06:37

第 1 章 緒論

1.1 研究背景
工程項目建設(shè)的三大目標(biāo)為質(zhì)量、進度、成本，三者共同形成工程建設(shè)的評價控制體系，也是評價項目成敗的關(guān)鍵指標(biāo)。由于工程項目建設(shè)周期長、參與方眾多等原因的影響，，工程項目建設(shè)的質(zhì)量、進度、成本等很難得到保證，且項目建設(shè)的不可重復(fù)性以及為滿足社會需要，工程項目的結(jié)構(gòu)造型和功能需求越來越復(fù)雜，各種費用也在不斷上升。這使得建筑企業(yè)以及項目的各參與方不得不重視項目的全局發(fā)展，重新審視項目全生命周期中各階段的信息以及項目各參與方信息的共享和經(jīng)驗的積累，以便于更好解決項目建設(shè)時遇到的各種實際問題，如進度緩慢、成本超支、資源消耗過快等。建筑業(yè)是我國重要的支柱產(chǎn)業(yè)，對社會經(jīng)濟的增長有著至關(guān)重要的作用。雖然我國建筑業(yè)每年完成的產(chǎn)值很高，但是其生產(chǎn)效率、資源利用率以及管理效率等都是很低的。建筑業(yè)的低效率和浪費現(xiàn)象迫使人們?nèi)ニ伎既绾螌ㄔO(shè)工程的生產(chǎn)和組織方式進行變革[1]。據(jù)中國統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)顯示，每年建筑業(yè)產(chǎn)值占國內(nèi)總產(chǎn)值很大的比重，房地產(chǎn)開發(fā)投資占社會固定資產(chǎn)總投資額幾乎達到了 20%[2]。由此可見，房地產(chǎn)業(yè)對我國社會經(jīng)濟發(fā)展作用重大。但是從建筑業(yè)增加值變化曲線來看，從 2010 年開始，建筑業(yè)的增加值增速逐年下滑，到 2016 年，增加值增速創(chuàng)下了近 6 年以來的新低。從建筑業(yè)的利潤增速來看，2014 年為 11.3%，2015年為 20.7%，而到了 2016 年，利潤較 2016 年竟下滑了 35.6%。從而可以看出，雖然我國建筑業(yè)取得了長足的發(fā)展，但是墨守成規(guī)的設(shè)計和施工導(dǎo)致了高成本和低利潤。由于建筑信息化水平低和管理水平落后，質(zhì)量和安全事故時有發(fā)生，很多建設(shè)工程項目還存在工期延誤、成本超支，損失、浪費等現(xiàn)象。2011 年，住建部頒發(fā)了《2011-2015 年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》。綱要中特別強調(diào)：要加快建筑信息模型新技術(shù)在工程中的應(yīng)用，推動信息化標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)[3]。綱要還指出 BIM 技術(shù)的研究和應(yīng)用不僅局限在施工階段，還要推進 BIM 技術(shù)從設(shè)計階段向施工階段的延伸，完成不同階段之間信息的傳遞與共享。此《綱要》的頒布，在很大程度上鼓勵了施工企業(yè)變革生產(chǎn)方式，利用 BIM 技術(shù)提高項目管理效率。進入“十二五”計劃之后，施工技術(shù)與建筑設(shè)計水平得到顯著提高，大型化、復(fù)雜化是建設(shè)工程項目的發(fā)展趨勢[4]。但是工程項目不確定因素多、持續(xù)時間長，在進度、質(zhì)量、成本三大目標(biāo)的項目管理中，不僅需要投入大量人工和機械，還有大量的建材、半成品的生產(chǎn)，運輸、儲存和供應(yīng)工作[5]。要使人、材、機等各種生產(chǎn)要素有條不紊的發(fā)揮其效用，其難度與復(fù)雜程度不斷增加。
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1.2 研究目的與意義
在當(dāng)前環(huán)境下，建筑行業(yè)工程項目管理的效率，是項目進度有無滯后、成本能否降低、工程質(zhì)量有無保障的重要決定因素。所以，采取什么樣的技術(shù)方法來進行項目管理顯的及其重要。目前，我國建筑業(yè)的管理模式還只停留在建筑生命周期的某一階段上，無法完成全生命周期的信息傳遞與共享，例如傳統(tǒng)成本管理模式，也就是信息孤島式的成本管理，無法完成建筑全生命周期內(nèi)的信息的傳遞與共享，閉門造車式的成本控制，更談不上協(xié)同工作了[7]。隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，中國建筑產(chǎn)業(yè)的信息化進入了高速發(fā)展期。許多建筑企業(yè)將信息化作為發(fā)展戰(zhàn)略的一項重要任務(wù)大力推進，不斷在生產(chǎn)、管理、科技三個領(lǐng)域打造企業(yè)一體化的信息集成平臺，進而不斷提升企業(yè)生產(chǎn)力、管理水平和創(chuàng)造能力。這對管理水平、施工技術(shù)也提出了新的要求，如何提升管理效率、減少返工率、提高管理質(zhì)量以及各部門信息共享等問題，對于整個建筑工程行業(yè)已是迫在眉睫了。新型技術(shù) BIM 的發(fā)展突破了這一局限，BIM 可以完成項目全生命周期的信息共享，為建筑企業(yè)的精細(xì)化管理提供了可能，其迅速推廣和應(yīng)用為整個建筑行業(yè)的科學(xué)發(fā)展帶來了深刻變化，被認(rèn)為是一次建筑業(yè)的“革命”。眾所周知，BIM 技術(shù)可以實現(xiàn)建筑全生命周期的信息共享，可以支持設(shè)計、施工管理的一體化[8]，對項目建造及后期運營管理均具有重大意義，有利于租金建筑業(yè)生產(chǎn)方式的變革，從而推動建筑業(yè)信息化建設(shè)。本文旨在通過 BIM-5D 對項目工程進行施工進度、成本的模擬，資源的科學(xué)管理，來縮短建設(shè)周期和提高項目的管理效率[9]。
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第 2 章 BIM-5D 相關(guān)理論概述

BIM 既是模型，也是一種技術(shù)，能夠體現(xiàn)建設(shè)項目全壽命周期的所有集合物理信息、結(jié)構(gòu)性能、功能特點等等，實現(xiàn)了統(tǒng)一儲存管理。BIM 包含了所有施工過程、進度、運營維護等信息，在國內(nèi)外建筑行業(yè)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用[42]。以BIM 三維模型為基礎(chǔ)，加上時間（Time）維度成為 BIM-4D，在施工進度管理方面已成功運用。在 BIM-4D 的基礎(chǔ)上加入成本（Cost）維度形成 BIM-5D，不僅包含了建筑實體數(shù)據(jù)，而且涵蓋了進度、資源和成本等信息，提升了 BIM 模型的功能價值，拓寬了 BIM 的應(yīng)用范圍。

2.1 BIM-5D 的基本概念及功能價值
在三維建筑信息模型的基礎(chǔ)上，將時間數(shù)據(jù)以及成本數(shù)據(jù)與模型圖元 3D 幾何數(shù)據(jù)及關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)地整合，即可構(gòu)建 BIM-5D 模型。BIM-5D 模型能真正實現(xiàn)讓項目管理人員清晰明了的觀察項目實施流程，實現(xiàn)項目實施過程中成本信息的透明度，達到項目的精細(xì)化管理。BIM-5D 模型集成 3D 模型、時間信息和成本信息，形成一個具有 5D 概念的建筑信息模型，可用等式表達為 5D=3D 實體+時間(Time) +成本(Cost)。從本質(zhì)上看，3D 模型與 5D 模型的模型框架體系是相同的，根本區(qū)別在于模型圖元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的不同[43]。因此構(gòu)建 5D 模型時仍然可以沿用 3D 模型的框架體系，不需要對 3D 模型的結(jié)構(gòu)體系做出本質(zhì)改變。可用圖的形成直觀地表示 BIM-5D 的概念，如圖 2-1 所示。目前，國內(nèi)具有代表性的軟件廠商魯班、廣聯(lián)達等，也研發(fā)了各自的 5D 產(chǎn)品，如魯班 BIM-5D，廣聯(lián)達 BIM-5D，但是在國際上最具有影響力的是 RIB i TWO5D 平臺。BIM-5D 相較于 3D 來說，有兩個很重要的信息，即成本和時間。成本信息和進度信息是兩個緯度，三維模型加上進度就是 4D，三維模型加上進度和成本就是 5D。BIM-5D 是施工階段最豐富、完整的模型，可以把所有的信息關(guān)聯(lián)起來，協(xié)同各相關(guān)方一起把施工的工作做好。BIM-5D 真正實現(xiàn)了一個模型、一組信息的多次利用，徹底改變了現(xiàn)有的設(shè)計模型在施工階段無法應(yīng)用的現(xiàn)狀�；谀Ｐ偷膶傩孕畔⒍急唤y(tǒng)一導(dǎo)入到一個平臺中，設(shè)計的模型信息可以無縫、無損導(dǎo)入系統(tǒng)平臺，進行算量、組價、掛接進度等[44]。
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2.2 RIB i TWO 5D優(yōu)勢
RIB i TWO 5D 平臺是真正的平臺級系統(tǒng)，其他的類似 5D 產(chǎn)品要么單機版，要么是工具型個人使用的軟件，不是項目參與各方一起協(xié)同工作的軟件。RIBiTWO 5D 平臺是通過全部使用人員連接中央服務(wù)器的中央數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)項目參與各方在 i TWO 平臺協(xié)同管理，相互協(xié)作，使得項目參與各方共同在一個數(shù)據(jù)庫工作，各部門各個人員相互協(xié)調(diào)，數(shù)據(jù)實時分享協(xié)同的平臺級系統(tǒng)。RIB i TWO 5D 平臺作為平臺級別產(chǎn)品，保有很好的兼容集成性，可以和市面主流的其他軟件集成，比如 BIM 建模的 REVIT、BENTLEY BIM、ARCHICAD、TEKLA 等，項目進度管理軟件MS PROJECT、 P3、P6 等，ERP 用友、SAP、ORACLE 等。這是一個 5D 平臺級別系統(tǒng)必須有的特質(zhì)。但是其他軟件尚未實現(xiàn)或者全部實現(xiàn)。其中對于常用的 REVIT建模軟件導(dǎo)入 i TWO，是經(jīng)過實踐驗證的無損導(dǎo)入，呈現(xiàn)最佳數(shù)據(jù)集成性。RIB i TWO 是企業(yè)級別軟件，整個架構(gòu)支撐整個企業(yè)級別多項目的管理，其他軟件公司尚未實現(xiàn)，或者不是很成熟。RIB i TWO 是一個軟件帶來包含全流程全部功能，真正實現(xiàn)全流程全部功能積聚于同一個平臺，數(shù)據(jù)內(nèi)部自動流轉(zhuǎn)，保證企業(yè)管理數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性和全面性。其他軟件公司宣稱的實現(xiàn)全流程各個功能是指，每個功能模塊都要打開一個軟件，多個軟件組合一起實現(xiàn)全部功能，這樣容易造成因為人為因素、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換因素，而影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和工作效率。
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第 3 章 建模規(guī)則與模型檢查方案......15
3.1 Revit 建模...........15
3.2 模型檢查....17
3.3 本章小結(jié)....25
第 4 章 基于 BIM 的 5D 協(xié)同管理平臺的介紹與應(yīng)用......27
4.1 i TWO 5D 平臺介紹.........27
4.2 沖突檢測....27
4.3 三維模型算量......28
4.4 工程計價....33
4.5 進度計劃管理......36
4.5.1 進度計劃....37
4.5.2 5D 模擬分析.........38
4.6 成本控制....40
4.7 本章小結(jié)....41
第 5 章 工程案例....42
5.1 工程概況....42
5.2 工程特點....43
5.3 案例演示....44
5.4 BIM-5D 在該項目中的應(yīng)用價值.......53
5.5 本章小結(jié)....54

第 5 章 工程案例

5.1 工程概況

該項目為天津市濱海新區(qū)軌道交通 Z4 線工業(yè)園站，線路規(guī)劃圖見圖 5-1。Z4 線將按照“分段實施、分期開通”的計劃安排，逐步啟動 Z4 線各個區(qū)段建設(shè)，最終在 2020 年實現(xiàn)通車試運營。Z4 線將連通中心商務(wù)區(qū)、天津開發(fā)區(qū)、中新天津生態(tài)城等新區(qū)重要功能區(qū)，在一定程度上帶動這些區(qū)域交通環(huán)境的發(fā)展并且，便捷百姓出行，促進商貿(mào)往來。Z4 線一期工程規(guī)劃南起新城一站，途經(jīng)中央大道、東鹽路、堡東路、黃海路、中央大道、海云路，至漢蔡路。全長 43.8 公里，其中地下線 15.3 公里，高架線28.5 公里，共設(shè)車站 23 座。先期起步段工程南起南大街站，北至航母站，全長24.35 公里，共設(shè)車站 15 座。沿途可在于家堡站與 B1 線換乘、在泰達站與地鐵9 號線換乘、在北塘站與 Z2 線換乘，從而實現(xiàn)新區(qū)核心區(qū)與各功能區(qū)之間的互通。工業(yè)園站建筑面積約為 2.9 萬平方米，規(guī)模較大，可謂是工期緊任務(wù)重。濱海新區(qū)軌道交通 Z4 線工業(yè)園站為高架車站，該項目規(guī)模較大，參建單位多，技術(shù)和管理水平要求高，另外工期比較緊，這給施工帶來很大的困難。具體可歸結(jié)如下:地鐵站點附近地上建筑物眾多；交通繁忙,施工場地狹小；地鐵站內(nèi)管線多而復(fù)雜，安裝難度較大；工程量巨大，組織協(xié)調(diào)工作繁重。另外，為保證該項目如期完成和控制投資，業(yè)主要求施工階段不能有過多或者過大的設(shè)計變更。這便給項目設(shè)計及施工提出了較高的要求。如何提高決策的準(zhǔn)確度和效率、減少變更浪費、提高管理效益等一系列的問題，成為投資方、管理方以及總承包方所最為關(guān)心的問題。BIM 理念的引入，給地鐵站建設(shè)領(lǐng)域項目管理注人了新的活力，受到參建各方的高度重視。

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結(jié)論

目前，我國項目管理存在效率低下、缺乏精細(xì)化、智能化和信息化的問題。本文將 BIM -5D 技術(shù)引入到建設(shè)項目施工管理控制中，利用其信息化的優(yōu)勢，為施工階段的管理提供幫助。本文通過 5D-BIM 技術(shù)在工程項目管理中的應(yīng)用，得到以下幾方面的結(jié)論：（1）按照統(tǒng)一建模規(guī)則，在 Revit 軟件中建立模型，避免了模型導(dǎo)入 i TWO平臺后的無法應(yīng)用的問題。（2）通過分工檢查、交叉檢查和綜合檢查，對模型進行層層優(yōu)化，篩選掉不必要屬性，使得模型質(zhì)量達到最優(yōu)，解決了工程量無法精確計算的問題。（3）針對工程項目進行了價格數(shù)據(jù)庫的編輯，達到快速精確完成成本估算的目的，大大減少了造價人員查閱圖紙的工作量。（4）通過 5D 模擬，掌握項目現(xiàn)金流的流動變化趨勢以及對施工進度的有效把控，有助于項目管理人員提前采取措施應(yīng)對施工現(xiàn)場出現(xiàn)的偏差，對指導(dǎo)現(xiàn)場施工有著實際的意義。（5）在掙值管理中，通過錄入實際成本數(shù)據(jù)，實現(xiàn)進度績效指數(shù)和成本績效指數(shù)的實時監(jiān)控。并對該平臺的傳統(tǒng)掙值法提出了改進意見，使得掙值管理更符合實際。
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參考文獻（略）

本文編號：359020