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BIM在建筑施工企业中的应用影响因素研究

来源:硕士论文网,发布时间:2020-12-31 15:46|论文栏目:建筑论文|浏览次数:
论文价格:150元/篇,论文编号:20201231,论文字数:30056,论文语种:中文,论文用途:硕士毕业论文
硕士论文网第2020-12-31期,本期硕士论文写作指导老师为大家分享一篇建筑论文文章《BIM在建筑施工企业中的应用影响因素研究》,供大家在写论文时进行参考。
  本篇论文是一篇建筑硕士论文范文,我国有关 BIM 的文献主要来自学位论文、学术期刊以及有关书籍。通过广泛的阅读发现,国内学位论文、学术期刊、专著、报纸、新闻对 BIM 的研究虽然多种多样,但是研究内容大多是介绍 BIM 的发展历程、BIM 软件,BIM 的特点、BIM应用范围等,而对 BIM 应用影响因素研究较少。采用综合评价法对建筑施工企业 BIM 应用影响因素进行分析,得出建筑施工企业 BIM 应用的主要影响因素。

  第一章   绪  论 

  1.1 研究背景、目的及意义 
  我国建筑施工企业在经济建设中起着较为重要作用,据国家统计局资料,2013 年,全国建筑施工企业(具有总承包和专业承包资质)75280 家,实现总产值 1.37万亿元,占国民生产总值(56.89 万亿元)2.6%。然而,随着现代建筑工程项目规模的不断扩大、施工技术和建筑质量要求的不断提高,建筑施工项目管理的复杂程度与难度越来越大,传统的管理理念和手段已无法适应建筑行业持续健康发展的要求。随着计算机技术的广泛应用与信息技术的发展,建筑施工企业的信息化建设和发展越来越受到各方面的重视。我国建筑业协会工程建设质量管理分会在 2012年发布的《建筑施工企业应用研究(一)》报告中指出,通过更好地运用信息技术,采用新的方法以及加强培训等措施可节省建筑项目成本 30%。由此可见,先进的信息技术,合理的信息化管理手段可以有效增强建筑施工企业的管理水平和能力,提高经济效益。目前,我国建筑施工企业信息化随着 CAD 技术的应用与普及取得了一定成效。在一定程度上提高了工作效率、工程质量,缩短了工期。但是,受传统作业流程、技术水平、管理体制、法规等因素的约束,建筑施工企业粗放的发展和管理模式并没有从根本上得到改变。  建筑信息模型(Building Information Modeling  简称 BIM)是以三维数字技术为基础,集成建筑工程项目各种相关信息的工程数据,是对工程项目设施实体与功能的数字化表达。同时 BIM  支持建设项目生命周期中动态信息的创建、共享,是一种应用于设计、建造、管理的数字化方法,该方法不仅支持建筑工程的集成管理,而且可以使建筑工程在整个进程中减少风险和提高效率。因此,一个完备的 BIM 模型,可以连接建筑项目生命期内不同阶段的数据和资源,能被建设项目各参与方普遍使用。在国内一些大型项目中,一些建筑施工企业已经开始或尝试开始在施工项目中使用 BIM,但是由于政策、经济、管理、技术、法律等方面的原因,导致 BIM 在建筑施工企业中的应用尚处在碰撞检查、宣传展示等初步应用阶段。因此,有必要对影响建筑施工企业 BIM 应用推广的各类因素进行梳理、分析,以寻求一个适合我国国情的加快 BIM 应用推广进程的合理的方法。 本项研究通过调查、分析建筑施工企业应用BIM的影响因素,依据综合评价法,采取定量与定性分析相结合的方法,研究各影响因素间的相互作用关系,探讨建筑施工企业BIM应用的有效途径与策略,从而推动技术在建筑施工企业的普及,推动建筑行业信息化的进程。 其意义主要有: 1)  促进建筑施工企业生产方式的转变    传统上,建筑的建造过程是个二维图纸的展现过程,图纸上的许多信息都隐形的,这阻碍了信息传递和共享,而BIM是一个共享的信息资源,其显性的三维模型能给决策者提供可靠依据。就工程信息在项目生命周期各阶段的传递而言,BIM的这种信息传递模式,从根本上改变了建筑施工企业的方式的转变。 2)促进建筑施工企业BIM的深入应用和拓展BIM应用范围 现阶段,我国建筑施工企业的BIM应用主要集中在单一技术点和可视化展示的浅层应用上,如通过BIM碰撞检测功能优化净空和管线排布、工程量的简单统计和成本估算等,而在项目生命周期相关过程中的综合应用较少,且存在着信息无法高效共享、法规不健全等问题。究其原因是缺乏对建筑施工企业BIM应用影响因素的深入研究,致使在深入应用BIM和拓展BIM应用范围时存在诸多问题。     3)促进建筑施工企业信息化建设,伴随着信息化的发展,作为国民经济支柱产业的建筑行业也需要依据信息化技术来对传统的生产方式进行改变。目前部分企业主要通过企业资源计划和BIM两个大信息化技术提升企业信息化水平。然而,近年来,施工企业的信息化情况并不如人意,就BIM应用而言,仍然停留在管道的检测碰撞、三维展示等较低层次的应用上,通过BIM进行算量、项目管理没有得到真正的展开,对如何避免孤立的BIM应用及进一步的开展信息化建设更是感到困惑。BIM作为一门信息化技术,对建筑施工企业实施BIM应用的影响因素的研究,在一定程度上也是对建筑施工企业实施信息化的阻碍因素的研究,此问题的研究有助于建筑施工企业的信息化建设。 
   1.2  研究内容
  本项研究以建筑施工企业如何实施 BIM 应用为核心,通过调查建筑施工企业应用 BIM 的现状,分析施工企业对 BIM 应用的需求目标、存在的普遍问题及影响因素,提出了建筑施工企业应用BIM 的策略,以促进 BIM 技术在建筑施工企业的应用进程。研究的主要内容为:1)确定建筑施工企业应用 BIM 的影响因素。通过文献查阅、现场调查等方法从建筑施工企业的各个层面罗列出可能影响建筑施工企业应用 BIM 的因素,经过对这些因素的提取、归纳,确定影响建筑施工企业应用 BIM 的“基础因素”。2)研究促进建筑施工企业 BIM 应用的策略。先以“基础因素”为依据,对我国从事 BIM 工作的相关人员进行问卷调查,然后采用综合评价分析法对调查结果进行聚集组合,并构建分析模型,研究其相互作用关系,得出影响建筑施工企业应用 BIM 的“主要因素”,最后有针对性地提出 BIM 应用的策略。3)根据建筑施工企业应用 BIM 的“主要因素”及策略,结合某大型建筑施工企业应用 BIM 的实际案例,制定出建筑施工企业的 BIM 应用方案。本项研究方法为:1)  文献分析法查阅 BIM 的相关文献和国内外 BIM 调研报告,了解我国建设工程在应用 BIM时所遇到的问题,熟知在建筑施工企业中 BIM 的应用研究情况以及类似研究,列出相关 BIM应用的影响因素,并初步做简单的归类。调研法,  对全国部分应用过 BIM 的施工企业的 BIM 应用现状进行记录和考察,然后选取具有代表性的的数据,先对这些施工企业应用 BIM 的基本情况进行调查,再经过后期统计与归纳,将 BIM 的应用情况、应用过程中出现的问题、应用模式等都进行分类,最后逐类思考 BIM 的影响因素,并以此为依据,设计问卷调查。综合评价法,结合问卷调查得到的数据,通过综合评价法,找出影响 BIM 在施工企业主要的因素。先根据调查结果进行分析,然后对各项资料进行加工,最后运用层次分析法找出各类因素,研究施工企业应用 BIM 的影响因素间的相互作用关系,并制定应用的策略。案例分析法,选取实际已实施 BIM 项目的案例作为对象,一方面根据本研究成果分析其实施过程中成功的经验和遇到的问题,为本课题中建筑施工企业的 BIM 应用提供对策,另一方面,将其策略还原到实际项目当中,为说明 BIM 应用方案的可行性提供依据。

  第二章  BIM 相关概念及在建筑施工企业的应用

  2.1BIM 的概念
  美国乔治理工大学的査克伊士曼马博士认为 BIM 是将建筑物几何特性的功能、建筑构件信息等整合到一个相互关联的三维模型,此外该模型还涵盖了施工进度、过程的信息处理等。美国莫特森建设咨询有限公司作为美国知名建筑承包公司,该公司已经承接了 100 多个 BIM 知名项目,其中哈雷-戴维森博物馆还获得欧特克公司举办的 BIM建模大奖,该公司在应用 BIM 的过程中,使用了一系列 BIM 软件,包括 Autodesk Revit Architecture、  Revit Structure、  Revit MEP 和 Autodesk Navisworks 等,有着丰富的 BIM 使用经验,该公司给 BIM 下了一个定义:BIM 为建筑的智能模拟,该模拟必须具备数字化、可视化、定量化、全面化、持久化等特点。  美国 Mc Mraw-Hill  Construction  建筑公司是 Mc Mraw-Hill 集团旗下的一个大型跨国公司,它也一直从事 BIM 业务,在该公司在《2009-MCH-BIM 在中国调研报告》中给 BIM 下的定义为:利用数字模型对项目的设计、建造及运营等阶段进行管理的过程。该定义给建筑的全生命周期的产生过程对做了一个简单明了的说明。 我国鲁班咨询有限公司对 BIM 也下了定义:BIM 是覆盖施工管理全过程的一门技术,具体包括施工指导、材料管理、碰撞检测等。应用 BIM 能够提高建筑施工企业项目管理决策的效率和准确度;并能大量减少的手工工作量和人为因素造成的失误,提高项目管理的集约化和精细化水平,确保项目平稳、高效实施。  美国建筑标准协会在制定 BIM 国家标准时对 BIM 也下了定义,该定义认为BIM 应该具有 4 层次含义:1、一个共享的知识资源,2、一个建筑项目物理和功能特性的数字表达,3、一个分享项目的信息,为该项目的全生命周期的所有决策提供可靠依据的工作过程。4、在项目的不同阶段支持和反应不同参与方各自职责的协同作业。根据上述定义可以认为:BIM 是为项目全生命周期过程中不同阶段不同相关方决策提供可靠、精确的依据,反映项目的物理和功能特性的数字化信息集成及其过程。1)可视化(Visualization)。   可视化的本意是“所见即所得”,通俗地讲就是易于看到和理解(图 2.1)。传统上,表达建筑构件信息都是采用二维图纸,线条和图形符号都有着特殊的含义,需要专业人员利用空间想象能力在其脑海中将二维图纸还原成三维图形,而不能将三维图形展示出来,更不能通过三维图形进行信息的交流。而 BIM 则是由模型呈现出构件的三维图形,并能从不同的方位和角度观察,所以说可视化是 BIM 的固有特性。在 BIM 可视化的环境里,可视化的结果不仅可展示和汇报成果,更重要的是不同专业、不同参与方在项目建造的各个阶段中的沟通、决策等行为都在可视化的状态下进行。
 可视化效果图
 
 
  2.2 BIM 在建筑施工企业中的应用
  建筑施工企业成本管理是指建筑企业生产经营过程中各项成本核算、分析、决策和控制等一系列科学管理行为的总称。在项目成本管理中的关键工作是确定工程量、价格数据与消耗量指标等工作,成本的核算、分析、决策和控制都离不开工程量与价格的确定。完成造价工作的一般过程是:先计算工程量,然后根据各材料、人员、机械价格和消耗量指标算出造价。根据精准度的不同一般把工程造价分为估算价、概算价、施工图预算价、施工预算价;根据项目所处阶段的不同,可以分为招标价、招标控制价、投标价、中标价、合同价、预算价、结算价、实际造价等,可以说成本控制一直贯穿于整个建设施工过程中。成本管理实质上是对人、材、机的管理,在计划经济体制下,由于工程量较小、劳动力充足,采用对人、材、机统一的计费标准形式,从一定程度上发挥了该形式的优越性,但是随着改革开放的不断深入、市场经济的不断发展,现场的施工项目越来越复杂,成本管理工作已不是的人、材、机费用的简单叠加,特别是面对建设周期较长、工程量较大的项目经常发生量和价的变更和调整,以致实际成本和目标成本相偏离,最终导致建筑施工企业很难控制成本。而在出现计算机技术以后,特别是相关造价软件如广联达、神机妙算等软件的诞生,从一定程度减少了造价工程师工作量,但是仍然存在着价量分离,准确率不高,工作效率较低的情况,特别是在工期吃紧的情况下,对大型项目中成本数据的随时调用存在挑战。 成本控制一直贯穿于建筑施工阶段的全过程,从编制投标文件到签订合同,再到施工阶段工程建造中工程计量、变更协商,一直到最后的竣工结算和决算过程都离不开成本的控制,在该过程中运用 BIM 信息技术能全面提升建筑企业成本管理水平和核心竞争力,提高工作效率,实现建筑施工企业的利润最大化。    BIM 技术建立的三维模型数据库的特性在于对建筑中对应的数据直接读取、汇总与统计,并根据已有的计量规则而产生数据表,例如在构造柱中,包含了负弯矩筋、插筋和腰筋等钢筋,若按人工计算,则很容易漏项,而基于 BIM 技术构建的模型则会自带所有的钢筋的数量、位置等数据信息。因此,在此基础上统计的数据是准确无误的。同时,BIM 技术能通过计算机技术构建模型数据库,以集成建筑施工企业所有的信息,服务建筑施工企业建造建筑的全过程,达到“一模多用”的目的。在实际的项目中,由于非施工单位的原因经常出现量与价的调整而最终导致变更的情况相当普遍。在传统的方式下,只要出现变更,施工单位的成本就得重新计算一次,随之而来的便是繁琐、重复的劳动。而 BIM 能根据造价规则自动重新计算造价,实时计算,无需重复统计,极大的减少了造价工程师的工作量。针对建筑行业特点,施工单位在项目上所投资金往往根据工程进度分段收回,当达到某里程碑事件时,施工单位便要求业主按照合同支付进度款,而项目的成本通常是随施工进度而存在变化的。在传统模式下,索要进度款时需要将各类变更所形成的成本与预计投入重新计算,情况十分繁琐,而 BIM 能将 4D、5D 技术应用到工程进度款的支付当中,对建筑施工企业的成本控制具有预估的作用。项目开始前,建筑施工企业可通过 4D 技术模拟施工进度,为资金的流转做好更充足的准备,在项目开始后,可以随时根据工程的进度计算成本。这种成本和进度相结合的模式为向业主方索要进度款提供了科学依据。

  第三章  建筑施工企业 BIM 应用影响因素的确定

  3.1 基于文献的建筑施工企业 BIM 应用影响因素的查询
  3.2 基于建筑施工企施工流程的 BIM 应用的影响因素分析
  3.3 建筑施工企业 BIM 应用影响因素的构建

  第四章  建筑施工企业 BIM 应用影响因素分析

  4.1 问卷调查 
  4.2 建筑施工企业 BIM 应用影响因素分析的具体方法
  4.3 基于层次分析法的建筑施工企业 BIM 应用影响因素分析
  4.4 结果分析 
  4.5 促进建筑施工企业 BIM 应用的策略

  第五章   某建筑施工企业 BIM 应用影响因素的案例和 BIM 应用方案

  5.1 某建筑施工企业 BIM 应用情况
  5.2 某建筑施工企业 BIM 应用影响因素分析
  5.3 建筑施工企业 BIM 应用方案

  第六章  结论和展望 

  通过对诸多影响建筑施工企业BIM应用因素的梳理,运用综合评价的方法,对其进行影响权重及相关关系的量化分析,可以清晰地看到BIM软件功能、法律法规、BIM本土化程度、BIM案例和应用经验、BIM二次开发程度、BIM应用计划和方案、BIM标准是影响建筑施工企业BIM应用的主要因素,为此,建筑施工企业可以有针对性地采取以下措施来开展BIM应用工作:1)建立一个适合建筑施工企业 BIM 应用的平台;2)完善建筑施工企业 BIM 应用的法律环境;3)落实好 BIM 本土化措施;4)制定建筑施工企业 BIM 标准;5)积累 BIM 应用经验; 6)制定完善的 BIM 应用计划;7)加大对 BIM 二次开发力度;这样才能较为便捷的推动BIM在建筑施工企业的深入应用,提高建筑施工企业的BIM应用水平和管理能力。近几十年来,BIM 在施工企业中的应用随着信息技术的飞速发展也得到了迅速推广,越来越被施工企业所重视。虽然 BIM  在建筑施工企业的专业化应用中展示了其自身发展的可能性、优越性和广阔前景,但当前还面临着 BIM 软件功能不完善、BIM 技术人员不足、没有统一的标准等诸多问题,需要各方相关人员和企业付出更多的努力来实 BIM 在施工企业中的良好应用  。

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