分享BIM在工程质量管理方面的应用.docx

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分享BIM在工程质量管理方面的应用

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2.6.3基于IFC的质量管理信息平台...........................................10

2.7基于BIM的质量控制应用亮点............................................11

2.7.1技术交底..............................................................11

2.7.2质量检查对比.........................................................11

2.7.3碰撞检测及预留洞口...................................................12

2.7.4施工质量控制高效的沟通机制...........................................12

2.7.5收集整理现场质量数据.................................................13

2.7.6实时动态跟踪...........................................................13

2.8BIM技术在工程项目质量管理中应用及优越性...............................13

2.8.1BIM在质量控制系统过程中的应用.......................................13

2.8.2BIM在影响工程项目质量的五大因素控制中的作用..........................14

2.9问题解决的程度...........................................................16

3.关于BIM实际应用的案例...............................................16

3.1项目概况................................................................16

3.2BIM质量控制体系模拟应用过程...........................................17

3.3BIM的控制过程...........................................................17

3.3.1施工前控制............................................................17

3.3.2施工中控制............................................................17

3.3.3施工后控制...........................................................18

4.BIM的在质量控制方面的障碍...........................................18

4.1基于BIM施工质量控制的障碍.............................................18

总结......................................................................19

谢辞......................................................................20

参考文献...................................................................21

摘要

随着我国经济的飞速发展，建筑业已经成为国民经济的重要支柱之一。

近些年，人们往往对建筑的成本及工期比较重视，对质量的重视程度明显不足。

工程质量的好坏不仅直接影响建筑项目的使用寿命，而且一旦出现质量问题，会造成巨大的经济损失。

工程质量与工程成本、进度等具有相辅相成的关系，显然一旦出现质量问题将会影响成本、进度等目标的实现。

随着现代化建设项目标准提高，业主对质量方面的要求越来越高。

传统质量控制存在信息化程度低、信息共享与协同困难、易形成信息孤岛、不具有可视化、缺乏精细化质量管理理念等缺点，加强建筑工程质量管理和提高质量控制有效性成为一道难题。

基于建筑信息模型BIM的工程质量控制的论点，以达到促进建筑业信息化发展，丰富项目质量控制方法，提高建筑项目的质量控制水平及有效性和增强企业核心竞争力的目的。

关键词：

建筑信息模型（BIM）；施工质量控制；工程质量管理

DiscussionOnTheApplicationOfBIMInEngineeringQualityManagement

ABSTRACT

Withtherapiddevelopmentofeconomy,constructionhasalreadybecomeoneofthepillarindustriesofnationaleconomy.Inrecentyears,peopleputmoreemphasisoncostandtimecontrolthanqualitycontrol.Engineeringqualitydirectlyrelatestotheprojectlifeandcausessignificantfinanciallosses.Quality,costandschedulehasthecomplementaryrelationship.Qualityproblemaffectsthegoalofcostandschedule.Withtheimprovementofprojectmodernization,theownersrequirehigherqualityproducts.Traditionalmethodsofqualitycontrolhavethedifficultyofinformationsharingandcollaboration.Theyformisolatedislandofinformationeasilyandlackofthesenseofqualitymanagement.Improvingqualitymanagementmusthavebecometheunprecedentedchallenges.IarguedqualitycontrolwithBIMonthebasisofdisadvantagesoftheconventionalqualitycontrolmethodsandthetrendofconstructioninformationmanagement.ThemaingoalofthisthesisistomakeBIMmorepopular,enrichqualitycontrolmethods,improveprojectqualityandbuildupenterprisecorecompetence.

KeyWords：

BuildingInformationModeling;qualitycontrol;Engineeringqualitymanagement；

1.绪论

1.1BIM概念

BIM这一概念起源于国外，是BuildingInformationModeling的简称即：

建筑信息模型，由美国人ChuckM.Eastman于1975年首先提出相关概念。

BIM的定义发展出了多种版本，麦克格劳-希尔公司在其名为《TheBusinessValueofBIM》（《BIM的商业价值》）的市场调研报告中对BIM的定义比较简单，认为“BIM是利用数字模型对项目进行设计、施工和运营的过程”。

相比较，美国国家BIM标准NBIMS对BIM的定义比较完整：

“BIM是一个设施（建设项目）物理和功能特性的数字表达；BIM是一个共享的知识资源，是一个分享有关设施的信息，为该设施从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程；在项目不同阶段，不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业。

”

BIM带给建筑业的是一次根本性的变革，它将建筑从业人员从复杂抽象的图形、表格和文字中解放出来，以形象的三维模型作为建设项目的信息载体，方便了建设项目各阶段、各专业以及相关人员之间的充分沟通和交流，减少了建设项目因为信息过载或者信息流失而带来的损失，提高了从业者的工作效率以及整个建筑业的效率。

同时，由于BIM是这些年来建筑业中出现的新兴技术，所以人们对它的认识和描述还存在一些分歧，特别是国内对BIM的界定和BIM功能的描述还不是非常明确清晰。

学者何关培提出从项目不同阶段、不同项目参与方以及BIM应用不同层次三个维度认识BIM。

1.2BIM的技术特点分析

 美国的BIM国家标准做出了如下的解释：

“对一个建筑工程项目的物理和功能特性的数字化表达；一个信息共享的平台；一个实现建筑工程全生命周期管理的信息过程；一个实现建筑项目不同阶段信息插入、提取、更新以及修改的协同化作业平台。

”从BIM的标准中，我们可以发现BIM所具有的可视化、协同性、模拟性、关联性和一致性的技术特点。

1.2.1可视化

 所谓的可视化，即是说在BIM技术的支持下，实现对建筑实物的立体化展现，这种近乎“逼真”的效果可以有效避免施工过程中的损失。

在以往的建筑施工过程中，一般是应用平面的施工图纸做导向，但图纸最大的缺陷就是立体感明显不足，仅是设计人员的凭空想象，直观性不强，势必会对建筑物重要功能产生遗漏而不得不重新施工，造成了极大的损失。

然BIM技术的引入，以其三维、四维、甚至Ｎ维的可视化强大功能，可以实现对建筑物物理结构和功能特性的数字化表达，使一个超乎真实的立体建筑物模型得以呈现在人们的面前。

更有甚者，BIM不仅在建筑设计阶段实现可视化，在施工、运营的过程中同样可以达到可视化的效果。

1.2.2协同性

由于建筑项目工程涉及的部门较多、包括了施工部门、设计部门、监管部门、甚至融资部门等等，实现各方的信息的有效沟通以实现建筑项目的协同性是项目顺利开展的关键环节。

此外，由于各方对于项目相关技术参数的掌握和理解程度有所偏差，假使在施工之前未能实现充分的沟通，就有可能导致“临时抱佛脚”甚至施工事故的产生，不仅对项目的进度产生重大影响，也会导致相关部门的信誉度遭受重创。

为此，在问题为暴露之前实现各方“未雨绸缪”的有效沟通无疑是“共赢”的最佳表达，而BIM技术所特有的对项目各方的意见、建议进行交流和汇总的强大功能，并通过计算机程序来对施工工序进行模拟，不仅有效避免了建筑事故的发生，还能做到发现问题，协调沟通的理想效果。

1.2.3模拟性

 BIM的模拟性技术特点，是指BIM不仅能在项目设计阶段实现对建筑物的模型模拟，通过三维、四维的效果图来消除以往图纸设计的缺少直观性的缺陷，还能够在项目实施过程中达到模拟的效果，即是说模拟施工建设的整个过程。

在建筑物设计阶段，BIM会针对所设计的建筑物的各个部门的性能进行模拟，包括节能模拟、突发危机事件的人员疏散模拟、对建筑物的光照模拟、热能传导模拟等等；而在项目施工阶段，则表现为对项目的施工效果的三维模型进行４Ｄ模拟，即是说可以实现模拟施工流程，BIM的此种性能，不仅为建筑工程的施工方案的确定寻求依据，更为重要的是，在施工流程模拟中，项目各方可以及时发现问题，并实现工程造价成本的有效控制，为经济效益的提高“保驾护航”。

1.2.4关联性和一致性

 所谓的关联性，是指在BIM技术下，项目设计模型中的各项数据是彼此关联的，当某一数据参数发生改变时，与这一数据参数相关联的其他参数信息都会随之发生变化，以实现技术数据参数的吻合性。

此外，在项目进度的不同阶段，这些技术数据参数信息无需重复输入，也不会发生改变，实现了项目数据信息的全生命周期的一致性。

BIM技术所具有的关联性和一致性的功能，保证了施工过程中各种数据参数信息的精确性，也实现了建筑工程全生命周期管理各个阶段信息资源的无缝链接。

因此，在对BIM技术特点的分析中，我们可以得出，BIM技术是一种以信息技术为基础的，以计算机为载体的，能够对建筑工程全生命周期管理过程中的各种信息数据进行有效分析和整合的信息管理模式。

2.BIM与质量管理

工程质量问题自古以来就受到人们的关注，影响着项目使用者的人身财产安全。

随着科学技术的进步，以及工程工具和建筑材料的不断创新，许多工程中的质量问题正在逐步被解决，但是同时也伴随着新的问题的出现。

BIM技术在工程质量管理中的应用可以对现存的某些问题进行针对性解决，达到提高工程质量管理效率的目的。

2.1工程质量控制系统过程

工程项目质量由于其影响因素多、波动大、变异大、隐蔽性以及终检局限大等特点造成工程项目质量管理中往往会不可避免的出现一些问题，又因为工程质量的重要性，它直接影响着整个项目的最终使用功能是否达标，影响着人民群众的生命财产安全，所以在工程实践中需要投入大量的人力和财力来进行管理。

同时，工程项目质量管理不是一个单一的、短期的过程，而应该是一个长期的、系统的过程。

施工项目质量控制的系统过程主要分为：

事前质量控制、事中质量控制和事后质量控制。

2.1.1事前质量控制

所谓事前质量控制是指：

在施工前的准备阶段进行的质量控制，而且施工准备工作要贯穿于施工全过程中。

主要体现在管理层面上。

事前控制是事中控制的基础，是实现质量控制目标的前提和保障。

工程质量的控制应该是积极主动的，因事先对可能影响质量的各种因素加以控制，而不应该消极被动，等出现质量问题以后再进行处理，以避免给工程造成不必要的损失。

做好事前控制可以及时发现在施工过程中可能出现的质量问题，将问题消灭在萌芽状态，也可以提出相应的应对措施，指导施工人员在可能出现问题的工作中提高警惕。

这样既可以提高施工人员的责任意识，又可以保障施工项目的施工质量。

2.1.2事中质量控制

事中质量控制是指：

在施工过程中进行的所有与施工过程有关各方面的质量控制，也包括对施工过程中的中间产品（工序产品或分部、分项工程产品）的质量控制。

主要体现在操作层面上，要求施工人员在施工过程中应该明确施工内容，施工流程，以及施工构件的质量控制要点，避免因为盲目操作和想当然的施工使所完成的构建质量不能得到保障。

事中控制要求工程项目各个层面上的工作人员都要完成好本职工作。

管理者提供明确的工作内容和流程，操作者负责严格按照质量控制要点去施工，供货商提供合格、符合要求的材料，这样才能保证事中控制的有效性，使最终完成的工程项目成品符合预先设定的质量标准。

2.1.3事后质量控制

事后质量控制是指：

对于施工过程所完成的具有独立的功能和使用价值的最终产品及其有关方面的质量进行控制。

主要体现在检查的层面上。

事后控制实际上是前段工作的补救和总结，通过组织检查、验收等方式，将预先设定的质量标准、有关规定和已经完成的工作进行对照，寻找差距，提出弥补措施，并总结经验。

事后控制虽然对当前项目的质量控制只是起到事后弥补的作用，但是其为以后的工程项目质量管理工作积累了资料和经验，所以也有着不可忽视的作用。

在上述三个阶段的系统过程中，前两阶段对于工程项目最终产品质量的形成具有决定性的作用，而所投入的物质资源的质量控制对最终产品的质量又有着举足轻重的影响，所以应当对影响工程实体质量的重要因素进行全面控制。

2.2工程项目质量管理中存在的问题

工程质量管理方面存在的问题主要表现在以下几个方面：

2.2.1施工人员专业技能不足

工程项目一线操作人员的素质直接影响工程质量,是工程质量高低、优劣的决定性因素。

工人们的工作技能，职业操守和责任心都对工程项目的最终质量有重要影响。

但是现在的建筑市场上，施工人员的专业技能普遍不高，绝大部分没有参加过技能岗位培训或未取得有关岗位证书和技术等级证书。

这就造成很多工程质量的出现都是因为施工人员的专业技能不足造成的

2.2.2材料的使用不规范

国家对建筑材料的质量有着严格的规定和划分，个别企业也有自己的材料使用质量标准。

但是往往在实际施工过程中对建筑材料质量的管理不够重视，个别施工单位为了追求额外的效益，会有意无意的在工程项目的建设过程中使用一些不规范的工程材料，造成工程项目的最终质量存在问题。

2.2.3不按设计或规范进行施工

为了保证工程建设项目的质量，国家制定了一系列有关工程项目各个专业的质量标准和规范。

同时每个项目都有自己的设计资料，规定了项目在实施过程中应该遵守的规范。

但是在项目实施的过程中，这些规范和标准经常被突破，一来因为人们对设计和规范的理解存不能准确预知完工后的质量效果一个项目完工之后，如果感官上不美观，就不能称之为质量很好的项目。

但是在施工之前，没有人能准确无误的预知完工之后的实际情况。

往往在工程完工之后，多多少少都有不符合设计意图的地方，基本上也都有遗憾。

较为严重的还会出现使用中的质量问题，比如设备的安装没有足够的维修空间，管线的布置杂乱无序，因未考虑到局部问题被迫牺牲外观效果等，这些问题都影响着项目完工后的质量效果。

2.2.4各个专业工种相互影响

工程项目的建设是一个系统、复杂的过程，需要不同专业、工种之间相互协调，相互配合才能很好的完成。

但是在工程实际中往往由于专业的不同，或者所属单位的不同，各个工种之间很难在事前做好协调沟通。

这就造成在实际施工中各专业工种配合不好，使得工程项目的进展不连续，或者需要经常返工，以及各个工种之间存在碰撞，甚至相互破坏、相互干扰，严重影响了工程项目的质量。

如：

水、电等其它专业队伍与主体施工队伍的工作顺序安排不合理，造成水电专业施工时在承重墙、板、柱、梁上随意凿沟开洞，因此破坏了主体结构，影响了结构安全的质量问题。

2.3工程质量产生问题的原因

2.3.1施工方对效益过分的追求

“经济人假设”认为每个人都以追求自身利益最大化而存在，但是作为“社会人”我们同时要承担起自己的责任。

追求效益最大化是一个企业生存的目标这无可厚非，但是考虑到成本与质量的相互关系，施工企业过分的追求额外效益会对工程项目的质量产生影响。

偷工减料、更换劣质材料和设备等事件在工程施工行业内时有发生，考验着施工行业的人员素质和社会责任心。

2.3.2质量管理方法很难充分发挥其作用

建筑业经过长期的发展已经积累了丰富的管理经验，在此过程中，通过大量的理论研究和专业积累，工程项目的质量管理也逐渐形成了一系列的管理方法。

但是工程实践表明，大部分管理方法在理论上的作用很难在工程实际中得到发挥。

由于受实际条件和操作工具的限制，这些方法的理论作用只能得到部分发挥，甚至得不到发挥，影响了工程项目质量管理的工作效率，造成工程项目的质量目标最终不能完全实现。

2.3.3对环境因素的估计不足

建筑工程项目一般都是在露天的环境中施工，因此工程项目的质量总是与自然环境，施工条件和各级管理机构状况以及各种社会因素紧密相关。

但是，有些项目管理者只将注意力集中在工程项目的实体本身上，往往忽视环境因素对工程项目质量的影响。

同时由于环境因素的复杂多变，管理者很难进行准确的估计和把握，往往造成环境因素对项目质量管理造成影响。

2.4传统施工项目质量控制

建造业中项目的质量控制是施工方与建设方十分关注的问题，传统工程项目通常由建设方、施工方和监理方对项目质量进行管理控制。

2.4.1传统质量控制方法与过程

项目初期，建设单位需要根据相应的质量标准和政策法规，制定项目的质量目标和质量管理方案。

设计和施工阶段是质量控制的重点时期，设计的质量控制对于整个项目的后期发展具有决定性作用，主要包括对设计本身质量的控制和对项目质量标准的控制。

施工阶段，建设单位按照一系列施工标准和质量管理方案进一步编制工程质量控制计划，对现场施工进行自我检查评定。

同时，由建设单位委托的监理单位或者建设项目负责人在现场对项目情况进行监管，从事前、事中和事后三个角对建造质量进行全面监控。

观察各种工艺流程和施工方法，对施工中的突发状况和各种问题提出解决方案，及时处理和反馈施工方的要求或索赔等情况，并代表建设单位对施工进行阶段性的竣工验收。

监理单位在验收时对质量与设计方案符合程度的检查，是施工阶段质量控制的关键。

阶段验收不合格的部分，需要施工人员进行返工，进行不同程度的重新施工或者修补，直到验收合格为止。

整个项目的质量控制就是建立在建设单位、施工单位和监理单位三方的管理之中，但是施工单位基本不参与项目的初期设计，只是从项目设计基本完成时才进入项目。

建设单位肩负统领项目质量控制的职责，通过监理单位的反馈，对施工进行间接质量控制，并提供对处理方案的意见。

2.4.2传统质量控制的缺陷

虽然有严格的施工规范和工程验收质量标准体系，传统质量控制模式下的工程建造事故频发，质量问题令人担忧。

甚至出现通过验收，建造完成后仍然出现质量缺陷或未达到预期标准的情况，导致各种施工成本的浪费，甚至无法达到项目的基本质量要求。

综合传统工程项目质量控制的过程和实施现状来看，主要缺陷有：

（1）施工单位基本未参与到项目的设计

施工单位与设计单位工作的脱离，是导致质量差异重要原因之一。

项目设计方的设计方案很少或者没有考虑到施工过程中可能遇到难题，设计细度和深度达不到施工要求，导致实际施工中障碍的产生。

施工单位对于设计方案的理解与设计方的最初想法产生出入时，使得建造中出现质量问题。

双方专业知识不同，对于项目不同阶段的重点并没有深入了解，如果在项目初期没有充分的交流沟通，即使有强大的质量控制体系，工程质量的提高仍然存在很多困难。

因此，施工方的意见对于设计方案是否能最终实施有重要参考作用。

目前的施工质量管理中，施工方与设计尽管是为同一个项目的建设工作，信息交流并不充分，很少有团队合作的意识。

导致返工现象频繁，资源浪费严重，建造成本难以降低。

（2）施工质量的参考标准体系相对混乱

施工人员在施工中需要遵守工艺流程和施工规范来保证工程质量，但是目前施工管理中对于工程各个部分有国家标准、地方标准以及工业标准等，并且不同层面的标准相互关联，部分关系复杂。

例如在高压喷射灌浆工程中，对于尺寸、形状和机械属性的要求存在三种以上的规范标准。

对于不同施工者没有按照统一的标准进行施工或者验收人员和施工人员衡量标准不同，都会导致工程质量问题的产生。

（3）质量责任难以明确和追踪

传统施工过程中，施工人员以施工班组为单位，施工单位几乎没有对每个施工个体进行详细的任务分配和信息的统计。

施工人员自身技术的不成熟、施工规范模糊或冲突或者对设计方案误解等情况，都会导致工程质量的缺陷或潜在危险，但施工单位难以确定导致工程验收不合格部分的个人，质量责任无法深入追究。

即使返工验收合格，导致质量问题的潜在个人或因素仍然没有消除，使得工程质量只能依靠反复检查和验收来提高，效率低下，无法实现可持续提升。

（4）