BIM技术在某工程项目中的应用.doc
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1、毕业设计(论文)说明书毕业设计(论文)说明书题目:题目:BIMBIM 技术在某工程项目中的应用研究技术在某工程项目中的应用研究系系名名管理系管理系专专业业工程管理工程管理学学号号60152051586015205158学生姓名学生姓名罗干罗干指导教师指导教师吴贝吴贝2019 年年 5 月月 9 日日摘要随着国内投资最近几年在建筑施工的加剧,越来越多的标志性建筑已经出现。该项目的数量和复杂程度已经超过了传统的 2D 工作模式的范围,造成许多弊端,逐渐显露出来。从设计到施工,信息断层,断开链接,信息逆流,频繁变更和施工返工是家常便饭。本文从 BIM 技术角度出发,研究了 BIM 技术在项目工程领域
2、的应用,主要研究内容有 VR 技术、AR 技术、无人机技术。BIM+VR 技术可以通过配备 VR 设备来弥补传统传统施工交底耗费时间长,过程较繁琐的缺陷;增强项目相关人员的安全意识,还可以达到宣传企业文化,增强企业知名度与竞争力的目的。关键词:建筑施工;案例分析;VR 技术ABSTRACTAs domestic investment in construction has intensified in recent years,more andmore landmark buildings have emerged.The number and complexity of the projec
3、thas exceeded the scope of the traditional 2D working mode,resulting in manydisadvantages,whicharegraduallyrevealed.Fromdesigntoconstruction,information fault,disconnection,information reverse flow,frequent change andconstruction rework are common.From the perspective of BIM technology,this paperstu
4、dies the application of BIM technology in the field of project engineering,mainlyincluding VR technology,AR technology and uav technology.Through theapplication of BIM technology in the project,the purpose of saving cost,shorteningconstruction period and improving construction efficiency is achieved
5、.Key words:Building construction;CaseAnalysis;VR technology目录第一章绪论.11.1 研究背景和研究意义.11.2 研究内容.11.3 本章小结.2第二章 国内外研究现状.32.1 国外 BIM 技术在工程项目中的应用研究.32.2 国内 BIM 技术在工程项目中的应用研究.32.3 BIM 技术在实践应用中存在的问题.42.4 本章小结.5第三章 相关软件.63.1 Revit 软件及功能介绍.63.2 Fuzor 软件及功能介绍.63.3 Navisworks 软件及功能介绍.73.4 本章小结.7第四章 BIM 技术在工程项目中的
6、应用.84.1 VR(Virtual Reality)虚拟现实技术基本介绍及在工程项目中的应用.84.2 无人机技术基本介绍及在工程项目中的应用.84.3 AR(Augmented Reality)增强现实技术基本介绍及在工程项目中的应用.94.4 本章小结.10第五章 BIM 技术在前海合作区景观桥的应用.115.1 工程背景.115.2 项目模型可视化.115.3 项目模型参数化.115.4 项目施工过程模拟.125.5 本章小结.13第六章 结论与展望.145.1结论.145.1展望.14参考文献.15致谢.16天津大学仁爱学院 2019 届本科生毕业论文1第一章第一章绪论绪论1.1 研
7、究背景和研究意义研究背景和研究意义BIM 是建筑信息模型的缩写。它可以将二维图纸转变为三维模型,并将施工的设计阶段、施工阶段、运维阶段整合起来。BIM 技术集成收集,管理,交换,更新和存储在一个平台上,实现了项目设计施工、运维一体化,提高了项目的工作效率,改进了工程施工质量。在建立在 BIM 技术的施工工艺流程中,三维运维化平台可以帮助设计师解决二维图纸在空间表达上的局限性,使设计师能够更好的去理解项目本身,从而能够在设计中有更好的探索空间。BIM 技术省去了传统2D 工作模式的复杂工序,建筑项目从无到有的设计过程用 3D 模型直观的表达出来,这可以让项目的不同参与更快地融入到本项目中。BIM
8、 在我国发展的速度逐渐加快,BIM 技术应用在建筑行业的案例越来越多,各界知名人士已经开始研究这项技术,尝试去拓宽 BIM 的技术领域,试着去探究一种新型的 BIM 技术运用管理模式,来表现出 BIM 技术在工程领域中的应用价值。BIM 技术将带来建筑企业的发展具有极大的挑战,同时有效地提高了信息化,标准化,专业化的管理在同行业水平。在信息化飞速发展的今天,如何有效的传递信息,利用信息是重中之重。在建筑工程领域,信息化的发展离不开 BIM 技术的应用。这需要社会的支持和人们的努力。1.1.2 2 研究研究内容内容国外学者很早就开始研究 BIM,取得的成果也很多,但是我国研究 BIM 技术起步较
9、晚,在工程行业应用成功的案例少之又少,因此我国工程领域应用 BIM 技术的方式方法还需要我们研究,体现在以下几点:(1)工程设计阶段的 BIM 技术应用。在工程设计前期,BIM 技术对建筑施工方案的设计优化、技术选择,打破了对建筑构件研究的传统认知,使工程设计从单一构件拓展为整个系统,并将各个系统赋予在三维模型中。动态模型具有可操作性,设计人员可以通过观看动态模型,进行多角度分析。国外的 BIM 技术在工程领域中的应用案例较多,而我国的 BIM 技术应用还未成立完善的体系,还处于发展阶段,应努力的去探索 BIM 的应用点。(2)工程施工阶段的 BIM 技术应用。在 BIM 服务运维平台上,施工
10、单位能够对所需要的满足施工合同要求的材料及机械设备进行采集、选择专业承包商,劳动力进场工作安排。BIM 技术降低企业成本费用,合理安排可用经济。BIM 技天津大学仁爱学院 2019 届本科生毕业论文2术在施工人员与设计人员中起到了关键的作用,运用 BIM 技术出具三维模型,使施工人员更加方便地理解设计人员的设计意图,当在施工过程中出现施工质量问题时,施工人员可及时在 BIM 信息三维模型中进行反馈,设计人员在收到反馈后,根据施工情况进行设计变更,等变更完成后交由施工人员继续进行项目施工,真正做到“边施工边优化”,降低了施工中存在的错误,节约了人力物力。(3)成本控制阶段的 BIM 技术应用。在
11、 BIM 技术平台上,施工单位可以编制带有相应费用的进度计划表,按照实际的施工情况进行费用的调整,达到成本控制的目的,节约了施工成本。(4)工程全生命周期管理中的 BIM 技术应用。在目前竣工的工程项目中,竣工后的项目运行管理比较少。BIM 技术为建成后的工程项目提供了设备设施的维护管理,可以降低能耗节约维修成本,真正做到工程项目的全生命周期的管理。(5)在工程可持续发展中的 BIM 技术应用。BIM 技术能够使建筑行业可持续发展,BIM 技术可以做到就地取材,做到绿色建筑及绿色施工,减少了建筑物的能耗,对保护生态环境,减少不可再生能源的使用,在促进建筑业可持续发展的过程中担任了重要的角色。1
12、.1.3 3 本章小结本章小结BIM 技术是一种高新技术,可开发及可研究的内容还有许多。先从项目本身出发,研究如何能用较少时间、较少成本做出一个满足建筑施工要求的项目,有了项目的先例,在延伸到其他各个领域,BIM 技术会体现在任何一个角落。第二章第二章国内外研究现状国内外研究现状2.1 国外国外 BIM 技术在工程项目中的应用研究技术在工程项目中的应用研究国外研究中,大多从宏观层面阐述在建筑项目中引入 BIM 技术的必要性、BIM技术的优势等,而对实际工程的如何具体的运用 BIM 技术的研究较少,在以后的研究中就有了更加全面详细的介绍。1975 年恰克伊士曼(Chuck Eastman)博士首
13、次提出了一种命名为“建筑描述系统(Building Description system)”的系统。该系统可以实现对建筑工程的模拟,提取工程量清单算量、造价、施工进度等的相关信息1。人们普遍认为这个系统就是 BIM 的原型,后来的 Jerry Laiserin 也对该系统进行了初步解天津大学仁爱学院 2019 届本科生毕业论文3释。到了 1986 年,任职于著名的软件系统开发商 GWM 计算机公司的美国著名学者罗伯特艾什(Robert Aish)第一次提出了“Building Modeling(建模)”的概念,三维建模、自动成图、关系数据库、参数化等建筑行业术语也首先出现并取得了业内的认可。1
14、999 年“Building Information Modeling”的概念终于被正式提出1。2000 年以后,美国行业内各著名软件公司如 Autodesk、Bentley 以及 Graphisoft 等先后开发了 BIM 相关软件。2002 年,Autodesk 公司副总裁菲尔伯恩斯(Phil Bernstein)向国际建筑师协会(UIA)正式提出了 BIM 这个词以及其概念。2011 年,CS Shim,NR Yun,HH Song 等人提出了可扩展的信息架构系统,并基于此系统论述了桥梁项目施工过程的 4D 模拟2。H.M.SHIN,H.M.LEE 等人在论文中介绍了基于 BIM 技术的
15、项目建造流程,分析了 CAD 技术与 BIM 技术建立的 3D 桥梁模型的区别3。2012 年,韩国 K.M.Lee 等人提出了基于 BIM 的三维钢筋建模,介绍了三维钢筋建模在桥梁设计、施工的重要性,并在实际项目中取得了应用4。Ming-chang Wen 等描述了一种开发方法,将无人机技术和增强现实AR 技术结合,整合真实图像和虚拟场景,通过虚拟建设网络,决策者和规划者能够观察真实项目下的虚拟项目,进行进度模拟,计划调度5。Matthew N.Gillins 等介绍了应用无人机进行桥梁检测的方法。传统检测方式风险很大,而且效率低,应用无人机进行检查,是有效而安全的。可以实现设定飞行路径,通
16、过高分辨率的相机及传感器收集数据实现实时视频监控6。2.2 国内 BIM 技术在工程项目中的应用研究BIM 技术在国内的研究起步较晚,2002 年才开始接触 BIM 理念,直到 2006年才真正的被人们重视,但是如今 BIM 技术是当下国内建筑工程领域最热门的研究之一,无论是建筑设计领域、施工领域、软件制造商甚至是政府相关部门都对BIM 技术非常感兴趣,并极力推广 BIM 在建筑项目上的应用。2012 年,李学红、郭红领等人提出了将 BIM 技术运用到桥梁的设计优化和施工优化中,研究了项目的可行性和效益性7。2014 年,兰州交通大学的田云峰和祝连洪将 BIM 技术和三维激光扫描技术结合起来,
17、研究了如何将三维扫描技术得到的云数据与 BIM 模型进行对接,从而更加有效的实现桥梁的质量管理8。香港理工大学建筑及房地产学系李恒等学者成立了建筑虚拟模拟实验室,他们对基于 BIM 技术的虚拟施工技术的应用进行了大量的研究,并提出了基于 BIM 技术的虚拟施工技术解决方案。同时,他们还将 3D 视频效果引入虚拟施工过程中,增强了虚拟施工的效果和真实感。9。任江,刘莹颖介绍了无人机在地质测量、三维重建、三维扫描、施工管理、变形监测等环节中的应用优势10。中国航空工业集团公司重机激光技术团队在 2000 年就开始对 3D 打印技术中的激光焊接快速成形技术进行研发,该团队的激光焊接快速成形的产品已经
18、在我国的新款军用飞机上得到使用,工作性能不异于传统制造业加工出的零部件。北京航空航天大学通过“产学研”与我国天津大学仁爱学院 2019 届本科生毕业论文4航空设计研究所密切合作,经过多年的努力,2012 年在国际上首次完成了对钛合金、超高强度钢等难加工的大型复杂构件 3D 打印激光成形工艺的研究,并应用激光成形技术成功研制出大型飞机构件11-12。2.3 BIM 技术存在的问题BIM 技术在运用过程中存在许多问题,主要表现在以下四个部分:(1)BIM 技术的软件采集方面。目前,BIM 软件种类繁多,但是大多数软件都运用在项目的设计阶段和招投标阶段,施工阶段可运用的软件数量相对较少,大多数的软件
19、都是以满足单个技术应用为目的。还有一个主要原因就是软件开发商之间存在相互竞争和技术壁垒,这使软件之间的数据交流有限,阻碍了相关 BIM技术的软件的发展。(2)BIM 数据行业标准方面。数据的飞速发展也带来了数据交流不方便的缺点。一方面是我国对国际数据标准 IFC 的应用与推广效果并不理想,另一方面我国在国外的数据标准研究方面涉及不多,这使得我国对建筑工程中的数据标准研究拓展工作不能顺利开展。在实际的 BIM 技术应用过程中,应当有一个细致且专业的应用标准,来辅助 BIM 技术的推广。(3)BIM 技术的应用模式方面。BIM 技术的应用不应该只局限于某一个领域,应当形成一种相互协同的工作模式,多
20、方位多角度的去做技术的综合及应用,为项目提供一个可利用的平台,这是至关重要的。只不过现在的项目参与方受自身利益的影响,不愿去提供一个具有完善信息的模型,不愿共同合作,使工作模式变的精确且透明,为 BIM 技术的推广制造了困难。(4)BIM 技术人才挖据及引用。BIM 的相关技术人员不光要去掌握一门软件而应去掌握一门技术,更应该去利用自己的实践经验,去结合企业的实际要求来制定 BIM 技术应用方案,来推动 BIM 技术在工程领域的发展,但是这种及实践、理论知识与一身的复合型人才在我国的施工及设计企业中少之又少。2.4 本章小结BIM技术可以为工程行业带来巨大的数据支持,对未来的施工提供技术支撑。
21、BIM 技术处理的复杂问题所产生的模型及数据的保留及运用十分重要。项目参与方不集中、人员流动性较强、施工现场环境复杂是影响施工行业步入信息化的主要原因,而随着信息技术的发展,BIM 技术终将进入信息化应用时代。因此 BIM技术未来的发展目标十分明确:(1)细化设计角色分工。项目设计人员分工应明确,不同领域,不同工作内容进行不同设计人员的运用,着重于某一方面的研究,将 BIM 技术融入到项目的全生命周期内。(2)在三维工作环境下,将项目管理与施工设计相结合,保证项目信息的交互性,使项目的不同参与方能够协同工作,保证施工设计及运维管理的顺利进天津大学仁爱学院 2019 届本科生毕业论文5行(3)将
22、项目的信息资源与空间模型相结合。例如 BIM 技术可以应用在模型的管综调整上,利用 Revit 软件形成带有建筑信息的三维模型,对管线系统进行调整优化,使其符合建筑施工标准。BIM 技术不仅仅是建筑模型展示,而应对项目的施工及设计起到辅助的作用。(4)利用完整建筑信息模型,提高虚拟现实技术水平,使项目各参与方了解项目主要信息及建设过程,做到虚拟与现实交互,节约成本及时间;利用完整的建筑信息模型提高施工设计水平及项目的运维管理,从而提高建筑的使用年限,实现项目的全生命周期管理。第三章第三章相关软件相关软件3.1 Revit 软件及功能介绍Revit 软件在 1997 年末被当时机械 3D CAD
23、 的佼佼者 Pro/E 公司的软件工程师所开发,为建筑行业带来巨大变革,为后来的 BIM 技术领域提供源源不断的支持。Autodesk Revit 软件主要有三种:1.Revit Architecture 主要应用于建筑设计,建筑的外观设计与内部设计及家具设备的格局布置都是可以用这款软件进行设计。它可以将家具设备展现在已经完成的建筑里,可以多个角度观察建筑的外观及内部装饰构造,还可以进行日照分析,合理的进行装饰设计。2.Revit Structure 主要应用于结构设计,它可以根据图纸要求画出所需的墙、梁、板、柱等结构构件,它还可以进行钢筋的绘制。最重要的是这些被绘制出来的构件对象可以被结构分
24、析软件所运用,利用这些构件可以进行数量的统计及工程量的预算。3.Revit MEP(Mechanical Electrical,and Plumping)主要应用于机电设计,是为机电设计师量身定做的机电系统仿真平台。它可以帮助建筑师进行机电系统的设计及分析,使用者在进行管道的绘制时,可以利用软件进行系统的分类,在连接管道时,软件会自动产生多种管道布置方法供使用者进行选择,并在管道天津大学仁爱学院 2019 届本科生毕业论文6连接处自动配置合适的接头,大幅度降低了作图的时间,增加可效率。在建筑施工中,利用软件进行管线综合,对方案进行优化设计,减少施工中的困难,降低施工成本。上述软件产品可以将 B
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