栗新
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摘要:随着计算机技术的不断进步,BIM技术在矿山工程建设中的应用深度在不断推进。将该技术用于矿山工程建设中,可以实现矿山工程建设各阶段工作的仿真模拟,使得参与各方第一时间发现设计、施工等工作中存在的问题和不足,并马上采取有效措施进行优化,从而大幅度提高矿山工程的建设效率与质量。
关键词:BIM技术;矿山工程;建设应用
1BIM技术在矿山工程建设中的运用现状
1.1未能充分发挥BIM技术的优势
BIM(BuildingInformationModeling)技术是一个智能化、数字化的仿真模拟系统,中文意思为建筑信息模型,这一概念由美国乔治亚理工大学的查克伊士曼博士在20世纪70年代提出,并且在上世纪80年代以后得到高速的发展,被定义为是由充足信息构成以支持新产品开发管理,并可由计算机应用程序直接解释的建筑,它以三维数字技术为基础,生成可交换、存储、管理的数据模型。BIM技术是一种多维(3D空间、四维时间、五维成本、n维多应用)模型信息集成技术。在从概念产生到建设生产的整个生命周期中,项目建设的所有参与者都可以在信息中操作信息和操作模型,从而从根本上改变了依靠符号文本形式的图纸进行项目建设和运营管理的员工工作模式。
由于矿山工程建设是一项涉及内容多的工程,矿山工程的设计和施工过程复杂,涉及专业、专有设备和材料多,施工周期长。在工程设计和施工过程中,各种因素都会影响工程,如厂房、钢结构、设备等模型不丰富,精度不够;BIM模型只反映主要工艺等主要内容,有些专业内容无法在模型中体现,且全三维设计没有实现,四维时间和五维成本不可能整合到设计和施工过程的中间问题上。BIM技术在矿山工程中的应用有待提高。因此,应根据矿山工程的特殊性和设计施工的难度,制定较为全面的BIM设计施工方案。同时,也要在工程进度和成本两个维度上进行创新应用,以达到提高工作效率、质量、降低施工成本、减少施工项目全生命周期中的差错和风险的目的。
1.2专业软件普及度不高
BIM技术的实际应用主要依赖于计算机技术,而计算机技术又离不开计算机软件。在实际应用过程中,虽然该技术有专业软件,但很多软件都是由国外的计算机软件开发的,没有完全按照国内工程的实际特点开发,加上很多矿山工程设计专业,有的采用不同的三维设计软件,而且三维模块之间存在差异,兼容性和适用性有待提高。其次,大多数BIM计算机软件应用于一般的建设项目中,与矿山工程建设有很大的不同,这使得可用于矿山工程建设的BIM计算机软件不多。
1.3技术人才缺乏
将BIM技术应用到矿山工程建设中,充分发挥其强大的优势,需要专业技术工程师的支持。由于BIM技术在矿山工程建设中的特殊性,不仅要求专业技术人员具备矿山工程设计知识,还需要更熟练地掌握计算机技术,科学合理地使用BIM软件,了解所构建的工程模型,运用BIM技术进行碰撞检测,分析设计中存在的问题,充分发挥BIM技术在矿山工程中的作用。目前,矿山专业工程师虽然具有专业的设计能力,但对BIM技术的理解不够深入,极大地限制了BIM技术在矿山工程建设中的应用和创新。
2在矿山工程施工管理中提高BIM技术应用的措施
2.1制定统一数据存储格式,实现矿山数字化建造信息全生命周期的迭代和共享
对于BIM技术来说,第一次模拟考试就是形成统一的数据存储格式,实现项目全生命周期内整个信息的迭代和共享,形成BIM软件生态系统,并释放数字化施工技术的优势,形成以“数字化多模式”为基础的信息生态系统关于BIM技术。
”“模型”是指BIM模型,是指存储工程信息的各种数据库;“表”是指信息表达(信息应用),是指调用数据库的各种工程应用,包括三维显示或碰撞检测设计结果、项目信息管理等软件系统,建设(维护)信息采集、运营准备决策等未来成熟的模型必须基于开源数据存储标准,但标准组织目前形成的标准BIM标准往往不具有前瞻性,会兼顾成员的利益,影响标准的普遍性、先进性和实用性。相反,可以在标准组织之前完成通用数据标准的开发。
在BIM应用和发展初期,矿业界应积极制定BIM设计标准,形成统一标准并发布实施,加快BIM技术在矿山工程建设中的应用,促进BIM技术在矿山建设过程中在进度、成本、质量等方面的普遍性和完整性,促进矿山工程全生命周期的信息传递、共享和交流,加快矿山工程领域设计与施工管理协调发展,整体提高矿山工程建设质量和投资效益。
2.2整合智能信息技术,形成基于BIM技术的数字生态系统
整合BIM技术、最新物联网技术和5g技术,形成“数字矿山”的信息化模式。在模型中嵌入施工时间、采购物流、施工组织等施工过程信息,有助于施工质量的精细化管理。集成最新信息技术,形成BIM+VR+GIS的应用模式。以BIM信息模型为基础的协同管理平台、三维施工仿真、vr虚拟显示为“虚拟”,形成虚实结合的应用模式,解决项目全生命周期的实际问题。
2.3通过BIM技术加强矿山施工进度管理
通过科学合理地应用BIM技术和仿真技术,将矿山工程三维模型与进度计划有机地结合起来,实现基于时间维度的施工进度模拟。一方面,可以按日、周、月等时间单位模拟工程施工进度,根据现场条件的变化,科学合理地调整施工进度,深入分析不同施工方案的优缺点,以利于施工选择最合适的施工方案;另一方面,根据工程的重点或难点,科学合理地调整施工进度,通过BIM技术的应用,可以实现更详细的可视化仿真,如施工作业空间的共享,物资供应计划、物资运输与堆放、施工安装过程等方面,在此过程中可以有效模拟和科学规划。同时,探索和优化施工进度措施的主要目的是尽可能科学合理地安排施工进度,保证资源的优化配置。
2.4运用BIM技术加强矿山建设质量安全管理
矿山工程建设质量安全管理是矿山BIM建设综合监控管理的主要内容。在矿山工程建设中,最重要的是准确掌握施工方案、施工方法、施工经验和施工图纸。在施工过程中,利用BIM施工管理技术,建立设计图纸、施工设备、材料的BIM信息平台,以电子化施工信息代替纸质施工信息,实现信息及时共享,便于质量安全控制,更好地使施工单位或监理人员对设备、材料的质量进行审核。此外,还可对现场施工人员进行4D施工优化过程培训和施工前模拟,提高施工质量和安全性。最后,利用PDCA进行矿山工程建设的BIM质量安全管理,根据工程需要建立BIM技术的PDCA施工质量安全管理与控制体系。
结论
BIM技术在矿山工程行业中的普及还有相当长的一段路要走,横梗在这两个学科体系之间的最大障碍往往不是技术性的,而是在思想领域如何认同和交融的问题。在矿山工程施工管理中使用BIM技术,不仅可以确保矿山工程施工顺利开展,也可避免施工作业风险。要推动BIM技术的应用,务必从矿山工程建设设计、施工的特点和难点出发,针对问题进行分析与总结,从而推动我国矿山工程建设的可持续发展。
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