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International Journal of Engineering Research amp; Technology (IJERT) |
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http://www.ijert.org |
ISSN: 2278-0181 |
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Vol. 6 Issue 11, November - 2017 |
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Modelling and Project Planning Of a Residential Building by Implementing 5D BIM Technique – A Review
M. Subhi
PG Student,
Department of Civil Engineering,
Sri Ramakrishna Institute of Technology Coimbatore-10,
India.
Abstract- Basically traditional methods of building construction process is a backward to proper task scheduling and planning of the on-going construction project work at site, which is resulting in poor monitoring of complete process. The current study on concept of building information model (BIM) derives a platform where all the key information of every single element of the process of construction can be integrated virtually. It assists the Architects, Engineers and Constructors to foresee what is to be built in simulated environment and to recognise potential design, construction or operational problems. The BIM expands this methodology into 3 dimensional (3D) drawings in the three primary dimensional width (b), height (h) and depth (d) with time as 4th dimension and cost as 5th dimension. BIM in terms of 5D modelling saves a lot of time and money comparing to traditional scheduling process. This paper gives a clear view on implementing the 5BIM techniques in the Residential building construction.
KEYWORDS- 3D Modelling, 4D Planning, Project Cost
Management, Scheduling, Visualization.
- INTRODUCTION
With the growing complexity of construction projects and shortage or availability of resources there is a need for better, more sophisticated tools for construction planning and management. There is a need for system which run more efficiently (save time and money, requires less resources and without compromising the quality), that facilitate better coordination and communication among project team members, and also communicate the same idea of the project to all stakeholders involved in the life cycle of the project.
The construction industry is emerging with various new advancements being included in every technique used. Earlier, stakeholders used to employ the 2D technique to get the constructions done. This method required 2D drawings for dimensional details of all the construction elements, which in turn needed the access to many different documents. This process was not of great use as it was prone to human error, mistakes and cumbersome. These reasons paved the way for other accurate and simplified options to overcome the problems experienced by a professional using the 2D technique. The development of efficient techniques which could be engaged throughout the lifecycle of a construction project was highly required. Researchers and engineers worldwide have continuously made their valuable contributions in this field. Recently, Building information
Dr. R. N. Uma
Head
The Department of Civil Engineering,
Sri Ramakrishna Institute of Technology,
Coimbatore-10, India.
modelling (BIM) has been developed and gaining popularity in this area.
BIM is a primary digital representation of a 3D building and its intrinsic physical and functional characteristics which forms a reliable basis for decision making during the life-cycle of a construction project. It is a database and creates a perfect platform to share knowledge and communicate information between project participants. The term BIM does no longer sound strange and has become an integral part of construction industry. BIM is a wonderful, intelligent, object-oriented and data-rich technology where the appropriate data can be extracted and analysed according to the need of a user who then makes decisions to improve the process of delivering the facility. In the light of the above explanation, BIM is not just software but it is a combination of both process and software which makes substantial changes in the workflow and project delivery processes.
From the perspective of a software, BIM is a project simulation which is comprised of the 3D model of the project components containing links to all the required information of the project planning, design, construction or operation, while, BIM could also be seen as a virtual process that merges all aspects, disciplines, and systems of a facility within a single, virtual model, permitting all the team members such as owners, architects, engineers, contractors, subcontractors and suppliers to collaborate more meticulously and efficiently than traditional processes. The team members could constantly refine and adjust their work portions according to project requirements and design changes to ensure the model is as accurate as possible, while the model is being created. This could be achieved before the start of the project.
In recent years, the various technologies like 3D (which represents the visualization of an object by height, length and width in a space coordination system) and 4D (4D is a mix of 3D coordinates and the time as 4th dimension) BIM have been employed in many construction projects where significant improvements in these tools to enhance the building process have been observed. Although, 3D and 4D techniques improve the execution of construction in the multidisciplinary and m
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实施5D BIM技术的住宅建模与工程规划 - 综述
M.Subhi PG学生，
土木工程系，
Sri Ramakrishna技术学院，哥印拜陀-10，印度
摘要 - 传统建筑施工过程的方法，是对现场正在进行的施工项目工作进行适当的任务调度和规划，导致对完整过程的监控不力。目前关于建筑信息模型（BIM）概念的研究得出了一个平台，其中建筑过程的每个单元的所有关键信息都可以虚拟地进行整合。 它协助建筑师，工程师和施工人员预测在模拟环境中要建造什么，并识别潜在的设计，施工或运营问题。 BIM将该方法扩展为三维主要尺寸宽度（b），高度（h）和深度（d）的三维（3D）图，其中时间为第4尺寸而成本为第5尺寸。与传统的调度过程相比，BIM在5D建模方面节省了大量时间和金钱。本文对住宅建筑中实施5BIM技术提出了明确的看法。
关键词 - 三维建模，四维计划，项目成本
管理，调度，可视化。
I. 介绍
随着建筑项目日益复杂以及资源短缺及可用性的提高，建筑规划和管理需要更好，更复杂的工具。 需要更有效运行的系统（节省时间和金钱，需要更少的资源并且不会影响质量），以促进项目团队成员之间有更好的协调和沟通，并将项目的相同想法传达给所有在项目的生命周期中的利益相关者。
建筑行业正在涌现出各种新技术，包括正在使用的每种技术中。此前，利益相关者们曾经使用2D技术来完成构造。这种方法需要二维图纸的所有建筑元素的尺寸细节，这反过来需要访问许多不同的文件。这个过程不是很有用，因为它容易出现人为误差，错误和麻烦。这些原因为其他准确和简化的选项铺平了道路，以克服使用2D技术的专业人员遇到的问题。非常需要开发可以贯穿整个建筑项目生命周期的高效技术。全球研究人员和工程师不断在这一领域做出宝贵贡献。最近，建筑信息建模（BIM）已经在这个领域得到发展和普及。
RN Uma博士 负责人
土木工程系，
圣罗摩克里希那理工学院，哥印拜陀-10，印度。
BIM是3D建筑的主要数字代表，其内在的物理和功能特性为建筑项目的生命周期中的决策提供了可靠的基础。它是一个数据库并创建了一个完美的平台，在项目参与者之间分享知识和交流信息。BIM这个词已经不再陌生，已经成为建筑行业不可或缺的一部分。BIM是一种美妙，智能，面向对象和数据丰富的技术，可根据用户的需求提取和分析适当的数据，然后由用户决定改进设施交付流程。鉴于上述解释，BIM不仅仅是软件，它还是流程和软件的组合，它对工作流程和项目交付流程作出了重大改变。
从软件角度来看，BIM是一个项目模拟，它由项目组件的三维模型组成，其中包含了项目规划，设计，建造或运营所需的所有信息的链接，而BIM也可以被看作是虚拟过程，在单一的虚拟模型中融合设施的所有方面，学科和系统，使所有团队成员（如业主，建筑师，工程师，承包商，分包商和供应商）能够比传统流程更细致高效地进行协作。团队成员可以根据项目需求和设计变更不断细化和调整他们工作的部分，以确保在创建模型时模型能尽可能准确。这可以在项目开始之前完成。
近年来，3D技术（代表空间协调系统中高度，长度和宽度的物体可视化）和4D（4D是3D坐标的混合并使时间作为第四维）的各种技术已被采用在许多建筑项目中，已经观察到这些工具在改进建筑过程方面有了重大改进。虽然3D和4D技术在很大程度上改善了多学科和多组织领域的施工执行，但是在实际项目中使用这些工具是一个复杂的过程，需要大量的协调。其中一些问题为许多新概念铺平了道路，例如5D BIM，即将4D（时间）和成本估算组合为第五维。
AI. 文献评论
Bonsang Koo和Martin Fischer（2000）表明，4D模型是项目调度工具（如CPM网络和条形图）的有用替代品。它们使更多人能够快速了解计划并发现潜在问题。通过开发用于商业建筑项目的4D模型，我们将能够检测原始时间表的不完整性，发现时间表活动之间的细节水平不一致，并发现不可能的时间表顺序。还可以预测潜在的时空冲突和可及性问题。 他们还展示了4D模型在评估和执行施工进度时的有效性。他们还强调在他们的研究中需要进一步推进4D工具。他们还表明，4D模型优于先前的关键路径方法（CPM）网络和条形图等工具。
KW Chau等人（2004）开发了一种4D可视化模型，旨在帮助施工经理在更广泛和更实际的现场管理环境中能更有效地计划日间活动，从而增加我们对现代计算机图形学相关性的了解和理解及施工现场经理的职责。
Manish Goyal和KNJha（2007）将他们的研究重点放在开发原型4D模型上，该模型是通过将3D几何模型与调度数据关联而生成的，这将确保项目利益相关者随着时间的推移而可视化并跟踪施工过程。这项研究的基本目标是开发这一项目，使用户能够在项目的任何时刻和执行项目之前消除所有缺陷。即使这个测试是在一个简单的建筑项目上完成的，但结果是令人满意的，并且总体上有助于改进项目策略和规划。
Kyuman Cho等（2010）许多研究人员已经做出了许多努力来开发建筑项目的时间表和成本集成模型，但很难在使用这种模型的实际施工现场整合和管理时间表和成本。本研究中开发的综合进度和成本模型能够对重复性施工过程进行规划和控制，并且可以由项目经理在实际施工现场使用。 此外，采用本研究中开发的整合模型，开发了核心墙施工的综合时间表和成本模型，这是在最近蓬勃发展的高层建筑施工中的一个重要的重复过程。 预计开发的综合时间表和成本模型可以使项目经理更有效地整合重复性施工过程的时间表和成本，并能支持项目经理的决策。
Tsai等人（2010）通过记录2D数据并将其模拟成3D来估计实时项目所需的时间，其中运用了Autodesk Revit软件，MS Project和BIM应用程序，并创建了3D和4D模型。
这些技术使得利益相关者和建设者能够确定建筑项目的人力资源需求和时间成本。使用这些工具还可以增加对其应用程序的理解。
Ning Gu和Kerry London（2010）已经在建筑，工程和建筑（AEC）行业中考虑BIM的现状，并在不久的将来对其作用和潜在贡献进行重新评估。本文分析了行业在产品，流程和人员方面的准备情况，根据跨学科的现状和期望来定位BIM。检测表明存在需要同时考虑技术和非技术问题。该标志还倾向于采用程度的不断变化，因此需要采用特定工具来促进BIM的采用。该研究表明，即使是在澳大利亚工业中早期技术采用者的市场领导者，在许多情况下也有不同程度的BIM实践经验知识，因此对BIM技术在整个行业中的未来扩散有时会有不同的理解和不同程度的信心。
Saini和Mhaske（2013）采用了基于BIM的技术，将调度过程与使用传统方法实现的调度过程进行了比较。他们还解释了4D软件可用于估算建筑项目进度计划的方法。这项研究还显示了BIM如何帮助实时跟踪施工过程并同时帮助获取准确的数据的，这也有助于加速过程。他们还提出了将BIM等材料，成本，资源，场地等各种其他维度结合起来创建5D或nD模型的想法。
Atul Porwal和Kasun N. Hewage（2013）分析BIM的实施对北美建筑行业来说仍然是一个挑战。相比之下，加拿大建筑行业的BIM采用率远远落后于美国。BIM的能力和采用主要取决于建筑项目中的客户或业主。公共部门的客户通常认为市场尚未准备好采用BIM，并且害怕通过实施BIM来限制竞争来增加项目成本。此外，如果承包商在设计阶段未加入项目，那么BIM的能力会很有限。本文倾向于采用“BIM合作”的公共采购框架，以确保建筑项目的最佳价值。该文件中描述的案例研究证实了在公共资助建设项目中提出的基于BIM采购的可行性。本文提出项目的合同安排可以提高生产率，改善协调性，减少错误和返工。
Daegu Cho等人（2013）提出成本，进度和绩效控制是项目执行阶段的三大功能。除了个别重要性之外，成本一览表整合在过去五十年来一直是建筑行业的主要挑战。尽管已经付出了很多努力来提出理想的整合系统，但分布式方法已经盛行。因此，成本一览表的整合仍然是一个未解决的问题。
本文的主要目的是提出一种新的方法来整合成本，进度和绩效数据。本文专注于分析包括数量的起飞，成本估算，成本控制，进度控制，定期的每月支付和绩效评估的与项目控制功能相关的项目执行数据。对理想集成的条款进行了分析，并提出了建设信息数据库框架（CIDF），该框架支持多个视角和具有相对较少数量的控制帐户的详细程度。
彼得史密斯（Peter Smith）（2014）探讨了与建筑行业建筑信息模型（BIM）的性能和发展过程中的项目成本管理专业人员有关的全球性问题。本文基于对BIM的实施和澳大利亚数量调查公司进行详细访谈的当前行业趋势和问题的回顾或分析。这也为项目成本管理专业人员基本地参与到施工的所有阶段中提供了重要意义。本文中的结论是现代项目成本经理最大的价值在于他们具备5D识别能力，并能够利用电子模型实时提供详细的5D估算和生活成本计划。
Hexu Liu等人（2014）利用基于BIM的集成框架提出了详细的成本估算和建设项目调度。这项工作是通过使用Autodesk Revit软件开发BIM产品模型实现的。在提出项目框架之前，对BIM成本估算和调度的文献进行了考虑和调查。一个简单的建筑项目被用作案例研究以促进结果。
Byungjoo Choi等人（2014）本文根据其功能和可移动性对工作空间进行了分类，并提出了一个包含五个阶段的工作空间规划流程的框架，其中包括4D（BIM）生成，工作空间需求识别，工作空间问题识别，工作空间占用表示和工作空间问题解决。本文中的计划框架可以通过引入工作空间职业概念和考虑工作空间问题的综合工作空间规划流程来提高工作空间状态的表示和工作空间问题识别的准确性，活动特征，工作空间和施工计划。
另外，本文旨在通过路径分析和形式化的工作空间问题解决过程来加强工作空间规划过程。为了验证所提出的方法，测试了一个案例项目。结果显示了拟议框架在改进工作空间规划过程方面的效率和有效性。根据这项研究的结果，项目经理将能够通过在施工前阶段制定相关的工作空间计划来防止可能出现的工作空间问题及其对工程绩效的负面影响。
Prakash Chandar，Dhivya Shree（2015）进行了一项研究，重点关注建筑项目经理和建筑行业从实施4D规划中可以获得的收益。该平台基于将3D模型的组件与预定时间的组件集成，这将证明4D规划方法已经在项目的准时交付方面有效。利用4D规划，以传统方法对项目进行再分析，以避免同一项目中所有差异。
Patil和Bhirud（2015）在研究项目中研究了BIM的实施及其对传统建筑设计方法的影响。BIM是一个技术工具，其中建立了一个虚拟项目，用于创建协调一致的建设项目，其中包含了可计算的信息，从而可用于生成高质量的施工文件，设计决策，成本估算，规划以及管理和运营设施。此外，他们提到了扩展BIM方法以考虑时间和成本，并创建了4D和5D模型。
Jiang Xu（2016）的研究分析了建筑业发展的现状和建设阶段的项目管理问题，并分析了建筑信息模型（BIM）技术的应用原理和BIM 5D的建模流程。在此详细分析了BIM技术在中央大项目中的具体应用，展示了BIM技术在施工阶段的具体实施过程，同时提高了施工质量，降低了施工成本，实现了绿色施工BIM技术在施工过程管理中的良好管理要求。
Jing Jiaa等人（2016）旨在通过研究在常用DBB（Design-Bid-Build）模式下BIM在住宅建筑设计阶段的应用来弥补这一差距。通过几个项目的检查和参与，本文构建了BIM应用价值体系，包括基于DBB模式的具体实施方案和交付形式。该系统涵盖了方案设计，初步设计，施工图设计和详细设计阶段，涉及总体布局，市政设施，景观，建筑，结构，机电（水电）和精装修等专业领域。
Xue Lia等人（2017）通过协助建筑信息模型和BIM5D软件进行施工进度管理，不仅可以识别资源需求，设备需求和资金需求，而且能在实际施工过程中及时监测，使偏差量从预算资金来看，并包括及时监督，质量检查，安全问题，修复缺陷，然后在实际施工过程中进行项目检查。
BI.结论
基于上述评论，它表明BIM不仅适用于建筑物的3D建模和4D时间管理，而且还可用于许多其他方面，如（1）可用于监控项目进度的完美可视化工具。（2）用于建筑成本和资源管理的简单且适当的工具。（3）只需单击元素和活动，即可在任何时间点修改和管理所有的构建步骤。（4）使用这种技术，时间，成本和劳动力管理变得平稳可行。（5）这些都是对用户友好的，可以很容易地被数量测量员，工程师，项目经理等采用。（6）为了减少成本，时间，返工，5D BIM技术可以在他们的项目中使用。总而言之，更多的研究应该集中在开发实用的5D BIM模型上。
参考文献
[1]彼得史密斯，“5D BIM项目成本管理”程序 -社会和行为科学226(2016)193 - 200.
[2]由Bonsang Koo和Martin Fischer编着的“4d cad在商业建筑中的可行性研究”J. Constr.工程.管理，2000,126(4)：251-260.
[3]KW Chau; M. Anson; 和JP张“建筑调度和场地利用的四维可视化”J. Constr.工程.管理.，2004,130(4)：598-606.
[4]Manish Goyal和KN Jha“开发4维模型施工管理中的应用”第24届国际ISARC 20建筑自动化集团，IIT马德拉斯(2004)289-294中的自动化和机器人技术研讨会.
[5]Kyuman Cho，Taehoon Hong和Changtaek Hyun“整合重复建设过程的进度和成本模型”J.管理.Eng.2，2010
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