基于BIM的虚拟建造——施工模拟

虚拟施工(Virtual Construction，简称VC)，是实际施工过程在计算机上的虚拟实现。它采用虚拟现实和结构仿真等技术，在高性能计算机等设备的支持下群组协同工作。通过BIM技术建立建筑物的几何模型和施工过程模型，可以实现对施工方案进行实时、交互和逼真的模拟，进而对已有的施工方案进行验证、优化和完善，逐步替代传统的施工方案编制方式和方案操作流程。

在对施工过程进行三维模拟操作中，能预知在实际施工过程中可能碰到的问题，提前避免和减少返工以及资源浪费的现象，优化施工方案，合理配置施工资源，节省施工成本，加快施工进度，控制施工质量，达到提高建筑施工效率的目的。

基于BIM的虚拟施工技术体系流程。从体系架构中可以看出，在建筑工程项目中使用虚拟施工技术，将会是个庞大复杂的系统工程，其中包括了建立建筑结构三维模型、搭建虚拟施工环境、定义建筑构件的先后顺序、对施工过程进行虚拟仿真、管线综合碰撞检测以及最优方案判定等不同阶段，同时也涉及了建筑、结构、水暖电、安装、装饰等不同专业、不同人员之间的信息共享和协同工作。

基于BIM的虚拟施工体系流程

BIM的载体是模型，核心是信息，其本质就是面向全过程的信息整合平台。虚拟施工是通过仿真技术虚拟现实。随着BIM的不断成熟，将BIM技术与虚拟施工技术相结合，利用BIM技术，在虚拟环境中建模、模拟、分析设计与施工过程的数字化、可视化技术。通过虚拟施工，可以优化项目设计、施工过程控制和管理，提前发现设计和施工的问题，通过模拟找到解决方法，进而确定最佳设计和施工方案，用于指导真实的施工，最终大大降低返工成本和管理成本。

如果虚拟施工有效协同三维可视化功能再加上时间维度，可以进行进度模拟施工。4D模型虚拟施工随时随地直观快速地将施工计划与实际进展进行对比，同时进行有效协同，施工方、监理方、甚至非工程行业出身的业主、领导都能对工程项目的各种问题和情况了如指掌；5D模型对项目工程量进行准确测量，有效控制费成本支出；6D模型实现对安全环境的模拟，时时观察环境变化，做好改善与预防措施。这样通过BIM技术结合施工方案、施工模拟和现场视频监测，减少建筑质量问题、安全问题，减少返工和整改。

基于BIM的nD虛拟施工模型

虚拟施工核心技术

▷ 4D施工模拟提升管理水平

施工进度计划是项目建设和指导工程施工的重要技术文件，是施工单位进行生产和经济活动的重要依据。进度管理是质量、进度、投资是三个建设管理环节的中心，直接影响到工期目标的实现和投资效益的发挥。施工进度计划是施工组织设计的核心，通过合理安排施工顺序，在劳动力、材料物资及资金消耗最少的情况下，按规定工期完成拟建工程施工任务。传统进度管理的方式有基于二维图纸、网络图等。

▷ 可建性模拟提高工作效率

为了工程如期完成，不同专业在同一区域、同一楼层交叉施工的情况是难以避免的。是否能够组织协同好各方的施工顺序以及施工区域，都会对工作效率和既定计划查收产生影响。BIM技术可以通过施工模拟为各个专业施工方建立良好的协调管理提供支持和依据。

用于建模的Revit软件本身不具备进行施工模拟的能力。要实现施工过程仿真需要一种能够将BIM模型和施工进度安排相结合并以动画形式展现的工具。这里可以使用Navisworks。