现代化实训基地建设中BIM技术的应用研究

摘 要： 现代高校教育工作不断完善，这与技术发展、高校建设密不可分，实训基地在此过程中发挥了重要作用。以现代化实训基地建设中建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技术的应用思路为切入点展开分析，在此基础上探究其应用价值和具体应用方法，结合浙江广厦建设职业技术大学工作经验，就信息采集、模型搭建、模拟与优化、跟踪与动态调整、完成后模拟等五个技术环节进行分析，清晰呈现现代化实训基地建设中BIM技术的应用流程，也为各高校实训基地建设提供少许参考。

关键词： 实训基地 BIM技术 静态模拟 动态跟踪

中图分类号： G64文献标识码： A文章编号： 1679-3567（2024）01-0080-03

基金项目：2023年教育部产学合作协同育人项目“基于BIM技术的数字协同基地的建设”（项目编号：221000641095559）。

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）是建筑学、工程学及土木工程的新工具。以三维图形为主，可为物件导向、建筑学有关的电脑设计提供辅助。与建筑有关的多个工作环节，可借助BIM技术提供设计和施工管理水平，这也为高校现代化实训基地建设提供了便利。我国高等院校对实践教育的关注度不断提升，建筑类、工程造价类专业对实践学习的要求也较高，这就客观要求加强实训基地建设，目前不同高校的实训基地建设水平存在差别，部分高校实训基地建设情况良好，积累了丰富经验，也可为其他高校提供参考[1]。就现代化实训基地建设中BIM技术的应用思路、方法等进行分析，具有一定的现实意义。

1 现代化实训基地建设中BIM技术的应用思路

1.1 全程化

思路上看，现代化实训基地建设中BIM技术的应用应强调全程化，全程化是指该技术应在实训基地建设项目的启动、设计、建设、竣工阶段加以运用，以充分发挥其技术特点和优势，保证现代化实训基地设计、建设质量和效益。如服务建筑类专业学生学习的实训基地，应建设多个实验室，关注多元服务教育管理工作[2]。在项目的启动阶段，可利用BIM技术确定项目建设的大致思路，出具施工图纸，项目建设、施工阶段，继续利用BIM技术分析施工进度、造价水平以及控制方法，竣工后以BIM技术服务模拟分析，了解实训基地是否能够妥善服务建筑类、工程造价类专业教学。全程化是现代化实训基地建设中BIM技术应用的基本思路之一，也是发挥其优势的基本保障[3]。

1.2 动静结合

现代化实训基地建设中，BIM技术的应用也应关注动静结合。动静结合是指利用BIM技术进行同步或异步化的模拟，以了解基地建设方案是否可行、是否满足安全要求、工期是否得当等等。静态模拟关注分析某一对象、某一指标的静态指标，如通信情况、安全情况、消防设施配置情况等等，常规二维模拟技术也可进行静态模拟，但直观性较差。动态模拟则关注代入动态参数，了解其可能出现的变化、波动，以分析方案设计的合理性。如持续工作情况下建筑的老化情况、日照变化等等，是BIM技术的特有优势之一[4]。

1.3 关键环节的反复应用

现代化实训基地建设往往重视多技术的运用，以保证为教学活动提供多样化的支持，BIM技术在此过程中可以发挥较多作用，且具有常规二维技术不可比拟的优势[5]。如浙江广厦建设职业技术大学建筑类、工程造价类专业实训基地建设，该校实训基地中，BIM相关实训室多达12间，包含BIM施工策划软件、BIM算量软件、品茗BIM5D软件、品茗BIM5D软件、品茗BIM综合算量软件、品茗HiBIM软件等。在类似工程中，可利用BIM技术对不同实验室的空间分布进行模拟，也可以对不同教学设施的网络资源占用和配置情况进行模拟，了解最佳建设方案，以确保实训基地的建设质量。

2 现代化实训基地建设中BIM技术的应用价值

2.1 直观可视

从技术角度出发，现代化实训基地建设中BIM技术的应用更具直观性，且可视化程度高，这是其基本优势。如三维化的模型，可以进行宏观分析，也可以缩放某一个项目、某一个角度，不断进行支护情况、建筑力学情况、导力能力以及安全性方面的研究分析，较二维技术更具直观性，可视化程度高。

2.2 可复用

现代化实训基地建设中BIM技术的应用，也具有可复用的优势，可复用是指信息化模型生成后，可短暂存储在信息系统内，对此模型进行的调整如果符合预期，可形成新的方案，反之也可以反复调用尚未修改的模型，做二次、三次模拟和优化[6]。此外，一处实训基地的建设资料形成、归档后，也可以反复调取服务其他类似基地的建设，信息化保存完整度高、调用也比较方便。

2.3 模拟价值高

模拟价值高，是现代化实训基地建设中BIM技术应用的核心优势，包括上文所述的静态、动态模拟在内，以BIM技术为核心，工作人员可以不断进行数据收集、管理、加工，提升BIM模拟的客观性和完善度，也可以对一些关键环节、关键项目进行反复模拟，以最大限度保证设计的科学性，或服务工期管理、造价管理活动，为现代化实训基地建设提供综合效益方面的保障。

3 现代化实训基地建设中BIM技术的应用方法

3.1 基本流程

现代化实训基地建设中，BIM技术的应用主要分为五个步骤，不同实训基地的建设可能稍有差别，但BIM技术的应用流程基本固定，具体如图1所示。

结合图1信息可知，现代化实训基地建设中BIM技术的应用可大致分为三个阶段，即准备阶段、实施阶段、结束阶段。其中准备阶段工作包括信息采集和数据加工两个环节，如实训基地的建设要求信息、建设区域大小信息、土体强度信息、工程量分析等，均在此阶段一体完成，生成工作资料后服务下一阶段工作。第二阶段即实施阶段，利用BIM技术，对基地建设的具体信息进行挖掘处理，形成一个工作模型，此模型应为静态模型。根据不同分项目的建设目标，生成若干动态模型，并做模拟分析和调整，保证模型设计合理得当，进入施工阶段后根据实际需要，继续对BIM技术进行运用，以不断调整设计、同步完成工期管理和造价管理。进入结束阶段，BIM技术可用于验收模拟，评估实训基地建设是否符合预期，并对其未来应用做必要跟踪，预先了解、处理可能出现的问题。

3.2 具体方法

3.2.1 信息采集

现代化实训基地建设中，信息采集是BIM技术应用的基础，要求保证信息采集的完整性和丰富性，早期信息采集并不关注处理加工，以原始信息为主要收集对象，只做简单的加工、使其便于使用即可。如浙江广厦建设职业技术大学实训基地，尝试完成1间全过程数字造价实训室及相关的配套建设，包括师资、教学资源、实习基地等。关注建立依托BIM技术的培养创新型教学模式，构建产学研合作教育的“双师”队伍，建立多层次递进的实践教学体系，形成依托校企合作、协同育人的形式共建实训基地。这就需要做建设场地信息采集、建设质量要求信息采集，配套设施信息采集，同时做好常规信息的采集，包括建设区域土体强度、工程量等等。所有信息采集完成后，应保留原始信息备份，并对一些必要信息进行加工，使其能直接服务模型建设，包括信息的数字化转化、参数转化等等，采集信息的人员应保证具有专业资质，为信息的科学、可靠性提供保障。

3.2.2 模型搭建

完成信息采集后，应将其按照固定标准进行处理，形成统一的模型尺寸和搭建方法，以初步形成可用于静态分析的BIM三维模型。信息加工的要点在于保证加工方式的一致性，如外场收集的建筑尺寸信息，可做等比例缩小，以形成直观可见的三维模型，一般可按照BIM软件默认比例尺进行管理，做100倍或其他比例处置。搭建的静态模型应具有三维化特点，且各个部分均应具有数字化处理的空间，包括配套设施建设情况、基地内消防通道建设情况、基地实验室配置的空间原则和呈现方法等等。静态模型搭建完成后，需要组织备份，以保证原始模型可以反复使用。

3.2.3 模拟与优化

模型搭建完成后，可组织动静态实验，按照上文所述的方式，静态试验和动态试验的侧重点略有不同，其实验方式也小有差别，静态实验一般要求添加完整的工作参数，再对模型进行评估。例如：实训基地的网络通信承载能力实验，可以根据实训基地的建设要求、目标进行分析。确定同一时间的通信峰值水平，以及实训基地的网络建设指标等关键信息，将其同步代入到BIM模型中，判断模型是否满足峰值通信的需要。无异常可完成模拟，并按既定方案组织实训基地建设；反之则调整参数重新模拟，直到完成理想的实验结果。动态实验关注添加一些约束条件，了解模型情况用以拟定或优化方案。仍以实训基地的网络通信承载能力为例，代入约束条件为峰值通信需求，以评估当前模型能否承受，不断调整峰值通信压力，直到模型不能承受，获取其极限参数与预定方案进行对比，根据对比结果确定实训基地的网络通信建设标准，或对既有方案进行优化。

3.2.4 跟踪与动态调整

现代化实训基地建设过程中，可能出现一些不可预知的动态因素，导致原有的建设方案无法推行，需要进行调整。要求利用BIM技术进行基地建设情况的跟踪，并根据动态因素具体变化情况进行调整。例如：建筑类、工程造价类专业的实训基地，原计划建设5间实验室，配置4G承载网以及对应设备，但由于学校规模扩大，学生数目增加，5间实验室、4G网络已经不能满足教学需要；因此，要求设计8间实验室并建设5G承载网络。可对原型模型进行调整，在原始模型基础上重新规划实验室的建设区域、空间资源配置，并对通信参数进行调整，首先进行静态模拟，添加新的原始数据（实验室大小、面积、网络通信参数等），对现有计划进行一些有限的调整。如果静态模拟无法得到满意结果，则启动动态模拟，直到获取满足新要求的设计结果，再用于现代化实训基地建设。

3.2.5 完成后模拟与注意事项

在现代化实训基地建设完成后，BIM技术的应用主要服务基地使用后情况的分析，如基地的使用时间、老化年限、安全问题处理等。可将最终建设完成后的实训基地参数进行收集，建立符合其实际情况的新BIM模型，在根据模拟要求、目标代入各类参数进行分析，可以采用动态分析的方式，对时间参数进行调整，调整为10万以上的速率（即模拟1 min相当于实训基地使用10 min），分析其老化情况、安全情况等等，为实训基地的后续管理提供参考。

现代化实训基地建设中BIM技术的应用，应注意两个关键问题，一是原始参数的准确性和丰富性，作为BIM技术的运用科学性的基本保障。在此基础上还要求加强与实际需求的高度结合，根据实训基地建设要求和施工区域特点做好针对性分析，提升技术应用的针对性。

4 结语

综上所述，现代化实训基地建设中BIM技术的应用具有直观可视、可复用、模拟价值高等优势，可改善实训基地建设效益，应在工作中予以更多关注。现代化实训基地建设中BIM技术的应用应强调全程化、动静结合，并在关键环节反复利用BIM技术优势进行设计调整。在具体工作中，应首先强调进行信息采集，之后利用原始信息搭建模型，并组织动态、静态调整，跟踪实训基地建设过程，完成工程主体建设后还应做使用模拟，以规避可能出现的使用问题，为实训基地建设质量提供更多保障。

参考文献

[1]曹澍，郑丽梅，张利华，等.服务产业人才需求新发展的先进制造新技术实训基地建设研究[J].机械职业教育，2022（12）：7-11.

[2]邬思辉，曾诺，黎欢.职业院校实训基地信息化建设及成效：以广东省食品药品职业技术学校为例[J].广西职业技术学院学报，2022，15（5）：89-96.

[3]朱熙，陈霞.水利行业实训基地建设：以四川水利职业技术学院实训基地为例[J].四川水利，2022，43（2）： 182-184.

[4]李步先，阚欣荣，劳旺梅，等.技能大赛引领高水平示范性化工职业教育实训基地建设的思考[J].广州化工，2022，50（7）：203-205.

[5]方鹏.“互联网+”条件下产教深度融合实训基地建设探究：中职电梯现代化实训基地建设为例[J].科学咨询（科技·管理），2022（1）：175-177.

[6]陈文涛.基于现代学徒制刍议中职信息技术类专业实训基地的构建模式与运行实践[J].电子元器件与信息技术，2021，5（9）：118-119.