(3) 施工管理 施工虚拟仿真技术能事先模拟施工全过程,能提前发现施工管理中质量、安全等方面存在的隐患,因而可以采取有效的预防和强化措施,提高工程施工质量和施工现场管理效果。同时，对整个施工现场场景和施工过程的三维展现,一方面能使人了解施工设备和人在施工过程中的工序执行瓶颈,另一方面也可方便的观察施工过程中的空间利用情况,检查在施工过程中是否会发生物体间的相互碰撞,为施工过程的可行性提供支持。此外，工程施工完毕后,往往会出现一些问题。通过对工程可视化和施工过程的虚拟仿真进行分析,可以找出问题的症结和补救方案,并可在现有的工程虚拟原型基础上虚拟仿真工程维修的施工过程。
(4) 安全、生产培训 施工虚拟仿真技术能实时、直观地显示施工过程的实际情况,有助于操作人员全面了解操作流程,优质安全地完成施工任务。
(5) 大型工程设计 施工虚拟仿真技术可以考察建筑设计是否合理,可以方便地对拟改进部位进行修改,从而得到满意的设计结果。设计的仿真也有利于设计单位与业主、施工单位进行设计交底。
(6) 建筑市场管理 施工虚拟技术在招投标过程中能直观对比各方的施工方法和成效,增加评标的透明度和公正性,有利于建筑市场的规范管理。
(7) 其它方面 开发施工虚拟仿真技术必然带动虚拟现实技术广泛地应用于建筑业其它方面,带动以下几方面的进步: ①城市和市政规划的优化; ②投资者的投资意图及市场推销; ③建筑机械设计; ④仿真和虚拟现实技术。
虚拟现实是一门新兴学科,虚拟建造更是尚未成体系,甚至没有一个明确的提法,现阶段国外对理论的研究主要集中在3 个方面：①对建造理论的研究,奠定了虚拟建造的理论基础； ②建造领域的可视化仿真、精益建造、敏捷建造等相关研究工作,构成了虚拟建造的核心技术和支撑体系；③虚拟现实技术在建筑业的应用,主要涉及软件研制和系统开发。
1999 年5 月,在上海同济大学召开的第四届亚洲计算机辅助建筑设计研究国际会议上,讨论了建筑工程CAD 技术中应用虚拟现实的专题,介绍了VR 技术在建筑设计、仿真、模拟和教学中的研究和应用。上述讨论主要偏重于设计方面,国内真正把虚拟仿真技术用于工程施工的实例是上海正大广场。
上海正大广场给虚拟仿真系统提出了新的课题和任务：（1）通过静态组装模型进一步深化钢结构施工图设计，校验装配尺寸，避免钢结构件制作、安装的错误。（2）利用三维模型动态模拟吊装过程，进行实时干涉检测，确保构件的安装就位，对方案在空间上进行优化。（3）采用多点同时施工，按实际吊装顺序模拟工程进展，对方案在时间上进行优化。（4）对拔杆及钢结构构件的内力分析仿真。（5）焊接变形的模拟仿真。
上海正大商业广场施工虚拟仿真系统主要包括3 大部分：(1) 上海正大商业广场建筑外观与城市场景虚拟漫游,即在建筑物建成之前,虚拟显现建筑物建成后周围的环境；(2) 钢结构施工方案及其优化；(3) 桅杆起重机和钢构件内力及焊接变形分析。其中(2) 、(3) 是虚拟仿真系统的核心部分。该项目2000 年5 月在上海组织了技术评审,到会专家给予此项目很高的评价。该项目的开发研制为虚拟仿真技术在工程施工中的应用提供了重要的经验和尝试。专家们认为,建筑工程施工虚拟仿真系统将还未做的工序进行模拟试验,彻底改变了传统的施工过程不可逆的状况,是今后建筑业发展的方向。
上海正大商业广场施工虚拟仿真系统的主要成果有：
一、通过静态组装模型深化钢结构施工图设计，校验装配尺寸
由于建筑设计追求大跨度、大空间、造型新颖，屋面标高变异很大，造型复杂，为保证钢结构构件组拼顺利，需通过虚拟建模过程进一步深化钢结构施工图设计，校验装配尺寸。
（1）西天窗钢柱CF207、托架梁WJA-05、06 原深化设计标高为
（2）跨越中部天井的10部天桥，其主梁安装在混凝土牛腿上，通过建立结构静态模型，校验了洞口长度宽度倾斜度的设计尺寸与天桥结构设计尺寸是否相匹配，确保安装的顺利进行。
二、缆风绳的干涉检测及优化布置
在高空进行拔杆吊装，作业面狭窄，不利于拉结缆风，很容易发生干涉。通过虚拟仿真系统，能很清楚、直观地看出缆风绳干涉的情况，及时进行缆风绳布置的优化调整。
三、吊装过程的干涉检测
利用三维模型动态模拟吊装过程，进行实时干涉检测，确保构件的安装就位，避免高空处理问题，对方案在空间上进行如下优化: ①西天窗屋架吊装方案中，将拔杆A 支座高度由
四、按实际吊装顺序模拟工程进展，有利于控制工期
时间信道的引入，使多点施工的状态变得一目了然，有利于保障现场作业的安全。按时模拟施工进度，可以对工期进行比较精确的预测和控制，有助于人、材、物的统筹和调度。
五、利用虚拟仿真技术进行施工培训
通过对施工方案的动态模拟，施工人员可以随意地选择观察的地点和角度，对吊装现场进行实时漫游，以获得全面的印象。并使得随时根据施工现场的具体情况调整施工方案变得更加简便。由于通道狭窄，吊装时构件要避开障碍是比较困难的，抬吊时的协调也不容易做到，而我们实现了仿真后，可以输出相应的数据以指导吊装的施工。在施工虚拟仿真中我们可以直观的观察到比较接近干涉的构件，提醒现场施工时应该特别小心，使现场施工的工程师心中有数。
仿真技术能否在建筑工程施工领域得以推广和应用取决于计算机硬件和仿真软件本身的发展方面。目前应用虚拟仿真施工系统存在以下问题:
(1) 虚拟仿真系统开发和应用要求的硬件平台较高,需要在较高的专用工作站或实验室上进行,企业自行开发系统时,要建造专用虚拟实验室,购买国外进口设备和软件,这需投入一定的资金和人力。另外系统的演示受设备的限制,移动不方便。
(2) 在对单项工程进行开发时,需从国外进口VR 软件平台。由于虚拟仿真系统在工程施工中集成型软件几乎没有,再加上工程施工中影响因素较多,客观上造成开发一个项目所需成本较高,努力开发出一套面向建筑工程施工的专用集成型软件系统,为单项工程的开发提供一个方便的开发平台(模块) 是重要的前提。目前中国建筑三局与华中科技大学正在着手进行此项工作。
(3) 施工企业要引进专业软件人才,培养自己的开发骨干,会增加施工企业的开支。
目前,我国一些大型建筑企业集团建立了自己的设计研究院,这为施工企业的技术人才培养和蓄纳创造了条件。
我国施工企业的工程技术人员已具有一定的软件研发能力和应用水平,省、市级建筑施工集团已成为开发和应用施工定额软件、施工管理软件的主力。
高等院校和科研机构也积极开发各种工程施工中所需的计算机辅助设计软件,另外在工程实践方面对计算机的工艺集成控制技术也有不少探索和应用,并取得了丰硕的成果。整个施工学科领域应用计算机辅助软件正逐步形成,完成完整的、适用的人工智能方法研究和实际推广已具备可能性。
仿真技术的应用使仿真软件取得了飞速发展,新的并行计算方法、新的仿真平台和编程技术使其具有更好的可扩展性,因而能被更多的领域所使用。同时仿真系统的微机化探索已经取得进展,虚拟现实在微机上实现已有可能。通过开发通用和集成型施工软件(模块) ,必将降低单项工程的开发造价和加快软件的普及。
实行校企(研) 联合是加快建筑业科技进步,推进施工现代化的一个重要捷径。建筑企业采用与专门科研院所合作的方式,充分利用高等院校的科研实力和人才优势,建立起长期的合作伙伴关系,积极开发和应用虚拟仿真系统。
面对信息革命和日益发展的高新技术,建筑业必须勇于吸纳新技术并积极改造,以努力促进施工技术的进步和发展,实现现代化,这是建筑施工企业适应知识经济、增强竞争力的唯一途径。
随着虚拟仿真技术的进一步发展，它在建筑工程领域的应用将更加普及。通过拟仿真在计算机上的反复试验，将使多变的工程实际问题变得更容易解决，使各方的技术交底更加清晰、明确和直观。拟仿真技术使概念设计成为可能。可以预见，在专门的施工虚拟软件中，将集成很多建筑施工专业模块（三维造型、机构运动、动力学分析和多种施工工艺），工程师只需调用这些模块，就能轻松地实现方案编制和优化。
