案例分析BIM技術在工程管理中應用

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摘要：工程項目管理運用bim技術對項目進行成本、進度、質量、安全、協同等方面的管控，可以做到全面感知及實時互聯，結合信息技術支撐，不僅實現工程項目全過程管理在數字化、系統化、智能化方面的創新，更能驅動工程管理走向精細化、科技化、規范化、標準化，最終為實現項目建設目標起到重要作用。以合肥地區幾個建設項目來分析工程實施過程中的BIM技術應用。

關鍵詞：工程管理；BIM應用；信息化技術

0前言

BIM是建筑信息模型（BuildingIn⁃formationModeling）英文縮寫,是利用數字模型對工程項目進行設計、施工和運營的過程,起源于制造業，《美國國家BIM標準NBIMS》的定義:BIM是一種包含建筑設施物理特性和功能特性的數字表達；是一個共享的信息和知識資源，為該建筑設施全生命周期中的所有決策提供可靠依據；在項目的不同階段，相關各方通過在BIM中錄入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責的協同作業。工程項目管理中BIM技術可以使工程建設的幾方責任主體在項目生命周期內，既可以在模型中操控信息，也能在信息中操控模型，從而在根本上實現提高工效和質量、減少過程錯誤、降低安全風險和質量缺陷的目標。住房和城鄉建設部在《2016-2020年建筑業信息化發展綱要》《關于推進建筑業發展和改革的若干意見》《關于推進建筑信息模型應用的指導意見》對此都明確提出要大力發展BIM技術應用，也出臺了一些標準，各省市都出臺了一些促進政策。安徽省近些年也陸續出臺《安徽省建筑信息模型（BIM）技術應用指南》《關于在合肥市行政區域內開展建筑信息模型(BIM)技術推廣應用工作的通知》等文件，鼓勵BIM技術的應用，涌現出如安徽省科技館、彩虹中學、城西橋安置小區、信達公園里、安徽省建筑科學研究設計院檢測大廈等一批或政府投資、商業開發、企業自建的工程項目中成功應用BIM技術的案例，從中可以看出BIM技術的應用對工程項目管理起到了至關重要的作用。

1項目管理信息化與BIM技術的融合

工程項目管理屬于工程技術咨詢，對建設領域的知識集成化程度高，需要運用科學管理、科技手段和實施經驗，為項目提供智力型和技術型的服務。隨著建筑業發展，企業的管理水平也在不斷提升和進步，企業核心競爭力的發展要求企業對核心業務信息化建設和專項信息技術的應用越來越全面，工程項目管理同樣要經歷產業信息化的沖擊，傳統的管理方式方法越來越無法滿足施工技術的發展和施工進度需要，工程項目管理對信息化支撐的要求正逐步提高。BIM技術的本質是模型+信息+應用,重點在建設項目各參與方的協同合作，貫穿于整個項目全生命周期。例如合肥蜀山區新建彩虹中學項目，不論是項目開發企業還是項目實施企業都重視BIM技術的應用，利用其可視化、協調性、模擬性、優化性、可出圖性等特點，結合施工圖進行多維可視、快速算量，對施工方案精確計劃、比選優化，施工前進行虛擬施工、碰撞檢測等演示，提前進行可持續分析,杜絕設計偏差、施工偏差，從根本上消除施工過程中因為各方信息的缺失和交流的不充分造成的設計變更、返工返修、不能流水作業等問題，尤其在多專業集成、施工現場控制、竣工資料記錄等協同共享方面，通過使用BIM技術應用和信息技術支撐項目信息共享的業務流程、組織和控制過程，從而提升項目管理效率、提高管理質量、縮短建設周期、降低投資成本。合肥信達公園里的項目管理團隊在施工部署中，利用BIM模型模擬出基礎階段、地下室工程階段、主體階段的施工現場的狀態進行機械設備、場地實景、材料堆放區和加工區、生活區、辦公區等模擬布設，并調整優化，確保在現有場地的合理規劃和使用，既提高了臨時場地的利用率，對流水作業、材料進場、文明施工等都起到積極作用，也促進項目管理工作的創新。

2BIM技術在項目管理中的實際應用

2.1在投資與成本方面的管理應用

當前在沿海地區不少建設工程項目的投資與成本管控已開始借助BIM技術準確地分析與計算，為投資決策、成本控制提供依據。工程項目管理者可以根據BIM模型數據，運用可視化技術等功能，結合類似工程的相關數據和歷史項目數據及市場信息，形成投資估算，在投資決策階段為決策層科學決策項目建設地點、建設類型、建設規模提供精準數據。例如當代合肥天鵝湖MOMA項目在項目決策階段，利用Revit、Synchro4D、Tekla、Lumion等軟件對建設環境、市場需求、項目地塊、總體規劃，建筑設計以及相關評價指標進行可行性分析，提出多種方案模型供建設單位決策者研判決斷，規避了很多傳統可研報告的非可視化弊端。在設計階段，將設計圖紙中的項目構成要素與BIM數據庫的造價信息相關聯，尤其是一些項目前期就已確定的經濟和性能指標，利用BIM技術進行多方案比選，以滿足規劃控制要求。再結合WBA清單庫形成資金計劃，進行不同維度計算對比，確保項目決策的精確性和準確性。工程實施過程中的成本控制應用BIM技術可以更好地進行風險管控，實現工程成本的精細化管理目標。通過設計階段儲存的工程項目全生命周期中所有數據信息，建立造價成本數據庫，結合建筑模型實現數據信息的動態變化，調整任何一個設計數據都會直接帶動造價成本相關數據的變化，改變了過去工程造價靜態管理的缺陷。例如安徽省科技館項目，在大多數的工程量計算仍然是以手工算量，利用excel等輔助工具，在二維圖紙的基礎上進行人工統計的時候，尤其是基礎工程中支護形式、樁基選型對鋼筋混凝土用量、支護費用等影響較大。安徽省科技館項目管理單位利用BIM技術所創建的參數化模型，采用廣聯達算量GCL（含土建、鋼筋、鋼結構）軟件以及ReVit軟件創建土建專業模型,采用MAgicad軟件創建機電、鋼結構專業模型，通過廣量參數對項目上所需要的各個構件的尺寸、型號和材料以及安裝過程中可能造成的碰撞等進行三維設計、統計、預演，在可視化的環境中及時進行調整和優化，既提高了材料、設備的統計準確率，又規避后期施工中出現返工造成的損失。無論是建設方或施工方，有效利用這些信息數據，對項目成本控制都起到至關重要的作用。

2.2在進度方面的管理應用

傳統的進度管理因為大量的決策依據和數據無法及時完整地提供和反饋，極易造成延誤決策、設計反復修改、工期滯后等現象。尤其是設計階段只能利用二維CAD設計圖和網絡計劃圖來參考進度計劃。設計人員無法有效檢查自己的設計成果與實際施工之間的差異，加上與建造師之間無法做到及時溝通，很大地影響了項目實現性，也不利于項目的標準化和精細化管理。以往的施工進度計劃是通過網絡計劃圖或橫道圖來體現，該方法存在一定的局限性。第一，運算過程復雜，網絡計劃圖的繪制需要耗費一定時間精力，對于非專業管理人員而言，會帶來識圖困難，不利于與其他各方的交流。第二，網路計劃圖表達不夠直觀，無法精確表達項目的規劃進度，對工程實際施工情況的跟蹤檢查也不利，缺乏對突發情況應變處理，做調整優化時過程復雜。第三，使用傳統的施工進度管理工具，依靠經驗確定邏輯關系，準確性受到極大的限制，不合理之處也難以發現。而BIM技術，可以突破二維的限制，利用可視化模塊，通過碰撞檢測功能，從設計源頭規避專業之間、工序之間的矛盾點、沖突點，既避免了二次設計帶來的變更成本增加，又減少了因設計變更或設計問題造成的進度滯后的不利影響因素，從而加快設計進度。結合BIM技術的算量模塊，提高了工程量清單的準確性和計算速度，推動項目招標工作進度。同時實時體現進度狀態，分析影響進度的因素，協調各專業，優化流水施工，從而科學縮短工期，或按計劃達到進度目標，從而改變了以前通過文字及圖紙體現設計意圖的工作方式。軟件通過對模型中不同專業之間可能存在的沖突點提前進行碰撞檢測，并給予調整以達到設計要求，避免后期施工中因這類問題造成的進度影響。例如合肥高新區城西橋家園D組團建設項目中,在施工準備階段利用BIM技術對地下工程進行系統部署和建模，結合地基勘察報告,綜合基坑支護、樁基和承臺、抗浮錨桿、防水工程、鋼筋工程、混凝土工程等專業設計要求，采用Navisworks進行施工模擬演示,通過不同顏色與計劃方案對比,并對施工組織設計及時優化，合理安排施工工序，解決了各專業工程之間的碰撞、錯位等問題，從而避免了后期多次的設計變更和施工工序混亂或沖突等現象，既節省了工期，又節約了成本，更提高了施工效率。

2.3在質量方面的管理應用

大量的工程實踐表明，現行的一些質量管理方法，由于受到實際條件、施工工藝和工具、施工人員素養等因素影響，在理論上可行卻很難在項目實施過程中有效體現。在設計階段，工程管理人員通過對設計模型的檢查，將重點、復雜的問題，組織協調相關各方，提高設計質量和可實現性。BIM技術可以直觀地進行三維空間的碰撞檢測，將施工過程中可能存在的交叉、碰撞等問題在設計時就提前解決，同時對實體的層高、凈空、各構件之間布設、管線排布等方案進行深度優化，減少在施工時發生碰撞引起的返工和浪費。在施工過程中，利用BIM的信息模型，對施工流程、工序流轉、工程驗收、質量缺陷、資料文件等，結合現場施工情況與施工圖深化模型比對，提前發現施工質量潛在缺陷或隱患。同時使用三維施工圖能讓施工人員更好地理解設計意圖，從而避免對圖紙信息誤讀，根據現場的實際情況進行工程評估，制定新的施工規劃方案。加上實施過程中無法預知完工后的質量效果，各專業和工種之間又相互干擾，從而影響了實體質量和管理成效。可以實現建設方和施工方各自進行施工階段量化管理的目標。例如位于合肥市濱湖新區信達公園里項目二次結構工程，采用BIM軟件對砌體進行三維可視化的排布，通過設置砌塊規格、尺寸、灰縫厚度等信息，快速地將構造柱、過梁、壓頂、砌體等二次結構的排布情況呈現出來，對非整塊的砌體，按圖示尺寸切割，輸出排布圖，實現流水施工。在外墻裝飾、機電安裝等施工中，對關鍵施工節點進行三維演示和動態分析，可對施工過程情況進行三維展示，借助BIM技術的虛擬施工功能提前觀察實際施工過程的進展和可能存在的問題，從而預先判斷施工計劃的合理性和可實施性，方便技術交底、確保施工質量。另外BIM技術的協同功能可以讓參建各方充分了解項目實際的情況和存在的問題，并將信息和參建各方共享，確保彼此之間信息的對稱性，從而避免不必要的返工，確保質量目標。

2.4在施工安全方面的管理應用

施工現場的危險源多、交叉作業多，施工人員流動性大、人員結構復雜、人員素養差異較大等，這些都是造成現場安全生產管理難度的重要原因。大多數項目無法做到實時監控，對施工現場存在的安全隱患無法有效預控、預判。主要表現在以下幾個方面：①對危大工程的管控任務不清楚或制定的不齊全，管控任務不統一，無法做到對危大工程實施全過程的實時動態監控方案，交底流于形式或后補，失去了通過交底學習施工重難點的意義；②項目管理部在整理風險源庫費時費力且會涵蓋不全，不能實時了解風險源管控情況，在組織檢查前，不清楚項目重大風險源的分布情況，很難抓到安全重點。例如合肥恒大中心項目，項目管理單位通過BIM平臺，加裝安全管理軟件模塊，結合互聯網技術、現場視頻，實現與項目管理平臺的集成。通過對施工現場的危險區域識別、進場人員屬性、人員位置、安全防護布設、物料統計等信息的采集、分析風險源、風險類別、風險等級、制定預控措施、建立風險管控體系，提前做好施工現場的安全防范和預警。其次，結合視頻系統、人臉識別系統、實名制系統、二維碼等技術，對作業人員、作業環境、安全裝備、預控措施、工作流程、工藝要求等內容以二維碼的形式對所有入場人員進行安全技術交底，杜絕違章作業、違章指揮等現象，極大降低安全事故的發生。

2.5在協同管理方面的應用

一般建設項目參建方包括規劃、地勘、施工圖設計、造價、管理咨詢、施工、運營管理等眾多單位，還有供水、供電、供氣、通信、道路、綠化等外部單位。協同管理可以將建設生命周期中各階段中的相關信息集成到BIM平臺存儲、分析，構成以管理平臺為樞紐的項目協同管理機制，形成在協同管理下項目特有的“信息流”，參建各方根據自己的工作性質靈活調用平臺項目信息，圍繞項目進度、投資（造價）、質量、安全來管理工作流，實現項目的精細化管理。

3結語

據專業機構統計，利用BIM技術可以有效提高項目產出和團隊合作79%的效率，降低60%的信息障礙，減少20%的溝通時間，縮短至少6%的工期。運用BIM技術應從工程管理、項目全壽命周期、參建各方等幾個維度，把信息化技術、智能裝備、數字化信息融合到項目管理實際工作中，充分利用BIM技術的直觀性、可分析性、共享性、客觀性等特性，為項目管理提供可視化、參數化、標準化的管理方法，形成作業數字化：作業過程留痕，全面實時感知；管理系統化：統一數據標準，業務動態協同；決策智能化：合理高效決策，及時預警風險，有效提升項目管理能力和管理效率，實現項目管理的創新。

參考文獻

[1]劉占省,趙雪峰.BIM技術與施工項目管理[M].北京:中國電力出版社,2015.

[2]許云萍,徐晨.BIM對工程項目管理的影響及應用障礙分析[J].建筑經濟,2017,38(3):35-37.

作者:徐文武 單位:安徽省路橋工程集團有限責任公司