基于BIM協(xié)作平臺的施工階段監(jiān)理工作模式研究

張振生，施其平

（1.上海同濟工程項目管理咨詢有限公司，上海 200092；2.南通建工安裝工程有限公司，江蘇 南通 226000）

0 引 言

建設(shè)工程監(jiān)理制度自從 1988年在我國建設(shè)領(lǐng)域推行 20多年以來，在工程建設(shè)中發(fā)揮了重要作用，取得了顯著成績，得到了社會的普遍認(rèn)可和支持。目前，工程監(jiān)理行業(yè)已形成了規(guī)模，建立了工程監(jiān)理制度和法規(guī)體系，培養(yǎng)了一批水平較高的監(jiān)理人才，積累了豐富的工程監(jiān)理經(jīng)驗。實踐證明，實施工程監(jiān)理制度完全符合我國社會主義市場經(jīng)濟發(fā)展的要求。但是發(fā)展過程中也出現(xiàn)了一些問題。中國建筑工程管理泰斗丁士昭教授認(rèn)為，中國監(jiān)理行業(yè)這 20多年的發(fā)展歷程值得好好總結(jié)，期間無數(shù)監(jiān)理人為國家建設(shè)發(fā)展做出了偉大貢獻，值得后人學(xué)習(xí)、銘記。同時，這 20多年來也累積了不少中國監(jiān)理人的困惑，行業(yè)發(fā)展之路越走越難，越走越窄，甚至已經(jīng)到了走不通的境地。

1 工程監(jiān)理行業(yè)引入BIM的必要性

建筑信息建模(Building Information Modeling，BIM)作為一種創(chuàng)新的工具與生產(chǎn)方式，是信息化技術(shù)在建設(shè)領(lǐng)域的直接應(yīng)用。BIM 理念來源于1975年，“BIM 之父”Chuek Eastman的Building Deseription System。20 世紀(jì) 80年代,芬蘭學(xué)者提出 Produet Information Model 系統(tǒng)；1986年，美國學(xué)者Robert Aish 提出 Building Modeling 理念；2002年，Autodesk公司創(chuàng)新提出建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)。BIM 通過建立數(shù)字化的參數(shù)模型，涵蓋與項目相關(guān)的大量信息，服務(wù)于建設(shè)項目的設(shè)計、建造安裝、運營等整個生命周期，為提高生產(chǎn)效率、保證生產(chǎn)質(zhì)量、節(jié)約成本、縮短工期等發(fā)揮出巨大的優(yōu)勢作用。中國最先由于參與國際項目合作逐漸開始接觸 BIM的理念與技術(shù)。隨著建筑技術(shù)、信息傳遞技術(shù)的提高以及人們對可持續(xù)性建筑、綠色建筑的不斷深入研究，BIM 在中國得到了廣泛的認(rèn)識，并深入到工程建設(shè)行業(yè)的方方面面，尤其是大中型項目和商業(yè)地產(chǎn) BIM 技術(shù)的應(yīng)用已勢不可擋。國家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《2011～2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》、《建筑業(yè)“十二五”規(guī)劃》、《建筑工程信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》對 BIM 在國家政策上給予支持。

建設(shè)項目作為一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，參與方眾多，包括業(yè)主方、設(shè)計單位、施工單位、咨詢單位、監(jiān)理單位、材料供應(yīng)商、運營單位、政府部門、銀行、保險等。設(shè)計單位由于信息化及軟件使用率高，BIM 技術(shù)最先開始應(yīng)用；其次是施工單位。監(jiān)理單位作為建設(shè)工程重要的參與單位，BIM 技術(shù)應(yīng)用得很少。歷史證明：每次技術(shù)革命，落后的生產(chǎn)方式總逃脫不了被淘汰的命運。因此監(jiān)理單位有必要在這次 BIM技術(shù)革命中接受挑戰(zhàn)，迎接新的發(fā)展機遇。筆者探討建設(shè)項目參與方均使用 BIM的條件下施工階段監(jiān)理工作的模式，為監(jiān)理單位應(yīng)用 BIM 提供一種思路。

2 基于BIM協(xié)作平臺的施工階段監(jiān)理工作模式

監(jiān)理工作業(yè)務(wù)主要涉及三控制、兩管理、一協(xié)調(diào)，即：建設(shè)工程質(zhì)量控制、建設(shè)工程投資控制、建設(shè)工程進度控制、建設(shè)工程合同管理、建設(shè)工程信息管理及建設(shè)工程協(xié)調(diào)關(guān)系。筆者重點分析建設(shè)工程質(zhì)量控制的施工階段監(jiān)理工作模式。

2.1 建設(shè)工程項目實施過程

借用函數(shù)優(yōu)化模型說明建設(shè)工程項目實施過程。函數(shù)優(yōu)化模型：在滿足約束條件 s.t.前提下，改變設(shè)計變量X的大小，使目標(biāo)函數(shù) Y=F(X)最小(最大)即最優(yōu)(見圖1)。

圖1 函數(shù)優(yōu)化模型

建設(shè)工程項目實施過程同樣是一個優(yōu)化過程。在滿足一系列條件(s.t.)下，項目參與方不斷地進行合作交流 F(X)完成施工任務(wù)(X)，使項目Y 最終竣工。理想條件下最終的項目可能是最優(yōu)的，但是現(xiàn)實情況可能不盡如人意，因為項目持續(xù)時間長、項目參與方眾多，使 F(X)過于復(fù)雜(見圖2)。

圖2 建設(shè)工程項目實施模型

BIM 基于最先進的三維數(shù)字設(shè)計和工程軟件所構(gòu)建的可視化的數(shù)字建筑模型，為建設(shè)工程項目的眾多參與方及各環(huán)節(jié)提供“模擬和分析”的可視化的科學(xué)協(xié)作平臺，共享建設(shè)工程項目信息，提高生產(chǎn)率。基于BIM的建設(shè)工程項目實施模型如圖3。

圖3 基于BIM的建設(shè)工程項目實施模型

2.2 傳統(tǒng)的建設(shè)工程質(zhì)量控制監(jiān)理工作方法

監(jiān)理對建設(shè)工程質(zhì)量控制的一般工作方法為：按照國家現(xiàn)行的關(guān)于工程質(zhì)量的法律、法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，尤其是強制性標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和合同的規(guī)定，通過有效的質(zhì)量控制工作和具體的質(zhì)量控制措施，在滿足投資和進度要求的前提下，實現(xiàn)工程預(yù)定的質(zhì)量目標(biāo)。施工階段的主要工作是：通過對施工投入、施工和安裝過程、產(chǎn)出品進行全過程控制，以及對參與施工的單位和人員的資質(zhì)、材料和設(shè)備、施工機械和機具、施工方案和方法、施工環(huán)境實施全面控制，以期按標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到預(yù)定的施工質(zhì)量目標(biāo)。傳統(tǒng)的施工階段建設(shè)工程質(zhì)量控制監(jiān)理工作方法如圖4所示。

2.3 基于BIM協(xié)作平臺的監(jiān)理工作模式

BIM 協(xié)作平臺封裝傳統(tǒng)的施工階段建設(shè)工程質(zhì)量控制過程。檢驗批、分項分部工程、單位工程在施工之前,首先在BIM 協(xié)作平臺上模擬施工建造，尋找合適的施工方案，然后再按照模擬的施工方案具體實施(見圖5)。增加一個模擬建造環(huán)節(jié)，如同機械設(shè)備批量生產(chǎn)之前預(yù)先制造樣機，目的是為了在具體實施之前把可能發(fā)生的問題減為最少。

基于BIM 協(xié)作平臺的施工階段監(jiān)理工作模式包含 BIM 協(xié)作平臺、建設(shè)工程項目參與方和建設(shè)項目(工地)三部分。監(jiān)理工作分為五步：第一步，開工或者工序施工之前，施工單位通過 BIM 協(xié)作平臺交互式提交資料，監(jiān)理單位通過 BIM 協(xié)作平臺交互式審查資料；第二步，施工單位在項目參與方(包括監(jiān)理單位)協(xié)助下，基于BIM 協(xié)作平臺模擬建造，優(yōu)化施工方案；第三步，施工單位按照第二步優(yōu)化方案具體施工，施工期間監(jiān)理需要進行施工現(xiàn)場巡查、旁站、見證等工作；第四步，施工完成后，施工單位通過 BIM 協(xié)作平臺交互式申請報驗，監(jiān)理單位現(xiàn)場檢驗，如有必要將邀請業(yè)主、設(shè)計、質(zhì)檢站等部門一起，檢驗合格后通過 BIM 協(xié)作平臺交互式同意驗收；第五步，建設(shè)項目參與方包括監(jiān)理單位通過 BIM 協(xié)作平臺交互式提交相關(guān)資料，進入下一個施工過程。五個步驟根據(jù)具體的項目不同可以順序調(diào)整，但項目參與方必須嚴(yán)格基于BIM 協(xié)作平臺工作。

圖4 施工階段建設(shè)工程質(zhì)量控制

圖5 基于BIM協(xié)作平臺的監(jiān)理工作模式

以上具體分析了基于BIM 協(xié)作平臺施工階段建設(shè)工程質(zhì)量控制的監(jiān)理工作模式。建設(shè)工程投資控制、建設(shè)工程進度控制、建設(shè)工程合同管理、建設(shè)工程信息管理的監(jiān)理工作模式可以類比。

3 結(jié) 語

建設(shè)工程項目參與方眾多，現(xiàn)場管理困難，產(chǎn)生的信息類型復(fù)雜、形式多樣、數(shù)量龐大，使得在管理的過程中信息溝通不暢，進而導(dǎo)致建設(shè)工程項目中信息流失嚴(yán)重，在很大程度上制約了建設(shè)工程項目管理水平和管理效率的提高。BIM 技術(shù)的引入使建筑業(yè)進入了新的發(fā)展時期，監(jiān)理行業(yè)作為新型行業(yè)也應(yīng)該跟上時代發(fā)展的浪潮。

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