BIM技術(shù)在現(xiàn)代建筑工程項(xiàng)目管理中的應(yīng)用研究*

李雅婷

(廣東海洋大學(xué)，廣東 湛江 524088)

BIM技術(shù)在現(xiàn)代建筑工程項(xiàng)目管理中的應(yīng)用研究*

李雅婷

(廣東海洋大學(xué)，廣東 湛江 524088)

面對(duì)我國建筑行業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型的新形勢(shì),為推進(jìn)BIM技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目中的應(yīng)用，通過文獻(xiàn)分析和對(duì)比研究，建立了以BIM為核心的工程項(xiàng)目管理工作方法，以有效解決傳統(tǒng)項(xiàng)目管理所造成的項(xiàng)目管理問題，提高項(xiàng)目各個(gè)參與方的管理水平和效率。BIM技術(shù)在現(xiàn)代工程項(xiàng)目管理中應(yīng)用于提高項(xiàng)目進(jìn)度、質(zhì)量和造價(jià)管理水平，具有明顯優(yōu)越性。

BIM；工程項(xiàng)目管理；建筑工程

0 引言

2015年中國建筑業(yè)總產(chǎn)值達(dá)180 757億元，與2014年相比增長2.3%，中國建筑業(yè)總產(chǎn)值首次出現(xiàn)增幅大幅減小、增速減緩的局面。傳統(tǒng)建筑工程項(xiàng)目粗放式生產(chǎn)模式難以適應(yīng)新形勢(shì)下的建筑工程項(xiàng)目現(xiàn)代化進(jìn)程的要求。對(duì)建筑工程項(xiàng)目的目標(biāo)控制是現(xiàn)代建筑工程項(xiàng)目管理的核心，其內(nèi)涵：涉及建筑工程項(xiàng)目的全過程管理，即工程項(xiàng)目決策階段管理、實(shí)施階段管理和運(yùn)營階段管理；涉及參與建筑工程項(xiàng)目的各個(gè)單位的管理。

1 傳統(tǒng)建筑工程項(xiàng)目管理方法和存在問題

傳統(tǒng)建筑工程項(xiàng)目管理將各個(gè)單位按照參與工程建設(shè)的時(shí)間階段分割開來。各個(gè)單位站在各自利益角度完成各自的項(xiàng)目管理目標(biāo)，盲目追求最低造價(jià)、最快進(jìn)度的建筑工程項(xiàng)目管理目標(biāo)，忽視工程項(xiàng)目質(zhì)量目標(biāo)。這使得我國建筑工程項(xiàng)目使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平，造成大量社會(huì)資源的浪費(fèi)。

1.1 傳統(tǒng)建筑工程項(xiàng)目的進(jìn)度管理

建筑工程項(xiàng)目都是在一定時(shí)間節(jié)點(diǎn)內(nèi)完成預(yù)定建設(shè)目標(biāo)。項(xiàng)目是否按期完工直接關(guān)系建設(shè)投資方的資金效益。工程項(xiàng)目的進(jìn)度目標(biāo)是工程項(xiàng)目管理三大主控目標(biāo)之一。為保障建筑工程項(xiàng)目時(shí)間目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，通常會(huì)制訂多種時(shí)間計(jì)劃并嚴(yán)格執(zhí)行。如表1所示，隨著工程項(xiàng)目管理理論的不斷發(fā)展，出現(xiàn)多種編制建筑工程項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃的管理方法。

在工程實(shí)施過程中，雖然有多重詳細(xì)進(jìn)度計(jì)劃和橫道圖、網(wǎng)絡(luò)圖等管理方法做支撐，但建筑工程項(xiàng)目進(jìn)度“破網(wǎng)”問題依然存在，并對(duì)項(xiàng)目的整個(gè)進(jìn)度進(jìn)程和經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生直接影響。傳統(tǒng)建筑工程項(xiàng)目進(jìn)度管理中存在的問題可歸納為：

(1)設(shè)計(jì)圖問題。設(shè)計(jì)階段的圖樣數(shù)量龐大，難免出現(xiàn)錯(cuò)誤；各個(gè)專業(yè)設(shè)計(jì)分別獨(dú)立開展，容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)碰撞和設(shè)計(jì)矛盾，造成設(shè)計(jì)變更影響項(xiàng)目進(jìn)度。

(2)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃執(zhí)行問題。網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃抽象，致使一線工人難以理解和執(zhí)行，也易造成工程進(jìn)度滯后。

表1 傳統(tǒng)建筑工程項(xiàng)目管理中進(jìn)度計(jì)劃編制辦法表

(3)工程建設(shè)信息交流不暢問題。二維CAD圖的項(xiàng)目形象差，項(xiàng)目各個(gè)參與方對(duì)工程項(xiàng)目圖和工藝有不同理解，致使工程延誤。

(4)依據(jù)經(jīng)驗(yàn)編制的進(jìn)度網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的不合理編制問題。

(5)施工環(huán)境影響問題。

1.2 傳統(tǒng)建筑工程項(xiàng)目的質(zhì)量管理

建筑工程項(xiàng)目質(zhì)量是指在滿足國家有關(guān)要求前提下，通過設(shè)計(jì)和施工等活動(dòng)實(shí)現(xiàn)建筑物安全使用且美觀經(jīng)濟(jì)的綜合要求[1]。建筑工程項(xiàng)目質(zhì)量涉及工程的各個(gè)階段和各個(gè)參與單位。項(xiàng)目質(zhì)量管理是通過高效低價(jià)的管理工作來實(shí)現(xiàn)建筑工程項(xiàng)目質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求[2]。建筑工程項(xiàng)目質(zhì)量管理遵循動(dòng)態(tài)控制原理，將不同階段質(zhì)量目標(biāo)的值不斷與工程建設(shè)過程的實(shí)際值做出對(duì)比，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量偏差，及時(shí)采取質(zhì)量糾偏措施以保證項(xiàng)目建設(shè)活動(dòng)順利進(jìn)行。最常見的傳統(tǒng)建筑工程項(xiàng)目質(zhì)量管理方法——項(xiàng)目的PDCA質(zhì)量管理,可持續(xù)改善項(xiàng)目的質(zhì)量。建筑工程項(xiàng)目的質(zhì)量管理活動(dòng)包括四個(gè)環(huán)節(jié)：①計(jì)劃P：明確工程項(xiàng)目的質(zhì)量目標(biāo)和為了實(shí)現(xiàn)質(zhì)量目標(biāo)的質(zhì)量控制方案；②執(zhí)行D：實(shí)踐工程項(xiàng)目的質(zhì)量控制方案；③檢查C：檢查工程項(xiàng)目的質(zhì)量控制方案的實(shí)踐情況和實(shí)踐結(jié)果；④行動(dòng)A：對(duì)于發(fā)現(xiàn)的工程項(xiàng)目質(zhì)量問題及時(shí)采取糾偏措施。在PDCA質(zhì)量管理活動(dòng)不斷循環(huán)的過程中持續(xù)優(yōu)化工程項(xiàng)目質(zhì)量，達(dá)到既定質(zhì)量目標(biāo)(圖1)。

圖1 PDCA質(zhì)量管理活動(dòng)

傳統(tǒng)建筑工程項(xiàng)目質(zhì)量管理存在的問題主要體現(xiàn)在：

(1)人員問題。工程項(xiàng)目的決策人員、設(shè)計(jì)人員和施工人員素質(zhì)直接影響建筑工程項(xiàng)目質(zhì)量。人員素質(zhì)問題在傳統(tǒng)建筑工程項(xiàng)目質(zhì)量管理中較少考慮。

(2)材料采購與應(yīng)用問題。

(3)專業(yè)規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施問題。

(4)各個(gè)專業(yè)工種協(xié)調(diào)問題。

1.3 傳統(tǒng)建筑工程項(xiàng)目的造價(jià)管理

建筑工程項(xiàng)目是在一定財(cái)力投入條件下完成的工程實(shí)體。建筑工程項(xiàng)目造價(jià)管理是項(xiàng)目管理的一項(xiàng)主要任務(wù)。項(xiàng)目造價(jià)通常是指建筑工程項(xiàng)目投資建成后所花費(fèi)的全部造價(jià)與費(fèi)用。項(xiàng)目造價(jià)管理是指在滿足國家規(guī)定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和使用功能的前提下確定擬建工程所需要的全部建設(shè)費(fèi)用的目標(biāo)，并為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)而進(jìn)行的一系列管理活動(dòng)[3]。傳統(tǒng)建筑工程項(xiàng)目造價(jià)管理側(cè)重于工程項(xiàng)目的預(yù)算編制。建筑工程項(xiàng)目工程預(yù)算編制工作用公式可表示為

項(xiàng)目總造價(jià)=∑(工程量×價(jià)格數(shù)據(jù)×消耗量指標(biāo))

由于建筑工程項(xiàng)目各個(gè)參與單位自身利益的不一致性，對(duì)項(xiàng)目造價(jià)管理內(nèi)容的理解存在差別：對(duì)于建設(shè)單位表現(xiàn)為工程項(xiàng)目的投資控制，對(duì)于工程承包方則表現(xiàn)為合同造價(jià)目標(biāo)下的施工造價(jià)控制。

由此可見，傳統(tǒng)建筑工程項(xiàng)目造價(jià)管理都要面臨以下問題：

(1)工程量確定問題。首先，項(xiàng)目各個(gè)參與方都會(huì)迅速快捷準(zhǔn)確地確定工程數(shù)量；其次，建筑工程項(xiàng)目參與各方會(huì)重復(fù)計(jì)算工程項(xiàng)目的工程量。

(2)建筑工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)變更問題。首先，建筑市場(chǎng)上人工、機(jī)械、材料的價(jià)格數(shù)據(jù)經(jīng)常變化，國家或地區(qū)定額價(jià)格更新速度慢，直接影響工程項(xiàng)目的計(jì)價(jià)過程；其次，工程項(xiàng)目實(shí)施過程中設(shè)計(jì)變更、簽證索賠等情況時(shí)有發(fā)生，導(dǎo)致工程項(xiàng)目的工程量和工程價(jià)格信息數(shù)據(jù)都要及時(shí)調(diào)整。

(3)定額消耗量指標(biāo)問題。各個(gè)企業(yè)生產(chǎn)定額水平和各地政府頒布的定額水平存在較大差異，單純利用政府制定的定額消耗量指標(biāo)直接影響工程計(jì)價(jià)的準(zhǔn)確性。

在教學(xué)中，教師首先要對(duì)文本插圖進(jìn)行深度研究，從中挖掘教學(xué)契機(jī)。人教版一年級(jí)《我們愛整潔》，這一節(jié)的內(nèi)容旨在培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成講衛(wèi)生、愛整潔的好習(xí)慣。教師首先利用多媒體出示整潔的桌面和不整潔的桌面，讓學(xué)生觀看并選擇出自己喜歡的桌面。學(xué)生自然選擇整潔的桌面，這時(shí)教師順勢(shì)導(dǎo)入新課。對(duì)整潔和不整潔有了初步認(rèn)知后，教師讓學(xué)生回憶生活中見到的不整潔的例子，學(xué)生一時(shí)想不起來。這時(shí)，教師借助文本中的三幅插圖，讓學(xué)生說一說插圖中有哪些不整潔的現(xiàn)象。學(xué)生紛紛舉手回答?；卮鸾Y(jié)束后，教師引導(dǎo)學(xué)生思考：“這些不整潔的現(xiàn)象如何才能清除呢？你來幫幫他們吧，愛整潔的他們又會(huì)是什么樣子的呢？”學(xué)生紛紛出謀劃策。

(4)造價(jià)信息出現(xiàn)交流障礙問題。傳統(tǒng)建筑工程項(xiàng)目各個(gè)參與方進(jìn)行造價(jià)管理時(shí)，其造價(jià)人員分別計(jì)價(jià)，各自所掌握的造價(jià)信息缺乏共享，無法對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行多算對(duì)比，致使項(xiàng)目造價(jià)管理水平質(zhì)量一般。

2 基于BIM技術(shù)的現(xiàn)代建筑工程項(xiàng)目管理

現(xiàn)代建筑工程項(xiàng)目管理理論越來越與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合在一起。計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)的不斷成熟，使得對(duì)工程項(xiàng)目全生命周期管理成為可能。建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)是一個(gè)設(shè)施物理特性和功能特性的數(shù)字化表達(dá)。BIM通過對(duì)建筑工程項(xiàng)目的各種數(shù)據(jù)信息整合模擬合成建筑物，而這個(gè)建筑物數(shù)字模型具有可見性、可調(diào)整性且可以輸出圖樣。BIM模型是在開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——工業(yè)基礎(chǔ)類(Industry Foundation Class，IFC)標(biāo)準(zhǔn)下建立的模型，在不同的軟件中完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和共享，使得項(xiàng)目建設(shè)的各個(gè)參與方實(shí)現(xiàn)協(xié)同作業(yè)和共享信息。

2.1 基于BIM技術(shù)的建筑工程項(xiàng)目進(jìn)度管理

基于建筑信息模型的4D模擬施工技術(shù)可以有效解決傳統(tǒng)建筑工程項(xiàng)目進(jìn)度管理中出現(xiàn)的各種問題。具體工作步驟如下：

(1)業(yè)主根據(jù)自身建設(shè)要求收集建筑工程項(xiàng)目所必需的相關(guān)資料信息，委托設(shè)計(jì)單位開展工程項(xiàng)目各個(gè)專業(yè)三維模型的建立和整合。

(2)根據(jù)已建立的三維工程項(xiàng)目建筑信息模型(3D模型)，精確計(jì)算項(xiàng)目所需工程量。

(3)結(jié)合企業(yè)定額和項(xiàng)目總進(jìn)度要求確定精細(xì)項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃表和項(xiàng)目里程碑時(shí)間節(jié)點(diǎn)。

(4)3D模型與進(jìn)度表相連接，建立4D模型，實(shí)現(xiàn)可視化的施工場(chǎng)地布置，同時(shí)對(duì)各種施工設(shè)備、設(shè)施及進(jìn)度進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。

如表2所示，由于客觀條件和滯后的管理技術(shù)，傳統(tǒng)建筑工程項(xiàng)目進(jìn)度管理存在一定的問題，造成工程項(xiàng)目進(jìn)度滯后，但基于BIM的現(xiàn)代工程項(xiàng)目管理可以較好地解決這些問題。

基于BIM技術(shù)的現(xiàn)代建筑工程項(xiàng)目進(jìn)度管理與傳統(tǒng)建筑工程項(xiàng)目管理技術(shù)手段相比具有巨大的應(yīng)用優(yōu)越性。BIM技術(shù)成果是具有完整工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)信息的高仿真三維立體模型。具有可視性和操作性特征的BIM模型可以幫助各個(gè)專業(yè)協(xié)同作業(yè)，避免設(shè)計(jì)圖“碰撞”的問題。同時(shí)基于BIM模型的4D虛擬施工可提前模擬施工環(huán)境和可能出現(xiàn)的施工階段問題，提前制定施工應(yīng)對(duì)措施和最佳施工方案，保障項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2.2 基于BIM技術(shù)的建筑工程項(xiàng)目質(zhì)量管理

一方面，影響工程項(xiàng)目的質(zhì)量因素多；另一方面，傳統(tǒng)質(zhì)量管理方法實(shí)際應(yīng)用性能差。現(xiàn)代建筑工程項(xiàng)目管理應(yīng)用BIM技術(shù)可以有效提高項(xiàng)目質(zhì)量管理效率和水平，優(yōu)化工程項(xiàng)目質(zhì)量目標(biāo)。

基于BIM技術(shù)的建筑工程項(xiàng)目質(zhì)量管理步驟：

(1)建立工藝流程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范。

(2)依據(jù)已確定的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)建立BIM模型。

(3)利用BIM模型輸出各種建筑構(gòu)件的數(shù)量規(guī)格，匯總建筑構(gòu)件所需的建筑材料品種、規(guī)格和制作信息。

(4)項(xiàng)目管理者根據(jù)上述模擬信息實(shí)時(shí)監(jiān)控建筑產(chǎn)品質(zhì)量和施工技術(shù)質(zhì)量實(shí)際信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)偏差，采取應(yīng)對(duì)措施，保障工程質(zhì)量。

影響建筑工程項(xiàng)目質(zhì)量的因素眾多，傳統(tǒng)建筑工程項(xiàng)目質(zhì)量管理工作的效率和水平受施工環(huán)境、勞動(dòng)人員素質(zhì)等客觀、主觀因素影響，應(yīng)用現(xiàn)代化的BIM技術(shù)可以有效應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)管理工作中出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并可以有效解決由于質(zhì)量管理局限性所帶來的問題(表3)。

由此可見，基于BIM模型的建筑工程項(xiàng)目質(zhì)量管理雖然可以充分解決技術(shù)等客觀因素造成的工程項(xiàng)目質(zhì)量管理問題，但是無法解決由于人員主觀意愿等主觀因素造成的建筑工程項(xiàng)目質(zhì)量問題。

表2 項(xiàng)目進(jìn)度管理中的問題及其應(yīng)用BIM技術(shù)的解決結(jié)果

2.3 基于BIM技術(shù)的建筑工程項(xiàng)目造價(jià)管理

建筑工程項(xiàng)目管理的核心是為了工程項(xiàng)目增值，并有利于工程項(xiàng)目投資控制。在對(duì)建筑工程項(xiàng)目全過程造價(jià)管理中，BIM技術(shù)極大地提高了造價(jià)管理效率和水平?；贐IM技術(shù)的建筑工程項(xiàng)目造價(jià)管理步驟：

(1)建立BIM模型。利用BIM軟件將建筑工程項(xiàng)目的二維圖元數(shù)據(jù)全部轉(zhuǎn)化為三維數(shù)字信息。即將工程項(xiàng)目的建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電的各個(gè)構(gòu)件信息、屬性信息全部保留在可視化的BIM模型中，同時(shí)可迅速得出該項(xiàng)目的各個(gè)專業(yè)工程量。

(2)優(yōu)化模型。一方面，在價(jià)值工程和限額設(shè)計(jì)幫助下，工程師可直接優(yōu)化BIM模型控制造價(jià)，制定合理的項(xiàng)目造價(jià)控制目標(biāo)；另一方面，檢查模型是否充分適應(yīng)業(yè)主未來運(yùn)營使用要求及是否存在各個(gè)專業(yè)設(shè)計(jì)沖突問題，減少施工階段的設(shè)計(jì)變更。

(3)監(jiān)測(cè)和調(diào)整模型數(shù)據(jù)信息。進(jìn)入項(xiàng)目建設(shè)過程，監(jiān)控簽證變更，及時(shí)在模型中修正變更的工程信息。

(4)確定項(xiàng)目當(dāng)前造價(jià)。一方面，根據(jù)“項(xiàng)目的當(dāng)前造價(jià)=合同價(jià)格+工程變更價(jià)格”原理，可迅速確定造價(jià)；監(jiān)理和造價(jià)工程師能夠及時(shí)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目進(jìn)展，控制項(xiàng)目投資支出，充分利用建筑數(shù)字模型進(jìn)行建筑工程項(xiàng)目成本管理[4]。另一方面，BIM模型可分階段生成建筑工程項(xiàng)目造價(jià)文件，為工程進(jìn)度款支付提供統(tǒng)計(jì)信息，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目全過程造價(jià)管理中的多算對(duì)比。

(5)建立數(shù)據(jù)庫，共享建設(shè)數(shù)據(jù)信息。BIM模型數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，可實(shí)現(xiàn)建筑工程項(xiàng)目建設(shè)信息共享，項(xiàng)目各個(gè)參與方利用BIM模型可實(shí)現(xiàn)工程量網(wǎng)上復(fù)核。同時(shí)為未來同類型項(xiàng)目積累數(shù)據(jù)信息，為未來的工程項(xiàng)目投資建造提供依據(jù)和參考，推動(dòng)建筑行業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展。

如表4所示，對(duì)于上文所提到的傳統(tǒng)建筑工程項(xiàng)目造價(jià)管理由于管理方法和技術(shù)落后等造成造價(jià)管理人員管理水平低下的問題，以BIM為基礎(chǔ)的現(xiàn)代建筑工程項(xiàng)目造價(jià)管理提供了一種全新的管理辦法和思維方式。

表3 項(xiàng)目質(zhì)量管理中的問題及其應(yīng)用BIM技術(shù)的解決結(jié)果

表4 項(xiàng)目造價(jià)管理中的問題及其應(yīng)用BIM技術(shù)的解決結(jié)果

(續(xù))

由此可見，以BIM為基礎(chǔ)的現(xiàn)代建筑工程項(xiàng)目造價(jià)管理具有巨大的優(yōu)勢(shì)，有利于項(xiàng)目各個(gè)參與方的造價(jià)人員提高管理工作效率和水平，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目全過程造價(jià)管理。

3 結(jié)語

新形勢(shì)下，BIM技術(shù)是建筑業(yè)的一場(chǎng)技術(shù)革命。由于BIM模型具有三維可視、包含的項(xiàng)目信息全面、便于信息交流等特征，基于BIM技術(shù)的建筑工程項(xiàng)目管理在應(yīng)對(duì)進(jìn)度、質(zhì)量和造價(jià)管理問題上具有巨大優(yōu)勢(shì)，也能極其有效地提升項(xiàng)目各個(gè)參與方的項(xiàng)目管理水平和效率。在建筑工程項(xiàng)目的各個(gè)參與方中推行基于BIM技術(shù)的工程項(xiàng)目管理方法是應(yīng)對(duì)我國建筑行業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型的必然要求。不過BIM應(yīng)用仍具有一定的局限性，一般側(cè)重于解決由于管理方法和管理工具滯后、信息交流途徑不暢等客觀因素造成的項(xiàng)目管理問題，對(duì)于項(xiàng)目參與方人員素質(zhì)、各地不同的計(jì)價(jià)政策等主觀因素影響項(xiàng)目管理的問題，BIM技術(shù)尚難有效解決。

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[4]王有群.BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目三大目標(biāo)管理中的應(yīng)用[D].重慶：重慶大學(xué)，2012:31.PMT

廣東海洋大學(xué)“創(chuàng)新強(qiáng)校工程”2015年省財(cái)政專項(xiàng)資金支持項(xiàng)目“BIM在現(xiàn)代工程項(xiàng)目管理中的應(yīng)用研究”，課題編號(hào)：2015KQNCX057(GDOU2015050235)。

2016-04-01