BIM與項(xiàng)目管理的集成之道

文｜本刊編輯部

最近幾年，我國在施工企業(yè)特級資質(zhì)評審和企業(yè)項(xiàng)目管理自身需求的推動(dòng)下，項(xiàng)目管理信息化取得了很大的發(fā)展，但實(shí)施過程中也存在一些問題，如項(xiàng)目管理工作缺少及時(shí)有效的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)支撐、信息孤島和信息割裂現(xiàn)象依然存在等。BIM作為新興的信息技術(shù)，它與項(xiàng)目管理的集成應(yīng)用為解決這些問題提供了可能。

在傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理系統(tǒng)中，各個(gè)業(yè)務(wù)模塊的信息基本上是通過手工填報(bào)方式錄入系統(tǒng)。由于項(xiàng)目管理的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量巨大，這給操作人員帶來了很大的工作量；同時(shí)，各個(gè)業(yè)務(wù)模塊間信息獨(dú)立、分割，造成數(shù)據(jù)不統(tǒng)一，口徑不一致，以至于不能為項(xiàng)目決策及時(shí)提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，決策往往靠經(jīng)驗(yàn)，易給項(xiàng)目帶來風(fēng)險(xiǎn)。

讓數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確 讓決策更高效

BIM技術(shù)與項(xiàng)目管理的集成應(yīng)用表現(xiàn)為BIM應(yīng)用軟件與項(xiàng)目管理系統(tǒng)的集成，用以解決項(xiàng)目管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)來源不準(zhǔn)確、不及時(shí)的問題。比如說利用BIM模型的可視化特性在工程項(xiàng)目管理中可起到非常大的作用。傳統(tǒng)項(xiàng)目管理系統(tǒng)都基于二維圖紙、文檔，構(gòu)件的信息在圖紙上采用線條繪制表達(dá)，其構(gòu)造形式就需要人去自行想象。由于近年來建筑業(yè)出現(xiàn)越來越多形式各異、造型復(fù)雜的建筑，超越了人腦的空間想象能力。BIM技術(shù)與PM集成應(yīng)用可以為工程項(xiàng)目管理帶來可視化管理手段。

以廣州周大福國際金融中心項(xiàng)目為例，廣州周大福國際金融中心（以下簡稱“東塔項(xiàng)目”）工程總高度530米，總建筑面積50.77萬平方米，地下室5層，地上111層。塔樓主體是帶加強(qiáng)層的框架-筒體結(jié)構(gòu)，主體由8根箱型鋼管混凝土巨柱、112層樓層鋼梁和6道環(huán)形桁架、四道伸臂桁架組成。東塔項(xiàng)目緊鄰兩個(gè)在建項(xiàng)目，場地極為狹小。主塔樓垂直運(yùn)輸量大，預(yù)計(jì)高峰期主塔樓同時(shí)間施工人數(shù)最多約為3000人。同時(shí)，該項(xiàng)目分包眾多，各專業(yè)各分包立體交叉施工，總包管理協(xié)調(diào)工作繁重復(fù)雜。此外，還有超高測量難度大，技術(shù)要求高、超高層安全消防體系龐大等難點(diǎn)。

東塔項(xiàng)目為超高層，施工現(xiàn)場專業(yè)隊(duì)伍多、材料多、工序復(fù)雜，總承包對現(xiàn)場的項(xiàng)目管理存在各種各樣的難點(diǎn)。比如進(jìn)度管理方面，土建、鋼結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、強(qiáng)弱電、裝飾裝修等專業(yè)交叉頻繁，導(dǎo)致進(jìn)度編制、跟蹤困難，經(jīng)常有專業(yè)作業(yè)面打架的情況出現(xiàn)，影響工期。除此之外，施工項(xiàng)目部管理者往往無法及時(shí)了解施工現(xiàn)場實(shí)際進(jìn)度，不能提前對一些可能引起進(jìn)度延誤的現(xiàn)場狀況及時(shí)采取預(yù)防措施。

成本管控方面，成本預(yù)算、成本核算、變更計(jì)算等工作量巨大，在項(xiàng)目人手普遍不足的現(xiàn)實(shí)情況下，造成成本管控以事后核算分析居多，事前成本預(yù)控較少。同時(shí)，各種合同、圖紙、申報(bào)材料、洽商函等數(shù)量龐大，狀態(tài)查詢、匯總管理工作十分困難，導(dǎo)致各種風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)被遺漏，造成經(jīng)濟(jì)損失。

基于上述原因，東塔項(xiàng)目希望建立一套基于BIM的數(shù)字化施工技術(shù)和管理系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)化的BIM模型，實(shí)現(xiàn)東塔項(xiàng)目精細(xì)化、數(shù)字化的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的管理。東塔項(xiàng)目與廣聯(lián)達(dá)公司合作，成功開發(fā)了廣州“東塔BIM集成信息平臺”。該平臺具有開放的接口，可集成不同BIM工具軟件建立的模型，以及Project、Word、Excel等辦公軟件的數(shù)據(jù)。集成后，即可通過模型查詢?nèi)我饽Ｐ蜆?gòu)件的進(jìn)度、圖紙、清單、合同條款等信息。結(jié)合施工現(xiàn)場項(xiàng)目管理業(yè)務(wù)需求，該平臺與項(xiàng)目管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通，形成了東塔BIM綜合項(xiàng)目管理系統(tǒng)。

該系統(tǒng)的總體應(yīng)用思路為，建立以BIM為基礎(chǔ)的信息化平臺，實(shí)施數(shù)字化的技術(shù)、商務(wù)管理；在技術(shù)管理方面，主要內(nèi)容包括基于BIM模型的深化設(shè)計(jì)、進(jìn)度管理、工作面管理、圖紙管理、場地管理、管線和構(gòu)件的碰撞檢查及運(yùn)營維護(hù)；在商務(wù)管理方面，主要內(nèi)容是工程量計(jì)算、預(yù)算管理、合同及成本管理、勞務(wù)管理等。

提升綜合管理能力 提高管理效率

實(shí)際上，BIM技術(shù)與項(xiàng)目管理的集成應(yīng)用是指通過建立BIM應(yīng)用軟件與項(xiàng)目管理系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口，充分利用BIM的直觀性、可分析性、可共享性及可管理性等特性，為項(xiàng)目管理的各業(yè)務(wù)提供準(zhǔn)確及時(shí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與技術(shù)分析手段，同時(shí)與項(xiàng)目管理的流程、統(tǒng)計(jì)分析等管理手段配合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生、數(shù)據(jù)使用、流程審批、動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)、決策分析的完整管理閉環(huán)，提升項(xiàng)目綜合管理能力和管理效率的過程。

集成各種信息后，BIM模型可為項(xiàng)目管理提供更有效的分析手段，例如，利用BIM綜合模型輔助動(dòng)態(tài)成本管理，包括針對一定的樓層，從BIM集成模型獲取收入、計(jì)劃成本，從項(xiàng)目管理系統(tǒng)獲取實(shí)際成本數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行三算對比分析。

在傳統(tǒng)項(xiàng)目管理系統(tǒng)中，各個(gè)業(yè)務(wù)模塊的信息分散割裂，很難及時(shí)獲取，不能及時(shí)為項(xiàng)目決策提供支持。而將BIM技術(shù)與項(xiàng)目管理集成應(yīng)用之后，可基于BIM綜合模型為項(xiàng)目管理各個(gè)業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)?？梢苑奖憧旖莸貫槌杀緶y算、材料管理及甲方報(bào)量、分包工程量審核等業(yè)務(wù)提供工程量數(shù)據(jù)，從而可大幅度提高工作效率，并提高決策水平。

以上海國際金融中心項(xiàng)目為例，上海國際金融中心項(xiàng)目是上海證券交易所、中國金融期貨交易所和中國證券登記結(jié)算有限責(zé)任公司著眼于中國資本市場的長遠(yuǎn)發(fā)展和上海成為國際金融中心的建設(shè)目標(biāo)，根據(jù)中國證監(jiān)會(huì)、上海市政府以及浦東新區(qū)整體規(guī)劃、功能定位而確立的重大工程項(xiàng)目。項(xiàng)目位于上海浦東新區(qū)竹園商貿(mào)區(qū)A1、A2、A3地塊，地處陸家嘴金融城東擴(kuò)的核心功能區(qū)。項(xiàng)目總占地面積5.53萬平方米，設(shè)計(jì)為由三棟高層塔樓和相連的整體地下層組成的建筑群。三棟塔樓呈三足鼎立的品字形分布，無裙樓；距地40至60米處設(shè)置連廊，將三棟塔樓連為一體。上海國際金融中心項(xiàng)目以營造“科技、智能、環(huán)保、節(jié)能”的現(xiàn)代化金融辦公園區(qū)為目標(biāo)，建成后將成為中國資本市場崛起的象征和上海市的新地標(biāo)。

上海國際金融中心項(xiàng)目采用了獨(dú)特的“三合一 ” 管理模式，因而在政府審批、設(shè)計(jì)規(guī)劃、建設(shè)管理、投資控制、監(jiān)督審核等方面帶來了前所未有的創(chuàng)新和挑戰(zhàn)。項(xiàng)目有三家業(yè)主，三張IC卡，同時(shí)項(xiàng)目建設(shè)要求做到“四個(gè)統(tǒng)一”，即“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一管理”。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)理念先進(jìn)，設(shè)計(jì)要求高，目標(biāo)是建成綠色建筑（已獲得LEED金獎(jiǎng)?lì)A(yù)認(rèn)證）和金融智慧建筑。由于項(xiàng)目參與方眾多（中外設(shè)計(jì)方、施工方、監(jiān)理、分包商、供應(yīng)商等），施工組織管理復(fù)雜，項(xiàng)目的成本、進(jìn)度、安全、質(zhì)量控制和現(xiàn)場管理面臨極大挑戰(zhàn)。另外項(xiàng)目用途廣泛，除了金融辦公的功能外，還有生產(chǎn)用的數(shù)據(jù)機(jī)房、交易大廳、上市儀式中心、國際媒體中心以及金融劇院等設(shè)施。

基于多方面因素考量，上海國際金融中心項(xiàng)目決定應(yīng)用建筑行業(yè)內(nèi)先進(jìn)的BIM技術(shù)，開展項(xiàng)目全生命期的信息化管理。該項(xiàng)目綜合應(yīng)用了BIM、4D-CAD、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等最新的信息技術(shù)，建立了項(xiàng)目全生命期BIM實(shí)施整體方案，開發(fā)了適用于業(yè)主項(xiàng)目建設(shè)和管理的基于BIM全生命期的信息化管理系統(tǒng)，并已經(jīng)或即將應(yīng)用于項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營管理全過程。

在該項(xiàng)目的施工階段，通過應(yīng)用定制開發(fā)的“基于BIM的4D動(dòng)態(tài)施工管理系統(tǒng)” （ 簡 稱4D-BIM系統(tǒng)），實(shí)現(xiàn)了施工進(jìn)度、人力、材料、設(shè)備、成本和場地布置的動(dòng)態(tài)集成管理及施工過程的4D可視化模擬。由于本項(xiàng)目有三個(gè)業(yè)主，從設(shè)計(jì)管理、施工管理到運(yùn)營管理，均有不同于一般項(xiàng)目的內(nèi)部特殊流程，該項(xiàng)目根據(jù)此特殊要求開發(fā)了適用于業(yè)主方的“基于BIM的項(xiàng)目綜合管理系統(tǒng)”，并通過服務(wù)器端的數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)交互，實(shí)現(xiàn)了與4D施工管理系統(tǒng)之間的無縫集成。該系統(tǒng)為業(yè)務(wù)人員提供了業(yè)務(wù)管理工具，為管理人員提供了管理控制手段，為決策人員提供了決策分析依據(jù)。

為項(xiàng)目管理提供更有效的管理工具和手段

可以說，在施工階段項(xiàng)目管理與BIM技術(shù)的集成應(yīng)用不再局限于某些點(diǎn)的集成應(yīng)用，而是集成應(yīng)用在項(xiàng)目管理的方方面面。業(yè)界已出現(xiàn)越來越多的項(xiàng)目應(yīng)用4D、5D等施工項(xiàng)目管理系統(tǒng)，可以預(yù)見，基于BIM技術(shù)項(xiàng)目管理系統(tǒng)會(huì)越來越完善，從而為施工項(xiàng)目管理提供更有效的管理工具和手段。

對于廣州東塔項(xiàng)目而言，從施工過程中看，BIM與PM的集成應(yīng)用優(yōu)化了技術(shù)方案，通過精確的建模及施工模擬，對大工況穿插等20多項(xiàng)方案進(jìn)行模擬優(yōu)化等，避免了現(xiàn)場大型返工；減少了變更，通過碰撞檢測、模擬，提出300多條優(yōu)化建議，減少過程變更；精確的物料計(jì)劃減少二次搬運(yùn)和浪費(fèi)，利用模型提取材料用量，準(zhǔn)確率達(dá)到98%以上，結(jié)合進(jìn)度計(jì)劃實(shí)現(xiàn)物料的準(zhǔn)確進(jìn)場，減少了材料二次搬運(yùn)和多余浪費(fèi)。另外，材料采購計(jì)劃的準(zhǔn)確性縮短物流和庫存周期，提高了場地使用效率，即節(jié)約成本也保證了工期人工；由于提供準(zhǔn)確的勞動(dòng)力計(jì)劃，確保資源的平衡，勞務(wù)外包的峰值人數(shù)比計(jì)劃減少10%。同時(shí)，改變溝通方式提高溝通效率：實(shí)時(shí)收集和共享各業(yè)務(wù)信息，直線溝通方式減少會(huì)議20%以上；有效解決不同專業(yè)分包在同一個(gè)工作面的交叉作業(yè)管控難題 。

對于上海金融中心項(xiàng)目而言，通過BIM技術(shù)與項(xiàng)目管理的集成應(yīng)用，完成了各業(yè)務(wù)管理如合同管理、進(jìn)度管理、質(zhì)量管理、安全管理、采購管理、支付管理、變更管理以及竣工管理等。在項(xiàng)目管理過程中，可支持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)分析，并實(shí)現(xiàn)工期分析、臺賬分析以及效能分析等，為管理決策提供分析依據(jù)和支持?；贐IM的項(xiàng)目綜合管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了基于BIM的多參與方協(xié)同工作，提高了施工管理的信息化水平和工作效率，充分體現(xiàn)了BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目管理中的應(yīng)用價(jià)值，為BIM技術(shù)在工程施工中的深入應(yīng)用提供了新的技術(shù)方法和軟件系統(tǒng)。