淺談BIM技術(shù)在工程變更管理中的應(yīng)用

李懷坤 李曉萌 宮彥入 李華 高磊

摘要： 由于建設(shè)工程項(xiàng)目的復(fù)雜性、長期性、動(dòng)態(tài)性等特點(diǎn)，工程變更是不可避免的，工程變更會(huì)影響到工程項(xiàng)目的三大指標(biāo)：質(zhì)量、進(jìn)度、成本。而傳統(tǒng)的工程變更管理存在信息化手段落后等問題，不利于工程變更的管理，通過結(jié)合建筑信息模型—BIM技術(shù)對傳統(tǒng)工程變更管理進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，消減工程變更帶來的不利影響。

Abstract： Due to the complexity， long-term and dynamic characteristics of construction projects， engineering changes are inevitable. The engineering changes will affect the three major indicators of the project： quality， schedule and cost. However， the traditional engineering change management has some problems， such as the backwardness of information methods， which is not conducive to the management of engineering change. It optimizes and improves the traditional engineering change management by combining with the building information model（BIM） technology， and reduces the adverse effects caused by engineering changes.

關(guān)鍵詞： 工程變更；管理；BIM；圖紙會(huì)審；文檔管理；IFC（工業(yè)類）

Key words： engineering change；management；BIM；drawing review；document management；IFC（industrial）

中圖分類號：TU17 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）10-0163-03

1 工程變更簡述

工程變更是指在工程項(xiàng)目建設(shè)過程中對部分或全部工程在材料、功能、構(gòu)造、尺寸、工程量及施工方法等方面做出的改變，工程變更從一定程度上講屬于合同變更，也就是對合同約定內(nèi)容進(jìn)行的改變[1]。

工程項(xiàng)目具有一般項(xiàng)目的典型特征，主要包括：長期性、復(fù)雜性、動(dòng)態(tài)性。長期性是指工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營和維護(hù)周期較長；復(fù)雜性是指工程項(xiàng)目技術(shù)的復(fù)雜性、工程項(xiàng)目目標(biāo)的復(fù)雜性、工程項(xiàng)目交易及生產(chǎn)過程的復(fù)雜性、工程項(xiàng)目組織的復(fù)雜性和工程項(xiàng)目環(huán)境的復(fù)雜性；動(dòng)態(tài)性是指在實(shí)施過程中，工程項(xiàng)目的環(huán)境和條件是一直變化的。正是由于建設(shè)工程項(xiàng)目的這些特點(diǎn)，工程項(xiàng)目在實(shí)施過程中所發(fā)生的變化是不可預(yù)料的，所以工程變更的出現(xiàn)是不可避免的。

1.1 工程變更的影響

工程變更是影響工程項(xiàng)目三大目標(biāo)的關(guān)鍵因素，還會(huì)影響參與項(xiàng)目的各組織之間的關(guān)系，甚至引起各組織之間的合同糾紛。

工程變更是項(xiàng)目投資目標(biāo)失控的主要原因，影響項(xiàng)目投資的合理使用。據(jù)有關(guān)資料研究表明：工程變更會(huì)導(dǎo)致工程造價(jià)的增加，增加的金額達(dá)到了合同金額的10%以上，有的甚至超過100%[2]。

工程變更對項(xiàng)目進(jìn)度的影響主要在施工階段，變更的產(chǎn)生將打亂施工進(jìn)度計(jì)劃安排，甚至使施工工序發(fā)生變更，影響施工組織的有序性，最終對整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)度產(chǎn)生影響。

工程變更還會(huì)造成項(xiàng)目質(zhì)量等的改變，特別是發(fā)生在重要構(gòu)造部分的變更，將影響建筑結(jié)構(gòu)整體的強(qiáng)度和耐久性。

工程變更也會(huì)引發(fā)合同糾紛，項(xiàng)目相關(guān)利益方因自身利益產(chǎn)生糾紛和矛盾，甚至升級為仲裁、訴訟等合同糾紛，不利于工程項(xiàng)目的順利實(shí)施。

1.2 工程變更管理中存在的問題

目前工程變更管理的方式和方法還處于比較落后的地步，因此效率十分低下，應(yīng)該通過新技術(shù)和新方法的利用，提高管理水平，實(shí)現(xiàn)變更管理的信息透明化和公開化。

1.2.1 工程變更管理信息化效率低下

工程變更管理的信息傳遞基本以人工運(yùn)輸紙質(zhì)文件形式進(jìn)行，導(dǎo)致工程變更信息交流與管理對計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代技術(shù)的利用不足。并且由于工程項(xiàng)目各參與方之間的信息交流主要靠紙質(zhì)文件，造成工作效率低下，信息傳遞的周期較長且易發(fā)生信息的丟失，導(dǎo)致工程變更管理的信息交流不暢，最終造成工程變更管理的失控。

1.2.2 工程變更程序復(fù)雜

由于建設(shè)工程項(xiàng)目復(fù)雜性的特點(diǎn)，參與建設(shè)工程項(xiàng)目的人員眾多，工程變更涉及的各方面人員也較多，主要有開發(fā)商、管理方、承包商、政府管理部門等。某些工程變更的主要單位責(zé)任意識不強(qiáng)，在管理過程中出現(xiàn)很多問題，導(dǎo)致工程變更過程較為復(fù)雜，最終造成了結(jié)算進(jìn)度緩慢和工作效率低下。

1.3 工程變更管理程序

提出工程變更、審查和批準(zhǔn)工程變更、制作和簽發(fā)工程變更文件、工程變更的實(shí)施和檢查等過程[3]。

2 BIM技術(shù)簡述

2.1 BIM技術(shù)的概念

BIM即建筑信息模型，是以工程項(xiàng)目各項(xiàng)相關(guān)信息為基礎(chǔ)，建立三維的數(shù)字信息模型，以數(shù)字信息仿真技術(shù)模擬建筑物的真實(shí)信息，是工程項(xiàng)目物理和功能特性的數(shù)字表達(dá)。BIM模型中包含了建設(shè)項(xiàng)目全生命周期的結(jié)構(gòu)及構(gòu)件信息，還包括施工管理、運(yùn)營維護(hù)等信息，可以說是以數(shù)字模型為基礎(chǔ)搭建的各類信息資源共享平臺，確保了建設(shè)項(xiàng)目各參與方之間信息傳遞與交流的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，提高效率、節(jié)約成本，有利于建設(shè)項(xiàng)目全生命周期的協(xié)調(diào)與控制。

2.2 BIM技術(shù)特點(diǎn)

BIM技術(shù)主要具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性等特點(diǎn)。

2.3 BIM技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域中的價(jià)值

在建設(shè)項(xiàng)目全生命周期中，BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段、施工階段、運(yùn)營階段可進(jìn)行以3D數(shù)字信息模型為基礎(chǔ)的進(jìn)度、成本維度上的4D、5D技術(shù)理論的設(shè)計(jì)管理與控制，有利于建設(shè)項(xiàng)目的順利實(shí)施[4]。

2.3.1 BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

在設(shè)計(jì)階段，利用BIM模型可視化的特點(diǎn)，可以將傳統(tǒng)抽象的二維圖紙立體化，通過構(gòu)建3D模型使設(shè)計(jì)成果直觀化，有利于項(xiàng)目參與各方對項(xiàng)目的認(rèn)識和決策更加準(zhǔn)確高效。其次BIM技術(shù)可以將項(xiàng)目的所有數(shù)據(jù)信息整合在3D模型中，進(jìn)行碰撞檢測以解決各專業(yè)之間的碰撞問題。

2.3.2 BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用

在施工階段以BIM技術(shù)獨(dú)特的三維可視化模式和信息整合能力，可以實(shí)現(xiàn)對施工質(zhì)量和施工進(jìn)度的嚴(yán)格管理。并且可以利用模擬施工技術(shù)，在項(xiàng)目實(shí)際實(shí)施前進(jìn)行施工進(jìn)度與成本的控制模擬，以3D模型為基礎(chǔ)建立時(shí)間維度上的4D模擬施工動(dòng)態(tài)進(jìn)程，標(biāo)記出施工進(jìn)程的重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)，可以作為實(shí)際施工組織安排和進(jìn)度計(jì)劃調(diào)整和管理的依據(jù)[5]。

2.3.3 BIM技術(shù)在運(yùn)維階段的應(yīng)用

將項(xiàng)目的資產(chǎn)、設(shè)備等信息輸入三維數(shù)字模型中，并在運(yùn)營維護(hù)過程中進(jìn)行信息的更新和補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營管理的動(dòng)態(tài)化，制定出合理的運(yùn)營管理方案。

3 BIM技術(shù)在工程變更管理中的應(yīng)用

3.1 設(shè)計(jì)變更

設(shè)計(jì)變更是指建設(shè)項(xiàng)目在實(shí)施過程中因設(shè)計(jì)圖紙的不完善和錯(cuò)誤而做出的變更，完善工程設(shè)計(jì)和糾正設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，從而保證建設(shè)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量。

3.1.1 設(shè)計(jì)變更的影響

設(shè)計(jì)變更的發(fā)生將會(huì)直接影響到建設(shè)工程投資成本，且設(shè)計(jì)變更發(fā)生的時(shí)間越早，投資成本受到的影響越小。設(shè)計(jì)階段也是控制工程質(zhì)量和成本的最重要、最有利的階段，據(jù)有關(guān)資料顯示：一項(xiàng)合理的設(shè)計(jì)可以使工程造價(jià)成本降低5%-10%，甚至達(dá)到10%-25%。

3.1.2 圖紙會(huì)審

在工程項(xiàng)目實(shí)際實(shí)施之前，在施工圖設(shè)計(jì)完成后，建設(shè)單位通常會(huì)組織工程項(xiàng)目的各參建單位進(jìn)行圖紙的熟悉和審查，即圖紙會(huì)審。

3.1.3 傳統(tǒng)圖紙會(huì)審存在的問題

由于傳統(tǒng)CAD二維圖紙的不形象、不直觀的缺點(diǎn)，在圖紙會(huì)審的過程中往往會(huì)有疏忽遺漏的地方，導(dǎo)致設(shè)計(jì)缺陷不能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)。尤其是一些細(xì)節(jié)，如錯(cuò)綜復(fù)雜的管線碰撞檢查，由于二維圖紙的局限性，審圖人員難以做出準(zhǔn)確的檢查和判斷，導(dǎo)致最后在實(shí)際施工過程才發(fā)現(xiàn)問題的存在，造成工程設(shè)計(jì)變更，給工程項(xiàng)目的質(zhì)量和成本帶來不利影響甚至極大損失。

《中國商業(yè)地產(chǎn)BIM應(yīng)用研究報(bào)告》中的調(diào)查問卷里針對“是否有因圖紙存在重大錯(cuò)誤導(dǎo)致改正成本超過100萬元”這一問題的調(diào)查結(jié)果顯示：有超過30%的受訪者碰到過改正成本超過100萬人民幣的招標(biāo)圖紙問題[6]。

3.1.4 BIM技術(shù)在圖紙會(huì)審中的應(yīng)用

BIM技術(shù)具有可視化、協(xié)調(diào)性等特點(diǎn)，利用BIM技術(shù)構(gòu)建的三維可視化數(shù)字信息模型，可為圖紙會(huì)審人員提供直觀形象的信息交流平臺，有助于提前發(fā)現(xiàn)并解決圖紙中存在的設(shè)計(jì)缺陷問題，從根源上規(guī)避了設(shè)計(jì)變更產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)（如圖1所示）。特別是碰撞檢測可以自動(dòng)發(fā)現(xiàn)解決因各專業(yè)人員之間缺乏信息交流而造成的管線碰撞問題，甚至在設(shè)計(jì)階段依靠BIM技術(shù)提供的信息交流平臺進(jìn)行各專業(yè)設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)，發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)計(jì)中存在的問題，有效地防止工程變更帶來的不利影響。

3.2 工程變更中的文檔管理

工程變更實(shí)際上是對工程合同的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行變更，所有的工程變更文件、資料都是工程合同的重要組成部分。合同是工程項(xiàng)目各參與方義務(wù)履行和權(quán)利保障的重要依據(jù)，各種工程變更文件和資料更是后期結(jié)算和索賠的重要依據(jù)，所以工程變更產(chǎn)生的各種文檔都應(yīng)進(jìn)行妥善的文檔管理，防止丟失損壞，方便查找。

3.2.1 傳統(tǒng)文檔管理存在的問題

傳統(tǒng)的建設(shè)項(xiàng)目文檔管理系統(tǒng)是根據(jù)工程各參與方的內(nèi)部需求建立的，即使在某個(gè)參與方內(nèi)部，文檔管理也是按照不同職能部門的劃分來進(jìn)行管理的，所以容易存在信息孤島，不利于工程項(xiàng)目信息的及時(shí)更新于交流。

3.2.2 BIM技術(shù)在文檔管理中的應(yīng)用/基于BIM的建設(shè)項(xiàng)目文檔管理系統(tǒng)

基于BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目文檔的集成信息管理可以在建設(shè)項(xiàng)目工程變更管理中快速進(jìn)行各種變更文件的記錄、更新和查找，實(shí)現(xiàn)相關(guān)變更工作的基礎(chǔ)文件、資料等的收集和整理，作為后期變更管理的重要參考。

①基于IFC標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換及協(xié)作。IFC標(biāo)準(zhǔn)即Industry Foundation Classes（工業(yè)基礎(chǔ)類），是已經(jīng)被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）登記的正式國際標(biāo)準(zhǔn)，也是不同BIM系統(tǒng)和軟件之間實(shí)現(xiàn)快速便捷的數(shù)據(jù)交換的重要標(biāo)準(zhǔn)和橋梁，可以說是BIM技術(shù)快速發(fā)展的關(guān)鍵因素。

②基于BIM的文檔管理系統(tǒng)的可行性。隨著BIM在建筑、設(shè)計(jì)、施工及設(shè)施管理（Architecture Engineering Construction/Facility Management，AEC/FM）領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展，越來越多如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD、進(jìn)度計(jì)劃系統(tǒng)、成本估算系統(tǒng)及文檔管理系統(tǒng)等基于模型的系統(tǒng)被開發(fā)出來進(jìn)行項(xiàng)目信息集成，依靠創(chuàng)建的項(xiàng)目模型，在建設(shè)項(xiàng)目全生命周期中提供不同軟件系統(tǒng)之間進(jìn)行信息共享的平臺。[7]

基于BIM的文檔管理系統(tǒng)的關(guān)鍵就是項(xiàng)目模型對象與文檔信息之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，而IFC標(biāo)準(zhǔn)框架中所包含的類（Classes）可以用來進(jìn)行文檔關(guān)聯(lián)，且IFC標(biāo)準(zhǔn)還可以作為不同軟件、系統(tǒng)所定義的不同數(shù)據(jù)類型的交換過程的統(tǒng)一規(guī)范[8]。

BIM平臺本身提供支持已有各類不同功能軟件、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互的開放性接口，建設(shè)項(xiàng)目文檔管理系統(tǒng)與BIM環(huán)境的集成只需通過增加可按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（IFC標(biāo)準(zhǔn)）實(shí)現(xiàn)不同類型數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)交換層即可（如圖2）。

4 結(jié)束語

BIM技術(shù)是近些年來在建筑行業(yè)興起的新技術(shù)，在越來越多工程項(xiàng)目中的應(yīng)用已經(jīng)證明了BIM技術(shù)的優(yōu)越性和先進(jìn)性，將BIM技術(shù)引入工程變更管理中，必將給傳統(tǒng)的工程變更管理方式帶來新的發(fā)展。本文主要從設(shè)計(jì)變更、文檔管理兩個(gè)方面淺談了BIM技術(shù)在工程變更管理方面的應(yīng)用，并且筆者相信在不久的將來，BIM技術(shù)必將給傳統(tǒng)工程變更管理帶來顛覆性的改革和發(fā)展，實(shí)現(xiàn)在工程管理中的全面應(yīng)用。

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