BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目協(xié)同管理中的應(yīng)用研究

安玉俠

摘要：工程項(xiàng)目生命周期長(zhǎng)、施工復(fù)雜、管理因素多且信息量龐大，運(yùn)用BIM技術(shù)協(xié)同管理可以實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的信息傳遞和共享。通過(guò)Z4線項(xiàng)目案例分析，驗(yàn)證BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目協(xié)同管理中的高效性和優(yōu)越性，為未來(lái)工程項(xiàng)目管理理論及實(shí)踐發(fā)展提供借鑒。

Abstract： The project life cycle is long， the construction is complex， the management factor is fuzzy and the information is so large. The use of BIM technology to manage can realize the whole process information transmission and the sharing. Through the case analysis of Z4 line project， this paper verifies the efficiency and superiority of BIM technology in the collaborative management of engineering projects， which provides references for future construction projects management on theory and practice.

關(guān)鍵詞：BIM；全生命周期；信息共享；協(xié)同管理

Key words： building information modeling；total life cycle；coordinative management

中圖分類號(hào)：TU17 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）31-0034-03

0 引言

為了更好地滿足我國(guó)建筑業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)，需要合理地應(yīng)用BIM技術(shù)，為建筑業(yè)的發(fā)展提供一定的空間數(shù)據(jù)管理、空間信息技術(shù)，建立起科學(xué)的項(xiàng)目全生命周期管理模型，為日后低能耗建筑業(yè)的發(fā)展，奠定良好的基礎(chǔ)。

工程項(xiàng)目協(xié)同管理模式是一種基于信息技術(shù)的新型高效的工程項(xiàng)目管理模式，基于系統(tǒng)化管理思想，綜合考慮了工程項(xiàng)目從前期決策到后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)全生命周期中各參與方在項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中的動(dòng)態(tài)關(guān)系以及項(xiàng)目全過(guò)程中信息的高效傳遞和數(shù)據(jù)共享，從項(xiàng)目整體出發(fā)，對(duì)工程項(xiàng)目實(shí)施全過(guò)程中的組織、要素、主體和信息進(jìn)行系統(tǒng)科學(xué)性的管理，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目在質(zhì)量、進(jìn)度和工期等目標(biāo)的全面優(yōu)化。

1 國(guó)內(nèi)外BIM應(yīng)用綜述

BIM（Building Information Modeling），即建筑信息模型應(yīng)用，是一種基于模型的建筑業(yè)信息技術(shù)。這種技術(shù)可以使建筑工程在其整個(gè)進(jìn)程中顯著提高效率和大量減少風(fēng)險(xiǎn)。利用BIM技術(shù)可以改善項(xiàng)目產(chǎn)出和團(tuán)隊(duì)合作79%，3D可視化更便于溝通，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力66%，減少50%-70%的信息請(qǐng)求，縮短5%-10%的施工周期，減少20%-25%的各專業(yè)協(xié)調(diào)時(shí)間。[1]

美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)在《BIM項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃指南》中，總結(jié)了BIM技術(shù)的的25個(gè)應(yīng)用點(diǎn)。英國(guó)政府規(guī)定，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本20%的目標(biāo)，到2016年，所有英國(guó)政府的建設(shè)項(xiàng)目都必須使用BIM。[2]新加坡規(guī)定大于5000平方米的項(xiàng)目須提交BIM模型；在日本，33%的施工企業(yè)已經(jīng)應(yīng)用BIM；韓國(guó)要求2016年前全部公共工程應(yīng)用BIM技術(shù)。我國(guó)住房城鄉(xiāng)建設(shè)部在《2016-2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》中提出“推廣基于BIM的協(xié)同設(shè)計(jì)，開(kāi)展多專業(yè)間的數(shù)據(jù)共享和協(xié)同，優(yōu)化設(shè)計(jì)流程，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。研究開(kāi)發(fā)基于BIM的集成設(shè)計(jì)系統(tǒng)及協(xié)同工作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)建筑、結(jié)構(gòu)、水暖電等專業(yè)的信息集成與共享?！盵3]

BIM應(yīng)用不僅具有廣泛性，近年來(lái)，BIM應(yīng)用表現(xiàn)出一些新特征。BIM和地理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic Information System）相結(jié)合成為BIM應(yīng)用的新趨勢(shì)。GIS可以為BIM提供與地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)，如地質(zhì)資料信息、氣象資料信息等建筑外部空間信息，支持BIM進(jìn)行多種類型的應(yīng)用分析。BIM可以給GIS帶來(lái)更多信息，擴(kuò)展了GIS的應(yīng)用，提升了GIS應(yīng)用水平。隨著智能建筑、智慧城市的發(fā)展，BIM與物聯(lián)網(wǎng)（IOT，the Internet of Things）的結(jié)合越來(lái)越密切，除了在設(shè)施的施工階段可以應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)來(lái)管理預(yù)制構(gòu)件外，物聯(lián)網(wǎng)更大量的應(yīng)用是在設(shè)施的安裝和運(yùn)營(yíng)階段。[4]基于可持續(xù)發(fā)展觀，BIM與集成管理思想相結(jié)合，協(xié)同管理項(xiàng)目各參與方和項(xiàng)目全壽命周期。通過(guò)管理價(jià)值鏈的整合與協(xié)同，為客戶提供可持續(xù)發(fā)展理念的全方位服務(wù)，也為企業(yè)提供了更多的市場(chǎng)與利潤(rùn)空間?？梢灶A(yù)見(jiàn)，BIM技術(shù)在未來(lái)的全面普及和深入應(yīng)用將為工程項(xiàng)目從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)維、拆除的全生命期帶來(lái)巨大影響和價(jià)值。[5]

2 基于BIM的協(xié)同管理平臺(tái)

基于BIM的項(xiàng)目協(xié)同管理平臺(tái)有利于信息的充分交流和不同參與方的協(xié)商，還可以改變信息交流中的無(wú)序現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)信息交流的集中管理與信息共享。

建設(shè)工程項(xiàng)目全過(guò)程中有眾多的參與方，主要包括業(yè)主、設(shè)計(jì)方、施工方、監(jiān)理方、運(yùn)營(yíng)方、供貨商以及建設(shè)管理部門(mén)。不同參與方在建設(shè)項(xiàng)目全過(guò)程中職責(zé)和作用不同，因此需要和產(chǎn)生的信息也不同。BIM協(xié)同管理平臺(tái)提供了一個(gè)讓各參與方進(jìn)行信息交流的虛擬環(huán)境。各參與方的協(xié)同管理旨在通過(guò)運(yùn)用BIM技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，結(jié)合集成管理理論，集成各參與方產(chǎn)生的各階段信息，進(jìn)行參與方集成管理虛擬環(huán)境的構(gòu)建。在這種虛擬環(huán)境中，通過(guò)信息集成管理平臺(tái)對(duì)用戶的權(quán)限進(jìn)行設(shè)置，各參與方可以靈活地處理各自權(quán)限范圍內(nèi)的工作信息，實(shí)現(xiàn)信息共享和協(xié)同工作。通過(guò)對(duì)參與方的集成管理，可以減少項(xiàng)目參與方之間的溝通障礙，提高信息的使用效率，降低溝通成本，保證項(xiàng)目的多要素目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

基于BIM的協(xié)同管理平臺(tái)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)項(xiàng)目各參與方使用同一個(gè)項(xiàng)目管理信息平臺(tái)協(xié)同工作，而且能夠?qū)崿F(xiàn)工程項(xiàng)目各個(gè)階段之間的協(xié)同。

BIM協(xié)同管理平臺(tái)的應(yīng)用覆蓋了從建筑設(shè)計(jì)階段到施工、運(yùn)行維護(hù)整個(gè)建筑全生命周期。在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)用BIM協(xié)同管理平臺(tái)可以顯著減少設(shè)計(jì)圖中的缺漏錯(cuò)碰現(xiàn)象，并且加強(qiáng)了設(shè)計(jì)過(guò)程的信息管理和設(shè)計(jì)過(guò)程的控制，有利于在過(guò)程中控制圖紙的設(shè)計(jì)質(zhì)量，加強(qiáng)了設(shè)計(jì)進(jìn)程的監(jiān)督，確保了交圖的時(shí)限。

由于建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量在應(yīng)用BIM協(xié)同管理平臺(tái)后顯著提高，施工方按照設(shè)計(jì)執(zhí)行建造就減少了返工，從而保證了建筑工程的質(zhì)量、縮短了工期。施工方還可以在這個(gè)平臺(tái)上對(duì)各個(gè)工種的施工計(jì)劃安排進(jìn)行協(xié)商，做到各工序銜接緊密，消除窩工現(xiàn)象。施工方在這個(gè)平臺(tái)上通過(guò)與供應(yīng)商協(xié)同工作，讓供應(yīng)商充分了解建筑材料使用計(jì)劃，做到準(zhǔn)時(shí)按質(zhì)按量供貨，減少了材料的積壓和浪費(fèi)。

BIM協(xié)同管理平臺(tái)還可以在建筑物的運(yùn)營(yíng)維護(hù)期使用，充分利用平臺(tái)的設(shè)計(jì)和施工資料對(duì)建筑物進(jìn)行維護(hù)，直至建筑全生命周期結(jié)束。

基于BIM技術(shù)的協(xié)同管理平臺(tái)將項(xiàng)目進(jìn)展過(guò)程中各個(gè)階段數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，通過(guò)參數(shù)化建模，形成了設(shè)計(jì)管理、招投標(biāo)管理、施工管理等多個(gè)子模塊，并且實(shí)現(xiàn)了各個(gè)模塊之間數(shù)據(jù)的共享，提高了數(shù)據(jù)的利用效率，達(dá)到減少工程變更，方便運(yùn)營(yíng)管理的目的，從而提高了項(xiàng)目的信息化管理水平。

3 案例分析：Z4線BIM協(xié)同管理平臺(tái)的應(yīng)用

濱海新區(qū)軌道Z4線一期工程由國(guó)家發(fā)改委批準(zhǔn)建設(shè)，項(xiàng)目建設(shè)單位為天津泰達(dá)城市軌道建設(shè)開(kāi)發(fā)有限公司，建設(shè)資金為287億元。Z4線一期工程線路北起濱海新區(qū)漢蔡路站，南至中部新城站，途經(jīng)中部新城、于家堡、天堿商務(wù)區(qū)、開(kāi)發(fā)區(qū)、北塘、中新生態(tài)城及漢沽。線路全長(zhǎng)約43.7km，共設(shè)車站23座（地下車站10座，高架車站13座），平均站間距約1.9km。

建設(shè)運(yùn)營(yíng)方—泰達(dá)城軌公司在工程項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等全生命周期階段應(yīng)用BIM技術(shù)。在規(guī)劃階段，基于BIM實(shí)現(xiàn)選線、定線可視化；管線綜合可視化；土地利用規(guī)劃可視化。在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)用重點(diǎn)是設(shè)計(jì)成果可視化交流、技術(shù)交底和設(shè)計(jì)協(xié)同，以及設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃管理等。在施工階段，基于BIM進(jìn)行進(jìn)度控制、質(zhì)量控制、成本控制、安全管理等。在運(yùn)營(yíng)階段，基于BIM進(jìn)行資產(chǎn)管理、設(shè)施設(shè)備維護(hù)和資源運(yùn)營(yíng)管理等。

濱海新區(qū)軌道交通Z4線一期工程BIM總體管理及技術(shù)應(yīng)用包括：修訂及補(bǔ)充完善甲方已編制BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)文件；編制Z4線一期工程BIM總體實(shí)施方案；協(xié)助搭建BIM協(xié)同項(xiàng)目管理云平臺(tái)，各方基于BIM協(xié)同管理云平臺(tái)溝通協(xié)作；BIM技術(shù)在Z4線項(xiàng)目全過(guò)程應(yīng)用點(diǎn)實(shí)施（換乘站和重點(diǎn)站疏散模擬、建筑性能和綠色分析、管線綜合碰撞、工程量復(fù)核、大型設(shè)備運(yùn)輸安拆路徑檢查、空間優(yōu)化布置、裝修效果仿真、施工模型移交、土建機(jī)電裝修關(guān)系分析、模型變更管理、造價(jià)輔助管理等）；協(xié)調(diào)BIM技術(shù)應(yīng)用分包方在Z4線項(xiàng)目BIM工作，制定總體BIM實(shí)施進(jìn)度計(jì)劃，階段性檢查分包方模型質(zhì)量，定期召開(kāi)BIM工作例會(huì)，編制模型驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，匯總各分包方BIM應(yīng)用成果；在施工階段指導(dǎo)、配合施工單位利用BIM技術(shù)來(lái)優(yōu)化工程籌劃、控制工程里程碑節(jié)點(diǎn)，縮短建設(shè)工期，特別是機(jī)設(shè)備、綜合線施工與工期，提高項(xiàng)目施工質(zhì)量，降低工程造價(jià)；項(xiàng)目竣工后，輔助業(yè)主方編制Z4線項(xiàng)目BIM技術(shù)應(yīng)用成果文件，基于BIM協(xié)同項(xiàng)目理平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)化理體系，項(xiàng)目運(yùn)維階段BIM技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)分析，平臺(tái)產(chǎn)品推策劃案。

項(xiàng)目基于天河建筑云，搭建了面向?yàn)I海新區(qū)軌道Z4線工程項(xiàng)目各參與方的BIM應(yīng)用云存儲(chǔ)和云服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了全過(guò)程的集成化管理和精細(xì)化管理，提升了各專業(yè)間數(shù)據(jù)共享和工作協(xié)同效率。運(yùn)用BIM技術(shù)，建立了Z4線建運(yùn)一體化管理平臺(tái)，將各參與方在規(guī)劃決策階段就集中在同一工作平臺(tái)，基于同一BIM模型，進(jìn)行彼此間的協(xié)同工作和信息共享，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目多要素的集成管理。實(shí)現(xiàn)了Z4線項(xiàng)目整體功能優(yōu)化和價(jià)值提升及Z4線全壽命周期的目標(biāo)。在項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中采用BIM和現(xiàn)代信息技術(shù)，形成與建設(shè)規(guī)模相適應(yīng)的精細(xì)化、可視化、一體化項(xiàng)目管理能力和水平，確保項(xiàng)目各項(xiàng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

目前，天津?yàn)I海新區(qū)Z4線一期工程項(xiàng)目正進(jìn)行到施工階段，由于建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量在應(yīng)用BIM協(xié)同管理平臺(tái)后顯著提高，施工方按照設(shè)計(jì)執(zhí)行建造，避免了返工，保證了建筑工程的質(zhì)量、縮短了工期。不僅如此，項(xiàng)目通過(guò)引入BIM技術(shù)，在工程項(xiàng)目前期建立BIM信息管理系統(tǒng)平臺(tái)，使業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工等各參與方基于同一平臺(tái)進(jìn)行信息的共享和工作協(xié)同，實(shí)現(xiàn)了工程項(xiàng)目協(xié)同管理。

4 結(jié)論

BIM在建筑工程中的直接應(yīng)用不僅可以解決建筑工程在軟件中的描述問(wèn)題，使設(shè)計(jì)人員和工程技術(shù)人員能夠?qū)Ω鞣N建筑信息做出正確應(yīng)對(duì)，為協(xié)同工作提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，它還將大大提高建筑工程的集成化程度，引領(lǐng)建筑業(yè)信息技術(shù)走向更高層次，將對(duì)建筑業(yè)的科技進(jìn)步產(chǎn)生巨大影響。

BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)信息共享，促進(jìn)各成員間的協(xié)同溝通，有利于參與方建立共識(shí)。同時(shí)BIM技術(shù)可以將原本抽象的信息更加具象的呈現(xiàn)，使各方責(zé)任更加明確。需要注意的是BIM等信息技術(shù)雖然具有促進(jìn)各方協(xié)調(diào)的作用，但需要保證各方在共同的溝通平臺(tái)上，避免人為設(shè)置信息割裂，同時(shí)應(yīng)在整個(gè)項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中嚴(yán)格明確各方責(zé)任，避免因?yàn)閰⑴c者增多造成責(zé)任界面模糊。

參考文獻(xiàn)：

[1]于曉明.BIM在施工企業(yè)中的應(yīng)用[J].中國(guó)建設(shè)信息，2010（12）：22-24.

[2]何清華，楊德磊，鄭弦國(guó).國(guó)外建筑信息模型應(yīng)用理論與實(shí)踐現(xiàn)狀綜述[J].科技管理研究，2015（3）：136-141.

[3]住房城鄉(xiāng)建設(shè)部.2016-2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要[EB/OL].https：//wenku.baidu.com/view/e28337df482fb4daa48d4bd0.html.

[4]李建成，王廣斌.BIM應(yīng)用·導(dǎo)論[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2015，3.

[5]何關(guān)培.企業(yè)BIM應(yīng)用關(guān)鍵點(diǎn)的分析與思考[J].工程質(zhì)量，2015，33（08）：8-12.

[6]李明瑞.基于BIM技術(shù)的建筑工程項(xiàng)目集成管理模式研究[D].南京林業(yè)大學(xué)，2015.

[7]李云貴，邱奎寧，王永義.我國(guó)BIM技術(shù)研究與應(yīng)用[J].鐵路技術(shù)創(chuàng)新，2014（2）：38-43.

[8]彭海燕，劉燕.基于集成思想的高速公路BOT項(xiàng)目?jī)r(jià)值網(wǎng)構(gòu)建及評(píng)價(jià)[J].重慶工商大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014（10）：58-65.

[9]王靜.促進(jìn)工程項(xiàng)目管理信息化研究[D].北京建筑大學(xué)，2013.

[10]劉素琴.BIM技術(shù)在工程變更管理中設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用研究[D].南昌大學(xué)，2015.

[11]齊二石，姜琳.大型工程項(xiàng)目的復(fù)雜性及其集成化管理[J].科技管理研究，2008（8）：195-197.

[12]呂書(shū)斌.基于BIM技術(shù)的建筑全生命周期的成本管理與應(yīng)用[J].建材技術(shù)與應(yīng)用，2014（2）：67-68.

[13]包劍劍.基于BIM的建筑供應(yīng)鏈信息集成管理模式研究[D].南京工業(yè)大學(xué)，2015.