研究BIM 技術在建筑工程項目管理流程優(yōu)化中的作用

李超瓊

1.建筑項目的 BIM 管理體系構建

1.1 基于BIM 的組織管理體系構建與優(yōu)化

從技術角度看，組織管理過程是實施過程有效性的組織保證。優(yōu)化施工和竣工階段的設計、施工和準備工作，并將其納入施工驗收管理階段。使用BIM 在不同階段建立BIM 的模型，正確管理施工活動是施工單位運用BIM 管理的關鍵[1]。

1.2 管理內容優(yōu)化

1.2.1 施工準備階段管理內容優(yōu)化設計

項目初期優(yōu)化的組織設計和管理內容有三方面。

（1）建立BIM 團隊。根據總體業(yè)務目標和施工單位要求，分析BIM 工作，合理配置BIM 相關人員。

（2）建立BIM 目標和實施計劃。項目啟動前，相關人員根據項目需要，制定實施信息管理系統(tǒng)的目標和計劃。

（3）構建BIM 信息環(huán)境。包括軟件和硬件采購、應用標準的制定、數據交換標準等[2]。

1.2.2 施工實施階段管理內容優(yōu)化設計

就組織管理而言，施工實施階段管理內容的優(yōu)化設計，主要關注施工方案與現場情況的差異、進度分析、成本偏差及原因，召開BIM協(xié)調會，優(yōu)化施工過程，更新組織BIM 建筑模型和建筑計劃。

1.2.3 竣工驗收階段管理內容優(yōu)化設計

完成項目驗收階段，組織優(yōu)化管理內容，包括建立BIM 管理模式和BIM 運行模式，召開協(xié)調會議，討論完成BIM任務，向業(yè)主交付BIM 文件，向業(yè)主提交BIM 管理文件。

1.2.4 投標階段管理內容優(yōu)化設計

BIM 技術對招標項目管理過程的影響主要體現在監(jiān)控和改進上。在施工企業(yè)招投標階段，BIM 環(huán)境中的投標管理流程一般沿用現有的核心節(jié)點，與現有的投標沒有顯著差異，只是增加了BIM建模、BIM 模擬、BIM 計算和定價等新流程[3]。

1.2.5 施工質量管理內容優(yōu)化設計

建筑工程質量管理的模式和方法與傳統(tǒng)模式相比發(fā)生了重大變化。例如，現場施工質量控制人員可以通過平板電腦、手機等便攜式電子產品進行實時記錄，然后直接帶上在線云平臺BIM 平臺，確保信息的可靠性、完整性、及時性和準確性。

2.案例工程實踐應用

2.1 項目概況

本項目是位于某經濟技術開發(fā)區(qū)的工業(yè)廠房，功能區(qū)包括地下室、辦公室、生產車間、宿舍等。該項目總投資1.2億元，合同工期730d。項目共4 層，包括地下部分，建筑面積21252m2，高度23.9m。項目管理團隊由客戶授權的項目管理咨詢管理公司組成。公司的主要管理目標是：（1）質量按國家、省、市相關質量標準驗收；（2）安全可靠，無重大安全事故，爭創(chuàng)省級文明工地；（3）保證工程期為730d；（4）項目投資控制在允許范圍內。

2.2 基于BIM 的項目管理流程應用

2.2.1 投標階段 BIM 項目管理流程應用

本項目主要使用魯班系列BIM 軟件。建立標準的設計數量模板，人工分析和處理不確定性，最終輸出準確的設計數量清單，與業(yè)主提供的設計數量清單進行比對。通過結合BIM 模型，對各個子項進行分析，確定最終合理的工程量，大大提高了工程量審核的質量和效率。

2.2.2 施工準備 BIM 項目管理流程應用

2.2.2.1 碰撞檢查與管線綜合深化設計

開發(fā)區(qū)建筑數量多，地下空間大，設計要求高，施工技術和質量要求高。開發(fā)區(qū)建設規(guī)模大、專業(yè)化程度高、供水系統(tǒng)復雜，需要時空協(xié)調。每個專業(yè)都有很高的要求，每個專業(yè)的設計都是相對獨立的，很難保證各個領域之間的協(xié)調和全面設計。建筑公司主要使用Navigator 進行碰撞檢測，深化其設計并確保其深入設計的深度和準確性[4]。以工程會議為例，針對設計深化問題，解決模型和現場問題。通過特定區(qū)域的多次綜合調整，發(fā)現并解決設計圖紙和模型中不到80%的錯誤、凹凸和漏洞，大大提高了設計圖紙的質量，避免了不同學科之間的沖突，減少了設計變更。

2.2.2.2 預埋預留分析

一般情況下，在工程實施過程中不可能準確預留通用套管的內部零件，利用BIM 技術預先規(guī)劃機電管道的安裝路線，整合完成的土建安裝模型，在安裝系統(tǒng)的固定位置預先確定并標記預埋件，并通過土建墻板顯示各系統(tǒng)管道，以防止在施工階段因后嵌入零件、墻板開口和螺紋而導致返工。

2.2.2.3 可視化圖紙會審

當建筑公司的BIM 在根據甲方的圖紙進行建立BIM 模型的時候，發(fā)現許多圖紙有問題，如錯誤、遺漏、空白、標志不清和標高不對等等。企業(yè)將所有問題進行匯總后，進行了可視化圖紙會審，確保圖紙的質量。借助BIM 模型對所有問題向參建方說明，并提出優(yōu)化建議。參建方事先將BIM模型與圖紙進行對比，并以BIM 模型為圖紙進行溝通協(xié)商。最后通過可視化圖紙交底聯(lián)審，利用相關會議記錄指導現場施工。可視化圖紙會審大大提高了現場相關會議的效率，為快速確定優(yōu)化方案提供了有效幫助。

2.2.3 施工階段 BIM 項目管理流程應用

2.2.3.1 進度管理

施工過程中，當實際完工時間早于或晚于計劃工期時，計算機模擬分析實際進度與計劃工期，并在模型中標出工期的延遲點，讓管理者可以直觀查看工期延誤點。

2.2.3.2 質量管理

在BIM 環(huán)境下，施工過程的項目質量管理主要基于以BIM 模型為核心的BIM 綜合管理平臺，對工程的質量信息與其他工程信息進行整合，為質量管理的決策提供相應支持。提高管理效率，確保信息收集、保存、傳遞、處理的準確性。

2.2.3.3 變更管理

一般來說，工程變更管理相對被動。但在BIM 環(huán)境下，從建筑公司的角度進行工程變更管理，可以方便控制，通過模型模擬計算工程變更量，實現主動控制。

2.2.4 竣工階段 BIM 項目管理流程應用

在竣工階段，實施BIM 的目標是利用BIM 技術改進竣工交付管理。在此過程中，不斷修改和維護模型并加載數據。項目實施后，檢查數據的準確性和可靠性，建立支付模型?？⒐そY算是建筑公司竣工驗收的核心任務。與現有的BIM環(huán)境相比，項目的沉降信息、沉降范圍、沉降方式都發(fā)生了重大變化。因此，有必要根據BIM 環(huán)境的特點，改進準加工過程的設計[5]。BIM 與竣工結算相關的應用主要包括工程量的再確認和結算資金的計算。

3.基于 BIM 的建筑項目管理流程優(yōu)化后應用效果分析

3.1 建立效益評價體系

評價體系構建過程可分為：模型構建、結構判斷矩陣和權重計算三個過程。關鍵是構建決策矩陣，其權重由決策矩陣的特征向量決定。在找到正確的之前，需要判斷矩陣是否一致，如果不匹配，則必須重構判斷矩陣。得到模糊決策矩陣，選擇一個模糊尺度，利用判別矩陣的概念，將判別值與選擇的尺度值進行比較，得到判別值的判別矩陣。

3.2 流程運用效益測算

在本文中，將使用以下評估指標系統(tǒng)衡量和評分案例項目中管理BIM 流程優(yōu)化后的效益情況。共有6 位行業(yè)專家參與了評選，他們都具有BIM 應用程序的實踐經驗。

分級包括兩個主要環(huán)節(jié)：（1）行業(yè)專家對BIM 用于建筑項目的平均收入進行打分；（2）行業(yè)專家對BIM 工程應用效益的打分。效益指數在整個過程中表現越好，其得分越高，與成本指數相反。六位專家評估了建筑項目的平均收益以及在BIM 項目中應用BIM 的收益。

3.3 效益評價總結

根據打分計算，BIM 行業(yè)平均BIM利用效率為83.98 分，本項目BIM 利用效率為84.77，高于平均水平。實際分析表明，該項目業(yè)主滿意度、競爭優(yōu)勢和可持續(xù)發(fā)展指標均較高。但在成本方面，由于前期在人力、軟件和硬件方面的巨大投入，性能低于行業(yè)平均水平。但是，這些成本投資不必在每個項目開始時進行，很少需要后期繼續(xù)投入。因此長期發(fā)展需要早期投資，尤其是在員工培訓方面。

4.結束語

本文案例分析表明，BIM 技術可以提高項目管理績效，基于BIM 的項目管理流程可以提高項目管理效率，為建筑企業(yè)更好地利用BIM 技術進行項目管理提供參考。為了驗證該方法的有效性，建立了應用效益評價指標體系，并對BIM 技術應用的效益進行了評分。研究表明，相較于行業(yè)平均成本水平，應用優(yōu)化設計管理流程的項目效益可以在未來長期的生產經營活動中循環(huán)利用，從而實現公司的可持續(xù)經營、發(fā)展戰(zhàn)略和市場占有率。