我國基于BIM的大型工程全過程咨詢研究與實踐分析

陳 燕 黃耀慶 陳 禹 王熙杰 陳淵鴻

上海建工集團工程研究總院 上海 201114

近年來，國家在建設領域大力推動全過程咨詢與BIM技術應用。在BIM技術領域，通過政策推動以國有投資為主的大中型工程及綠色化工程率先開展BIM技術試點，達到新立工程集成應用比例占90%的目的。與此同時，北京、上海、廣東、深圳等省市均相繼出臺了關于“規(guī)模以上的建設工程應用BIM技術”的政策及相關規(guī)定。此外，全國各省市還陸續(xù)出臺了相應的BIM試點、設計驗收標準等相關政策，建立BIM工程建設項目智慧審批平臺，制定統(tǒng)一規(guī)范，BIM信息數(shù)據(jù)存儲、交換、交付等通用標準等，進而推動建筑工程的大數(shù)據(jù)信息共享[1-2]。

目前，全過程BIM技術應用以建設單位主導為主，在實際項目建設過程中，由于缺乏專業(yè)性人才，建設單位缺乏BIM技術管理相關經(jīng)驗。因此，往往會聘請第三方BIM顧問指導項目BIM實施，BIM全過程咨詢業(yè)務應運而生。在全國各省市目前頒布的BIM收費標準中，部分省市對BIM顧問的收費標準做了具體規(guī)定，例如《廣東省建筑信息模型（BIM）技術應用費用計價參考依據(jù)（2019年修正版）》中為BIM技術咨詢服務列出單獨費用，給出相應費用的指導比例。

1 BIM全過程咨詢定義

BIM的原生定義：BIM是在建設工程及設施全生命期內(nèi)，對其物理和功能特性進行數(shù)字化表達，并依此設計、施工、運營的過程和結果的總稱。目前，在國內(nèi)BIM技術發(fā)展過程中產(chǎn)生的BIM全過程咨詢服務，可基本定義為：工程建設方，即業(yè)主、代建方、項管直接委托一家BIM咨詢單位，承擔整個建設項目在設計、施工、運維全過程中的總體策劃、組織、協(xié)調(diào)、監(jiān)督、指導并全面管理各參與方BIM工作的服務。該BIM咨詢方主要負責BIM總體策劃及管理BIM各項工作，同時也可參與承擔部分BIM實施內(nèi)容。其核心是以業(yè)主利益為出發(fā)點，策劃管理全過程各參與方的BIM工作，最終為整個項目增值服務。

2 BIM全過程咨詢需求分析

2.1 BIM全過程咨詢存在的必要性分析

2.1.1 從BIM應用階段分析

根據(jù)《上海市BIM技術應用與發(fā)展報告》統(tǒng)計，規(guī)模以上且應用BIM技術的項目中，設計和施工階段應用占比較高，全生命周期應用的占比較低，詳細數(shù)據(jù)如圖1所示。

圖1 BIM各工程建設階段分布情況

由圖1可知，在所統(tǒng)計的項目中，設計、施工階段應用BIM技術的項目占比已實現(xiàn)項目全覆蓋，施工階段應用BIM技術的項目占比進一步提升。在設計、施工、運營階段應用BIM技術的項目也應運而生。隨著全過程應用而來的全過程策劃需求、階段性模型流轉需求也就成為必然。

2.1.2 從BIM應用項分析

根據(jù)《上海市建筑信息模型技術應用指南（2017）》中的38個BIM應用項（包括建筑性能模擬分析、各專業(yè)模型構建、碰撞檢測及三維管線綜合、施工深化設計等）可知，BIM技術應用已在建設項目全生命周期廣泛開展三維建模、性能分析、方案模擬、項目管理、工程量計算、協(xié)同平臺等。設計階段以各專業(yè)模型構建、碰撞檢測、管線綜合以及凈高分析應用為主，施工階段以施工方案模擬、施工深化設計、進度可視化管理以及竣工模型構建應用為主，運維階段以運維模型構建、運維管理系統(tǒng)搭建、設施設備管理以及能耗管理應用為主。

總體而言，設計和施工階段的BIM各應用項已相對較為成熟與完善，而運維階段的BIM應用越來越受到建設單位的重視，以業(yè)主需求為導向的BIM應用在其廣度和深度上也在不斷拓展，逐步走向成熟。另外，同樣的應用項在不同階段的不同實施單位都可能應用，不同應用對象應用點之間也有關聯(lián)，因此急需第三方BIM全過程咨詢顧問進行統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。

2.1.3 從BIM應用軟件分析

BIM技術的應用可通過多種軟件實現(xiàn)，企業(yè)應根據(jù)BIM總體規(guī)劃綜合考慮各方面因素、項目情況以及項目特點，選擇合適的BIM應用軟件，以實現(xiàn)其應用目標。本小節(jié)梳理了現(xiàn)有主流BIM軟件，按照工程類型不同應用范圍進行了相關的統(tǒng)計和分類，如表1所示。表中的排名不分先后，按字母順序排列。

表1 常用BIM應用軟件統(tǒng)計

由表1可以看出，BIM類軟件繁多，功能千差萬別，有些軟件既是協(xié)同軟件，也可以用于工藝模擬，甚至可以通過二次開發(fā)完成運維管理工作。不同軟件廠商的工具各有特色，在應用范圍方面各有側重，有的軟件專注于基礎平臺的開發(fā)，并開放了接口，成為應用較為廣泛的建模軟件；有的軟件在基礎設施建設領域有著不俗的表現(xiàn)，專注于定制開發(fā)專用軟件；也有軟件專注立足優(yōu)勢領域，向縱深發(fā)展。

BIM技術應用貫穿于整個建筑壽命周期。目前，在方案、設計、施工、運營領域均有眾多軟件支持。不同軟件格式也需由第三方BIM全過程咨詢顧問進行規(guī)范及約束。

2.1.4 從BIM應用價值分析

BIM技術是一種覆蓋建筑全生命周期的新型信息化技術，對于不同參與方來說，BIM技術應用價值不同，不同參與方對BIM技術應用關注點也不一樣。

設計階段應用BIM技術對工程建設全生命周期價值的影響最為顯著，其主要借助BIM模型，完成建造對象的性能分析對比，通過協(xié)同設計，協(xié)調(diào)優(yōu)化各專業(yè)間關系，在提高設計效率的同時，減少施工圖中的錯漏碰缺現(xiàn)象。

施工階段BIM技術應用價值主要體現(xiàn)在工序工藝模擬優(yōu)化和施工過程中的進度、成本、質量管理。一方面，減少施工階段返工；另一方面，通過協(xié)同管理提高總承包管理能力，進而提高項目進度、成本、質量安全管理水平，實現(xiàn)項目增值。

建設方是應用BIM技術的最大受益方，可通過BIM模型完成建設階段各種方案的比對、審批，確定最佳方案。將建設全過程數(shù)據(jù)應用于后續(xù)的工程運維管理，可降低運維管理成本，通過數(shù)據(jù)累積輔助建筑運維管理，保障項目全生命周期的管理水平。然而設計和施工單位因其性質，在應用BIM的過程中僅考慮其自身需求，并不會站在業(yè)主角度綜合考慮業(yè)主應用BIM的價值。但第三方BIM全過程咨詢顧問的費用由業(yè)主支出，因此會站在業(yè)主的角度考慮應用的價值。

2.1.5 從BIM人才急缺角度分析

近年來，國內(nèi)外高校相繼開設BIM專業(yè)課程，各類BIM證書應運而生，BIM技術的發(fā)展日漸走上正軌。但是當前BIM人才數(shù)量卻仍無法滿足建筑企業(yè)BIM的人才缺口。無論是建設單位、設計單位、施工單位還是政府監(jiān)管機構，BIM專業(yè)人才都非常緊缺。

在BIM人才缺乏的市場環(huán)境下，大多數(shù)業(yè)主單位無法配備各專業(yè)齊全的全過程各階段BIM人才。因此，第三方BIM全過程咨詢顧問是當前的最優(yōu)選擇。

2.2 當前BIM技術應用存在的問題

通過項目全過程BIM咨詢實踐分析，當前BIM技術應用存在的主要問題如下：BIM應用目標不明確（無法發(fā)掘BIM價值點）；軟件及模型標準不統(tǒng)一，模型延續(xù)性差；BIM后補現(xiàn)象普遍存在；各項目BIM應用標準千篇一律，無用功現(xiàn)象泛濫；信息交流不順暢；BIM應用深度不夠、管理手段滯后，無法落地；各方重點不明確等；參與方多、協(xié)調(diào)難度大；項目信息難留存、歸檔。

3 BIM顧問的服務內(nèi)容

在全過程BIM應用體系下，BIM顧問應運而生，通過第三方專業(yè)團隊直接為整個工作項目進行BIM策劃、協(xié)調(diào)和管理服務工作。專業(yè)的顧問團隊，以全局的角度，建立項目BIM管理體系及管理措施，策劃整體項目的BIM應用，進行項目全過程BIM服務。

3.1 BIM應用要求及服務內(nèi)容

BIM顧問應根據(jù)項目特點、項目BIM實施目標等，開展BIM應用策劃工作。BIM應用策劃應包含應用階段、應用名稱、應用內(nèi)容、交付成果等，以某超高層方案優(yōu)化為例，BIM應用包括設計方案及施工方案，如表2所示。

表2 某超高層BIM應用

3.2 管理體系要求及服務內(nèi)容

BIM總顧問，在項目全過程周期中全權指導及協(xié)調(diào)設計、施工總承包、專業(yè)分包、監(jiān)理、咨詢等參建單位在項目全過程的BIM技術應用。項目建設初期，BIM總顧問基于項目特點建立項目BIM工作管理體系，確定項目組織架構、各參建方職責分工等各方BIM工作協(xié)調(diào)機制。

BIM應用總體策劃前，BIM總顧問進行前期需求調(diào)研，制定BIM中心建設方案、BIM培訓計劃、整體BIM實施方案、BIM應用手冊以及項目BIM工作考核機制。

3.3 管理措施要求及服務內(nèi)容

1）項目前期決策BIM應用：基于BIM的決策模型構建，基于BIM的項目財務評價。

2）規(guī)劃設計BIM應用：設計方案三維展示，設計圖紙問題發(fā)現(xiàn)，方案造價評估，限額設計支持。

3）招標管理BIM應用：創(chuàng)建預算BIM模型，控制價計算，工程量計算。

4）合同管理BIM應用：工程信息協(xié)同共享，基于BIM的動態(tài)合同管理。

5）進度管理BIM應用：提升全過程協(xié)同效率，加快設計進度，減少變更和返工進度損失，加快生產(chǎn)計劃，采購計劃編制，加快竣工交付資料準備。

6）成本管理BIM應用：精確提供資源計劃，動態(tài)成本管理，快速結算工程進度款。

7）安全質量管理BIM應用：通過BIM模型進行技術交底，對現(xiàn)場人員、機械、材料、環(huán)境等影響現(xiàn)場安全的要素進行管控；借助BIM模型與現(xiàn)場比對進行施工質量的驗收、檢查等，提高溝通效率，有利于現(xiàn)場信息的收集、分析及跟蹤。

8）運維管理BIM應用：隱蔽工程改造，設備快速定位，信息查詢更新，系統(tǒng)維護，實時監(jiān)控預警，互動場景模擬。

4 結語

項目建設參與方，包括業(yè)主、設計團隊、總承包商和各專業(yè)承包商、設備供應商、運營管理團隊和最終使用者等，在項目的各個階段所關注的要點不同。因此，需要一個專業(yè)管理團隊和管理平臺，輔助業(yè)主有效地支持和加強各參與方之間的協(xié)調(diào)配合，在技術和組織上協(xié)調(diào)解決各類配合問題，并將各參與方的信息快速傳遞，保持一致。BIM顧問團隊在整個參與方中起到平衡的作用，由其主導和協(xié)調(diào)設計院、施工方、設備材料供應商等工程各參與方進行BIM咨詢顧問工作。其作為第三方，能更加客觀、公正、準確，專業(yè)性更強，可以顯著提升內(nèi)部管控水平。此外，專業(yè)、有經(jīng)驗的BIM咨詢顧問，有大量項目經(jīng)驗，各類項目信息交互，可為項目提供多角度的服務方案。同時，由BIM顧問實施BIM咨詢管理工作還具有全生命周期性、全專業(yè)性、問題可預見性、易落地性等優(yōu)勢。

1）前沿性：BIM顧問對BIM的理解較為深刻，對BIM技術的研究相對較為前沿。針對項目需求，BIM顧問可參與開發(fā)應用軟件，解決項目應用難點；科研方面，可承接課題，對BIM技術應用進行前瞻性研究；申報BIM獎項，在宣傳項目特色、增添項目榮譽獎章等方面給予幫助。

2）全面性：在擁有BIM模型的情況下，BIM模型及其應用的價值與項目各參與方的實用率及使用周期成正比。BIM顧問貫穿項目全過程，關注各階段BIM應用，了解業(yè)主需求，各參與方特點，更清楚項目管理與BIM工作的關系，可基于項目的特點、需求、總體規(guī)劃全方位、深入的考慮全專業(yè)BIM應用的目標及深度。

3）全生命周期性：BIM作為一種技術手段，通過應用于整個項目周期，方能最大化體現(xiàn)其價值。BIM顧問作為一個較早介入的參與方，可在項目早期對項目進行BIM總體規(guī)劃，將相關BIM思想貫徹給各方，目的是和傳統(tǒng)參與方進行團隊磨合，同時可以在磨合過程中向各參與方普及BIM的概念、實施方式、相關方配合要求、預期效果等，避免項目進展過程中可能出現(xiàn)的推進困難、重復勞動，并促使設計、施工及其他參與方的BIM工作銜接更緊密。

4）落地性：各參與方BIM團隊在建模、深化、應用等環(huán)節(jié)中的各種信息資源的需求量往往較為龐大，且通常需要跨部門、跨單位合作，此時BIM顧問可以對工程及各方進行有效的策劃和管理，并在實施過程中進行監(jiān)督和把控，理清各方職責并通過合同等手段來約束各方行為，減少各方的溝通屏障。BIM顧問作為項目的管理方之一，擁有協(xié)調(diào)項目各參與方工作的權限，加之充分了解項目各參與方的情況及需求，有利于BIM工作的推行，保障項目BIM應用落地。

5）問題可預見性：在項目進展過程中，BIM顧問與項目各參與方有著較為密切的協(xié)調(diào)與溝通，更了解項目的狀態(tài)，并預估可能存在的問題?；谶@些優(yōu)勢，BIM顧問能更好地做出階段性BIM策劃，并要求各方執(zhí)行。BIM顧問參與的項目越多，項目經(jīng)驗越豐富，參照以往類似項目經(jīng)驗，可提前預見實施過程中極易出現(xiàn)的各類問題，及時組織各方制定相應解決方案并統(tǒng)籌執(zhí)行。

6）質量進度可控性：BIM顧問在項目中承擔協(xié)調(diào)與監(jiān)督各方BIM工作的職責，項目BIM工作實際執(zhí)行方較多，BIM顧問對各參與方進行協(xié)調(diào)，同時通過先前制定的項目級標準對各參與方的BIM成果進行質量把關；對于技術不過關的參與方，BIM顧問可對其進行技術指導；嚴格把控BIM實施進度，對各參與方BIM工作實施臺賬管理。