基于BIM技術(shù)的工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)及其應(yīng)用研究

寇美俠 武漢城市學(xué)院講師

建筑施工工程是建筑行業(yè)中較為復(fù)雜、變化較多的工作之一，導(dǎo)致工程的項(xiàng)目管理具有極大的難度。在項(xiàng)目管理中需要兼顧工程各方的利益和建議，并對施工的各個環(huán)節(jié)，包括成本、工期、質(zhì)量等進(jìn)行嚴(yán)格把控和管理。在傳統(tǒng)的工程項(xiàng)目管理形式中，相關(guān)工作人員需要做大量的工作，消耗大量的時間和成本，結(jié)果還有可能不理想，而BIM 技術(shù)的應(yīng)用為工程項(xiàng)目管理帶來了新方式。

1 BIM 技術(shù)的概念及發(fā)展

BIM 技術(shù)又稱為建筑信息模型，是虛擬設(shè)計(jì)與施工體系相結(jié)合的技術(shù)。在使用BIM 技術(shù)的過程中，主要是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)合信息技術(shù)和三維立體成像技術(shù)建立針對工程項(xiàng)目的三維立體模型，并將此模型用于建筑工程中工程施工規(guī)劃的整體設(shè)計(jì)、施工過程中的監(jiān)管工作以及后期維護(hù)維修等全部涉及的環(huán)節(jié)，對工程進(jìn)行全方位、全周期的管理。設(shè)計(jì)方、施工方、材料設(shè)備方、檢修方、甚至是業(yè)主方都可以將BIM 技術(shù)作為參考依據(jù)。BIM 技術(shù)可以將建筑工程在不同時間內(nèi)、不同施工面、不同專業(yè)類型的信息進(jìn)行整合，在建筑信息模型中進(jìn)行呈現(xiàn)和共享，是建筑施工過程中管理人員和施工人員提高工程質(zhì)量的重要系統(tǒng)依據(jù)[1]。

BIM 技術(shù)最早應(yīng)用于美國，在20 世紀(jì)90 年代就已經(jīng)出現(xiàn)。2009 年，美國建筑業(yè)前300 強(qiáng)的企業(yè)中，80%以上應(yīng)用了BIM技術(shù)，得到大力的推進(jìn)，BIM 技術(shù)取得了快速發(fā)展。緊隨其后的歐洲各國和日本也開始廣泛應(yīng)用BIM 技術(shù)，并在建筑行業(yè)中大力推廣此技術(shù)。我國正式引進(jìn)BIM 技術(shù)是在2003 年，開始是部分設(shè)計(jì)公司和培訓(xùn)型機(jī)構(gòu)嘗試應(yīng)用該技術(shù)。隨著信息化時代和建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，我國政府也逐漸開始鼓勵廣泛使用和推廣該技術(shù)，BIM 技術(shù)也在一些專業(yè)學(xué)者的研究下不斷完善，未來發(fā)展前景十分廣闊。

2 基于BIM 技術(shù)的工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)的優(yōu)勢

基于BIM 技術(shù)的工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)不僅可以有效實(shí)現(xiàn)所有數(shù)據(jù)與模型之間的雙向聯(lián)系，還可以實(shí)現(xiàn)資源和信息的共享和交換。該系統(tǒng)在業(yè)務(wù)管理、決策制定和工程控制等方面發(fā)揮重要的作用，可以實(shí)現(xiàn)對施工過程的實(shí)時監(jiān)督和控制，形成完整的工程項(xiàng)目信息報(bào)表。

2.1 實(shí)現(xiàn)信息共享

BIM 技術(shù)應(yīng)用在工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)中可以改變傳統(tǒng)管理模式，為施工前期的決策提供參考依據(jù)。通過建筑信息模型可以考慮信息的動態(tài)變化，比如在施工項(xiàng)目管理工作中，還可以更便捷地查找信息、收集信息，保障信息的時效性和精確性，有效減小在材料需求、施工進(jìn)度以及成本等方面的預(yù)算誤差。并且BIM 技術(shù)會隨著工程的進(jìn)行隨時更新信息，施工人員和管理人員可以將建筑信息模型作為參考，能夠大大提高施工效率。

2.2 遠(yuǎn)程協(xié)作管理

建筑工程項(xiàng)目管理是一個多方面參與的過程，其管理形式非常復(fù)雜，在項(xiàng)目管理過程中需要對成本、設(shè)計(jì)、進(jìn)度、安全等多方面進(jìn)行嚴(yán)格管理，而在這其中又涉及施工單位、業(yè)主、承包方等多方面的利益和需求，各方的職責(zé)不同，利益也不同，在項(xiàng)目管理中很容易產(chǎn)生不一樣的想法。在實(shí)際的建筑工程中，通常具有規(guī)模較大、消耗時間較長的復(fù)雜環(huán)節(jié)，很少能夠真正做到各個環(huán)節(jié)每一方都溝通到位。但是使用BIM 技術(shù)可以有效解決這一問題。通過BIM 技術(shù)，各方可以隨時監(jiān)測施工情況，并且針對施工情況隨時進(jìn)行遠(yuǎn)距離的溝通管理工作，確保項(xiàng)目管理工作更加順利地進(jìn)行[2]。

2.3 減少返工情況

由于以上兩種優(yōu)勢的存在，BIM 在施工各階段都可以保證滿足業(yè)主方面的需求。例如在設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)院可以將建筑信息模型呈現(xiàn)給業(yè)主，業(yè)主針對模型提出自己的意見，然后設(shè)計(jì)院再根據(jù)業(yè)主的意見提供更改方案。在施工之前就提前溝通好，以免在施工開始后出現(xiàn)返工的情況。在BIM項(xiàng)目管理下，施工單位必須考慮到業(yè)主和監(jiān)理的意見，不容有虛假的情況發(fā)生，這對施工的質(zhì)量是一層保障，同時可以減少返工情況的發(fā)生。

3 基于BIM 技術(shù)的工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)的整體應(yīng)用情況

目前，BIM 技術(shù)在工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)中的整體應(yīng)用范圍正逐漸擴(kuò)大，應(yīng)用的功能也變得越來越強(qiáng)，在工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了領(lǐng)域的突破。不僅在建筑工程中得以使用，而且在道路、橋梁等工程中也開始逐漸發(fā)展。它也不只是在工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)中擔(dān)任施工管理的職能，而是向全面化的服務(wù)方向發(fā)展，功能性逐漸增加，可以服務(wù)于項(xiàng)目管理系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，使各環(huán)節(jié)的參與者能夠獲取更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，提高建筑工程的效率，同時各環(huán)節(jié)之間的交流更為流暢，工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)更加完善，提升了整體管理效率。通過模擬現(xiàn)場實(shí)際情況，BIM 技術(shù)還能夠作用于對施工方案和施工情況的管理工作，確保施工的質(zhì)量，管理功能更為全面，包括對施工設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量、施工成本以及施工進(jìn)度等全方位的管理。基于BIM 的工程項(xiàng)目管理基本流程情況如圖1 所示

圖1 基于BIM 的工程項(xiàng)目管理示意圖

4 基于BIM 技術(shù)的工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)的具體應(yīng)用

4.1 成本方面

在當(dāng)今建筑行業(yè)市場競爭如此嚴(yán)峻的情況下，項(xiàng)目成本的有效控制是各施工工程都需要注意的，也是工程項(xiàng)目管理需要加強(qiáng)重視的一點(diǎn)。通常來說，施工項(xiàng)目的規(guī)模越大、時間越長，項(xiàng)目成本的預(yù)算誤差就會越大，這是因?yàn)楣と撕筒牧腺M(fèi)用會隨著時間出現(xiàn)一定浮動，造成對施工成本無法控制的情況。這個時候就容易超出預(yù)算，使業(yè)主、監(jiān)理、施工單位等多方面產(chǎn)生分歧?；贐IM 技術(shù)的工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)，可以對項(xiàng)目的成本控制變被動為主動。在操作過程中，只需要將工程的信息輸入到建筑信息模型中，BIM 技術(shù)就可以自動計(jì)算出工程情況。針對各環(huán)節(jié)生成的成本預(yù)算，施工單位只需要在檢驗(yàn)無誤的情況下，嚴(yán)格按照建筑信息模型給出的針對各個施工環(huán)節(jié)的成本預(yù)算進(jìn)行施工，就可以有效控制項(xiàng)目的成本。這一應(yīng)用在實(shí)際工程項(xiàng)目管理中也得到了很好的效果[3]。

4.2 物料方面

在工程項(xiàng)目管理中，物料方面的管理是十分重要的組成部分。物料管理的質(zhì)量既能決定整個施工工程的質(zhì)量，又能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)成本的有效控制。將BIM技術(shù)應(yīng)用在工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)中，不僅可以實(shí)現(xiàn)物料管理過程的簡單化，還能替代傳統(tǒng)的人工管理方式。施工人員可以將施工過程中所需的全部物料進(jìn)行分類處理，并將對應(yīng)的二維碼放在相應(yīng)的位置上，相關(guān)人員通過掃描二維碼就可以直接了解對應(yīng)的物料信息。借助二維碼掃描的方式還可以簡化材料進(jìn)出倉庫的步驟，為查找物料和管理物料提供很大的便利。

4.3 進(jìn)度方面

在工程進(jìn)度方面，使用BIM 技術(shù)可以構(gòu)建三維信息模型。施工人員借助該模型可以直觀地看到施工全過程，管理人員借助該模型可以了解施工進(jìn)度，甚至還可以具體到某一時間段的施工進(jìn)度，幫助工程項(xiàng)目管理人員更好地了解項(xiàng)目進(jìn)度。管理人員在施工前借助BIM 技術(shù)可以將施工進(jìn)度導(dǎo)入BIM 項(xiàng)目管理系統(tǒng)中，在實(shí)際施工過程中再將項(xiàng)目的實(shí)際進(jìn)度情況導(dǎo)入系統(tǒng)中，通過對比可以分析實(shí)際的進(jìn)度。此外，管理人員可以在BIM 項(xiàng)目管理系統(tǒng)中查找各時間點(diǎn)的施工計(jì)劃，再對實(shí)際施工進(jìn)度進(jìn)行分析，有利于順利實(shí)現(xiàn)施工目標(biāo)。

4.4 設(shè)計(jì)階段

建筑施工中的設(shè)計(jì)階段是整個施工過程的基礎(chǔ)，傳統(tǒng)模式下的設(shè)計(jì)階段一般采用二維圖紙的方式，而使用BIM 技術(shù)可以直接實(shí)現(xiàn)多維的設(shè)計(jì)，并可以將設(shè)計(jì)的構(gòu)想動態(tài)地展示在模型中。通過建筑信息模型可以直觀地展示設(shè)計(jì)的施工模型，可以讓施工環(huán)節(jié)的各參與方感受到真實(shí)的效果，并對此進(jìn)行溝通研究，如果有不同意見或問題能夠及時更正。

在設(shè)計(jì)階段，BIM 技術(shù)還有助于不同的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行共同設(shè)計(jì)，如建筑、結(jié)構(gòu)、排水等不同專業(yè)的設(shè)計(jì)師可以在同一個建筑信息模型上進(jìn)行溝通和設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)中如果出現(xiàn)碰撞或者錯誤環(huán)節(jié)的時候，各設(shè)計(jì)人員可以及時溝通并改正，極大地提高了設(shè)計(jì)工作的準(zhǔn)確度，為后續(xù)施工工作做好基礎(chǔ)[4]。

另外，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)形式已經(jīng)無法滿足過于復(fù)雜的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，業(yè)主追求的越來越多，包括施工質(zhì)量、環(huán)保問題等，這使得設(shè)計(jì)工作的難度較大。對于這種復(fù)雜的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，就需要借助BIM 技術(shù)，通過構(gòu)建虛擬模型進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，以滿足特殊的需求。這一技術(shù)在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)控制工程造價(jià)也十分重要，可以通過建筑模型細(xì)化各環(huán)節(jié)的成本預(yù)算，為施工人員提供準(zhǔn)確的成本參考依據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中對工程造價(jià)的有效控制。

4.5 施工階段

施工階段是建筑工程中最為重要的階段之一，也是最容易出現(xiàn)各種各樣問題的階段。傳統(tǒng)的施工現(xiàn)場一般只依照圖紙進(jìn)行施工，施工圖紙的設(shè)計(jì)往往不能考慮到施工現(xiàn)場實(shí)際情況，難以呈現(xiàn)施工中的細(xì)節(jié)問題，這也會造成在施工過程中容易出現(xiàn)大大小小的問題。使用BIM 技術(shù)，可以將施工現(xiàn)場進(jìn)行模擬，在施工前就可以對施工的過程、整個施工進(jìn)度進(jìn)行模擬與合理安排，提前做好相應(yīng)措施，并確定最終最有效的實(shí)施方案。

BIM 還可以提高施工的精細(xì)化程度，普通圖紙的設(shè)計(jì)一般不會對工程中的細(xì)節(jié)問題做好安排和鋪墊，如在傳統(tǒng)圖紙中對于施工中預(yù)留孔洞的位置設(shè)計(jì)不夠準(zhǔn)確、管線安裝不夠合理等問題，都會給施工增加困難。在BIM 技術(shù)中，建筑模型可以呈現(xiàn)出很多圖紙無法呈現(xiàn)的細(xì)節(jié)，并會對此給予詳細(xì)的施工圖，提高了施工的精細(xì)程度，并且為施工人員帶來了很大的便利。當(dāng)前，BIM 技術(shù)在裝配式建筑中也得到了廣泛應(yīng)用，使用裝配式可以很大程度地減少施工周期，同時可以將裝配式安裝中的各個構(gòu)件進(jìn)行模擬和優(yōu)化，保證在裝配過程中可以達(dá)到極高要求的構(gòu)件水準(zhǔn)，保證施工的精確性。

4.6 質(zhì)量管理

BIM 技術(shù)在工程項(xiàng)目管理中的質(zhì)量管理方面發(fā)揮著很大的作用，項(xiàng)目的質(zhì)量問題是施工工程的重中之重，業(yè)主和國家對于工程的質(zhì)量問題要求也十分嚴(yán)格。項(xiàng)目的質(zhì)量受多方面的影響，包括施工材料、施工設(shè)備、技術(shù)等，需要消耗大量的時間，進(jìn)行多方面、大量的質(zhì)量檢測工作，但傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理很難對一些主觀因素進(jìn)行評估，而且也很難全面控制施工質(zhì)量。

使用BIM 技術(shù)，可以在模型中通過數(shù)據(jù)模擬出施工全過程，直接反映出施工中存在的質(zhì)量隱患或問題，施工人員可以針對這些問題采取有效預(yù)防措施或者進(jìn)行及時補(bǔ)救，使施工質(zhì)量能達(dá)到業(yè)主的需求以及國家要求的標(biāo)準(zhǔn)。在一些施工較為復(fù)雜的項(xiàng)目中，借助BIM 更能對質(zhì)量進(jìn)行有效控制，通過建筑模型可以對施工流程進(jìn)行模擬，施工人員可以按照模擬流程進(jìn)行施工以減少出現(xiàn)錯誤的風(fēng)險(xiǎn)，從而提高項(xiàng)目質(zhì)量管理的效率。

4.7 運(yùn)營階段

工程項(xiàng)目在驗(yàn)收通過后就會進(jìn)入到運(yùn)營階段，運(yùn)營階段比設(shè)計(jì)和施工階段需要的時間更長，涉及的內(nèi)容更多，因此操作起來也更為復(fù)雜。在這一階段要對建筑工程進(jìn)行有效管理，以保證項(xiàng)目的使用周期。在傳統(tǒng)方式下，運(yùn)營階段通常是需要工程單位轉(zhuǎn)交紙質(zhì)資料給物業(yè)公司，包括合同、竣工圖紙、設(shè)計(jì)材料等，在轉(zhuǎn)交過程中容易造成損壞、缺失的情況，并且在移交后也不易保管，前期檢查和后期查閱起來也比較麻煩。而使用BIM 技術(shù)可以將工程中涉及到的全部信息生成數(shù)據(jù)庫，減少紙質(zhì)資料帶來的不便，物業(yè)公司也可以直接根據(jù)建筑信息模型對其中內(nèi)容進(jìn)行檢查和完善，保證后期的運(yùn)營工作有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐[5]。

5 優(yōu)化BIM 工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)應(yīng)用的措施

5.1 加強(qiáng)資源投入和人才培養(yǎng)

項(xiàng)目工程管理中，人才建設(shè)是實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理目標(biāo)的基本因素，所以相關(guān)建筑部門應(yīng)該加大對人才的篩選和培養(yǎng)工作。首先，完善人才考核機(jī)制，在選擇BIM 項(xiàng)目管理工作方面人才時，要設(shè)置嚴(yán)格的選拔標(biāo)準(zhǔn)，要求相關(guān)人員不僅具備項(xiàng)目管理的能力，還要具備較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力。其次，要設(shè)立多方面、多渠道的培訓(xùn)機(jī)制，對于項(xiàng)目管理和BIM 技術(shù)應(yīng)用方面都進(jìn)行深入培訓(xùn)工作，并設(shè)置一定的考核機(jī)制，沒有達(dá)標(biāo)的人員不可以進(jìn)入到實(shí)際施工當(dāng)中。最后，對于BIM技術(shù)項(xiàng)目管理的發(fā)展和人才培養(yǎng)，需要政府相關(guān)部門的大力支持，可以出臺相應(yīng)的政策或者資金補(bǔ)助，通過政府的鼓勵和行業(yè)內(nèi)部的不斷努力，才能在BIM 工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)中不斷培養(yǎng)優(yōu)秀人才，促進(jìn)建筑業(yè)的發(fā)展。

5.2 突出市場機(jī)制的作用

要想優(yōu)化BIM 工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)的應(yīng)用，建筑工程的建設(shè)行政管理部門要加強(qiáng)對于項(xiàng)目管理的重視，建設(shè)信息化的項(xiàng)目管理體系，加強(qiáng)對項(xiàng)目施工信息化的管理和統(tǒng)籌工作。建設(shè)行政主管部門的重視度對于項(xiàng)目管理信息化建設(shè)有著非常重要的作用。同時，要想加強(qiáng)BIM 項(xiàng)目管理的有效應(yīng)用，市場機(jī)制作用的充分發(fā)揮和行業(yè)協(xié)會的組織協(xié)調(diào)是十分必要的，相關(guān)部門應(yīng)該加強(qiáng)對BIM 技術(shù)應(yīng)用知識的宣傳和普及，使建筑行業(yè)市場都能夠意識到BIM 技術(shù)對于工程項(xiàng)目管理的重要性，并加強(qiáng)對相關(guān)人員的培訓(xùn)工作，舉辦適當(dāng)?shù)男畔⒒顒?，進(jìn)而促進(jìn)項(xiàng)目管理在BIM 技術(shù)下的信息化建設(shè)，不斷促進(jìn)建筑事業(yè)的發(fā)展。

6 結(jié)語

工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)是在工程施工中的一項(xiàng)重要工作，是保證施工正常運(yùn)行與施工質(zhì)量的關(guān)鍵。管理工作如果能夠保質(zhì)、有序進(jìn)行，施工效果才能更滿足業(yè)主和國家的要求。在工程項(xiàng)目管理中，借助BIM技術(shù)可以有效地解決傳統(tǒng)管理模式下多方需求沖突、復(fù)雜工程的質(zhì)量無法準(zhǔn)確控制的問題，能夠以更直觀、更高效的方式進(jìn)行工程項(xiàng)目管理工作，為工作人員帶來極大的便利和準(zhǔn)確的參考依據(jù)，保證工程項(xiàng)目管理工作的高效進(jìn)行。