BIM 管理理念下建筑工程施工管理中的應(yīng)用

劉超

（山西建筑工程集團(tuán)有限公司，山西 太原 030002）

0 引言

隨著工程項目越來越龐大，現(xiàn)階段工程管理變得越來越復(fù)雜。而BIM 管理應(yīng)用的優(yōu)勢就在這方面逐步體現(xiàn)。BIM 管理理念在建筑工程施工管理中的應(yīng)用依托信息化模型，提升了管理的效率。

1 BIM 技術(shù)理論

1.1 BIM 的定義

BIM 即“建筑信息模型”，它是一個用數(shù)字表示工程建設(shè)項目物理特性與功能特性的模型，它可以為建設(shè)工程項目提供可靠、準(zhǔn)確的共享知識資源。BIM 也是一種方法，它可以進(jìn)行建設(shè)項目的設(shè)計、施工和運營維護(hù)[1]。BIM 是一個人為的活動，貫穿于建設(shè)項目整個施工過程中，因此也是一個過程。

1.2 BIM 的應(yīng)用價值

BIM 技術(shù)是以BIM 模型為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)信息為核心，服務(wù)于建設(shè)工程項目施工各個環(huán)節(jié)的分析與應(yīng)用，在服務(wù)項目的過程中實現(xiàn)其商業(yè)經(jīng)濟價值，BIM 技術(shù)的應(yīng)用也分為3 個層次，如圖1 所示。

圖1 BIM 技術(shù)的應(yīng)用

2 BIM 技術(shù)在建筑工程施工管理中的應(yīng)用流程

基于BIM 的施工管理流程中包含了功能模塊層、模型層和數(shù)據(jù)層。從模型層的工作流程可以看出，該層次是貫穿在建設(shè)工程項目的全過程的，其中也包含了施工過程中所有的物理屬性和信息，這些全部的信息和數(shù)據(jù)都記錄在BIM 模型的數(shù)據(jù)庫中[2]。

基于BIM 施工管理流程大致如下。

（1）確定了成本控制的框架之后，首先業(yè)主需要根據(jù)實際情況進(jìn)行市場調(diào)研，可行性研究通過之后再進(jìn)行下一步工作?？尚行匝芯恐饕峭ㄟ^對項目的主要內(nèi)容和配套條件，如市場需求、資源供應(yīng)、環(huán)境影響、資金籌措、盈利能力等，從技術(shù)、經(jīng)濟、工程等方面進(jìn)行調(diào)查研究和分析比較，并對項目建成以后可能取得的財務(wù)、經(jīng)濟效益及社會影響進(jìn)行預(yù)測，從而提出該項目是否值得投資和如何進(jìn)行建設(shè)的咨詢意見，為項目決策提供依據(jù)的一種綜合性分析方法。

（2）項目決議后，為招投標(biāo)工作提供支撐。在這個過程中，設(shè)計單位需要使用BIM 技術(shù)建立相應(yīng)的BIM模型，根據(jù)得到的BIM 模型計算出大約的工程量，然后根據(jù)BIM 數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)得出相應(yīng)的價格并進(jìn)行成本管理，然后得出前期決策。

（3）做出決策之后就需要進(jìn)行具體、細(xì)致的設(shè)計工作，在設(shè)計的過程中需要建立完整、詳細(xì)的BIM 模型，各個部門和參與方都要根據(jù)自身對項目的理解提出具有建設(shè)意義的建議，在最大限度上減少施工階段設(shè)計的變更，進(jìn)而進(jìn)一步降低成本，提高施工效率。在以后的施工過程中一旦設(shè)計需要進(jìn)行變更，技術(shù)人員可以在BIM 模型上進(jìn)行模擬修改，并從中得出最優(yōu)的變更方案。

從基于BIM 施工管理流程中可以看出，各部門之間的信息共享程度大大提升，施工管理的信息化水平也提高到了新的層次，所以說BIM 技術(shù)的應(yīng)用可以在最大限度上改善傳統(tǒng)施工管理的缺陷[3]。

3 基于BIM 理念建筑工程施工管理的優(yōu)越性

3.1 實現(xiàn)了可視化

對于現(xiàn)階段的建筑施工來說，建筑形式多樣化，造型不斷推陳出新，所以在施工的過程中光靠二維圖紙難以展示出來的，BIM 技術(shù)改善了這方面的問題。BIM技術(shù)的應(yīng)用使得整個的施工過程變得可視化，它可以根據(jù)圖紙建立三維的立體實物圖，各個過程的信息和數(shù)據(jù)都可以實現(xiàn)可視化，施工管理的過程變得更加清晰、準(zhǔn)確，更重要的是實現(xiàn)了項目設(shè)計、建造和運營等過程的有效溝通，大大減少了由于溝通不暢產(chǎn)生的問題[4]。

3.2 實現(xiàn)了參數(shù)化

BIM 技術(shù)對模型中的每個構(gòu)建都賦予了一定的物理信息和構(gòu)建屬性，每個構(gòu)建都實現(xiàn)了參數(shù)化，所以在項目的進(jìn)行過程中各個階段在進(jìn)行施工管理的時候都可以直接按照模型上的數(shù)據(jù)進(jìn)行即可，有利于確保施工的準(zhǔn)確性。另一方面，當(dāng)設(shè)計出現(xiàn)變更的時候，模型上的數(shù)據(jù)都會自動變化，其他的設(shè)計人員就可以直觀的看到設(shè)計變更，這樣就可以大大減少傳統(tǒng)方法中因為設(shè)計變更帶來的一系列問題。

3.3 信息化程度更高

BIM 技術(shù)的應(yīng)用使建設(shè)工程項目施工管理的信息化程度更高，BIM 數(shù)據(jù)庫中的信息和數(shù)據(jù)是整個項目施工管理的依據(jù)，BIM 模型中的信息也會在存在于整個的項目施工管理的過程中，任何信息的變動都會同步到云端，所以說基于BIM 的建設(shè)工程項目施工管理與傳統(tǒng)的施工管理相比較信息化程度更高，效率更高。

4 BIM 管理理念的具體應(yīng)用

4.1 BIM 理念在項目前期投資中的應(yīng)用

4.1.1 前期投資估算

根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，投資階段的工作對整個造價的影響是最大的，可以達(dá)到90%左右。在進(jìn)行前期的投資估算工作時，主要是以單項工程為計算單元的，根據(jù)不同的計算單元進(jìn)行成本估算，不需要將全部的準(zhǔn)確計算出來，然后再進(jìn)行估算。在進(jìn)行前期投資估算的時候需要注意，大型的咨詢公司或者是業(yè)主方可以根據(jù)之前相似的項目進(jìn)行對比，然后根據(jù)相似的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行估算，在估算的時候需要編制估算文件[5]。

在前期投資估算的過程中使用BIM 技術(shù)主要是利用其強大的數(shù)據(jù)庫，它的數(shù)據(jù)庫中包含了整個工程項目中的所有信息，并且在估算的時候可以隨時取用，最重要的是數(shù)據(jù)庫中的信息和數(shù)據(jù)都是很準(zhǔn)確、可靠的。所以說在進(jìn)行前期的投資估算的時候可以與數(shù)據(jù)庫中相似的工程項目進(jìn)行對比，然后使用以前的數(shù)據(jù)估算出新建工程的投資額，這樣借助BIM 數(shù)據(jù)庫進(jìn)行的估算，結(jié)果更加準(zhǔn)確、可靠，而且還提高了工作的效率。除此之外，如果是BIM 數(shù)據(jù)庫中包含了和新建項目相似的BIM 模型，則可以根據(jù)新建項目的特點對原有的BIM 模型進(jìn)行修改，這樣就可以大大減少人力、物力和財力的投入，有利于控制成本，加快項目的整體進(jìn)度。

4.1.2 前期投資方案選擇

建設(shè)工程項目成本管理是貫穿在整個項目全過程，在前期投資階段，借助BIM 理念選擇出最優(yōu)的方案，為后期施工組織奠定基礎(chǔ)。通過BIM 技術(shù)不僅可以快速估算出工程造價，而且還可以比較工程指標(biāo)，從而選擇最優(yōu)的方案。據(jù)統(tǒng)計，前期階段投資方案的選擇對整個項目管理起著很關(guān)鍵的作用，也是投資方能否在這個項目中獲得利潤的關(guān)鍵一步，前期投資階段作出的決定對整個項目總造價的影響達(dá)到75%以上[6]。在前期投資方案階段，借助BIM 的數(shù)據(jù)導(dǎo)入、分析功能對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，模擬工程項目的建筑形態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等，為后期施工組織、建設(shè)和管理提供數(shù)據(jù)支撐，在后期的施工管理中可以結(jié)合BIM 模型對施工周期以及施工預(yù)算進(jìn)行有效管理。

4.2 BIM 理念在項目設(shè)計階段中的應(yīng)用

4.2.1 設(shè)計階段的設(shè)計預(yù)算

BIM 理念的應(yīng)用解決設(shè)計圖紙變更帶來的一系列問題，預(yù)算員不再需要根據(jù)設(shè)計人員的圖紙進(jìn)行預(yù)算編制工作，而是直接根據(jù)設(shè)計人員設(shè)計出的BIM 模型直接套價，這樣就可以節(jié)省大量的時間，而且預(yù)算人員計算的結(jié)果更加準(zhǔn)確。當(dāng)設(shè)計圖紙發(fā)生變化時，BIM 模型會根據(jù)變化自動改良，實現(xiàn)重新造價的高效化，從而大大提升了施工過程中的造價管理效率。

4.2.2 設(shè)計階段的協(xié)同工作

BIM 技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上解決了溝通不暢的問題，大大增加了設(shè)計階段設(shè)計人員之間的溝通交流，當(dāng)設(shè)計人員修改了自己的設(shè)計部分時，其他的設(shè)計人員會在BIM 模型中看到修改后的情況，而且通過云端，所有的設(shè)計人員也會看到最新的設(shè)計模型，這樣設(shè)計階段就可以減少一些問題出現(xiàn)。借助模型提升設(shè)計的直觀性和可觀性，及時避免設(shè)計問題，降低施工過程中工程變更的出現(xiàn)，提升施工效率。

4.3 BIM 理念在項目施工階段中的應(yīng)用

4.3.1 招投標(biāo)階段提取工程量的應(yīng)用

現(xiàn)階段的工程招投標(biāo)階段主要是業(yè)主將設(shè)計圖紙交到招標(biāo)咨詢單位，然后咨詢單位根據(jù)設(shè)計圖紙進(jìn)行算量套價，而且算量套價的工作會占據(jù)整個招投標(biāo)時間的60%以上。BIM 理念在建設(shè)工程項目中的應(yīng)用可以在設(shè)計階段建立BIM 模型，該模型中包含了建筑項目的所有信息，所以咨詢單位可以直接從BIM 模型中獲得信息、數(shù)據(jù)，這樣預(yù)算人員就可以從模型中直接提取工程量，然后再根據(jù)相關(guān)的規(guī)定編制工程量清單，BIM 技術(shù)的應(yīng)用大大減少了招投標(biāo)過程的工作量。

4.3.2 招投標(biāo)階段評標(biāo)過程的應(yīng)用

在評標(biāo)的過程中，評標(biāo)專家可以將提交的模型制作成漫游效果，這樣專家們就可以更加清楚的看出該建設(shè)工程的細(xì)部構(gòu)造，然后在接下來的評標(biāo)過程中專家就可以根據(jù)其中容易發(fā)生變更的部位提出問題，請投標(biāo)單位作出應(yīng)答，如果投標(biāo)單位的應(yīng)答不合理或者是沒有達(dá)到應(yīng)有的要求，那么這份標(biāo)書就變成了廢棄標(biāo)書。在評標(biāo)過程中，投保單位可以利用BIM 技術(shù)的動態(tài)化提交施工模擬，這樣專家就可以快速的了解施工流程和施工方案的具體內(nèi)容，如果是遇到大型項目，單單靠文字說明是不行的，BIM 技術(shù)就可以通過動態(tài)模擬解決這個問題，在評標(biāo)的時候?qū)＜矣^看投標(biāo)方的模擬方案，然后對其中的問題進(jìn)行討論即可，有效確保施工方案的準(zhǔn)確性。

4.3.3 施工進(jìn)度的應(yīng)用

在施工過程中，一些復(fù)雜建筑物的細(xì)節(jié)構(gòu)造很難在設(shè)計圖紙上準(zhǔn)確的描述出來，或者是讀圖者不一定完全理解設(shè)計師的意圖，所以可以利用BIM 技術(shù)的5D（3D+進(jìn)度+成本）將施工過程中涉及的構(gòu)件進(jìn)行具體分解，然后再結(jié)合BIM 技術(shù)中相關(guān)的進(jìn)度軟件將建設(shè)工程項目進(jìn)度的進(jìn)度信息和資源信息全部錄入軟件中進(jìn)行有效的管理。管理人員可以借助BIM 終端及時就施工現(xiàn)場進(jìn)行管理，在軟件中及時將不合格微店以及整改措施、整改情況等進(jìn)行及時標(biāo)注，實現(xiàn)模型的及時更新，從而提升現(xiàn)場施工效率，確保施工進(jìn)度。

4.3.4 場地優(yōu)化管理

施工期間，工程現(xiàn)場管理內(nèi)容較多，工程現(xiàn)場包含了大量的人工、機械以及材料等，人工管理效率低，容易出現(xiàn)紕漏。而借助BIM 實現(xiàn)對施工現(xiàn)場的高效管理，借助BIM 技術(shù)，借助5D 軟件，將建設(shè)顯著的相關(guān)參數(shù)導(dǎo)入軟件中，在軟件中對施工現(xiàn)場進(jìn)行動態(tài)管理。技術(shù)人員可以借助BIM 模型及時發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場中存在的安全隱患和危險因素并及時排除，從而不斷提高管理成效。

4.3.5 施工結(jié)算的應(yīng)用

在建設(shè)工程項目施工的過程中，工程款一般是按照按月結(jié)算、按階段結(jié)算、分部結(jié)算和竣工結(jié)算等形式進(jìn)行，工程完成某一部分的時候，施工方就會編制成相應(yīng)的工程量表和工程結(jié)算單，在審核通過之后便可以向業(yè)主索要工程款。但是每一階段的工程信息都被記錄在2D 圖紙中，各種不同的信息被存放在不同的管理員處，這樣在統(tǒng)計數(shù)據(jù)的時候就會變得十分困難，不利于施工成本的有效管理。BIM 技術(shù)的應(yīng)用可以有效的解決這方面的問題，它可以利用模型將進(jìn)度、成本等關(guān)聯(lián)起來，詳細(xì)的記錄每一階段消耗的時間、材料、人工等，這樣就可以保證每個階段信息的有效管理。

4.3.6 施工變更的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的建設(shè)項目成本管理的過程中，施工中不可避免的會出現(xiàn)工程變更的情況，這種情況的出現(xiàn)可能會導(dǎo)致工期的延誤或者是成本的增加，這對成本管理和施工進(jìn)度管理是很不利的。BIM 技術(shù)的應(yīng)用在最大限度上降低了施工變更的次數(shù)，BIM 技術(shù)的碰撞檢查能夠使設(shè)計階段和施工階段的工程變更大大減少，當(dāng)發(fā)生變更的時候，設(shè)計人員也可以直接在BIM 模型上修改，大大降低了人力、物力和財力的損耗，降低成本，提高效率。

5 結(jié)語

BIM 管理理念應(yīng)用于施工管理，促使傳統(tǒng)施工管理模式的變革，借助事先的模型展示，排除可能出現(xiàn)錯誤的情況，通過一系列信息交互，成功事先BIM 管理應(yīng)用來節(jié)約成本，提升整體的協(xié)同能力，減少人員的勞動強度。BIM 觀理念提高了建筑工程施工管理的信息化水平，促進(jìn)施工管理的信息化發(fā)展和高效率發(fā)展。