基于BIM 的工程建設(shè)全過(guò)程質(zhì)量管理信息化探析

沈治宇

（重慶市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)工程質(zhì)量總站，重慶 400014）

0 引言

BIM 是當(dāng)前我國(guó)大力推廣的建筑信息化技術(shù)，其基于通用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)多種建模工具進(jìn)行集成， 針對(duì)工程實(shí)際情況和相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)模擬與可視化展示，通過(guò)收集信息并創(chuàng)建、管理和應(yīng)用信息,進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化與材料管理、進(jìn)度管理和工程量統(tǒng)計(jì)等操作。 為了實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目全過(guò)程精細(xì)化管理，在建筑工程項(xiàng)目全壽命周期中，可以通過(guò)BIM 來(lái)使項(xiàng)目各參建方以及不同單位與專(zhuān)業(yè)之間實(shí)現(xiàn)信息共享、信息交換和協(xié)同工作。 目前，我國(guó)部分建筑設(shè)計(jì)院、大型建筑企業(yè)等相關(guān)單位，已經(jīng)開(kāi)始使用BIM 技術(shù)，以提高工程建設(shè)質(zhì)量和建設(shè)效率，節(jié)約工程成本。 由于現(xiàn)代建筑具有規(guī)模大、復(fù)雜性高、建設(shè)難度大等特點(diǎn)，利用BIM 技術(shù)的模擬性、可視化和協(xié)同性特征，在建筑施工各階段實(shí)現(xiàn)信息化管理，可有效保障工程質(zhì)量。

1 現(xiàn)階段工程建設(shè)質(zhì)量管理面臨的主要問(wèn)題與解決思路

現(xiàn)階段，工程質(zhì)量管理面臨的問(wèn)題主要有以下幾個(gè)方面。第一，無(wú)法實(shí)現(xiàn)工程信息公開(kāi)與信息共享，不同單位之間信息交流障礙多[1]。 比如，設(shè)計(jì)單位與施工單位之間不能進(jìn)行充分的信息交流，施工單位不能充分理解設(shè)計(jì)方案的情況屢屢出現(xiàn)，容易導(dǎo)致施工中出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。事實(shí)上，涉及多方參與的決策、設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)營(yíng)等各階段工作，都需要各參建方人員隨時(shí)保持溝通，密切配合、協(xié)同工作，以完成工程建設(shè)目標(biāo)。第二，施工材料種類(lèi)多、質(zhì)量波動(dòng)大，工序質(zhì)量控制不完善，材料管理工作繁瑣。 第三，由于施工人數(shù)眾多，對(duì)施工人員的施工信息不能做到詳細(xì)統(tǒng)計(jì)，出現(xiàn)質(zhì)量責(zé)任時(shí)難以追蹤到個(gè)人，也難以找到出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的原因，因而不能有針對(duì)性地控制施工質(zhì)量，質(zhì)量管理效率不高。 第四，存在信息流失的問(wèn)題。 工程建設(shè)中，通常需要多方相互合作、共同參與，而現(xiàn)代工程規(guī)模越來(lái)越大，參與方也更多，各方介入工程的時(shí)間、方式和介入程度各不相同，傳統(tǒng)的信息傳遞方式通常以紙質(zhì)文件為載體，很容易發(fā)生信息在流動(dòng)和傳遞過(guò)程中流失的情況，因此對(duì)實(shí)現(xiàn)工程管理信息化的要求便越來(lái)越迫切。此外，在施工管理方面，傳統(tǒng)的管理模式通常以施工圖紙為中心，即設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、監(jiān)督等各參建方的工作一般都圍繞施工圖紙展開(kāi)[2]，客觀條件及相關(guān)技術(shù)限制阻礙了建設(shè)相關(guān)方的有效溝通和協(xié)調(diào)， 質(zhì)量管理人員很難對(duì)工程進(jìn)行管控，往往造成工程質(zhì)量難以得到保證的問(wèn)題。

為解決上述問(wèn)題，BIM 技術(shù)可以發(fā)揮巨大的作用[3-4]。 BIM 是一種建筑信息化模型，通過(guò)將建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工等各方面的數(shù)據(jù)如實(shí)、直觀地反映出來(lái)，可將設(shè)計(jì)和施工等環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系起來(lái)。 BIM 提供的建筑數(shù)據(jù)資源，成為了建筑工程項(xiàng)目施工管理與質(zhì)量管理的保障條件之一。BIM 有三個(gè)顯著特點(diǎn)：一是可視化，通過(guò)BIM 技術(shù)可以對(duì)整個(gè)建筑工程進(jìn)行三維（或四維）立體展示，使施工人員得以對(duì)各建筑部件進(jìn)行清楚辨認(rèn)，對(duì)各施工過(guò)程進(jìn)行預(yù)先的直觀理解，間接減輕了質(zhì)量管理人員和其他管理人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)的負(fù)擔(dān)，對(duì)提高施工質(zhì)量和工作效率具有很大幫助；二是模擬性，即BIM 能夠模擬設(shè)計(jì)出建筑模型。當(dāng)然，BIM 還可對(duì)需要模擬的事物進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)；三是協(xié)同性，在建筑工程建設(shè)中，利用BIM 技術(shù)的協(xié)同性， 可以強(qiáng)化質(zhì)量管理方與其他部門(mén)之間的聯(lián)系，使各方之間的溝通與交流變得更加簡(jiǎn)捷、高效，大大減少由于溝通不暢所引發(fā)的各種問(wèn)題[5]。

2 基于BIM 的工程建設(shè)各階段質(zhì)量管理信息化

將BIM 的管理理念運(yùn)用到工程管理之中， 能夠有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)管理方法的不足，提高各方協(xié)作效率，提升施工水平，保證施工質(zhì)量?；贐IM 技術(shù)在建設(shè)工程各階段實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理信息化的討論涉及下述幾個(gè)方面的內(nèi)容。

2.1 施工準(zhǔn)備

將BIM 技術(shù)的應(yīng)用貫穿到建筑工程的整個(gè)施工過(guò)程是現(xiàn)代質(zhì)量管理模式的重要特征。 在正式施工前確定質(zhì)量目標(biāo)時(shí)，管理人員需將質(zhì)量目標(biāo)上傳至BIM 信息平臺(tái)，作為開(kāi)展后續(xù)工作的依據(jù)，供各參建單位查閱、比較與分析，做到心中有數(shù)。

其次，BIM 模型在很大程度上能夠減輕圖紙會(huì)審的難度和工作量。 結(jié)合模型中獲得的準(zhǔn)確信息，可實(shí)現(xiàn)對(duì)大小問(wèn)題及早發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)后及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行更改， 盡最大可能減少設(shè)計(jì)問(wèn)題，減少后期設(shè)計(jì)變更，避免返工等施工質(zhì)量相關(guān)問(wèn)題。

第三，在技術(shù)交底中，也可利用BIM 技術(shù)對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行模擬，特別是對(duì)施工任務(wù)中的重難點(diǎn)進(jìn)行模擬，可讓施工方對(duì)設(shè)計(jì)方案的理解更為透徹，有效減少施工過(guò)程的質(zhì)量問(wèn)題。 技術(shù)人員與施工人員一起，通過(guò)模擬直觀展示整體施工組織計(jì)劃，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中的問(wèn)題，共同參與施工組織方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)。 此外，還可進(jìn)一步模擬關(guān)鍵工序的施工，這樣就可以使交底工作更加透徹簡(jiǎn)明，保障施工質(zhì)量。

2.2 材料管理

材料管理涉及材料供應(yīng)商、材料質(zhì)量、進(jìn)場(chǎng)時(shí)間、使用情況等多方面信息，承包單位可以通過(guò)BIM 來(lái)對(duì)施工材料進(jìn)行全方位管理。 基本內(nèi)容為：對(duì)上述材料相關(guān)信息進(jìn)行系統(tǒng)記錄，形成材料數(shù)據(jù)庫(kù)，施工方可以隨時(shí)將材料信息與項(xiàng)目進(jìn)展相關(guān)聯(lián)。 為了保證材料的質(zhì)量和用量，監(jiān)理人員、質(zhì)監(jiān)人員可以在項(xiàng)目的整個(gè)生命周期中，對(duì)工程所用材料進(jìn)行查詢(xún)跟蹤，兼以分析改進(jìn)，以達(dá)到提高資源利用率、提升管理效率的目的。

2.3 施工階段

在施工階段，涉及施工單位的施工進(jìn)度、材料管理和施工安全情況，以及質(zhì)量管理人員掌握的現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量情況，建設(shè)單位所提出的要求或指示，都可以在BIM 平臺(tái)上進(jìn)行填寫(xiě)。 通過(guò)BIM 平臺(tái)快速獲取上述生產(chǎn)數(shù)據(jù)，方便了各參建方的在線合作，有利于隨時(shí)掌握項(xiàng)目進(jìn)展情況，協(xié)助質(zhì)量管理人員和項(xiàng)目其他管理人員有效管控現(xiàn)場(chǎng)施工狀態(tài)。

此階段，質(zhì)量管理方協(xié)同施工方，通過(guò)BIM 信息管理平臺(tái)對(duì)技術(shù)流程、材料質(zhì)量和施工質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，在處理施工質(zhì)量問(wèn)題的過(guò)程中， 所有相應(yīng)的資料都被保存在BIM 信息管理平臺(tái)中。 在當(dāng)前以及后續(xù)施工過(guò)程中，質(zhì)量管理及其他各參建方可以隨時(shí)查閱歷次質(zhì)量問(wèn)題及其處理情況， 避免同樣的問(wèn)題再次出現(xiàn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)即使出現(xiàn)問(wèn)題也可以更快更好地得到解決。

2.4 進(jìn)度管理

傳統(tǒng)的進(jìn)度管理方法難以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代建筑工程施工的高效管理， 應(yīng)用BIM 技術(shù)來(lái)優(yōu)化現(xiàn)代進(jìn)度管理是一種切實(shí)可行的途徑。具體來(lái)說(shuō)，就是利用BIM 的可視化、模擬性和協(xié)同性特征來(lái)實(shí)現(xiàn)管理效率與質(zhì)量的提升。 首先，通過(guò)對(duì)建筑工程具體施工過(guò)程進(jìn)行模擬，一方面可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)建設(shè)過(guò)程中對(duì)施工進(jìn)度產(chǎn)生影響的各個(gè)層面的問(wèn)題；另一方面，通過(guò)對(duì)施工過(guò)程的充分了解與分析，使進(jìn)度計(jì)劃中的數(shù)據(jù)參數(shù)得到進(jìn)一步明確，在此基礎(chǔ)上可以改進(jìn)與優(yōu)化不合理參數(shù)，使工程進(jìn)度計(jì)劃編制變得更科學(xué)、合理可行。其次，通過(guò)觀察和分析建筑模型，施工單位方可更好控制把握施工材料的供貨時(shí)間，更有針對(duì)性地制定材料使用方案，從而使材料管理流程更加科學(xué)，保障施工作業(yè)的順利進(jìn)行。

2.5 設(shè)計(jì)變更

應(yīng)用BIM 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)三維甚至四維立體施工圖的設(shè)計(jì)，使得設(shè)計(jì)內(nèi)容變得直觀易懂，從而讓設(shè)計(jì)、監(jiān)理和施工人員都可以全方位、多角度地理解工程設(shè)計(jì)藍(lán)圖，有利于各方提出對(duì)施工圖進(jìn)行設(shè)計(jì)變更和優(yōu)化的建議[6]，據(jù)此進(jìn)行的設(shè)計(jì)變更操作也簡(jiǎn)單易行， 可以減少由于設(shè)計(jì)變更延誤所造成的影響施工進(jìn)度的問(wèn)題。

2.6 工程后期與驗(yàn)收

在工程后期與驗(yàn)收階段，需要通過(guò)BIM 技術(shù)全面收集和分析工程全過(guò)程施工信息與管理信息，包括采集到的建筑工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、開(kāi)工數(shù)據(jù)、旁站檢查記錄、質(zhì)量驗(yàn)收記錄、指令文件、變更數(shù)據(jù)等，為后期制訂各項(xiàng)決策措施提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)。 在此階段，施工方借助BIM 技術(shù)對(duì)上述信息進(jìn)行全面分析與歸納， 對(duì)工程質(zhì)量可能存在的問(wèn)題進(jìn)行全面剖析。 同時(shí)，建設(shè)與施工單位可以在BIM 平臺(tái)直接提交質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告、工程驗(yàn)收?qǐng)?bào)告等文件，由此，在工程驗(yàn)收過(guò)程中， 各有關(guān)部門(mén)就可直接在BIM 平臺(tái)進(jìn)行審核，或在現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估中借助平臺(tái)工具隨時(shí)調(diào)用檢查， 節(jié)省工程驗(yàn)收時(shí)間，提高驗(yàn)收效率。

3 結(jié)語(yǔ)

在建筑工程質(zhì)量控制的過(guò)程中，建設(shè)工程過(guò)程管理應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)于提高工作效率、提升施工質(zhì)量具有很大幫助。 本文研究了基于BIM 技術(shù)的工程建設(shè)全過(guò)程質(zhì)量管理信息化問(wèn)題，提出了在施工前期、中期以及后期驗(yàn)收等階段的質(zhì)量管理工作中進(jìn)行信息化管理的具體措施。 當(dāng)前，BIM 技術(shù)在我國(guó)建筑業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用仍處于初級(jí)階段，在具體應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)層面還有諸多要素有待完善。 但在國(guó)家大力引導(dǎo)、工程建設(shè)單位積極參與的情況下，通過(guò)加快培養(yǎng)BIM 專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，推動(dòng)BIM 與大數(shù)據(jù)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)等前沿技術(shù)協(xié)同發(fā)展等措施，以實(shí)現(xiàn)建設(shè)管理信息化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)現(xiàn)代化是切實(shí)可行的。