BIM技術(shù)在建設(shè)工程監(jiān)理中的應(yīng)用現(xiàn)狀

吳 洋

(中冶北方(大連)工程技術(shù)有限公司，遼寧 大連 116600)

0 引言

BIM(Building Information Modeling)通過(guò)數(shù)字信息化模式，可對(duì)工程項(xiàng)目從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工到運(yùn)維的整個(gè)生命周期，實(shí)現(xiàn)信息化管控。BIM技術(shù)具有可視化、仿真性、協(xié)調(diào)性以及優(yōu)化系統(tǒng)性能等優(yōu)點(diǎn)，能為建筑工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)和建筑施工管理等工程運(yùn)營(yíng)的全過(guò)程提供真實(shí)的數(shù)據(jù)支持。將BIM技術(shù)運(yùn)用到建設(shè)工程監(jiān)理當(dāng)中，能極大地提高建設(shè)項(xiàng)目的施工品質(zhì)和管理水平，因此在建設(shè)工程監(jiān)理中有著很廣泛的應(yīng)用前景。本文以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)，系統(tǒng)地分析了BIM技術(shù)在工程監(jiān)理中優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用點(diǎn)，同時(shí)對(duì)近年來(lái)該技術(shù)在工程監(jiān)理中的應(yīng)用概況進(jìn)行了總結(jié)。

1 BIM技術(shù)在工程監(jiān)理中的優(yōu)勢(shì)

1.1 傳統(tǒng)工程監(jiān)理存在的問(wèn)題

建設(shè)工程監(jiān)理作為建設(shè)項(xiàng)目的重要部分，監(jiān)理工作階段大多集中于在建設(shè)項(xiàng)目施工階段，需要對(duì)建設(shè)項(xiàng)目施工過(guò)程中的工程質(zhì)量、時(shí)間、成本等進(jìn)行監(jiān)督和協(xié)調(diào)。而傳統(tǒng)的建設(shè)工程監(jiān)理工作主要面臨著建設(shè)項(xiàng)目施工中重大安全隱患較多、對(duì)工程進(jìn)度和資金監(jiān)管困難大、信息傳輸比較落后等問(wèn)題。對(duì)投資規(guī)模大、標(biāo)準(zhǔn)高的工程，由于建設(shè)項(xiàng)目本身就具有相當(dāng)?shù)氖┕るy度，加之建筑環(huán)境條件差的影響，極易產(chǎn)生許多環(huán)境安全隱患。同時(shí)由于工程監(jiān)理人員對(duì)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行環(huán)境規(guī)劃時(shí)的分析工作不夠全面以及對(duì)建設(shè)項(xiàng)目施工進(jìn)度的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控管理工作也較為粗放，普遍存在缺少基于項(xiàng)目信息的全面、系統(tǒng)的資金控制方案等問(wèn)題。傳統(tǒng)工程監(jiān)理主要采用現(xiàn)場(chǎng)巡查的方式進(jìn)行，容易造成發(fā)現(xiàn)工程問(wèn)題時(shí)的被動(dòng)狀態(tài)，由于缺少信息共享平臺(tái)，導(dǎo)致傳統(tǒng)信息管理模式下的信息傳遞往往不及時(shí)、不完整，容易導(dǎo)致各方信息理解偏差，從而造成缺少及時(shí)有效的工程信息來(lái)支持管理決策。

1.2 BIM技術(shù)優(yōu)點(diǎn)及在工程監(jiān)理中的優(yōu)勢(shì)

BIM作為一種全新的信息化、數(shù)字化技術(shù)，具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性等優(yōu)點(diǎn)[1]。相對(duì)于一般的施工監(jiān)理而言，BIM技術(shù)主要是利用數(shù)字化模型來(lái)進(jìn)行對(duì)工程的全方位可視化。通過(guò)BIM技術(shù)，可以協(xié)助監(jiān)理部門對(duì)工程質(zhì)量、施工進(jìn)度等所有信息進(jìn)行更高效的控制，它產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)信息可以讓從監(jiān)理工作流程中獲取的數(shù)據(jù)信息更為全面，從而便于監(jiān)理部門對(duì)工程信息進(jìn)行全面的深度認(rèn)識(shí)。具體而言，監(jiān)理工程師可以通過(guò)BIM技術(shù)構(gòu)建三維的施工信息模型，對(duì)模型質(zhì)量和深度信息進(jìn)行全面審計(jì)，從而能夠及時(shí)找到工程設(shè)計(jì)漏洞，提升設(shè)計(jì)方案。通過(guò)使用可視化的方式對(duì)施工復(fù)雜環(huán)節(jié)的直觀表現(xiàn)，讓施工人員理解模型的基本結(jié)構(gòu)，并及時(shí)了解施工的技術(shù)要點(diǎn)以及工程監(jiān)理控制的工作重點(diǎn)，從而提升了施工的安全品質(zhì)。在施工過(guò)程中，通過(guò)利用其高度可視化的特點(diǎn)以及對(duì)施工中復(fù)雜環(huán)節(jié)的可視化表現(xiàn)，讓施工人員更加了解模型的基本結(jié)構(gòu)，并及時(shí)確定了施工的要點(diǎn)以及監(jiān)理控制的重點(diǎn)，從而提升了施工的安全效率。在施工項(xiàng)目中，BIM技術(shù)完全顛覆了傳統(tǒng)工程監(jiān)理項(xiàng)目的施工模型，監(jiān)理人員通過(guò)BIM技術(shù)動(dòng)態(tài)地仿真施工流程，從而能夠把建筑材料以及施工現(xiàn)場(chǎng)的3D模型信息和施工進(jìn)度計(jì)劃相關(guān)聯(lián)，并將施工效率、安全等數(shù)據(jù)集合成為統(tǒng)一，從而建立了5D的施工信息模型，以實(shí)現(xiàn)時(shí)間控制與成本管控，并進(jìn)行了項(xiàng)目精細(xì)化控制。在BIM模型中涵蓋了全部的項(xiàng)目數(shù)據(jù)，各信息間可以彼此聯(lián)系，當(dāng)某個(gè)過(guò)程發(fā)生變化時(shí)，與項(xiàng)目相關(guān)的所有數(shù)據(jù)都將會(huì)更新，有助于實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)中完整信息的共享，便于各方之間信息交互，減少溝通障礙，提高協(xié)同作業(yè)效率。BIM 技術(shù)可充分發(fā)揮上述優(yōu)勢(shì)，提高監(jiān)理工作的專業(yè)化水平與服務(wù)質(zhì)量，使項(xiàng)目監(jiān)理工作實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目各個(gè)環(huán)節(jié)的可視化、問(wèn)題的早期發(fā)現(xiàn)和信息的及時(shí)共享，大大提高了監(jiān)理工作的效率和質(zhì)量[2]。

2 BIM技術(shù)在工程監(jiān)理中的應(yīng)用點(diǎn)

2.1 BIM技術(shù)在工程質(zhì)量監(jiān)理中的應(yīng)用

BIM技術(shù)在質(zhì)量控制中的作用主要包括碰撞檢查和可視化交底。在建設(shè)項(xiàng)目三維建模完成后，通過(guò)BIM技術(shù)，對(duì)建筑、結(jié)構(gòu)、管道和機(jī)電安裝等各專業(yè)進(jìn)行碰撞檢查，避免因構(gòu)件與管線碰撞等造成的拆卸、返工與浪費(fèi)，減少了施工前的圖紙出錯(cuò)和遺漏，通過(guò)優(yōu)化和調(diào)整方法，完善不合理的工程設(shè)計(jì)過(guò)程，可有效減少傳統(tǒng)二維工程設(shè)計(jì)中的人為失誤和低效率。傳統(tǒng)技術(shù)交底主要是以文本和圖像信息的形態(tài)展開(kāi)，而施工人員則需要通過(guò)大腦把這些信息的處理變成三維動(dòng)作過(guò)程，這將在較大程度上決定了施工者的生產(chǎn)能力和技術(shù)水平。而通過(guò)BIM技術(shù)的動(dòng)畫形態(tài)可視化交底過(guò)程，以使各級(jí)的施工人員比較清楚地了解整個(gè)施工過(guò)程，以便減少信息在施工過(guò)程中的遺漏，從而提高了施工質(zhì)量[3]。在傳統(tǒng)的建筑監(jiān)理工作中，如果發(fā)生了設(shè)計(jì)變更或者圖紙的更改，將給圖紙檢查工作造成了很大的麻煩，進(jìn)而大大降低了實(shí)際施工監(jiān)理的服務(wù)質(zhì)量水平。通過(guò)運(yùn)用BIM技術(shù)，系統(tǒng)管理員就可以使用高級(jí)檢索功能直接搜索已錄入的條件信息，從而可以快速檢查圖紙的細(xì)節(jié)，也因此極大地提高了圖紙管理的效率[4]。而實(shí)際施工的服務(wù)質(zhì)量水平則與總體設(shè)計(jì)方案以及實(shí)際施工技術(shù)情況相關(guān)。在質(zhì)量監(jiān)管過(guò)程中，很有必要根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案，或利用BIM技術(shù)模擬施工的實(shí)際施工狀況，以檢查工程設(shè)計(jì)的合理性。同時(shí)，還能夠利用在BIM模式中開(kāi)展相關(guān)的設(shè)計(jì)強(qiáng)度測(cè)試，以監(jiān)測(cè)和檢驗(yàn)施工項(xiàng)目的質(zhì)量與強(qiáng)度，從而保證設(shè)計(jì)強(qiáng)度充分適應(yīng)工程項(xiàng)目要求。另外，還能夠利用模擬建設(shè)工程在施工階段的結(jié)構(gòu)質(zhì)量，以實(shí)現(xiàn)對(duì)工程項(xiàng)目的整體管控[5]。在施工質(zhì)量和安全方面，監(jiān)理人可以結(jié)合BIM模式、利用施工質(zhì)量和安全監(jiān)控子系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)視頻，實(shí)現(xiàn)與協(xié)同施工管理平臺(tái)的集成。通過(guò)對(duì)關(guān)鍵施工階段的關(guān)鍵部位進(jìn)行監(jiān)控，可以提前識(shí)別施工現(xiàn)場(chǎng)的危險(xiǎn)源，防患于未然[6]。

2.2 BIM技術(shù)在工程成本監(jiān)理中的應(yīng)用

利用BIM技術(shù)于工程監(jiān)理中，可降低項(xiàng)目成本和動(dòng)態(tài)監(jiān)控項(xiàng)目成本。依靠BIM技術(shù)對(duì)構(gòu)建的3D模型進(jìn)行碰撞檢查，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷，在工程設(shè)計(jì)階段徹底消除碰撞，從而可有效降低因設(shè)計(jì)變更而造成的返工項(xiàng)目成本。利用BIM技術(shù)可更加合理地安排施工場(chǎng)地，有效降低二次搬運(yùn)成本，并最大限度地減少施工安全隱患。監(jiān)理人員還可以利用BIM技術(shù)調(diào)用擬建項(xiàng)目的成本數(shù)據(jù)，從而高效精確地預(yù)測(cè)擬建工程項(xiàng)目的總體投資情況，并在建設(shè)前期幫助項(xiàng)目業(yè)主撰寫工程可行性研究分析報(bào)告，以建立高質(zhì)量的投資估算，為投資項(xiàng)目進(jìn)行資金引導(dǎo)[6]。運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)工程建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行了精細(xì)化建模，監(jiān)理人員可以更迅速精確地對(duì)BIM模式中涉及的項(xiàng)目工程量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，給工程監(jiān)理方開(kāi)展大差異性數(shù)據(jù)分析工作帶來(lái)了方便。同時(shí)通過(guò)對(duì)比工程項(xiàng)目的成本核算和進(jìn)度規(guī)劃，也可以更高效地對(duì)工程項(xiàng)目成本核算信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，從源頭上確保了工程建設(shè)項(xiàng)目所投入成本費(fèi)用的合理可控。

2.3 BIM技術(shù)在工程進(jìn)度監(jiān)理中的應(yīng)用

工程實(shí)際進(jìn)展的把控是建設(shè)工程監(jiān)理的進(jìn)度管理中的關(guān)鍵工作，通過(guò)運(yùn)用BIM技術(shù)形成了較為完備的建設(shè)項(xiàng)目施工信息管理模式，把工程實(shí)體建筑、三維建模和工程施工進(jìn)度規(guī)劃三者之間的有機(jī)融合在一起，并運(yùn)用建設(shè)項(xiàng)目的四維施工計(jì)劃信息模型對(duì)建筑施工進(jìn)度進(jìn)行了四維模擬，以形象地展示施工項(xiàng)目的施工計(jì)劃內(nèi)容和實(shí)際工作進(jìn)展?fàn)顩r，在虛擬環(huán)境下有效監(jiān)測(cè)建設(shè)工程施工過(guò)程中可能的問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)，以便于及時(shí)對(duì)施工BIM建模和施工計(jì)劃信息進(jìn)行調(diào)整與修改，使施工規(guī)劃進(jìn)一步優(yōu)化。在四維模塊上添加了造價(jià)信息之后就能夠?qū)崿F(xiàn)了五維模擬，而利用相應(yīng)的建筑模擬就可以幫助工地監(jiān)理員更有效的掌控建筑材料、施工機(jī)具和人工等資源，以提高項(xiàng)目的施工質(zhì)量和工地安全，從而更合理地安排工期，進(jìn)而大大減少了由窩工短工、材料供給問(wèn)題、機(jī)具進(jìn)出場(chǎng)等原因造成的工期滯后現(xiàn)象，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行進(jìn)度管理[3]。監(jiān)理員還可將實(shí)際工作進(jìn)度記錄工作系統(tǒng)并與模型相關(guān)連，并進(jìn)行對(duì)任意時(shí)間節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)展示。還可以使用BIM技術(shù)對(duì)工程實(shí)際進(jìn)展情況和規(guī)劃結(jié)果進(jìn)行比較，并及時(shí)地對(duì)實(shí)際進(jìn)度的誤差情況進(jìn)行分析，從而自動(dòng)地跟蹤到具體誤差原因，并采取適當(dāng)?shù)倪M(jìn)度糾偏措施,確保所有施工都及時(shí)進(jìn)行從而使工程實(shí)際的施工進(jìn)度控制在合理規(guī)劃范圍之內(nèi)[4]。

2.4 BIM技術(shù)在工程信息監(jiān)理中的應(yīng)用

大中型基礎(chǔ)設(shè)施工程的整個(gè)生命周期都相對(duì)較長(zhǎng)，從建設(shè)項(xiàng)目的工程立項(xiàng)開(kāi)始，到工程設(shè)計(jì)、進(jìn)行招投標(biāo)、工程監(jiān)理施工、竣工檢查驗(yàn)收、最后交付投產(chǎn)都將經(jīng)歷一個(gè)漫長(zhǎng)的階段，在此過(guò)程中將會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間長(zhǎng)且流程繁瑣，造成部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)因素大大增加。而監(jiān)理可通過(guò)BIM技術(shù)使整個(gè)施工生命周期中各個(gè)環(huán)節(jié)中的有關(guān)數(shù)據(jù)高度集成，進(jìn)而確保了上一階段的相關(guān)數(shù)據(jù)可以傳輸至其它各個(gè)階段中，從而促使了施工各方更加有效地獲取與交換工程相關(guān)的信息數(shù)據(jù)[7]。而通過(guò)監(jiān)理方使用的BIM技術(shù)，則可以更加有力保障把建設(shè)投入、工程質(zhì)量、時(shí)間等各個(gè)階段中的所有有關(guān)信息正確的傳送至工程建設(shè)階段，因此極大程度減少了合同糾紛并減少了索賠[6]。信息數(shù)據(jù)交換已變成了工程建設(shè)監(jiān)理的工作核心，通過(guò)運(yùn)用BlM技術(shù)就可以實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)交換和資源共享，從而于更整合地優(yōu)化工程項(xiàng)目中的建設(shè)監(jiān)理工作，但需要通過(guò)設(shè)計(jì)運(yùn)用在工程建設(shè)監(jiān)理中的各種應(yīng)用方法，以進(jìn)一步增強(qiáng)BlM技術(shù)在整個(gè)施工監(jiān)理過(guò)程中的運(yùn)用，并通過(guò)廣泛運(yùn)用BlM技術(shù)在建設(shè)監(jiān)理工作過(guò)程中的運(yùn)用，以及廣泛應(yīng)用BlM技術(shù)在建設(shè)監(jiān)理工作流程中的運(yùn)用，才能提高建筑監(jiān)理工作的整體效能。

3 BIM技術(shù)在工程監(jiān)理中的應(yīng)用概況

目前,BIM技術(shù)在建設(shè)工程監(jiān)理中已有較大規(guī)模的應(yīng)用研究，并獲得了良好的使用效益。張海岸[8]等人研究了將BIM工程技術(shù)結(jié)合無(wú)人機(jī)在城市軌道交通建設(shè)工程監(jiān)理中的新應(yīng)用方法。利用BIM技術(shù)和無(wú)人機(jī)航拍的有機(jī)融合，為建設(shè)工程精細(xì)化監(jiān)管提供了支持，有效地提升了建筑工程監(jiān)管與控制體系的效能與管理水平、并對(duì)節(jié)省冗余成本、增加投資效益等方面，發(fā)揮出了積極的影響。葉耀東[9]報(bào)道了BIM技術(shù)在某大型商業(yè)綜合體項(xiàng)目工程監(jiān)理中的應(yīng)用，運(yùn)用 BIM 技術(shù)輔助大型復(fù)雜工程進(jìn)行項(xiàng)目管理。BIM技術(shù)的引入，增強(qiáng)了施工監(jiān)理單位在施工進(jìn)度控制和質(zhì)量安全監(jiān)督管理等工作方面的全面性、及時(shí)性和有效性。梁燾[10]進(jìn)一步論述了BIM技術(shù)在城市軌道交通施工監(jiān)理流程中的運(yùn)用，并根據(jù)城市軌道交通施工監(jiān)理應(yīng)用的特殊性，提出將傳統(tǒng)信息化管理方法融合BIM技術(shù)，通過(guò)建立BIM管理平臺(tái)來(lái)進(jìn)行監(jiān)理流程的質(zhì)量管控，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、集約化管理方法和協(xié)同，將BIM數(shù)據(jù)貫穿于城市軌道交通施工的整個(gè)生命周期。魏小明[11]則解析了BIM信息技術(shù)在中國(guó)城市水運(yùn)施工監(jiān)理中的具體使用方式，BIM信息技術(shù)可以在施工監(jiān)理中對(duì)工程進(jìn)度和工程質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，從而有效地提升了工程監(jiān)理工作的效果和品質(zhì)，確保工程項(xiàng)目的順利進(jìn)行，使得監(jiān)理工作的開(kāi)展更具規(guī)范性。馬亮[12]研究了BIM技術(shù)在建設(shè)項(xiàng)目工程監(jiān)理進(jìn)度控制中的應(yīng)用，通過(guò)確定軟件應(yīng)用體系，實(shí)現(xiàn)了BIM數(shù)據(jù)整合與應(yīng)用，提升了監(jiān)理業(yè)務(wù)的信息化管理水平。馮國(guó)棟[13]探討了 BIM 技術(shù)的應(yīng)用方案，通過(guò)實(shí)際案例分析了 BIM 技術(shù)在技術(shù)管理、進(jìn)度管理、質(zhì)量管理等方面的監(jiān)理應(yīng)用。BIM 技術(shù)能夠改變項(xiàng)目監(jiān)理的方法及流程，能幫助監(jiān)理對(duì)工程的技術(shù)協(xié)調(diào)、時(shí)間管理、工程質(zhì)量管控，提高管理效率與管理水平。徐慧君[14]研究了BIM技術(shù)在建筑監(jiān)理工作中的運(yùn)用策略，從質(zhì)量管理、造價(jià)控制、工作時(shí)間管理等三個(gè)角度，對(duì)建筑監(jiān)理技術(shù)的運(yùn)用策略進(jìn)行了剖析。監(jiān)理機(jī)構(gòu)可利用BIM技術(shù)進(jìn)行文件審批、工程質(zhì)量管理、造價(jià)管理等工作，對(duì)其服務(wù)品質(zhì)和工作效率的提高將起到很大作用。

4 結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)已在我國(guó)工程建設(shè)行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，利用BIM 技術(shù)對(duì)建設(shè)工程全生命周期進(jìn)行精細(xì)化管理，是實(shí)現(xiàn)建設(shè)工程信息化跨越式發(fā)展的必然趨勢(shì)。將BIM技術(shù)應(yīng)用于在工程建設(shè)監(jiān)理工作中，可有效解決傳統(tǒng)工程監(jiān)理在工程質(zhì)量、工程進(jìn)度、工程成本及工程信息方面存在的問(wèn)題，大大提高了工程建設(shè)監(jiān)理工作的效率，保證了工程項(xiàng)目綜合效益。此外，BIM 技術(shù)在工程監(jiān)理中的應(yīng)用仍需不斷地進(jìn)行探索，同時(shí)還需企業(yè)的支持和推廣，加大力度培養(yǎng)工程監(jiān)理從業(yè)人員應(yīng)用BIM技術(shù)的能力，真正地掌握 BIM 技術(shù)并用來(lái)指導(dǎo)監(jiān)理工作，從而更好地推動(dòng)BIM技術(shù)在工程監(jiān)理工作中的發(fā)展。