BIM技術在工程管理信息化中的應用方式及其優(yōu)化策略

趙秋子

（中國能源建設集團廣西電力設計研究院有限公司建筑與市政工程公司，廣西 南寧 530007）

建筑工程的業(yè)務總量在新的市場經(jīng)濟形勢下日益擴大，建筑工程管理工作越來越煩瑣，這就要求建設工程的管理水平日益提升。要保證合理地控制建設周期，有效地從建設中獲取利益，需要在項目管理中注重各項目的緊密合作，以保證建筑工程的信息化管理質量的提升。在建筑工程領域發(fā)展勢頭良好的情況下，建筑工程管理信息化和BIM技術從中得到了廣泛的應用，這對建筑行業(yè)的從業(yè)水平提升有著顯著的積極作用。

一、BIM技術在工程管理信息化中運用的研究現(xiàn)狀

工程項目信息化的內容十分豐富，在工程發(fā)展和變革過程中，其優(yōu)勢是信息技術滲透性強、進展速度快、工程本身復雜。在工程項目管理中，一方面可以增加相應信息網(wǎng)絡系統(tǒng)的速度和信息網(wǎng)絡系統(tǒng)反應速度，從而使信息網(wǎng)絡變成了工程間信息溝通的主要載體，以便及時溝通、決策準確、提高效率，同時又可以減輕工程項目參與人在日常管理工作上的壓力。不僅如此，還能滿足各種工程項目信息的實時采集，方便對各個工程項目進行及時檢查，以滿足工程管理對信息的需求，進行規(guī)范管理，推動各類工程管理工作質量的提高。工程管理信息化與工程企業(yè)管理變革相互促進，加強4信息化工程建設，以創(chuàng)新的企業(yè)模式提高企業(yè)管理效率，可實現(xiàn)公司業(yè)務信息化的遠程動態(tài)式實時數(shù)字化管理。筆者在此從數(shù)據(jù)挖掘、業(yè)務模式、人力支持和技術支持方面對BIM技術在工程管理信息化中運用的研究現(xiàn)狀進行簡要的闡述。

（一）關于數(shù)據(jù)挖掘研究

英國政府對3D-BIM做出了具體的規(guī)范，并明確提出需要在2016年前對建筑企業(yè)進行3DBIM的整體協(xié)調。美國政府自2003年開始，也出臺了國家3D-4D-BIM的發(fā)展計劃，并規(guī)定自2007年開始使用BIM完成了整個重大工程的空間規(guī)劃。在韓國，已經(jīng)有政府部門明確提出計劃到2016年前實現(xiàn)全部公共建筑的BIM應用。在中國臺灣省，政府主管部門已經(jīng)建立了BIM項目的專項資金，并規(guī)劃到2015年超八成的建筑業(yè)企業(yè)都將應用BIM。在北歐的許多國家如挪威、丹麥、瑞典和芬蘭等，都已經(jīng)形成了不少自己的建筑行業(yè)關鍵技術軟件廠商集團。在日本，與建筑資訊等科技軟件產業(yè)形成了本國的重要軟件同盟[1]。

國內不論政府部門和業(yè)界的行業(yè)巨頭，對BIM技術的發(fā)展預期均遠不如上述國家明確樂觀，對數(shù)字化目標和標準規(guī)劃也表達得模糊不清，但是BIM的發(fā)展卻已明朗。目前，很多招標工程項目要求采用BIM方法進行施工。很多企業(yè)把和BIM有關的信息數(shù)據(jù)挖掘流程加快，主要是為了將BIM進行工程量測算、投標決策等方面的利用，并對BIM進行整合項目管理。

（二）關于業(yè)務模式研究

國外建筑行業(yè)市場化、專業(yè)性、國家標準和規(guī)范性程度較高，并注重企業(yè)長遠發(fā)展，工程計劃擁有較完善環(huán)境和管理機制。一旦開始便會把BIM作風落實起來，不常變動。由于國內對近期收益的重視超過遠期，導致管理粗糙，采用BIM初期往往需要投資巨大的時間與資金，且各種建設節(jié)奏往往與BIM有明顯矛盾。

另一方面，由于中國甲方的經(jīng)濟地位要比外國的城市高得多，對BIM應用的直接驅動作用也要大得多。如果甲方項目經(jīng)常變動，將會使建筑設計和施工單位增添許多工程量，從而直接降低了BIM的使用動力。此外，對于BIM將如何提高建筑設計單位和施工單位的利潤，這一問題目前仍無具體回答。

（三）關于人力支持研究

在海外，業(yè)主們成立了一個專門的咨詢組織，專門和建筑設計團隊合作，他們對軟件類型、數(shù)據(jù)接口、信息標準等都做出了嚴格的規(guī)定。但在本土，由于甲方的技術要求很難提出，因此BIM的應用勢必造成工作量很大地傾斜到建筑設計機構。同時，社會對于與設計過程對接的BIM人員也有旺盛的人才需求，這就導致了盡管很多公司都在建設一個BIM團隊，但其速度與品質都并不理想。老工程師也很難迅速地熟悉BIM，而更能快速地掌握BIM的新工程師，同時也相對缺少工程經(jīng)驗。

（四）關于技術支持研究

BIM技術是指海量二維數(shù)據(jù)的管理和三維數(shù)據(jù)的形成，對數(shù)據(jù)收集和管理產生了很大的科技要求。但和外國比較，目前中國建設的工業(yè)信息化基礎設施還很薄弱。目前，許多企業(yè)的數(shù)據(jù)收集都是依賴于人工查看或者手動上傳至管理系統(tǒng)中。不僅工作時限過長，同時精度也較差，并且不利于對之后的數(shù)據(jù)相互連接和模型進行合理的協(xié)調工作。和國外企業(yè)以BIM作為平臺的定位不一樣，目前中國國內企業(yè)大多使用BIM作為應用軟件，但對BIM的項目管理研究成果則非常少。

二、BIM技術在施工項目管理中的運用

（一）對BIM技術、工程項目管理信息化的界定

BIM（Building Information Modeling）技術是近十年來在CAD技術基礎上發(fā)展起來的一種多維（三維、四維、五維、n維）模型信息集成技術，它可以使項目建設的所有參與方都能夠在數(shù)字虛擬的真實建筑物模型中操作信息和在信息中操作模型，從而實現(xiàn)在建筑全生命周期內提高工作效率和質量，以及減少錯誤和風險的目標。BIM技術能夠對各個階段的建筑方案的情況進行全面的統(tǒng)計分析，為其從開工到建筑奠定了基礎。BIM技術可以對不同時期的施工項目進行全面的管理，以達到對項目的有效管理。BIM技術不但能夠實現(xiàn)建筑規(guī)劃，還能夠監(jiān)控到工程預算，節(jié)約了工程支出。BIM技術能夠將問題和沖突整合在一起，讓工程管理變得更加科學化、精確化，決策質量得到改善。在現(xiàn)代信息技術的高度整合下，建設項目壽命周期已顯著減少。尤其是在網(wǎng)絡信息時代，BIM技術已經(jīng)實現(xiàn)了高度電腦化的各類建筑元素[2]，并將進一步充分利用其藝術價值與吸引力，從而更好地推進建筑的發(fā)展。

信息化是指信息技術領域中信息資源的開發(fā)與運用，工程項目管理信息化指工程項目管理中信息資源的開發(fā)與運用，工程項目管理信息化是指工程項目管理中信息資源的開發(fā)與運用。工程建設的項目管理數(shù)據(jù)來源主要包括：一是工程組織資料、工程建設參與方的資料以及數(shù)據(jù)；二是與質量相關的信息系統(tǒng)、質量安全管理的信息系統(tǒng)、合約管理工作信息系統(tǒng)、質量管理信息系統(tǒng)等質量管理類工程技術信息系統(tǒng)；三是技術、工藝、材料相關的工藝信息等技術型工程項目信息系統(tǒng)[3]。

（二）BIM技術在施工項目管理中的運用方式

1.利用BIM技術加強施工安全

如果施工建設中出現(xiàn)了安全問題，不僅會使得國家、施工公司遭受重大損失，還會產生不必要的人員傷亡，進而危害社會的安定與和諧。所以，應當加強對項目施工安全監(jiān)督管理，有效減少其安全事故。利用BIM技術在建設工程施工中的廣泛運用，能夠通過4D施工中安全信息建立的信息安全模式，可以在建筑施工過程中實現(xiàn)施工信息資源共享，從而對建筑施工過程中的安全問題及時實施監(jiān)督。同時，也通過對建筑中施工材料特征的實時安全信息進行解析，有效地提高了建筑整體施工的安全。

2.利用BIM技術加快施工進度

因為施工建筑的施工工藝比較復雜，造成了整個施工的期限都比較漫長。大型建筑工程的施工項目設計各種不同的工種，它們之間的差異導致了工程過程中的各個信息無法及時地交流與共享，使得施工過程出現(xiàn)了施工信息孤島，從而影響了工程的進度。使用BIM技術，能夠更準確地了解建筑工程中的資料與場地信息，也可以做到建筑信息資料的共享，從而實現(xiàn)對施工數(shù)據(jù)的整合。使整個建設項目的實施階段能夠模擬化運行，確保實施階段的有效實行。

3.建立基于BIM設計的共享數(shù)據(jù)邊界

信息溝通是指用公平、科學、有效的方式實現(xiàn)信息溝通，但需要清楚信息內容的概念與界限。在所涉及的建筑領域的專利、商業(yè)秘密和建筑公司的管理需求的情況下，總是有一些信息容易產生泄露。所以，信息的安全性難題始終是一個有待破解的重要課題。在BIM設計的項目數(shù)據(jù)集成模式中，BIM模型的數(shù)據(jù)定義包括專有數(shù)據(jù)與共有信息，以確定數(shù)據(jù)合理、適當?shù)墓部臻g，各機構、各專家、各項目都針對不同的數(shù)據(jù)模型，賦予不同的權限，由整個工作團隊控制從訪問特定項目到獲取數(shù)據(jù)，以保證在整個數(shù)據(jù)提交流程中的安全策略得到加強[4]。

三、我國BIM技術在工程管理信息化運用中存在的問題

我國的BIM技術應用實踐仍有許多需要解決的問題，與國外的差距仍然很大，表明我們還有許多提升空間。從信息化的角度來看，國內的建設工程數(shù)量遙遙領先其他國家，我國正在提升建設工程質量方面努力趕超世界先進水平。目前我國現(xiàn)階段BIM技術在工程管理信息化運用中遇到的主要問題和瓶頸可歸納如下：

（一）BIM人員的能力問題

BIM技術從興起以來發(fā)展到現(xiàn)在也就只有十來年。光有優(yōu)秀的BIM人員，還不能建成廣泛的應用型人才和研究型人才儲備網(wǎng)絡，所以目前最多的都是應用型人才。從整體的視角分析，建筑行業(yè)擁有工程技術與計算機技術應用跨領域人才的高級人員已經(jīng)非常稀少，于是人們就容易發(fā)現(xiàn)在制定規(guī)范、工程運用技術等方面的問題，對高端理論問題則不容易發(fā)現(xiàn)。因此培養(yǎng)和重用高端BIM理論人才迫在眉睫。

（二）行業(yè)技術的瓶頸問題

當前中國國內BIM系統(tǒng)開發(fā)均是國外的產品，其最大的協(xié)同特點就是市場反應特別緩慢（國外廠商面向的是國際市場，對于國內的需求相應緩慢），而目前中國國內沒有完全自主開發(fā)的系統(tǒng)軟件，所以我國在現(xiàn)階段所做的工作只是根據(jù)國外平臺上提供的API進行二次開發(fā)插件，作用很有限。

（三）實施責任的主體問題

如同之前所說，項目整體全周期BIM應用，并不是由某個責任主體來進行（現(xiàn)在的認知部分還停留在設計基礎上），而是通過對BIM數(shù)據(jù)的高效傳遞，使參與項目整體周期的各方責任主體都可以相互共享信息，協(xié)調互動，各司其職。但在現(xiàn)實應用中，往往要求各相關政府部門的協(xié)調，也要求在制度環(huán)境、法律規(guī)范下的等一些行業(yè)環(huán)境的保障，而目前這些并不健全。

四、BIM技術在工程管理信息化運用的優(yōu)化策略

（一）加強BIM技術人才的培養(yǎng)

BIM技術人員培養(yǎng)是一個全面的系統(tǒng)工程，首先要做好BIM人員在高校教師中的培訓工作。而對于剛畢業(yè)的大學生來說，則需要先做好對BIM技能掌握和訓練，使新學員對BIM建模的這一部分有所認識。然后，對于社區(qū)上的一些中層管理者來說，要加強對BIM軟件的掌握和訓練，建立一個整合高校、工程協(xié)會、企業(yè)公司的BIM培訓體系，并鼓勵社會各階層的人都進行培訓，以推動BIM技術的普及。最后，要建立以開發(fā)者和政府機構為主導的BIM技術應用技術體系，以企業(yè)管理與技術創(chuàng)新的重大戰(zhàn)略機遇為基礎，引導開發(fā)者運用BIM技術開展企業(yè)招標、工程設計與管理，以打造對中小企業(yè)與社會信息化工作的綜合管理。

（二）推進以BIM技術為基礎的信息分享

傳統(tǒng)的商業(yè)開發(fā)管理模式下，建設信息內容很難資源共享與公開，尤其是對商業(yè)機密所涉及的大公司而言，由于信息系統(tǒng)邊界溝通不便，信息資源共享更加困難重重。采用BIM技術設計的項目中央數(shù)據(jù)庫，能夠協(xié)助項目管理各個參加方獲得科學合理的信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享空間，從而滿足了項目管理中多樣化的信息管理模塊，也能夠為信息技術交流與項目管理中整合項目團隊的優(yōu)勢資源。

（三）提高BIM技術的信息產權歸屬

由于BIM的存在，能夠完成業(yè)主要求的設計、建造、生產、經(jīng)營過程的統(tǒng)一管控，并由此造成業(yè)主之間的利益沖突。但是在BIM技術的廣泛應用下，怎樣構建一種對BIM模式、模型的交付標準化，已成為當前信息安全領域需要破解的問題。特別是關于第三方的信息安全質量保證、數(shù)據(jù)安全、信息采集管理、信息模型的所有權都需要由政府部門和業(yè)界來制訂規(guī)范，受理申訴，對違反專業(yè)規(guī)范的行為進行經(jīng)濟制裁，并切實維護各主要參與者的利益，讓不同主要參與者互相監(jiān)管，預防違法的行為。

（四）加快BIM信息傳播的模塊化

BIM信息管理模塊數(shù)據(jù)庫內容非常豐富，要根據(jù)整個項目的信息管理功能需要逐步加以細化，進一步完善信息系統(tǒng)的功能，形成了一個集辦公信息系統(tǒng)、資源管理系統(tǒng)、生產流程管理系統(tǒng)為一身的專業(yè)化體系。面向各個學科及各種技術人員，使之協(xié)調合作，既能夠分工合作，也能夠適應工程師對各種項目的要求以及各個階段的需要[5]。

五、結語

在工程信息化中，通過運用BIM軟件對施工企業(yè)實施工程信息管理，能夠有效地減少施工企業(yè)的生產成本，從而降低對人員、物資的耗費，提高企業(yè)的整體綜合性能力。不過，在全世界范圍內，仍處在促進狀態(tài)下，盡管在一些實際工程中已經(jīng)有了不錯的效果，還存在有不少問題。我國在工程BIM技術與管理信息化層面稍微落后于國際范圍內其他國家，在努力推進BIM技術廣泛傳播與應用的前提下，還需關注在解決上述問題時在實際應用中遇到的困難，加強我國建筑行業(yè)從事人員在此方面的核心競爭力。在政府部門、行業(yè)協(xié)會、軟件開發(fā)公司等行業(yè)主體共同推動下，人們認識到BIM技術能夠給工程領域的各行業(yè)創(chuàng)造更大的效益，并明確了正確的推廣方向，BIM技術和工程管理水平的提升隨著信息化時代的來臨只是時間問題。