淺析基于BIM技術(shù)條件下總監(jiān)理工程師的監(jiān)理工作

張 飛 （合肥工大建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230009）

0 前言

“BIM之父”Chuck Eastman于1975年首先提出“Building Description System”概念；芬蘭學(xué)者于20世紀(jì)80年代提出“Product Information Model”；美國學(xué)者Robert Aish于 1986年提出“Building Modeling”；Autodesk 公司于 2002年提出的“Building·Information·Molding，BIM”概念是對建筑設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，但僅僅用于學(xué)術(shù)研究，還無法進(jìn)入實(shí)踐應(yīng)用；BIM技術(shù)研究和應(yīng)用在進(jìn)入21世紀(jì)后得到突破性進(jìn)展。

1 BIM技術(shù)概念

BIM是指Building Information Molding，建筑信息模型。BIM的理論基礎(chǔ)主要源于制造行業(yè)，該理論基礎(chǔ)是集CAD和CAM于一體的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）理念和基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM與STEP標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品信息模型。BIM是對工程項(xiàng)目設(shè)施實(shí)體與功能特性的數(shù)字化表達(dá)[1]。

2 基于BIM技術(shù)條件下總監(jiān)理工程師的監(jiān)理工作

2.1 積極參與項(xiàng)目信息模型的建立工作

為充分利用BIM技術(shù)平臺，作為項(xiàng)目總監(jiān)理工程師，需要在項(xiàng)目BIM建模時期，就帶領(lǐng)項(xiàng)目監(jiān)理機(jī)構(gòu)人員參與模型建設(shè)，以便充分了解模型的建設(shè)過程，掌握模型反映的工程信息，為后期使用該信息平臺夯實(shí)基礎(chǔ)。基于BIM技術(shù)的信息集成管理可以進(jìn)行設(shè)計(jì)中各專業(yè)協(xié)調(diào)、管線碰撞檢查、節(jié)能計(jì)算、能耗模擬、可持續(xù)分析、施工方案模擬、腳手架支撐體系驗(yàn)算模擬、進(jìn)度控制、成本控制、安全管理等，對工程項(xiàng)目全過程實(shí)施動態(tài)優(yōu)化，主動控制，進(jìn)而提高工程設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)管理的質(zhì)量、工作效率和科學(xué)管理水平，體現(xiàn)信息對工程項(xiàng)目服務(wù)的動態(tài)優(yōu)化性[2]。

為更好地發(fā)揮BIM模型在程建設(shè)期信息樞紐作用，提高工程建設(shè)實(shí)施期間的決策科學(xué)水平，提升管理效率，節(jié)約社會資源，作為項(xiàng)目總監(jiān)理工程師，應(yīng)準(zhǔn)確把握BIM技術(shù)的概念、功能，結(jié)合工程項(xiàng)目特征，有意識地引導(dǎo)模型各參建方，在建模時充分考慮模型的后期用用，使得模型更好地為工程建設(shè)服務(wù)，并且為將來添加新的信息預(yù)留窗口。

2.2 協(xié)調(diào)參建各方融入BIM信息管理平臺

首先，是建設(shè)單位融入BIM信息平臺的問題。建設(shè)單位作為工程實(shí)施、管理的核心，作為項(xiàng)目總監(jiān)，要向建設(shè)單位積極推薦BIM技術(shù)，讓其充分了解BIM技術(shù)帶來巨大優(yōu)勢。美國的一項(xiàng)研究顯示，因BIM應(yīng)用提高了成本核算的準(zhǔn)確性而使業(yè)主保留了比傳統(tǒng)建設(shè)模式下更低的不可預(yù)見費(fèi)[3]。BIM的理論、技術(shù)、方法、軟件工具都還在快速發(fā)展階段，未來一定會對整個建筑業(yè)生產(chǎn)方式產(chǎn)生巨大影響，目前情況下，只要應(yīng)用得當(dāng)，BIM已經(jīng)可以產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)和社會效益[4]。作為項(xiàng)目總監(jiān)應(yīng)當(dāng)，積極向建設(shè)單位介紹這一先進(jìn)技術(shù)，使得建設(shè)單位能夠主導(dǎo)BIM信息平臺的建設(shè)、管理工作，為工程建設(shè)提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

其次，是設(shè)計(jì)單位的融入BIM信息平臺的問題，設(shè)計(jì)單位應(yīng)當(dāng)作為BIM創(chuàng)建的主要技術(shù)力量，BIM建模的主創(chuàng)方，是BIM建模的成敗關(guān)鍵單位。BIM技術(shù)的應(yīng)用是一個推進(jìn)中國建筑業(yè)信息化變革、加速產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的過程，已成為自1993年第一次建筑產(chǎn)業(yè)變革“甩圍板”之后的第二次建筑產(chǎn)業(yè)變革，必將引發(fā)建筑設(shè)計(jì)行業(yè)從技術(shù)手段到商業(yè)模式等所有層面上顛覆性的變化[5]。第三，是監(jiān)理單位融入、利用BIM信息管理平臺的問題。BIM技術(shù)可視化和協(xié)調(diào)性的特點(diǎn)，使得監(jiān)理單位可以在基于BIM模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)工作，把工程概況放進(jìn)BIM模型進(jìn)行分析施工條件，然后對施工參與方進(jìn)行協(xié)調(diào)管理，包括對施工場地的規(guī)劃，施工機(jī)械的布置；施工期間對現(xiàn)場進(jìn)度的查看，對資源的管理；后期進(jìn)度的后評價等[6]。項(xiàng)目總監(jiān)應(yīng)根據(jù)BIM技術(shù)的特點(diǎn)，結(jié)合BIM信息管理平臺，制訂監(jiān)理規(guī)劃和實(shí)施細(xì)則，把日常監(jiān)理工作導(dǎo)入到BIM信息管理平臺中；監(jiān)理基于BIM信息管理平臺的項(xiàng)目監(jiān)理組織體系，落實(shí)崗位人員，明確職責(zé)，充分利用管理平臺，豐富監(jiān)理手段，提高監(jiān)理管理水平及效率。

最后，是施工單位融入BIM信息管理平臺的問題。作為項(xiàng)目總監(jiān)理工程師，要引導(dǎo)施工單位認(rèn)識BIM技術(shù)優(yōu)勢，在施工管理中，積極采用這一新興技術(shù)，推動施工管理水平的提升。根據(jù)Autodesk公司統(tǒng)計(jì)，三維可視化可提高企業(yè)競爭力66%，減少50%～70%的信息請求，縮短5%～10%的施工周期，減少20%～25%各專業(yè)協(xié)調(diào)時間[2][7]。只有施工單位，深度融入到BIM信息管理平臺之中，將各種指令、信息落到實(shí)處，才能切實(shí)發(fā)揮BIM的技術(shù)優(yōu)勢。這是利用BIM技術(shù)的終極目標(biāo)，否則，BIM技術(shù)將是紙上談兵，成為無本之木、無源之水。對此，作為項(xiàng)目總監(jiān)，應(yīng)有清醒的認(rèn)識。

2.3 施工過程中的BIM信息管理

2.3.1 施工準(zhǔn)備階段的BIM信息管理

在施工準(zhǔn)備階段，使用BIM技術(shù)能夠?qū)κ┕ろ?xiàng)目的施工現(xiàn)場進(jìn)行平面布置、重要施工環(huán)節(jié)及選用新的技術(shù)、新工藝、新方案的部位等進(jìn)行可視化語言以及分析，從而可以有效提高施工方案的可行性以及復(fù)雜建設(shè)體系的可見性。通過使用BIM技術(shù)對施工組織進(jìn)行模擬，能夠在具體實(shí)施前直觀地獲得整個施工過程的時間節(jié)點(diǎn)以及工序等信息，可以提高施工效率以及施工方案的可行性。針對具體工程，建立起三維信息模型，就可以利用BIM技術(shù)的三維可視化功能，添加時間維度，來模擬建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)進(jìn)度，而且可以直觀地將預(yù)先制定的施工計(jì)劃與實(shí)際施工進(jìn)度進(jìn)行比較，驗(yàn)證實(shí)際施工進(jìn)度是超前還是滯后，以此指導(dǎo)后續(xù)的進(jìn)度安排。這樣就可以提高施工進(jìn)度的管理效率，同時可以減少返工和整改[8]。

這就要求施工單位，在工程施工準(zhǔn)備階段，細(xì)化工程施工計(jì)劃，提高施工方案的準(zhǔn)確性，通過BIM技術(shù)優(yōu)化施工方案與進(jìn)度計(jì)劃，積極探索降低工程施工成本的措施，發(fā)展提升施工安全保障水平的技術(shù)，從而提高施工效益。

2.3.2 施工階段的BIM信息管理

施工進(jìn)度跟蹤。經(jīng)過4D模擬將事件和空間信息整合到一個可視化的4D模型當(dāng)中，能夠反映工程建設(shè)施工的全過程。通過使用BIM技術(shù)、4D模擬3D激光掃描技術(shù)、GPS、GIS、無線通信技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠動態(tài)跟蹤現(xiàn)場施工進(jìn)度，并與施工進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行比較；可以自動地每天、每周、每月對施工進(jìn)度情況進(jìn)行匯報，并能夠根據(jù)施工的具體情況進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而獲得最佳的防范，這也為后期運(yùn)營維護(hù)提供了全面以及準(zhǔn)確的BIM數(shù)據(jù)庫[9]。這是施工進(jìn)度跟蹤管理的技術(shù)基礎(chǔ)，作為建設(shè)項(xiàng)目的管理者，應(yīng)充分利用BIM技術(shù)的這個特性，對工程進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)管，確保施工進(jìn)度符合預(yù)期目標(biāo)。

在技術(shù)質(zhì)量管理方面，基于BIM的虛擬施工可動態(tài)模擬施工技術(shù)流程，演練各專業(yè)之間的配合以保證專項(xiàng)施工技術(shù)在實(shí)施過程中的可行性和可靠性，有效減少各工種沖突造成的質(zhì)量損害[10]。在工程施工方案制定時，結(jié)合BIM的這種方案模擬技術(shù)，可以在具體實(shí)施前，優(yōu)化施工方案，確保施工方案的合理性，從而提高工程質(zhì)量的整體水平，又能促進(jìn)施工安全保證率的提高。

在工程造價控制方面。傳統(tǒng)造價管理存在著效率低、信息共享程度差等問題，滯后于當(dāng)前工程建設(shè)需要，BIM技術(shù)的引入，可隨時對工程建設(shè)過程中數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全面收集和科學(xué)分析，這對于工程造價水平的提升有積極作用，并有利于工程建設(shè)成本的進(jìn)一步降低和管理的精準(zhǔn)化[11]。工程項(xiàng)目造價數(shù)額大，工程成本控制是施工管理的一大核心，而BIM技術(shù)的這種提高工程造價管理水平的功能，無疑是工程建設(shè)管理單位極力追求的。因此，在BIM建模初期，就應(yīng)當(dāng)將工程造價管理信息輸入BIM模型，并在工程實(shí)施過程中，根據(jù)實(shí)時工程造價信息，對BIM模型進(jìn)行完善，并利用BIM模型對工程造價進(jìn)行同步控制，以提高建設(shè)資本利用的效率。

應(yīng)當(dāng)說，利用BIM技術(shù)建模的目的就是為工程建設(shè)服務(wù)，因此，施工階段是檢驗(yàn)建模成功與否的關(guān)鍵時期。作為項(xiàng)目總監(jiān)理工程師，在施工階段應(yīng)利用BIM技術(shù)，從施工質(zhì)量、安全、進(jìn)度、投資等方面，分別將工程實(shí)時信息反饋到BIM信息平臺，通過BIM平臺進(jìn)行工程管理，努力提高工程管理的科學(xué)水平。同時，為今后的BIM建模積累相關(guān)數(shù)據(jù)，豐富BIM平臺的內(nèi)容，完善BIM建模。

2.3.3 竣工移交階段的BIM信息管理

作為項(xiàng)目總監(jiān)理工程師，在竣工移交階段，應(yīng)督促項(xiàng)目各參建單位，將各自在本項(xiàng)目實(shí)施過程中發(fā)送關(guān)于項(xiàng)目的各種信息，以最終版本提交到BIM信息管理平臺，將真實(shí)、完整的信息管理平臺移交給項(xiàng)目接收單位，以便對項(xiàng)目使用進(jìn)行管理。

3 BIM技術(shù)存在的問題及技術(shù)展望

3.1 BIM技術(shù)作為新興技術(shù)存在如下問題：

①軟件兼容性問題，目前可建立3D模型的軟件較少，不同軟件之間存在兼容性不夠的問題，限制了建模軟件的應(yīng)用。

②軟件應(yīng)用推廣問題，BIM技術(shù)對工程技術(shù)人員的三維制圖/空間思維能力提出更高的要求，廣大技術(shù)/管理人員存在對新技術(shù)的接受問題，能夠獨(dú)立進(jìn)行BIM三維建模的人員過少，能夠使用BIM技術(shù)的人員也較少，BIM技術(shù)存在較大的推廣空間。

③BIM建模速度及成本問題，目前由于建模軟件對操作者要求高，應(yīng)用不夠廣泛，BIM建模速度慢，需要經(jīng)過BIM建模技術(shù)培訓(xùn)的專業(yè)人員才能建模，建模成本較高。

3.2 BIM技術(shù)展望

盡管，BIM技術(shù)目前面臨諸多困境，但其代表著建筑工程行業(yè)發(fā)展方向，為建筑業(yè)的自我革新提供一個嶄新的技術(shù)平臺，對建筑業(yè)的發(fā)展起著極大地促進(jìn)作用；BIM技術(shù)的應(yīng)用，能有效的節(jié)約社會資源，進(jìn)一步降低建筑業(yè)建造的社會成本，為人類達(dá)成綠色發(fā)展、環(huán)境友好的建筑遠(yuǎn)景，提供一種堅(jiān)實(shí)的技術(shù)方法。因此，作為作為項(xiàng)目的總監(jiān)理工程師，應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)全體監(jiān)理人員認(rèn)清這一行業(yè)發(fā)展趨勢，盡快適應(yīng)、掌握和利用這一新興技術(shù)，為我國乃至全球建筑業(yè)的發(fā)展添磚加瓦。