建筑工程管理中BIM的應(yīng)用研究

【摘要】BIM技術(shù)在建筑工程管理中的應(yīng)用，能大幅度提升建筑工程管理效率，降低工程成本，縮短項目工期，確保工程質(zhì)量。文章結(jié)合BIM相關(guān)理論，對建筑工程傳統(tǒng)的管理方式及使用BIM技術(shù)進(jìn)行工程管理的比較分析，就BIM技術(shù)在建筑工程管理中的具體應(yīng)用展開了探討。

【關(guān)鍵詞】建筑工程管理；BIM技術(shù)；工程數(shù)據(jù)庫

【中圖分類號】TU17" " " "【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A" " " "【文章編號】1673-6028（2024）02-0034-03

0 引言

很多建筑工程企業(yè)為了提高建筑工程管理質(zhì)量、提升企業(yè)綜合競爭力，在開展工程管理中都廣泛運用先進(jìn)的創(chuàng)新技術(shù)，這對建筑行業(yè)管理體系的發(fā)展具有重大意義。現(xiàn)階段，應(yīng)用BIM技術(shù)開展工程管理，對于建筑工程管理水平、管理效率有很大提升作用，還能促進(jìn)建筑工程施工質(zhì)量全面提升[1]。對此，在今后的工程管理中，工程參建各方的管理人員、技術(shù)人員都應(yīng)盡快學(xué)習(xí)、掌握、熟練運用BIM技術(shù)，盡可能減少錯誤，降低風(fēng)險，提升工程管理質(zhì)量，為推廣BIM技術(shù)在工程管理中應(yīng)用提供豐富的實踐經(jīng)驗。

1 BIM相關(guān)理論概述

1.1 BIM的概念

BIM技術(shù)從誕生開始，學(xué)者們就想對其概念進(jìn)行嚴(yán)格界定，但是由于受到以下兩個方面的影響，導(dǎo)致無法對BIM技術(shù)予以十分準(zhǔn)確解釋：一方面，是由于BIM技術(shù)出現(xiàn)時間相對較晚，到現(xiàn)在也不超過40年，有關(guān)BIM技術(shù)方面的理論尚不是十分全面，無法對其準(zhǔn)確定義，再或者是相關(guān)定義無法概括BIM技術(shù)所涉及的各個方面；另一方面，BIM技術(shù)也在不斷發(fā)展、更迭，一直處于不斷完善、改進(jìn)的過程，從而使得對BIM相關(guān)概念的界定十分困難，無法給予其一個統(tǒng)一的解釋說明。

BIM的英文直譯是建筑信息模型，BIM技術(shù)的通用解釋為利用數(shù)字化技術(shù)，整合建筑的數(shù)據(jù)化、信息化模型，為這個模型提供一個完整的包含各種邏輯關(guān)系的建筑工程數(shù)據(jù)庫。項目參建各方都能對數(shù)據(jù)庫的信息進(jìn)行輸入、訪問、修改等操作[2]，為參建各方提供協(xié)同工作平臺。

1.2 BIM的技術(shù)核心

BIM技術(shù)最重要、最為核心的部分是依靠三維數(shù)字技術(shù)、計算機技術(shù)的支持而成的數(shù)據(jù)庫，也是最難實現(xiàn)的一個環(huán)節(jié)。三維模型數(shù)據(jù)庫同一般的數(shù)據(jù)庫相比，具有以下特點：首先，與建筑工程相關(guān)的所有數(shù)據(jù)信息都包含其中，同時三維數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)跟隨建筑工程項目的推進(jìn)不斷進(jìn)行更新，也就是數(shù)據(jù)庫中需要包含從項目立項到運營維護(hù)各個階段中的所有信息[3]；其次，各項數(shù)據(jù)信息相互關(guān)聯(lián)，有一定邏輯關(guān)系，不是單獨存在，修改任一個數(shù)據(jù)都可能造成其他數(shù)據(jù)變化，從而確保項目各參與方信息間的協(xié)同；此外，三維數(shù)據(jù)庫中的信息與各參建單位共享，無論是設(shè)計、施工、監(jiān)理等各個參建單位還是建設(shè)單位、行政監(jiān)管部門都可以直接對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問，還能對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行編輯[4]。以此，使得所有參與建筑工程項目的單位都能夠?qū)ㄖこ添椖繉嶋H情況進(jìn)行及時了解，讓項目單位迅速參照數(shù)據(jù)庫信息的變化做出反應(yīng)，從而有效提高工作效率，降低各類成本，提升項目效益。

2 建筑工程管理現(xiàn)狀分析

建筑工程管理是歷經(jīng)項目立項、招標(biāo)、設(shè)計、施工到竣工及運營的全過程管理，受建筑業(yè)生產(chǎn)流動性影響，項目管理也隨著作業(yè)場地、生產(chǎn)過程移動而變化，導(dǎo)致管理風(fēng)險較高、安全事故頻繁發(fā)生、工程質(zhì)量難以保證，這些都是傳統(tǒng)建筑工程管理較大缺陷。例如，在傳統(tǒng)建筑工程管理中，在組織設(shè)計交底時，對于設(shè)計人提供的圖紙，建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位難以發(fā)現(xiàn)設(shè)計圖中存在的細(xì)微問題，導(dǎo)致在施工期間常出現(xiàn)沖突、碰撞，造成設(shè)計變更工、停工待料等突發(fā)情況，致使工期延誤、工程質(zhì)量受到影響。

住建部在《2016—2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》中明確指出，“十三五”時期，全面提高建筑業(yè)信息化水平，著力增強BIM、大數(shù)據(jù)、智能化、移動通訊、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)集成應(yīng)用能力，建筑業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化取得突破性進(jìn)展，初步建成一體化行業(yè)監(jiān)管和服務(wù)平臺，數(shù)據(jù)資源利用水平和信息服務(wù)能力明顯提升，形成一批具有較強信息技術(shù)創(chuàng)新能力和信息化應(yīng)用達(dá)到國際先進(jìn)水平的建筑企業(yè)及具有關(guān)鍵自主知識產(chǎn)權(quán)的建筑業(yè)信息技術(shù)企業(yè)。住建部《十四五建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中也明確指出加快推進(jìn)建筑信息模型（BIM）技術(shù)在工程全壽命期的集成應(yīng)用，健全數(shù)據(jù)交互和安全標(biāo)準(zhǔn)，強化設(shè)計、生產(chǎn)、施工各環(huán)節(jié)數(shù)字化協(xié)同，推動工程建設(shè)全過程數(shù)字化成果交付和應(yīng)用。

3 工程管理中BIM技術(shù)的重要性分析

3.1 有利于工程項目總體規(guī)劃

BIM技術(shù)的可視化運用，在規(guī)劃設(shè)計階段，能在場地分析、投資估算、階段規(guī)劃、規(guī)劃編制等方面使建筑項目的規(guī)劃更加明確、詳細(xì)，較好協(xié)助各方就設(shè)計方案進(jìn)行溝通，解決了復(fù)雜節(jié)點難以表達(dá)的難題，確保對建筑工程項目的有效布局、合理分配資源等。

3.2有利于構(gòu)建完整信息系統(tǒng)

在建筑工程管理中運用BIM技術(shù)，有利于建立相應(yīng)的管理平臺與管理體系，能有效融合相關(guān)原始數(shù)據(jù)，為項目參建各方管理人員提供原始、詳細(xì)全面的數(shù)據(jù)與信息，可促進(jìn)項目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化信息建立，為資源配置、相關(guān)工作調(diào)整與決策提供參考依據(jù)，更好地管理和控制工程項目三大目標(biāo)。

3.3 有利于成本控制

在建筑工程管理中運用BIM技術(shù)，在決策階段可以對方案進(jìn)行優(yōu)化，在設(shè)計階段可以檢查碰撞，在實施階段可以及時變更管理，在運維階段可以對設(shè)施進(jìn)行維護(hù)，從各階段全方位控制項目成本。如在施工管理中，在材料設(shè)備合同、人事等環(huán)節(jié)中應(yīng)用BIM技術(shù)，能有效監(jiān)督施工狀況是否與標(biāo)準(zhǔn)相符，有效降低人、材、機等諸方面的浪費，降低管理成本耗費[6]。

4 BIM技術(shù)在建筑工程管理中的具體應(yīng)用

建筑工程管理包含項目決策、設(shè)計、進(jìn)度、質(zhì)量、成本、安全、竣工等多方面的管理。BIM技術(shù)在決策階段可協(xié)助建設(shè)單位做好階段規(guī)劃、投資估算等，確保建設(shè)單位做出的決策經(jīng)濟(jì)可行、技術(shù)可行；在設(shè)計階段能優(yōu)化設(shè)計、協(xié)同設(shè)計，減少施工過程中返工、誤時、延時；在施工階段可對項目進(jìn)行動態(tài)管控并預(yù)測進(jìn)度走勢，分析進(jìn)度差異原因，協(xié)助控制現(xiàn)場進(jìn)度?？商摂M施工過程，檢測施工過程中的安全隱患、識別危險源，確保項目安全施工；在竣工階段可關(guān)聯(lián)施工過程記錄的信息，集成包含隱蔽工程資料在內(nèi)的竣工信息，向業(yè)主交付“數(shù)字樓宇”。

4.1 BIM技術(shù)在項目決策管理中的應(yīng)用

在工程項目決策中，建設(shè)單位要多方面分析項目方案的經(jīng)濟(jì)可行性和技術(shù)可行性，規(guī)劃建設(shè)的功能、質(zhì)量要求。傳統(tǒng)的決策方式，需要收集大量數(shù)據(jù)、資料，工作難度大，數(shù)據(jù)處理非常復(fù)雜。存在數(shù)據(jù)不夠直觀、管理數(shù)據(jù)困難、難以協(xié)同各管理方、制定材料用量計劃時間長、不方便布置施工場地等諸多問題。而通過BIM技術(shù)，可幫助建設(shè)單位在決策階段做出經(jīng)濟(jì)可行、技術(shù)可行的方案分析，可對項目進(jìn)行可視化模擬分析、估算項目投資、為項目做階段性規(guī)劃等，切實為項目建設(shè)降低成本、縮短工期、提高質(zhì)量，確保建設(shè)單位做出的項目決策經(jīng)濟(jì)可行、技術(shù)可行。

4.2 BIM技術(shù)在項目設(shè)計管理中的應(yīng)用

4.2.1 項目設(shè)計階段

在項目設(shè)計階段中，傳統(tǒng)設(shè)計中，每個設(shè)計人員一般只從本專業(yè)的角度考慮問題，常導(dǎo)致設(shè)計過程中各專業(yè)圖紙間會引起沖突，需要對各專業(yè)的設(shè)計過程進(jìn)行大量的協(xié)調(diào)和管理。而BIM技術(shù)的應(yīng)用能讓建筑項目各個參建方之間的合作更加和諧，能讓傳統(tǒng)建筑項目設(shè)計階段中由于各專業(yè)間溝通不暢、不及時造成的錯、漏、碰等復(fù)雜問題得到有效解決。

4.2.2 項目場地分析

項目場地分析需要對場地現(xiàn)狀、總體建設(shè)布局、地下管線、綠地景觀、交通組織以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)等進(jìn)行全面分析。傳統(tǒng)建筑項目的場地分析因受設(shè)計人員的主觀意識影響，加上信息量大，難以科學(xué)處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)，影響了項目定位的準(zhǔn)確性。在項目場地的分析中，將BIM技術(shù)與GIS技術(shù)結(jié)合起來，能在建設(shè)條件、自然條件及公共限制等方面建立直觀、科學(xué)的參數(shù)化模型，對項目規(guī)劃的范圍進(jìn)行界定，為項目定位提供主題線索，為項目決策提供準(zhǔn)確的參考依據(jù)[7]。

4.2.3 碰撞檢查

在傳統(tǒng)建筑項目設(shè)計中，僅憑二維圖紙通過人工進(jìn)行碰撞檢查，難以及時發(fā)現(xiàn)各相關(guān)專業(yè)間設(shè)計誤差產(chǎn)生的碰撞問題。而采用BIM技術(shù)三維建模，在其數(shù)據(jù)庫中集中了各種相關(guān)數(shù)據(jù)信息，參照模型的相關(guān)數(shù)據(jù)來制定詳細(xì)的施工進(jìn)度計劃，并就模擬進(jìn)行碰撞檢查，查找出設(shè)計、施工間的空間碰撞情況，分析具體的碰撞點并進(jìn)行排除，確保在施工前將可能出現(xiàn)碰撞的問題解決，以減少建設(shè)過程中返工、誤時、延時，保證建筑工程項目順利實施。

4.3 BIM技術(shù)在項目進(jìn)度管理中的應(yīng)用

在建筑項目施工過程中，常常會出現(xiàn)實際施工進(jìn)度與計劃施工進(jìn)度因意外問題造成脫節(jié)的情況，導(dǎo)致施工前制定的施工進(jìn)度目標(biāo)計劃需要項目管理人員重新計算、調(diào)整。而根據(jù)BIM技術(shù)，在制定施工進(jìn)度計劃時，可通過多次模擬項目的施工過程，提前預(yù)判施工階段中可能會發(fā)生的問題，并在此基礎(chǔ)上制定相應(yīng)的預(yù)防措施、解決措施，保障建筑項目施工的實際進(jìn)度與目標(biāo)進(jìn)度始終保持一致，保障工程項目在規(guī)定的時間內(nèi)完工。

實施進(jìn)度管理中，在BIM系統(tǒng)中輸入項目的實際施工進(jìn)度后，BIM系統(tǒng)會對實際施工進(jìn)度與計劃進(jìn)度之間的差距進(jìn)行對比、分析，如果差異較大則說明了出現(xiàn)了十分嚴(yán)重的問題。為了確保項目的實際施工進(jìn)度與預(yù)定進(jìn)度保持一致，在施工過程中應(yīng)就目標(biāo)多次進(jìn)行優(yōu)化、調(diào)整，并借助科學(xué)手段解決問題，預(yù)防可能出現(xiàn)的問題[8]。對于問題的出現(xiàn)，應(yīng)先搞清楚問題究竟出現(xiàn)在哪一個方面，然后再采取有針對性的措施來解決問題，并結(jié)合工程項目成本支出、資金的使用情況來更新目標(biāo)計劃，調(diào)整進(jìn)度的偏差，應(yīng)確保經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、管理、組織各方面的措施得當(dāng)、到位，以此才能在保證建筑項目工程進(jìn)度的同時，維護(hù)各個參建單位的利益。

4.4 BIM技術(shù)在項目施工安全管理中的應(yīng)用

目前，仍有許多施工單位以傳統(tǒng)方式進(jìn)行現(xiàn)場安全管理，存在著較多的弊端，如施工場地工作區(qū)域規(guī)劃不合理、缺乏對危險源的識別等現(xiàn)象。在項目安全施工管理中引入BIM技術(shù)，能更好地規(guī)劃施工空間，準(zhǔn)確識別危險源，協(xié)助制定安全管理措施，分析與評估高層建筑施工中潛在危險及嚴(yán)重程度，從而對預(yù)防措施加以優(yōu)化，實現(xiàn)對施工安全的動態(tài)管理，確保項目的安全施工。

4.4.1 危險識別

傳統(tǒng)的施工現(xiàn)場危險源識別是依靠經(jīng)驗分析法、材料性質(zhì)和生產(chǎn)條件分析法、作業(yè)條件危險性評價法等判斷危險源。BIM技術(shù)可根據(jù)模擬的施工現(xiàn)場、施工過程，結(jié)合施工進(jìn)度合理安排施工現(xiàn)場的規(guī)劃布局，檢測施工過程中的碰撞、墜落等安全隱患，進(jìn)一步優(yōu)化施工安全方案，對安全施工工序的制定與安全事故的預(yù)防提供可視化、數(shù)據(jù)化的參考依據(jù)[9]。

4.4.2 項目空間管理

項目施工過程中，常因施工現(xiàn)場內(nèi)放置的器械、材料與工作操作空間產(chǎn)生沖突而造成安全事故發(fā)生。BIM技術(shù)的應(yīng)用，能模擬和優(yōu)化功能區(qū)域、空間布局等，規(guī)劃出最優(yōu)的空間使用方案，提高空間利用率，并實施動態(tài)的空間管理，有效控制空間管理中造成的沖突，減少因空間管理造成安全事故的發(fā)生。

4.4.3 安全措施與評價

傳統(tǒng)的施工安全管理注重經(jīng)驗型、事后型管理，但安全管理是動態(tài)的，總是在不斷地發(fā)展變化，相對于不斷變化的安全管理現(xiàn)狀而言，經(jīng)驗總是欠缺的，永遠(yuǎn)也不可能盡善盡美。BIM技術(shù)能在圖紙會審中及時發(fā)現(xiàn)存在的安全隱患并提出優(yōu)化方案，在施工階段可模擬、分析施工過程的邏輯關(guān)系，優(yōu)化施工安全方案，從而降低安全事故發(fā)生率，提高安全質(zhì)量水平。

4.4.4 安全監(jiān)控管理

BIM技術(shù)在施工過程中可綜合應(yīng)用監(jiān)控、無線通信及物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)，對施工現(xiàn)場實時監(jiān)管，實現(xiàn)施工現(xiàn)場的動態(tài)管理，并不斷優(yōu)化、調(diào)整施工計劃，達(dá)到安全施工、安全管理的目的。

4.5 BIM技術(shù)在項目竣工管理中的應(yīng)用

項目在整個建設(shè)過程中產(chǎn)生了海量信息，而項目管理人員難以第一時間獲取項目實際信息，對此項目部多依靠自身經(jīng)驗來開展項目管理相關(guān)工作。而BIM技術(shù)在項目竣工管理中的應(yīng)用，能為項目管理人員提供集成了包括隱蔽工程資料在內(nèi)的竣工信息，保證項目信息安全、及時、有效傳遞。能向業(yè)主提供建設(shè)全過程相關(guān)建筑信息，為后續(xù)運維階段提供如隱蔽工程、節(jié)能減排、災(zāi)害應(yīng)急等管理信息，能為今后的翻、改建提供有效歷史信息。

5 結(jié)語

BIM技術(shù)的應(yīng)用已成為建筑工程管理的一種趨勢，與傳統(tǒng)的建筑工程相比，BIM技術(shù)實現(xiàn)項目在全生命周期各階段都處于可視化狀態(tài)，有效避免項目設(shè)計、建造、運維中出現(xiàn)的各類難題，最大程度提高項目的管理效率，有效降低工程的成本，保障工程進(jìn)度，大大加強建筑項目工程資金、工程量的管理，促進(jìn)建筑工程項目管理更加精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，BIM技術(shù)在我國建筑行業(yè)中的應(yīng)用勢必會成為主流，進(jìn)一步促進(jìn)建筑工程管理效率的提升。

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[作者簡介]李偉（1972—）男，福建泉州人，本科，中級經(jīng)濟(jì)師，研究方向：重點項目建設(shè)管理。