基于BIM技術(shù)全生命周期數(shù)字化管理策略

【摘要】政府投資類(lèi)工程項(xiàng)目為傳統(tǒng)管理模式，投資、建設(shè)及使用過(guò)程相分離，存在信息壁壘。為解決此類(lèi)問(wèn)題，文中倡導(dǎo)引入BIM技術(shù)對(duì)工程采取全生命周期管理，運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)輔助管理來(lái)提高工程管理效率。文中簡(jiǎn)要論述了BIM技術(shù)在工程管理中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，以及基于政府投資項(xiàng)目管理的現(xiàn)狀與核心要素，詳細(xì)探討了工程全生命周期管理過(guò)程BIM技術(shù)的應(yīng)用策略。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù)；工程全生命周期；建筑數(shù)字化

【中圖分類(lèi)號(hào)】TU71 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-6028（2024）07-0182-03

0 引言

對(duì)政府投資工程BIM技術(shù)展開(kāi)數(shù)字化管理模式，可使其應(yīng)用到工程設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等工作當(dāng)中。在建筑領(lǐng)域由于不同主體對(duì)工程管理目標(biāo)不同，因此BIM技術(shù)應(yīng)用期間也存在數(shù)據(jù)流通、圖紙模型不一致等問(wèn)題。根據(jù)此類(lèi)項(xiàng)目特點(diǎn)，可以選擇“一模到底”的管理方式，建立標(biāo)準(zhǔn)化管理流程，利用數(shù)字化管理平臺(tái)為工程全生命周期管理提供技術(shù)支持。

1 BIM技術(shù)在政府投資工程數(shù)字化管理中的應(yīng)用價(jià)值

政府投資項(xiàng)目具有技術(shù)含量高、建設(shè)周期長(zhǎng)、涉及主體多、管理風(fēng)險(xiǎn)高等多方面特點(diǎn)，所以對(duì)此類(lèi)工程生命周期進(jìn)行劃分和管理十分必要。在工程的生命周期各個(gè)階段都可應(yīng)用BIM技術(shù)：①規(guī)劃階段對(duì)于項(xiàng)目影響相對(duì)較大，需要多方參與，協(xié)調(diào)溝通找到項(xiàng)目管理問(wèn)題并及時(shí)解決，在此階段BIM可以應(yīng)用于規(guī)劃建模、場(chǎng)地分析、空間規(guī)劃、成本預(yù)算等；②設(shè)計(jì)階段是按照擬建項(xiàng)目設(shè)計(jì)內(nèi)容劃分設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，BIM的應(yīng)用可以創(chuàng)建概念模型，展開(kāi)方案設(shè)計(jì)和對(duì)比，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)工程量等；③施工階段BIM技術(shù)的應(yīng)用主要是圖紙會(huì)審、深化設(shè)計(jì)、碰撞檢測(cè)、場(chǎng)地布置、方案模擬、構(gòu)件加工、成本、質(zhì)量、進(jìn)度、安全等管理方面；④項(xiàng)目運(yùn)維階段屬于生命周期管理時(shí)間最長(zhǎng)的階段，此階段BIM的應(yīng)用主要體現(xiàn)在建筑系統(tǒng)分析、維護(hù)設(shè)計(jì)、空間管理、節(jié)能管理、安全管理等。由此可見(jiàn)，BIM技術(shù)應(yīng)用范圍較廣，有助于促進(jìn)政府投資工程成本、進(jìn)度、安全等管理工作的順利實(shí)施[1]。

2 BIM技術(shù)在工程生命周期數(shù)字化管理中的應(yīng)用現(xiàn)狀

部分政府投資工程項(xiàng)目選擇集中建設(shè)，建設(shè)過(guò)程中BIM技術(shù)的應(yīng)用存在如下幾點(diǎn)問(wèn)題。一是統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的缺乏，二是管理手段不完善，三是系統(tǒng)銜接不流暢，四是建設(shè)單位之間協(xié)調(diào)困難，五是專(zhuān)業(yè)人才缺乏，六是應(yīng)用場(chǎng)景相對(duì)分散。以上問(wèn)題使得模型和圖紙之間不統(tǒng)一，與現(xiàn)場(chǎng)施工情況不符，難以充分發(fā)揮BIM的應(yīng)用價(jià)值。

為進(jìn)一步解決此類(lèi)問(wèn)題，基于BIM技術(shù)應(yīng)用、數(shù)字化管理等，尋找模型標(biāo)準(zhǔn)完善路徑，實(shí)現(xiàn)模型的自動(dòng)化更新，打造全生命周期管理平臺(tái)，推動(dòng)BIM在工程生命周期管理中的應(yīng)用，需要提取數(shù)字化管理的核心要素。為達(dá)到“一模到底”的應(yīng)用目的，結(jié)合BIM技術(shù)應(yīng)用難題，將工程的生命周期數(shù)字化管理主要任務(wù)建立起來(lái)，打造數(shù)字化管理體系、管理平臺(tái)、應(yīng)用流程。BIM技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用階段，數(shù)字化管理主要是建立“一模到底”的管理目標(biāo)，并將目標(biāo)進(jìn)行分解，變?yōu)椤耙荒＝ㄔO(shè)到底”“一模管理到底”“一模使用到底”。在管理過(guò)程中，要構(gòu)建政府投資類(lèi)工程投標(biāo)、數(shù)據(jù)融通以及交付管理標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)須滿(mǎn)足可檢驗(yàn)與可執(zhí)行方面的要求，將工程全生命周期管理應(yīng)用全面打通，實(shí)現(xiàn)一模到底的應(yīng)用目的。同時(shí)，在BIM應(yīng)用過(guò)程中，要重構(gòu)現(xiàn)有的管理流程，將建筑信息模型數(shù)據(jù)傳遞作為核心，覆蓋項(xiàng)目設(shè)計(jì)、項(xiàng)目施工、項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)整個(gè)管理流程，建立一個(gè)BIM模型即可實(shí)現(xiàn)全程管理，打造多主體協(xié)同管理平臺(tái)，將BIM設(shè)計(jì)應(yīng)用價(jià)值充分發(fā)揮。并依托管理平臺(tái)銜接建筑各時(shí)期管理數(shù)據(jù)，為多主體合作提供支持[2]。

3 BIM技術(shù)在工程生命周期數(shù)字化管理中的應(yīng)用策略

3.1 應(yīng)用于管理流程的數(shù)字化

BIM技術(shù)可應(yīng)用于投資項(xiàng)目的數(shù)字化管理流程當(dāng)中，參考軟件開(kāi)發(fā)迭代理念，將BIM模型作為主線(xiàn)，隨著主要模型數(shù)據(jù)不斷增加，形成主模型流。為了適應(yīng)不同管理場(chǎng)景的管理需求，主流模型也會(huì)衍生數(shù)字模型，擴(kuò)展模型數(shù)據(jù)，達(dá)到監(jiān)管和應(yīng)用模型目的。主要包括方案概念、規(guī)劃報(bào)建、施工設(shè)計(jì)、深化設(shè)計(jì)、施工動(dòng)態(tài)、竣工移交、運(yùn)維管理等模型。為達(dá)到管理流程的數(shù)字化要求，解析項(xiàng)目設(shè)計(jì)信息并整合參建主體，結(jié)合各應(yīng)用場(chǎng)景樹(shù)立“一模到底”管理目標(biāo)，對(duì)于主要模型、子模型應(yīng)用流程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。①項(xiàng)目前期策劃階段。由建設(shè)單位、咨詢(xún)單位等共同建立應(yīng)用策劃、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、初步設(shè)計(jì)圖、交付標(biāo)準(zhǔn)、施工標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)、編碼標(biāo)準(zhǔn)。②設(shè)計(jì)階段。由建設(shè)方、勘察方、設(shè)計(jì)方、咨詢(xún)方、施工方、監(jiān)理方等共同利用BIM技術(shù)審查施工圖，各平臺(tái)之間協(xié)同設(shè)計(jì)，輸出設(shè)計(jì)模型，反饋設(shè)計(jì)問(wèn)題，明確凈高數(shù)據(jù)、綜合管線(xiàn)信息、可視化成果等，生成BIM設(shè)計(jì)成果。③在施工階段。由建設(shè)方、設(shè)計(jì)方、咨詢(xún)方、施工方、監(jiān)理方共同利用BIM協(xié)同管理平臺(tái)，優(yōu)化施工圖紙，更新變更數(shù)據(jù)，完成竣工驗(yàn)收，生成BIM施工應(yīng)用報(bào)告。④在運(yùn)維階段。由建設(shè)方、施工方、設(shè)計(jì)方、咨詢(xún)方等利用BIM運(yùn)維平臺(tái)，建立運(yùn)維模型并實(shí)時(shí)獲取運(yùn)維數(shù)據(jù)，生成BIM運(yùn)維管理說(shuō)明，在數(shù)字化管理流程當(dāng)中，形成監(jiān)管流、平臺(tái)流、模型流、成果流，展現(xiàn)BIM管理流程化特點(diǎn)[3]。

在流程設(shè)計(jì)階段，伴隨項(xiàng)目不斷推進(jìn)，主要的模型信息數(shù)量也越來(lái)越多，形成主干模型流。在不同階段中將主要模型進(jìn)行拆分，分階段導(dǎo)出應(yīng)用成果，管理人員利用BIM協(xié)同設(shè)計(jì)、BIM施工管理、BIM智慧運(yùn)維等多個(gè)平臺(tái)，將項(xiàng)目全生命周期的管理數(shù)據(jù)流打通，以保證數(shù)據(jù)之間的銜接。為進(jìn)一步保證規(guī)范成果有效，BIM模型成果流可以向施工審查、竣工驗(yàn)收、檔案管理等平臺(tái)當(dāng)中流入，契合主管部門(mén)監(jiān)管需求。

經(jīng)過(guò)以上信息化管理流程設(shè)計(jì)，促使BIM技術(shù)應(yīng)用階段的模型、平臺(tái)、監(jiān)管、成果等數(shù)據(jù)流的統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)一個(gè)模型對(duì)項(xiàng)目的生命周期管理目標(biāo)，用信息化手段賦能管理，以此保證設(shè)計(jì)工作質(zhì)量，提高項(xiàng)目建設(shè)效率與運(yùn)維質(zhì)量。

3.2 應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)體系的數(shù)字化

當(dāng)前，針對(duì)政府投資項(xiàng)目管理已頒布的對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)體系，BIM技術(shù)應(yīng)用數(shù)字化管理流程，管理者秉承標(biāo)準(zhǔn)的“可檢驗(yàn)”和“可執(zhí)行”等原則，編制通用招標(biāo)任務(wù)書(shū)，設(shè)置成果的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)并明確數(shù)據(jù)的編碼標(biāo)準(zhǔn)，落實(shí)成果驗(yàn)收要求，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的數(shù)字化。具體內(nèi)容包含以下三個(gè)方面。

第一，招標(biāo)任務(wù)書(shū)?？紤]政府投資的項(xiàng)目種類(lèi)多，加上使用場(chǎng)景復(fù)雜，參建主體多。因此，在任務(wù)書(shū)編制階段，要秉承“按需應(yīng)用”的原則，劃分類(lèi)型和階段完成BIM任務(wù)書(shū)的編制，在其中明確工程建設(shè)技術(shù)要求，做好源頭的質(zhì)量控制，保證項(xiàng)目按期交付。例如，一星級(jí)項(xiàng)目為教育類(lèi)項(xiàng)目，建筑面積超過(guò)50 000 m2，致力于建設(shè)公司級(jí)的BIM數(shù)字化示范；二星級(jí)項(xiàng)目為辦公類(lèi)，建筑面積超過(guò)20 000 m2，致力于打造市級(jí)以上BIM數(shù)字化示范；三星級(jí)項(xiàng)目為醫(yī)院類(lèi)建筑，面積超過(guò)10 000 m2，致力于省級(jí)BIM數(shù)字化建設(shè)。以上政府投資項(xiàng)目招標(biāo)任務(wù)書(shū)的技術(shù)要求為分析項(xiàng)目建設(shè)重難點(diǎn)、建立組織架構(gòu)、明確關(guān)鍵場(chǎng)景技術(shù)方案、交付成果、數(shù)字化平臺(tái)建設(shè)方案等[4]。

第二，BIM技術(shù)采取“星級(jí)”制度進(jìn)行編制，形成驗(yàn)收評(píng)價(jià)指南，保證BIM成果可檢驗(yàn)。項(xiàng)目生命周期有4個(gè)階段，評(píng)分方式包括智能、人工等審查方式，利用BIM交付系統(tǒng)，從模型信息、成果、應(yīng)用場(chǎng)景、平臺(tái)應(yīng)用、智能裝備、數(shù)據(jù)安全、應(yīng)用培訓(xùn)等方面分別進(jìn)行評(píng)價(jià)。其中，模型信息包括幾何精度、非幾何深度、圖形和模板一致；在模型成果當(dāng)中，包括圖紙、檢查報(bào)告以及分析報(bào)告；應(yīng)用場(chǎng)景主要包括模擬施工、分析凈高、碰撞檢查以及土方平衡；平臺(tái)應(yīng)用涵蓋產(chǎn)業(yè)互聯(lián)、智慧施工和運(yùn)維、數(shù)字設(shè)計(jì)；智能裝備包括測(cè)量、施工機(jī)器人以及云電腦；數(shù)據(jù)安全包括數(shù)據(jù)保密管理、數(shù)據(jù)安全部署；應(yīng)用培訓(xùn)包括師資、教材、內(nèi)容等。

第三，在數(shù)據(jù)編碼的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方面，為了保證BIM數(shù)據(jù)在工程實(shí)施不同階段流轉(zhuǎn)不會(huì)受到模型輕量化、平臺(tái)差異化等影響，應(yīng)利用自動(dòng)編碼、體系應(yīng)用等規(guī)則完成編碼標(biāo)準(zhǔn)的編制，為構(gòu)件添加唯一標(biāo)識(shí)，達(dá)到生命周期管理過(guò)程數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、共享以及存儲(chǔ)要求。編碼設(shè)計(jì)階段，按照編碼規(guī)則劃分構(gòu)件、空間等類(lèi)型，開(kāi)發(fā)編碼工具，能夠自動(dòng)生成含有編碼的BIM模型、清單表、平面圖等，可使編碼模型和實(shí)體設(shè)備之間建立映射實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)管理。

3.3 應(yīng)用于平臺(tái)建設(shè)的數(shù)字化

要實(shí)現(xiàn)建立一個(gè)模型完成項(xiàng)目生命周期管理目標(biāo)，管理者要根據(jù)政府投資工程項(xiàng)目的特點(diǎn)，分析生命周期管理數(shù)字化需求并拆解管理平臺(tái)，使之變?yōu)橐粋€(gè)系統(tǒng)、多個(gè)平臺(tái)、橫縱關(guān)聯(lián)的平臺(tái)，使其適用于多個(gè)管理場(chǎng)景，為參與管理主體數(shù)字化管理需求提供支持，包括工建中心、運(yùn)維單位、設(shè)計(jì)部門(mén)、施工單位等。對(duì)工程采取數(shù)字化生命周期管理，依托BIM技術(shù)搭建數(shù)字化管理平臺(tái)，將政府投資項(xiàng)目分為前期階段、實(shí)施階段、移交階段，政府投資工程項(xiàng)目生命周期數(shù)字化管理系統(tǒng)貫穿整個(gè)流程。前期階段搭建的BIM平臺(tái)包括統(tǒng)一族庫(kù)、設(shè)計(jì)輔助、智能審查；實(shí)施階段搭建的平臺(tái)包括智慧施工管理、輔助施工移動(dòng)端、施工機(jī)器人操作等；移交階段搭建的BIM平臺(tái)包括智慧運(yùn)維底座、智慧辦公、智慧校園等[4]。

在以上平臺(tái)當(dāng)中，政府投資工程生命周期數(shù)字化管理系統(tǒng)是管理重點(diǎn)，其貫穿于項(xiàng)目整個(gè)生命周期管理過(guò)程當(dāng)中。為滿(mǎn)足策劃、實(shí)施、移交等多個(gè)階段各參建主體的協(xié)同管理需求，平臺(tái)使用者涵蓋公建、勘察、設(shè)計(jì)、咨詢(xún)、施工、監(jiān)理等主體，開(kāi)發(fā)項(xiàng)目立項(xiàng)、流程管理、成果審核、變更管理、管理協(xié)作等相關(guān)模塊和對(duì)應(yīng)接口，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等管理過(guò)程的數(shù)字化。

首先，從設(shè)計(jì)數(shù)字化角度分析，項(xiàng)目設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，相關(guān)人員采取正向設(shè)計(jì)，搭建BIM統(tǒng)一族庫(kù)管理平臺(tái)，將工程項(xiàng)目實(shí)施階段所有基本圖元統(tǒng)一，為正向設(shè)計(jì)提供支持。在BIM平臺(tái)的應(yīng)用下，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)模型信息進(jìn)行檢查、修改，且可實(shí)現(xiàn)批量化操作，發(fā)揮協(xié)同設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，提高設(shè)計(jì)效率。依托BIM智能化設(shè)計(jì)審核平臺(tái)當(dāng)中的管理工具，能夠自動(dòng)輸出審核結(jié)果，保證設(shè)計(jì)成果審查。

其次，在智能化施工方面，將智能建造相關(guān)技術(shù)的集成應(yīng)用作為目標(biāo)，搭建智慧施工平臺(tái)，應(yīng)用BIM技術(shù)輔助管理，利用項(xiàng)目一張圖即可總攬全局，依托智慧平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目資料、進(jìn)度、成本、安全等進(jìn)行全方位管理。管理過(guò)程中，使系統(tǒng)平臺(tái)和工地現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備對(duì)接，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以此來(lái)保證管理效率。同時(shí)，應(yīng)用BIM輔助施工打造移動(dòng)端管理平臺(tái)，能夠?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)人員提供施工量瀏覽、問(wèn)題記錄、問(wèn)題反饋等多種功能。為促進(jìn)工程管理和現(xiàn)場(chǎng)施工高效協(xié)調(diào)，按照智能建造管理要求，可搭建建筑機(jī)器人管理平臺(tái)來(lái)提高建造效率[5]。

最后，從智慧運(yùn)維角度分析，政府投資項(xiàng)目從公建中心移交到使用單位以后，并未實(shí)現(xiàn)生命周期的數(shù)字化交付。為提高平臺(tái)的運(yùn)維和管理效果，需要建設(shè)統(tǒng)一BIM運(yùn)維平臺(tái)打造平臺(tái)底座，面向辦公、校園、醫(yī)院等場(chǎng)所搭建應(yīng)用平臺(tái)，發(fā)揮BIM在數(shù)據(jù)管理中的應(yīng)用價(jià)值。智慧運(yùn)維平臺(tái)可以提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心，利用服務(wù)引擎、物聯(lián)網(wǎng)、業(yè)務(wù)等中控平臺(tái)，避免其他類(lèi)似平臺(tái)開(kāi)發(fā)階段存在系統(tǒng)壁壘，還能將類(lèi)似項(xiàng)目共有特征提取出來(lái)，開(kāi)發(fā)同類(lèi)功能，防止出現(xiàn)重復(fù)建設(shè)問(wèn)題，達(dá)到智慧運(yùn)維及管理的目的。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在政府投資類(lèi)項(xiàng)目管理過(guò)程中，引入BIM技術(shù)輔助管理能夠達(dá)到全生命周期管理需求，體現(xiàn)管理技術(shù)的數(shù)字化特色，保證工程管理質(zhì)量。在技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用階段，管理人員可利用一模到底的管理方式，秉承“主模型增長(zhǎng)”和“子模型擴(kuò)展”管理理念，打造數(shù)字化管理流程，建立標(biāo)準(zhǔn)化管理體系，依托數(shù)字化平臺(tái)完善生命周期管理，讓工程數(shù)據(jù)在多個(gè)平臺(tái)順利傳輸，將數(shù)據(jù)壁壘打破共享管理數(shù)據(jù)，為工程全生命周期的數(shù)字化管理提供支持。

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[作者簡(jiǎn)介]程秋麗（1986—），女，甘肅金昌人，本科，講師，研究方向：工程管理。