案例分析BIM技术在工程管理中应用

时间：2023-05-17 09:58:25

摘要：工程项目管理运用BIM技术对项目进行成本、进度、质量、安全、协同等方面的管控，可以做到全面感知及实时互联，结合信息技术支撑，不仅实现工程项目全过程管理在数字化、系统化、智能化方面的创新，更能驱动工程管理走向精细化、科技化、规范化、标准化，最终为实现项目建设目标起到重要作用。以合肥地区几个建设项目来分析工程实施过程中的BIM技术应用。

关键词：工程管理；BIM应用；信息化技术

0前言

BIM是建筑信息模型（BuildingIn⁃formationModeling）英文缩写,是利用数字模型对工程项目进行设计、施工和运营的过程,起源于制造业，《美国国家BIM标准NBIMS》的定义:BIM是一种包含建筑设施物理特性和功能特性的数字表达；是一个共享的信息和知识资源，为该建筑设施全生命周期中的所有决策提供可靠依据；在项目的不同阶段，相关各方通过在BIM中录入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业。工程项目管理中BIM技术可以使工程建设的几方责任主体在项目生命周期内，既可以在模型中操控信息，也能在信息中操控模型，从而在根本上实现提高工效和质量、减少过程错误、降低安全风险和质量缺陷的目标。住房和城乡建设部在《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》《关于推进建筑业发展和改革的若干意见》《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》对此都明确提出要大力发展BIM技术应用，也出台了一些标准，各省市都出台了一些促进政策。安徽省近些年也陆续出台《安徽省建筑信息模型（BIM）技术应用指南》《关于在合肥市行政区域内开展建筑信息模型(BIM)技术推广应用工作的通知》等文件，鼓励BIM技术的应用，涌现出如安徽省科技馆、彩虹中学、城西桥安置小区、信达公园里、安徽省建筑科学研究设计院检测大厦等一批或政府投资、商业开发、企业自建的工程项目中成功应用BIM技术的案例，从中可以看出BIM技术的应用对工程项目管理起到了至关重要的作用。

1项目管理信息化与BIM技术的融合

工程项目管理属于工程技术咨询，对建设领域的知识集成化程度高，需要运用科学管理、科技手段和实施经验，为项目提供智力型和技术型的服务。随着建筑业发展，企业的管理水平也在不断提升和进步，企业核心竞争力的发展要求企业对核心业务信息化建设和专项信息技术的应用越来越全面，工程项目管理同样要经历产业信息化的冲击，传统的管理方式方法越来越无法满足施工技术的发展和施工进度需要，工程项目管理对信息化支撑的要求正逐步提高。BIM技术的本质是模型+信息+应用,重点在建设项目各参与方的协同合作，贯穿于整个项目全生命周期。例如合肥蜀山区新建彩虹中学项目，不论是项目开发企业还是项目实施企业都重视BIM技术的应用，利用其可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性等特点，结合施工图进行多维可视、快速算量，对施工方案精确计划、比选优化，施工前进行虚拟施工、碰撞检测等演示，提前进行可持续分析,杜绝设计偏差、施工偏差，从根本上消除施工过程中因为各方信息的缺失和交流的不充分造成的设计变更、返工返修、不能流水作业等问题，尤其在多专业集成、施工现场控制、竣工资料记录等协同共享方面，通过使用BIM技术应用和信息技术支撑项目信息共享的业务流程、组织和控制过程，从而提升项目管理效率、提高管理质量、缩短建设周期、降低投资成本。合肥信达公园里的项目管理团队在施工部署中，利用BIM模型模拟出基础阶段、地下室工程阶段、主体阶段的施工现场的状态进行机械设备、场地实景、材料堆放区和加工区、生活区、办公区等模拟布设，并调整优化，确保在现有场地的合理规划和使用，既提高了临时场地的利用率，对流水作业、材料进场、文明施工等都起到积极作用，也促进项目管理工作的创新。

2BIM技术在项目管理中的实际应用

2.1在投资与成本方面的管理应用

当前在沿海地区不少建设工程项目的投资与成本管控已开始借助BIM技术准确地分析与计算，为投资决策、成本控制提供依据。工程项目管理者可以根据BIM模型数据，运用可视化技术等功能，结合类似工程的相关数据和历史项目数据及市场信息，形成投资估算，在投资决策阶段为决策层科学决策项目建设地点、建设类型、建设规模提供精准数据。例如当代合肥天鹅湖MOMA项目在项目决策阶段，利用Revit、Synchro4D、Tekla、Lumion等软件对建设环境、市场需求、项目地块、总体规划，建筑设计以及相关评价指标进行可行性分析，提出多种方案模型供建设单位决策者研判决断，规避了很多传统可研报告的非可视化弊端。在设计阶段，将设计图纸中的项目构成要素与BIM数据库的造价信息相关联，尤其是一些项目前期就已确定的经济和性能指标，利用BIM技术进行多方案比选，以满足规划控制要求。再结合WBA清单库形成资金计划，进行不同维度计算对比，确保项目决策的精确性和准确性。工程实施过程中的成本控制应用BIM技术可以更好地进行风险管控，实现工程成本的精细化管理目标。通过设计阶段储存的工程项目全生命周期中所有数据信息，建立造价成本数据库，结合建筑模型实现数据信息的动态变化，调整任何一个设计数据都会直接带动造价成本相关数据的变化，改变了过去工程造价静态管理的缺陷。例如安徽省科技馆项目，在大多数的工程量计算仍然是以手工算量，利用excel等辅助工具，在二维图纸的基础上进行人工统计的时候，尤其是基础工程中支护形式、桩基选型对钢筋混凝土用量、支护费用等影响较大。安徽省科技馆项目管理单位利用BIM技术所创建的参数化模型，采用广联达算量GCL（含土建、钢筋、钢结构）软件以及ReVit软件创建土建专业模型,采用MAgicad软件创建机电、钢结构专业模型，通过广量参数对项目上所需要的各个构件的尺寸、型号和材料以及安装过程中可能造成的碰撞等进行三维设计、统计、预演，在可视化的环境中及时进行调整和优化，既提高了材料、设备的统计准确率，又规避后期施工中出现返工造成的损失。无论是建设方或施工方，有效利用这些信息数据，对项目成本控制都起到至关重要的作用。

2.2在进度方面的管理应用

传统的进度管理因为大量的决策依据和数据无法及时完整地提供和反馈，极易造成延误决策、设计反复修改、工期滞后等现象。尤其是设计阶段只能利用二维CAD设计图和网络计划图来参考进度计划。设计人员无法有效检查自己的设计成果与实际施工之间的差异，加上与建造师之间无法做到及时沟通，很大地影响了项目实现性，也不利于项目的标准化和精细化管理。以往的施工进度计划是通过网络计划图或横道图来体现，该方法存在一定的局限性。第一，运算过程复杂，网络计划图的绘制需要耗费一定时间精力，对于非专业管理人员而言，会带来识图困难，不利于与其他各方的交流。第二，网路计划图表达不够直观，无法精确表达项目的规划进度，对工程实际施工情况的跟踪检查也不利，缺乏对突发情况应变处理，做调整优化时过程复杂。第三，使用传统的施工进度管理工具，依靠经验确定逻辑关系，准确性受到极大的限制，不合理之处也难以发现。而BIM技术，可以突破二维的限制，利用可视化模块，通过碰撞检测功能，从设计源头规避专业之间、工序之间的矛盾点、冲突点，既避免了二次设计带来的变更成本增加，又减少了因设计变更或设计问题造成的进度滞后的不利影响因素，从而加快设计进度。结合BIM技术的算量模块，提高了工程量清单的准确性和计算速度，推动项目招标工作进度。同时实时体现进度状态，分析影响进度的因素，协调各专业，优化流水施工，从而科学缩短工期，或按计划达到进度目标，从而改变了以前通过文字及图纸体现设计意图的工作方式。软件通过对模型中不同专业之间可能存在的冲突点提前进行碰撞检测，并给予调整以达到设计要求，避免后期施工中因这类问题造成的进度影响。例如合肥高新区城西桥家园D组团建设项目中,在施工准备阶段利用BIM技术对地下工程进行系统部署和建模，结合地基勘察报告,综合基坑支护、桩基和承台、抗浮锚杆、防水工程、钢筋工程、混凝土工程等专业设计要求，采用Navisworks进行施工模拟演示,通过不同颜色与计划方案对比,并对施工组织设计及时优化，合理安排施工工序，解决了各专业工程之间的碰撞、错位等问题，从而避免了后期多次的设计变更和施工工序混乱或冲突等现象，既节省了工期，又节约了成本，更提高了施工效率。

2.3在质量方面的管理应用

大量的工程实践表明，现行的一些质量管理方法，由于受到实际条件、施工工艺和工具、施工人员素养等因素影响，在理论上可行却很难在项目实施过程中有效体现。在设计阶段，工程管理人员通过对设计模型的检查，将重点、复杂的问题，组织协调相关各方，提高设计质量和可实现性。BIM技术可以直观地进行三维空间的碰撞检测，将施工过程中可能存在的交叉、碰撞等问题在设计时就提前解决，同时对实体的层高、净空、各构件之间布设、管线排布等方案进行深度优化，减少在施工时发生碰撞引起的返工和浪费。在施工过程中，利用BIM的信息模型，对施工流程、工序流转、工程验收、质量缺陷、资料文件等，结合现场施工情况与施工图深化模型比对，提前发现施工质量潜在缺陷或隐患。同时使用三维施工图能让施工人员更好地理解设计意图，从而避免对图纸信息误读，根据现场的实际情况进行工程评估，制定新的施工规划方案。加上实施过程中无法预知完工后的质量效果，各专业和工种之间又相互干扰，从而影响了实体质量和管理成效。可以实现建设方和施工方各自进行施工阶段量化管理的目标。例如位于合肥市滨湖新区信达公园里项目二次结构工程，采用BIM软件对砌体进行三维可视化的排布，通过设置砌块规格、尺寸、灰缝厚度等信息，快速地将构造柱、过梁、压顶、砌体等二次结构的排布情况呈现出来，对非整块的砌体，按图示尺寸切割，输出排布图，实现流水施工。在外墙装饰、机电安装等施工中，对关键施工节点进行三维演示和动态分析，可对施工过程情况进行三维展示，借助BIM技术的虚拟施工功能提前观察实际施工过程的进展和可能存在的问题，从而预先判断施工计划的合理性和可实施性，方便技术交底、确保施工质量。另外BIM技术的协同功能可以让参建各方充分了解项目实际的情况和存在的问题，并将信息和参建各方共享，确保彼此之间信息的对称性，从而避免不必要的返工，确保质量目标。

2.4在施工安全方面的管理应用

施工现场的危险源多、交叉作业多，施工人员流动性大、人员结构复杂、人员素养差异较大等，这些都是造成现场安全生产管理难度的重要原因。大多数项目无法做到实时监控，对施工现场存在的安全隐患无法有效预控、预判。主要表现在以下几个方面：①对危大工程的管控任务不清楚或制定的不齐全，管控任务不统一，无法做到对危大工程实施全过程的实时动态监控方案，交底流于形式或后补，失去了通过交底学习施工重难点的意义；②项目管理部在整理风险源库费时费力且会涵盖不全，不能实时了解风险源管控情况，在组织检查前，不清楚项目重大风险源的分布情况，很难抓到安全重点。例如合肥恒大中心项目，项目管理单位通过BIM平台，加装安全管理软件模块，结合互联网技术、现场视频，实现与项目管理平台的集成。通过对施工现场的危险区域识别、进场人员属性、人员位置、安全防护布设、物料统计等信息的采集、分析风险源、风险类别、风险等级、制定预控措施、建立风险管控体系，提前做好施工现场的安全防范和预警。其次，结合视频系统、人脸识别系统、实名制系统、二维码等技术，对作业人员、作业环境、安全装备、预控措施、工作流程、工艺要求等内容以二维码的形式对所有入场人员进行安全技术交底，杜绝违章作业、违章指挥等现象，极大降低安全事故的发生。

2.5在协同管理方面的应用

一般建设项目参建方包括规划、地勘、施工图设计、造价、管理咨询、施工、运营管理等众多单位，还有供水、供电、供气、通信、道路、绿化等外部单位。协同管理可以将建设生命周期中各阶段中的相关信息集成到BIM平台存储、分析，构成以管理平台为枢纽的项目协同管理机制，形成在协同管理下项目特有的“信息流”，参建各方根据自己的工作性质灵活调用平台项目信息，围绕项目进度、投资（造价）、质量、安全来管理工作流，实现项目的精细化管理。

3结语

据专业机构统计，利用BIM技术可以有效提高项目产出和团队合作79%的效率，降低60%的信息障碍，减少20%的沟通时间，缩短至少6%的工期。运用BIM技术应从工程管理、项目全寿命周期、参建各方等几个维度，把信息化技术、智能装备、数字化信息融合到项目管理实际工作中，充分利用BIM技术的直观性、可分析性、共享性、客观性等特性，为项目管理提供可视化、参数化、标准化的管理方法，形成作业数字化：作业过程留痕，全面实时感知；管理系统化：统一数据标准，业务动态协同；决策智能化：合理高效决策，及时预警风险，有效提升项目管理能力和管理效率，实现项目管理的创新。

参考文献

[1]刘占省,赵雪峰.BIM技术与施工项目管理[M].北京:中国电力出版社,2015.

[2]许云萍,徐晨.BIM对工程项目管理的影响及应用障碍分析[J].建筑经济,2017,38(3):35-37.

作者:徐文武 单位:安徽省路桥工程集团有限责任公司