高 健

（北京建工京精大房工程建設監(jiān)理公司， 北京 100044）

工程監(jiān)理企業(yè)BIM技術應用研究

高 健

（北京建工京精大房工程建設監(jiān)理公司， 北京 100044）

BIM技術作為當前建筑業(yè)的一場革命，給建筑市場的各參與主體都帶來了新的機遇與挑戰(zhàn)。作為建筑市場中的重要參與主體，工程監(jiān)理行業(yè)如何應對未來建筑業(yè)的BIM環(huán)境，主動轉變，制定適宜的應用實施策略就顯得尤為重要。通過BIM技術在工程監(jiān)理中的應用效果，探討了BIM技術對傳統(tǒng)監(jiān)理工作的影響以及在監(jiān)理行業(yè)的應用前景。

BIM技術；工程監(jiān)理；應用前景

1 BIM技術概況

1.1 BIM技術的產生背景

美國建筑科學研究院頒布的《美國國家 BIM 標準第一版》的研究報告中指出：工程建設行業(yè)的浪費值較制造業(yè)高出 31%。研究發(fā)現(xiàn)，導致建設行業(yè)效率不高的原因是多方面的，只有通過應用先進的生產流程和管理技術才能整體提高行業(yè)水平，因此，BIM 技術應運而生。

美國斯坦福大學針對全球 BIM 應用項目的調查研究表明，通過有效應用 BIM 技術可降低 40% 的設計變更，并將施工現(xiàn)場的勞動生產效率提高 20%～30%，工程總造價下降約5%。因此，BIM 技術已被廣泛視為改變傳統(tǒng)建筑業(yè)低效生產模式的戰(zhàn)略手段及必然趨勢。

1.2 BIM的定義

BIM 的英文全稱是 Building Information Modeling，即：建筑信息模型。

BIM 的定義由三部分組成：BIM 是一個設施(建設項目)物理和功能特性的數(shù)字表達；BIM 是一個共享的知識資源，是一個分享有關這個設施的信息，為該設施從概念到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據(jù)的過程；在項目的不同階段，各建設方通過在 BIM 中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責的協(xié)同作業(yè)。

1.3 BIM技術國內外研究應用現(xiàn)狀

近 10 年來，BIM 技術在美國、歐洲、日本、香港、新加坡等國家和地區(qū)的建筑業(yè)中的應用取得了較高的成就，其中美國的 BIM 技術發(fā)展較為成熟。為了推動和規(guī)范 BIM 技術在實際項目中的應用，2003 年美國總務管理局建立了著名的“國家 3D-4D-BIM 計劃”，并挑選實際項目作為試點，探索和驗證 BIM 應用的模式、規(guī)則、流程等一整套建筑全生命周期的解決方案。2006 年美國國家標準與技術研究院開始制定BIM 標準，初步形成 BIM 國家標準體系；同時，政府機構在大多數(shù)建筑活動中開始要求應用 BIM 技術，并且根據(jù)應用程度的不同給予一定的資金資助。據(jù)調查統(tǒng)計，美國項目的BIM 技術應用比例已達到 49%。

2007 年中國勘察設計協(xié)會主辦了“全國勘察設計行業(yè)信息化發(fā)展技術交流論壇”，首次在全國性的行業(yè)會議上討論了 BIM 在建筑設計中的革新及運用。此后，中國建筑學會、中國工程圖學學會等各大行業(yè)協(xié)會開始紛紛組織各類交流及研討會，討論 BIM 技術的發(fā)展應用及存在的問題。與這些行業(yè)系會和研究機構積極推動 BIM 技術研究與應用相對應，北京奧運會、上海世博會的舉辦涌現(xiàn)了一批世界矚目的大型建筑，如：水立方、天津國際郵輪碼頭、上海世博文化中心、國家電力館等。這些項目的出現(xiàn)也推動了 BIM 技術在中國的應用及發(fā)展。但是，這些案例尚都局限于設計或施工階段的應用，還沒有在建筑的全生命周期中得到廣泛應用，同時缺少相關規(guī)范標準的支持，致使中國的 BIM 應用仍舊處于探索階段。表 1 反映了目前國內外 BIM 技術的研究應用現(xiàn)狀。

表1 BIM技術在國內外研究應用對比

2 BIM技術與傳統(tǒng)監(jiān)理方式的區(qū)別

有別于傳統(tǒng)的二維抽象方式，BIM 技術是以三維數(shù)字為基礎，集成了建筑工程項目各種相關信息的“可視化”的數(shù)字建筑模型，并且可以擴展為 4D、5D 等多維狀態(tài)。

2.1 應用BIM技術對監(jiān)理工作的影響

工程監(jiān)理工作是根據(jù)建設單位的要求，依照工程建設文件、法律法規(guī)、技術標準和圖紙，對整個項目進行質量、投資、進度、安全等方面的管理。監(jiān)理企業(yè)運用 BIM 技術的切入點是哪些監(jiān)理工作需要在 BIM 模型上得到體現(xiàn)，監(jiān)理人員需要在 BIM 模型中提取、插入、修改何種信息。監(jiān)理單位運用 BIM 技術的工作內容見表 2。

表2 運用BIM技術的監(jiān)理工作內容

2.2 傳統(tǒng)監(jiān)理模式下存在的不足及應用BIM技術的優(yōu)勢

2.2.1 傳統(tǒng)監(jiān)理模式下的不足

(1)監(jiān)理工作方式單一。日常監(jiān)理工作一般采用現(xiàn)場巡視檢查的方式，對于施工過程監(jiān)督、控制、協(xié)調等方面中的難點重點的事前控制方式單一，因此迫切需要將信息技術應用到監(jiān)理工作中。

(2)信息管理方式落后。工程信息一般采用手工填寫、人工傳遞的方式。由于參建各方缺乏溝通，容易造成大量的工程信息無法得到及時處理，且不能有效共享，致使工程管理決策所需的支持信息不充分。

2.2.2 BIM技術的優(yōu)勢

(1)可視化。傳統(tǒng)的 CAD 模式要求工作人員觀看二維的線條后，在大腦中翻譯成三維，不可避免地會產生錯漏碰缺等問題，導致設計變更變多。而在 BIM 技術的工作環(huán)境下，項目設計、建造、運營過程中的匯報、溝通、決策等工作都可以在可視化的狀態(tài)下進行，使其更為準確、更為直觀。

(2)便捷化。通過在施工現(xiàn)場關鍵點的實時施工視覺信息(拍照、視頻)與 BIM 模型進行對比，及時發(fā)現(xiàn)工程中的問題，極大地減少了由于隱蔽工程出現(xiàn)質量問題造成的返工情況，提高了施工效率。

(3)信息完備化。BIM 模型中涵蓋了工程建設中的事前約定所需要的信息，參建各方可以根據(jù)不同的需求隨時進行查詢，通過 BIM 協(xié)作平臺，實現(xiàn)施工過程中所需信息的共享，較好地解決了由于處理或傳遞不及時所帶來的信息滯后問題。

3 BIM技術在監(jiān)理工作中的實際應用

基于 BIM 技術所帶來的優(yōu)勢，并結合實際監(jiān)理工作過程中所遇到的問題及需求，筆者公司針對以下方面進行了應用探索。

3.1 進度控制中的應用

在工程建設過程中存在的各種來自不同部門、不同時期的影響因素，會對工程進度產生復雜的影響，使得工程難以一直執(zhí)行原定的進度計劃。因此，監(jiān)理人員要不斷了解掌握工程實際進展情況，并與計劃進度進行對比，從中得出偏離計劃的原因并制定調整措施。

為此，針對計劃進度及實際進度分別建立了 3D 模型(見圖 1 和圖 2)，按照時間節(jié)點將工程建設情況在模型中予以展示，通過對比，可以直觀準確地顯示出實際進度與計劃進度的偏差。

圖1 計劃進度模型

圖2 實際進度模型

3.2 質量控制中的應用

檢驗批是施工現(xiàn)場監(jiān)理檢查驗收的最小單元。在實際工作中，經(jīng)常會遇到某些檢驗批不能一次驗收通過，需要進行多次驗收的情況。當此類情況繁多時，會使得監(jiān)理工程師不能及時掌握檢驗批的整體情況，無法進行有效的管理。

為此，在 3D 模型中根據(jù)實際情況用不同顏色劃分施工流水段，將各種監(jiān)理檢查及驗收資料鏈接至模型中，并將檢查及驗收結果在模型中予以展示，如：檢查不合格項用特殊顏色進行區(qū)分(見圖 3)。同時可以通過查閱鏈接資料隨時了解某一檢查項的材料驗收情況、過程施工情況，檢查驗收情況，不合格原因以及整改后的情況等(見圖 4 和圖 5)。如此可以對施工過程中所有檢驗批的情況一目了然，目前存在的資料拖拉及其檢驗批的問題分析也可以借助此辦法促進解決。

圖3 施工流水段劃分及檢驗批檢查驗收模型

圖4 鏈接資料查詢

圖5 監(jiān)理旁站查詢

3.3 造價控制中的應用

在施工過程中，將材料構配件的名稱、型號、所屬檢驗批次、施工時間、工程量等信息添加到模型中后，可以根據(jù)不同的需求直接生成各類材料明細表，并計算出工程量(見圖6)，同時，點擊某一材料時，在模型中對應的材料會高亮顯示(見圖 7)，便于監(jiān)理人員對工程量及造價進行整體管控。

圖6 自動統(tǒng)計生成的明細表

圖7 明細表中所選材料對應的模型中的部分

3.4 交底培訓中的應用

在施工過程中，監(jiān)理人員若是對于某些重點、難點或創(chuàng)新的施工工藝及監(jiān)理控制點不甚了解，則無法進行有效的管控，為此，建立了基坑支護施工監(jiān)理方針管理系統(tǒng)(見圖 8)，包含土釘墻施工、灌注樁施工、土層錨桿施工三項施工工藝。針對此三項施工工藝分別制作了施工動畫模擬，將施工工藝重點及監(jiān)理檢查要點以文字及聲音的形式加入其中，并且在模擬過程中可以根據(jù)需求隨時切換施工步驟及角度進行查看(見圖 9)。

應用此系統(tǒng)，可以在施工前對施工及監(jiān)理人員進行交底，也可以作為培訓教材進行技術培訓，通過動畫模擬、文字說明等直觀的展示，使相關人員可以對施工工藝及監(jiān)理控制要點有明確的認知和了解，在施工過程中能夠更為有效地進行管控。

圖8 基坑支護施工監(jiān)理仿真管理系統(tǒng)

圖9 土釘墻施工工藝模擬

3.5 應用BIM技術存在的問題

雖然 BIM 技術具有強大的功能和優(yōu)勢，但由于國內外建筑體制及市場情況的不同，在國內實際項目應用研究過程中，還是存在一些問題。

(1)應用各方職責劃分不明確，沒有明確的規(guī)范、制度、職責要求等，導致在項目各參建方共同應用 BIM 技術的過程中，有些工作劃分不明確。

(2)模型建立及交付驗收標準不統(tǒng)一。沒有明確統(tǒng)一的模型建立及交付驗收標準，導致參建某一方建立的模型，其深度和精度無法滿足其他方的使用要求。

(3)施工及變更信息更新不及時。BIM 模型應用的條件之一就是時效性，即要求及時將施工過程中的各種實際信息錄入至模型中，這樣才能起到?jīng)Q策時信息支持的作用。但由于參建方較多，其中一方的信息更新交付不及時，就會導致整個模型失去時效性。

(4)綜合技術人員缺乏。由于 BIM 技術的應用還處于初級階段，因此目前既懂專業(yè)技術，又懂軟件操作的人員極度缺乏。

(5)軟件兼容性差，二次開發(fā)成本高?，F(xiàn)有的 BIM 軟件種類繁多，很多 BIM 軟件所產生的成果不能被其他軟件所兼容和通用，致使在使用過程中造成了很大的不便。

4 BIM技術在工程監(jiān)理行業(yè)的發(fā)展前景

4.1 建設行業(yè)應用BIM技術的目的

一個工程項目的建設和運營，涉及多個參與方和利益相關方。目前合同規(guī)定的交付成果均以紙版文件或電子基礎數(shù)據(jù)為主，因此，在項目的建設和運營過程中，項目信息被不斷地重復輸入、處理、輸出。根據(jù)美國建筑科學研究院的研究報告統(tǒng)計，每個數(shù)據(jù)在項目生命周期中平均被輸入 7 次，因此，在一個建設項目中，并不缺少數(shù)字信息，真正缺少的是對信息的結構化組織管理和交換。由此看來，建設行業(yè)應用 BIM 技術的根本目的是：解決好項目不同階段、不同參與方、不同應用軟件之間的信息結構化組織管理和信息交換共享，使得不同的參與人可以根據(jù)各自不同的需求得到相應的信息，而且信息要全面、準確、及時。

4.2 BIM技術在工程監(jiān)理行業(yè)的發(fā)展前景

目前很多監(jiān)理企業(yè)已不僅局限施工過程中的監(jiān)理，很多都開始嘗試提供項目全生命周期的監(jiān)理和咨詢服務，協(xié)助業(yè)主全面參與項目的各項工作，且提供的是智力型的服務。隨著建筑行業(yè)信息化的發(fā)展，監(jiān)理企業(yè)要應對這種變化，需要制定適宜的轉變策略。不能僅依靠現(xiàn)有的手段，要尋求突破創(chuàng)新，要將日常工作與信息技術最大化結合。只有這樣才能提升企業(yè)自身的核心競爭力，適應信息化發(fā)展的大環(huán)境。

監(jiān)理行業(yè)應用 BIM 技術有著自身的優(yōu)勢。首先，很多監(jiān)理人員都是由規(guī)劃、設計、施工、咨詢、物業(yè)管理等行業(yè)人才經(jīng)過專業(yè)培訓轉行而來，而 BIM 團隊正好需要了解各行業(yè)的人員共同參與，因此監(jiān)理企業(yè)組建 BIM 團隊相對較為容易。其次，隨著全生命周期監(jiān)理服務的嘗試，監(jiān)理企業(yè)成為除了業(yè)主以外唯一全過程參與的一方，各階段所需的 BIM 模型的建立、修改、維護都可以由監(jiān)理企業(yè)獨立完成，避免了在不同階段，不同企業(yè)各自建立、維護模型所帶來的弊端。

因此，監(jiān)理行業(yè)迫切需要 BIM 技術的發(fā)展和推廣。

4.3 BIM技術對工程監(jiān)理行業(yè)提出的挑戰(zhàn)

BIM 技術屬于高技術含量的操作應用，對于現(xiàn)階段運用BIM 技術進行監(jiān)理工作的監(jiān)理人員提出了較高的要求，要求其不僅要熟悉監(jiān)理業(yè)務，還要逐步掌握以下三個層次的能力。

(1)了解什么是 BIM、BIM 能夠做什么，能夠響應招標文件中對監(jiān)理 BIM 工作的要求，制定對應的工作措施。

(2)熟悉常用的 BIM 軟件，如：Revit，能夠對設計模型、施工模型的深度和質量進行審核。

(3)能夠應用 BIM 軟件進行一定的基礎操作，如：在模型上提取、插入、更新信息，將監(jiān)理工作的成果反映到 BIM模型中。

監(jiān)理企業(yè)要逐步累積 BIM 應用經(jīng)驗和 BIM 項目業(yè)績，在不同類型的項目上、在不同方面的應用上都要有所探索并形成一套體系，最終能夠根據(jù)業(yè)主的需求，提供有特色的、有針對性的、標準化的 BIM 技術應用服務。

5 結 語

盡管建筑信息模型的理念被提出了 10 多年，但在世界范圍內都還處于推廣階段，還存在很多問題。然而 2D 向 3D 的過渡和升級已經(jīng)成為必然趨勢，且發(fā)展速度非常快，基于三維設計軟件的 BIM 技術正在給中國的建筑業(yè)帶來一場革命。雖然目前國內的 BIM 發(fā)展還處于早期階段，但相信經(jīng)過若干年的發(fā)展，BIM 技術的應用會越來越全面、越來越廣泛，最終形成一個基于 BIM 技術的工程建設和建筑運營環(huán)境。

[1]王彥忠. 工程監(jiān)理企業(yè)建筑信息模型(BIM)應用策略研究[J]. 上海建設科技，2013(3).

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F407.9

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1007-4104(2015)10-0005-05

2015-08-14

高 健，供職于北京建工京精大房工程建設監(jiān)理公司。通信地址：北京市西城區(qū)展覽館路1號 北京建工京精大房工程建設監(jiān)理公司。