高震，王健，蔣崇達(dá)，童歡，宋杰

（1.中鐵房產(chǎn)集團(tuán)合肥置業(yè)有限公司，安徽 合肥 230041；2.安徽建筑大學(xué)環(huán)境與能源工程學(xué)院，安徽 合肥 230601；3.安徽省綠色建筑先進(jìn)技術(shù)研究院，安徽 合肥 230601）

基于BIM技術(shù)的項(xiàng)目管理系統(tǒng)平臺(tái)構(gòu)建與應(yīng)用研究

高震1，王健2，3，蔣崇達(dá)1，童歡1，宋杰2，3

（1.中鐵房產(chǎn)集團(tuán)合肥置業(yè)有限公司，安徽 合肥 230041；2.安徽建筑大學(xué)環(huán)境與能源工程學(xué)院，安徽 合肥 230601；3.安徽省綠色建筑先進(jìn)技術(shù)研究院，安徽 合肥 230601）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，建筑物的數(shù)量與規(guī)模在不斷地?cái)U(kuò)大，相關(guān)的環(huán)境污染問題與能源消耗問題成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。BIM（建筑信息模型）在建筑業(yè)的應(yīng)用將逐步普及和推廣。文章通過整合大量的建筑信息，分析研究BIM技術(shù)在施工項(xiàng)目管理中的節(jié)能應(yīng)用，通過BIM技術(shù)構(gòu)建施工項(xiàng)目管理系統(tǒng)平臺(tái)，在施工全過程建立完善的應(yīng)用管理系統(tǒng)，創(chuàng)建項(xiàng)目的BIM模型，建立BIM模型企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行碰撞檢查、資源管理、進(jìn)度管理、成本管理等活動(dòng)，從而達(dá)到節(jié)約成本、減少損失的目的。

BIM；施工項(xiàng)目管理；建筑節(jié)能

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，作為我國(guó)重要經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)業(yè)的工程建設(shè)行業(yè)的發(fā)展規(guī)模得到空前的壯大[1]。傳統(tǒng)落后的施工技術(shù)、管理模式已經(jīng)成為工程中高效、節(jié)能、環(huán)保建造目標(biāo)的主要障礙。伴隨著城市化規(guī)模的壯大、大型公共建筑在城市中如雨后春筍，建筑的形式也越來越多，建造施工難度越來越大。在需要提高施工技術(shù)水平的同時(shí)，對(duì)建筑工程項(xiàng)目管理提出了許多新的要求。由于傳統(tǒng)的工程項(xiàng)目管理在新的經(jīng)濟(jì)環(huán)境下已經(jīng)越來越不適應(yīng)，暴露出許多問題，嚴(yán)重影響了施工企業(yè)的生產(chǎn)利潤(rùn)。為提高對(duì)項(xiàng)目的管控能力、為施工企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理方式進(jìn)行改革勢(shì)在必行。

BIM技術(shù)，是利用計(jì)算機(jī)軟硬技術(shù)，創(chuàng)建并使用三維建筑信息模型對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營(yíng)管理。其將各種建筑信息組織成一個(gè)整體，貫穿于建筑全生命周期，實(shí)現(xiàn)各階段、各專業(yè)之間的信息共享和管理協(xié)同，提高建設(shè)效率和工程質(zhì)量，減少浪費(fèi)和降低成本[2-6]。

BIM信息模型是設(shè)計(jì)階段的信息模型，同樣也是施工項(xiàng)目管理階段信息模型與運(yùn)維管理階段信息模型。BIM技術(shù)的應(yīng)用，完善的連接每個(gè)階段之間三維信息模型數(shù)據(jù)的信息傳輸，使得信息模型能夠真正的流動(dòng)，并始終貫穿于整個(gè)項(xiàng)目運(yùn)行周期中。

項(xiàng)目管理系統(tǒng)平臺(tái)的整體系統(tǒng)架構(gòu)由“BIM數(shù)據(jù)集成子系統(tǒng)”和“BIM施工管理子系統(tǒng)”兩部分組成。兩者通過數(shù)據(jù)服務(wù)器和Web服務(wù)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互和同步，建立項(xiàng)目數(shù)據(jù)信息與BIM模型的雙向鏈接，實(shí)現(xiàn)基于BIM技術(shù)的工程項(xiàng)目管理，如圖1所示。

圖1 基于BIM技術(shù)的項(xiàng)目管理系統(tǒng)平臺(tái)整體架構(gòu)

BIM數(shù)據(jù)集成子系統(tǒng)采用C/S（客戶端/服務(wù)器）構(gòu)架，主要在項(xiàng)目?jī)?nèi)部局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)，一般布局在施工企業(yè)內(nèi)部項(xiàng)目指揮部。從功能上看，“BIM數(shù)據(jù)集成子系統(tǒng)”主要負(fù)責(zé)BIM中信息數(shù)據(jù)的生成和輸入，將信息數(shù)據(jù)按照預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)格式上傳到數(shù)據(jù)服務(wù)器統(tǒng)一存儲(chǔ)。

同時(shí)，“BIM數(shù)據(jù)集成子系統(tǒng)”還應(yīng)該集成或?qū)邮┕て髽I(yè)內(nèi)部既有的ERP流程中的部分?jǐn)?shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)施工企業(yè)管理和項(xiàng)目管理間的數(shù)據(jù)交流，從而完成企業(yè)數(shù)據(jù)備份、訪問、追朔等核心功能，確保企業(yè)數(shù)據(jù)管理的快捷與高效性。

BIM施工管理子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)BIM數(shù)據(jù)的訪問、可視化顯示、以及和項(xiàng)目監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)接的實(shí)時(shí)展示功能，在數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、完整、清晰展示的基礎(chǔ)上，同時(shí)對(duì)接企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的管理和決策功能，實(shí)現(xiàn)公司項(xiàng)目管理部的有效的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)展示系統(tǒng)和高效的遠(yuǎn)程決策機(jī)制。系統(tǒng)平臺(tái)可以網(wǎng)頁(yè)的形式訪問，客戶端可以安裝在一般的PC機(jī)或便攜移動(dòng)設(shè)備上。

在該系統(tǒng)平臺(tái)中初步設(shè)計(jì)了8項(xiàng)主要的功能模塊，分別是：BIM模型管理、BIM進(jìn)度管理、質(zhì)量安全管理、BIM成本管理、BIM物料管理、BIM數(shù)據(jù)庫(kù)、BIM監(jiān)控管理和施工日志管理。

3.1.1 項(xiàng)目模型與圖紙

對(duì)于項(xiàng)目建設(shè)過程中涉及到所有BIM模型及施工圖紙進(jìn)行分類存儲(chǔ)，便于后期的資料歸檔、查看等工作的開展，該功能也是模型查看與審批、虛擬漫游等其他功能實(shí)現(xiàn)的前提。

3.1.2 模型查看與審批

BIM模型經(jīng)過輕量化處理后，可實(shí)現(xiàn)客戶端及瀏覽器端的模型瀏覽，并且可查看模型中的構(gòu)件信息。此外，公司的總工及領(lǐng)導(dǎo)也可利用此功能對(duì)模型進(jìn)行審批和標(biāo)注。

3.1.3 虛擬漫游

BIM模型上傳至系統(tǒng)平臺(tái)后，除了可以進(jìn)行模型查看與審批外，還可以在模型中進(jìn)行虛擬漫游，并保存漫游視頻以供查看。

3.1.4 二三維聯(lián)動(dòng)瀏覽

此功能可實(shí)現(xiàn)在瀏覽三維模型的同時(shí)，以副窗口的形式展示對(duì)應(yīng)的二位圖紙，這更有助于我們直觀的、高效的理解圖紙和模型，可用于施工前的圖紙會(huì)審和交底。

3.2.1 進(jìn)度播放與查詢

該功能不僅可以動(dòng)態(tài)的播放建設(shè)工程施工進(jìn)度模擬視頻，也可以靜態(tài)的查詢各時(shí)間節(jié)點(diǎn)的工程計(jì)劃進(jìn)度，幫助公司管理人員對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃有個(gè)直觀快速的了解。

3.2.2 進(jìn)度比對(duì)與分析

計(jì)劃進(jìn)度導(dǎo)入至系統(tǒng)平臺(tái)后，還項(xiàng)目部人員將實(shí)際施工進(jìn)度也導(dǎo)入平臺(tái)，通過該功能可實(shí)現(xiàn)計(jì)劃進(jìn)度與實(shí)際進(jìn)度的比對(duì)，分析某時(shí)間段內(nèi)兩者之間的差距，并可提出一些相應(yīng)的糾偏措施建議。另外，移動(dòng)端還可以拍攝現(xiàn)場(chǎng)照片以輔助進(jìn)度比對(duì)。

3.2.3 派工單

按照計(jì)劃進(jìn)度，在實(shí)施過程中根據(jù)實(shí)際情況，結(jié)合BIM模型和實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)力、材料儲(chǔ)備、施工機(jī)械配置等情況，制定每日的施工派工單，并發(fā)送至相關(guān)工程負(fù)責(zé)人落實(shí)。

3.3.1 質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)

質(zhì)量安全管理部門可將公司的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、安全規(guī)定等資料上傳至系統(tǒng)平臺(tái)，同時(shí)項(xiàng)目部管理人員將各項(xiàng)目的質(zhì)量和安全控制計(jì)劃上傳至系統(tǒng)平臺(tái)，以供工程人員查看和參照。

3.3.2 質(zhì)量安全模型

該功能可實(shí)現(xiàn)重要節(jié)點(diǎn)大樣模型、安全防護(hù)設(shè)施模型等質(zhì)量安全相關(guān)模型的查看。

3.3.3 質(zhì)量安全資料

該功能可上傳和查看在項(xiàng)目質(zhì)量和安全控制過程中產(chǎn)生相關(guān)文件、圖表、照片和影響資料等，如設(shè)備質(zhì)檢報(bào)告、驗(yàn)收?qǐng)?bào)告、安全巡檢報(bào)告等。

3.4.1 BIM算量

結(jié)合BIM軟件的算量功能，將幾何模型與算量信息結(jié)合，當(dāng)選取某一區(qū)域模型時(shí)即可快速查詢?cè)搮^(qū)域混凝土用量，設(shè)備用量等算量信息。BIM算量信息和派工單相關(guān)聯(lián)，使得派工單中的相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)參數(shù)驅(qū)動(dòng)，精確施工過程中每一階段的工程量預(yù)算計(jì)劃。

3.4.2 三算對(duì)比

將人、材、機(jī)等的中標(biāo)價(jià)、預(yù)算成本、實(shí)際成本等信息導(dǎo)入系統(tǒng)平臺(tái)，自動(dòng)計(jì)算生成三算對(duì)比表和項(xiàng)目盈虧情況，項(xiàng)目部經(jīng)營(yíng)人員及公司管理人員實(shí)時(shí)的了解項(xiàng)目費(fèi)用支出情況，有助于更好的進(jìn)行成本控制。

3.5.1 二維碼讀寫

物料的二維碼可以在系統(tǒng)平臺(tái)中生成，也可由材料供應(yīng)商提供并張貼。現(xiàn)場(chǎng)工程人員可通過移動(dòng)客戶端掃碼識(shí)別二維碼，并讀取物料相關(guān)信息。

3.5.2 物料需求

該功能項(xiàng)主要是根據(jù)BIM施工模型及進(jìn)度模型進(jìn)行BIM下料需求分析，同時(shí)也可載入模型范圍外的物料需求清單。物管人員及公司采購(gòu)部門對(duì)于項(xiàng)目每期物料需求一目了然。

3.5.3 倉(cāng)庫(kù)管理

該功能項(xiàng)主要是幫助物管人員進(jìn)行物料及設(shè)備的入庫(kù)、存放、出庫(kù)等管理，有別于傳統(tǒng)的手動(dòng)記錄，通過二維碼掃碼標(biāo)記可以更快速準(zhǔn)確的進(jìn)行倉(cāng)庫(kù)管理。

BIM數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)成及操作如圖17所示。

3.6.1 項(xiàng)目模型庫(kù)

項(xiàng)目模型庫(kù)內(nèi)主要存儲(chǔ)企業(yè)歷史BIM項(xiàng)目產(chǎn)生的所有項(xiàng)目模型，包括施工模型、進(jìn)度模型、場(chǎng)地模型等。這些項(xiàng)目模型可分年份或者分區(qū)域存儲(chǔ)，也可按照項(xiàng)目類別存儲(chǔ)，以符合施工企業(yè)員工使用習(xí)慣為宜。

3.6.2 BIM構(gòu)件庫(kù)

BIM構(gòu)件庫(kù)內(nèi)主要存儲(chǔ)BIM模型中涉及到的主要構(gòu)件，這其中不僅包含BIM設(shè)計(jì)軟件中通用構(gòu)件庫(kù)，也包含企業(yè)內(nèi)部的構(gòu)件庫(kù)；不僅包含建筑工程的設(shè)計(jì)構(gòu)件庫(kù)，也包含施工構(gòu)件庫(kù)。

3.6.3 樣板間庫(kù)

樣板間庫(kù)指的是將企業(yè)一段時(shí)間承接項(xiàng)目的一些特定房間（空間）分類總結(jié)并建模入庫(kù)，如樓梯、電梯井、衛(wèi)生間、風(fēng)機(jī)房、配電房、電梯機(jī)房、值班室等。

在模型中布置相應(yīng)監(jiān)控按鈕，將監(jiān)控點(diǎn)與項(xiàng)目部現(xiàn)場(chǎng)布置監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)接，并對(duì)每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)負(fù)責(zé)人聯(lián)系方式進(jìn)行錄入。同時(shí)在每個(gè)監(jiān)控按鈕設(shè)置多個(gè)功能項(xiàng)，如相關(guān)人員聯(lián)系單、監(jiān)控點(diǎn)在模型中的監(jiān)控區(qū)平面顯示等，并預(yù)設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的指示功能選擇項(xiàng)。

各班組、各分包的相關(guān)人員每天將本日的施工情況通過PC端或者移動(dòng)端填寫上報(bào)至系統(tǒng)平臺(tái)，由項(xiàng)目部資料員進(jìn)行匯總和整理，并填寫上傳至系統(tǒng)平臺(tái)，形成施工日志。項(xiàng)目部及公司管理人員可通過PC端或者網(wǎng)絡(luò)端查看、批示、下載、打印施工日志。施工日志管理功能具有統(tǒng)一格式、內(nèi)容點(diǎn)選、自動(dòng)提取、一鍵匯總、實(shí)時(shí)更新、遠(yuǎn)程訪問等特點(diǎn)。

本文選用上海市萬(wàn)科七寶53#項(xiàng)目為研究對(duì)象。項(xiàng)目地位于上海市七寶鎮(zhèn)，北臨漕寶路，南至青年路，西依七莘路，東靠民主路，項(xiàng)目總建筑面積239528m2（地上為商業(yè)空間127751m2，地下部分111777m2），見圖2。

4.2.1 漫游空間

項(xiàng)目進(jìn)行了漫游技術(shù)應(yīng)用,通過第一視角復(fù)核實(shí)際空間中車位大小是否有死角，電梯前室等空間是否合理，設(shè)備房管線綜合后空間是否有優(yōu)化可能，并保存漫游視頻以供查看（見圖3所示）。

圖2 上海萬(wàn)科七寶項(xiàng)目

圖3 項(xiàng)目漫游空間示意

4.2.2 碰撞檢查

BIM最直觀的特點(diǎn)在于三維可視化，降低識(shí)圖誤差，利用BIM的三維技術(shù)在前期進(jìn)行碰撞檢查，直觀解決空間關(guān)系沖突，優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，減少在建筑施工階段可能存在的錯(cuò)誤和返工，而且優(yōu)化凈空，優(yōu)化管線排布方案。施工人員利用碰撞優(yōu)化后的方案，進(jìn)行了施工交底、施工模擬，提高施工質(zhì)量，大大提高了與業(yè)主溝通的能力。

圖4 圖紙碰撞檢查典型界面

項(xiàng)目通過對(duì)設(shè)計(jì)階段圖紙進(jìn)行BIM技術(shù)運(yùn)用，發(fā)現(xiàn)多處重點(diǎn)部位錯(cuò)漏碰缺（見圖4）。根據(jù)以上碰撞點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)拆除、清理，包括場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸、垃圾外運(yùn)及各種形式的加固（不限于采用鋼架及碳纖維加固方式等），定位、埋螺栓、開孔、清理等等，節(jié)約了大量成本費(fèi)用。

4.2.3 4D模擬施工進(jìn)度優(yōu)化

項(xiàng)目通過施工虛擬預(yù)演，預(yù)先調(diào)整施工計(jì)劃，避免施工中可能的沖突，減少等工的情況，有助于縮短工期，并降低施工成本。同時(shí)，項(xiàng)目通過調(diào)整模型和現(xiàn)場(chǎng)勘查比對(duì)，在準(zhǔn)確反映現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)施工進(jìn)度的基礎(chǔ)上合理布局，達(dá)到空間利用率最大化的要求；在滿足施工規(guī)范的前提下兼顧業(yè)主實(shí)際需求，實(shí)現(xiàn)其使用功能和布局的完美結(jié)合。

圖5 項(xiàng)目施工進(jìn)度4D模擬與優(yōu)化

4.2.4 BIM技術(shù)機(jī)電深化實(shí)施

項(xiàng)目運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行機(jī)電深化，全方位進(jìn)行空間管理，并提供預(yù)留位置信息（見圖6）。其通過BIM技術(shù)進(jìn)行管線綜合平衡深化設(shè)計(jì)，優(yōu)化排布方案，應(yīng)用綜合支吊架。其最大的優(yōu)點(diǎn)是不同專業(yè)的管線使用一個(gè)綜合支架，減少支架的使用,合理利用空間，使各管線之間的空間關(guān)系更加科學(xué)合理，同時(shí)降低成本,整體效果緊湊美觀（見圖7）。

圖6 機(jī)電深化預(yù)留孔洞

圖7 機(jī)電設(shè)備優(yōu)化排布

4.2.5 設(shè)施管理

項(xiàng)目在設(shè)施管理方面應(yīng)用主要包括設(shè)施的裝修、空間規(guī)劃和維護(hù)操作。BIM技術(shù)能夠提供關(guān)于建筑項(xiàng)目的協(xié)調(diào)一致的、可計(jì)算的信息，并值得共享和重復(fù)使用，使得業(yè)主和運(yùn)營(yíng)商降低由于缺乏互操作性而導(dǎo)致的成本損失。此外，項(xiàng)目對(duì)重要設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，把原商業(yè)地產(chǎn)中獨(dú)立運(yùn)行的各設(shè)備通過RFID等技術(shù)匯總到統(tǒng)一的平臺(tái)上進(jìn)行管理和控制（見圖8）。其通過遠(yuǎn)程控制，可充分了解設(shè)備的運(yùn)行狀況，為業(yè)主更好地進(jìn)行運(yùn)維管理提供良好條件。

圖8 項(xiàng)目設(shè)施管理現(xiàn)場(chǎng)

本文基于BIM技術(shù)平臺(tái)，研究提出構(gòu)建基于BIM技術(shù)的項(xiàng)目管理系統(tǒng)平臺(tái)的整體架構(gòu)是由BIM數(shù)據(jù)集成子系統(tǒng)和BIM施工管理子系統(tǒng)構(gòu)成，通過介紹BIM施工項(xiàng)目系統(tǒng)管理平臺(tái)所依據(jù)的系統(tǒng)軟件體系，來探討B(tài)IM施工項(xiàng)目管理系統(tǒng)的主要功能，通過案例研究，討論了其在模型管理、進(jìn)度管理、質(zhì)量安全管理、成本管理、物料管理等方面的應(yīng)用，大大提高了整個(gè)施工過程中的能源利用率，降低發(fā)生事故風(fēng)險(xiǎn)的概率，節(jié)約了成本。

［1］鄭懷德.基于城市視角的地下城市綜合體設(shè)計(jì)研究［D］.廣州：華南理工大學(xué)，2012.

［2］馮劍.業(yè)主基于BIM技術(shù)的項(xiàng)目管理成熟度模型研究［D］.昆明：昆明理工大學(xué)，2014.

［3］甘露.BIM技術(shù)在施工項(xiàng)目進(jìn)度管理中的應(yīng)用研究［D］.大連：大連理工大學(xué)，2014.

［4］周鵬超.基于4D-BIM技術(shù)的工程項(xiàng)目進(jìn)度管理研究［D］.贛州：江西理工大學(xué)，2015.

［5］姚德山.基于BIM技術(shù)的建筑工程成本管理系統(tǒng)［D］.合肥：安徽大學(xué)，2014.

［6］汪青.BIM技術(shù)在A項(xiàng)目中成本控制管理及數(shù)據(jù)分析研究 ［D］.上海：華東理工大學(xué)，2015.

TU17；TU712

A

1007-7359（2016）05-0059-04

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.05.015

高震（1973-），男，陜西周至人，畢業(yè)于西南交通大學(xué)，學(xué)士。