■ 范穎偉 FAN Yingwei

0 引言

BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型，基于3D幾何模型，同時集合了建筑工程項目的各項相關信息數(shù)據(jù)作為基礎，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息，實現(xiàn)建設項目物理和功能特性的數(shù)字化表達，最終變成共享的知識資源，為建筑從概念到拆除的全生命周期中的所有決策提供了可靠的依據(jù)[1,2,3]。

BIM的提出和發(fā)展，除了在技術上對建筑行業(yè)行為進行改革和創(chuàng)新外，更是對傳統(tǒng)的行業(yè)行為模式和管理方式的挑戰(zhàn)。BIM技術的完備性、關聯(lián)性和一致性，能夠有效提高工程的可實施性和可控制性，提高設計質量，減少過程返工，能夠提升建設管理水平和生產效率。

1 BIM的應用策劃

BIM作為一門新興的技術管理手段，事前策劃的完備和科學是其應用成功的前提。以上海中心大廈項目建設為例，項目建設過程中合計委托了二十多家咨詢公司，對于這樣一項跨專業(yè)、跨領域、跨流程、多方參與的BIM策劃工作，與傳統(tǒng)策劃步驟基本相同，其關注點仍為人、財、物、量、質、期以及配套的權限職責流程等要素。第一，確定團隊組織機構和各方關聯(lián)人，明確承擔的角色和定位，責權利分解到部門，落實到崗位人員；第二，需要設計出一套切合應用范圍和實際業(yè)務需求的總體流程圖，把握好工程的進度；第三，核定BIM實施所需的所有資源、培訓，確定溝通交換共享成果的方式和頻率等作為實施的保障；第四，確定BIM的行為基準和項目目標，通過共享的專業(yè)技術數(shù)據(jù)協(xié)同集成化應用，有效提升項目基準線。以上各點是前期項目策劃必備的過程。

2 BIM技術在不同階段的應用范圍和應用亮點

2.1 BIM技術在不同階段的應用范圍

首先，在項目方案規(guī)劃階段，對于BIM模型的精度要求比較簡單，更多體現(xiàn)的是項目的概念設計，對應可行性研究和方案論證階段的設計深度進行現(xiàn)狀建模和場地分析，幫助業(yè)主進行直觀的方案評審和決策，也可以根據(jù)模型中的數(shù)據(jù)對項目建設造價指數(shù)進行估算、概算，為后續(xù)設計階段提供數(shù)據(jù)基礎和指導性依據(jù)。

其次，在項目設計階段，此時即可全面鋪開基于BIM技術的各專業(yè)的協(xié)同工作。此階段，進行模型的集成，規(guī)范檢查、碰撞檢查、標準檢查和單構件驗證，并出具相應檢驗的報告。檢驗完畢，完成基于BIM模型的能耗分析、結構分析、采光分析、機電分析、LEED評估等，通過一模多用的快捷檢查手段，設計質量可得到了提升和保障。

最后，進入招標和施工階段，重點是按照工序搭接關系，對模型進行深化，實現(xiàn)動態(tài)模擬和管線綜合等精細化管理目標；項目竣工驗收完成以后，根據(jù)交付的數(shù)據(jù)模型，可以直接生成設備設施的維修維護管理檔案，可以實地通過二維碼掃描進行可視化管理，同時監(jiān)控能耗狀況，并且對于空間管理、防火管理和應急管理均能實現(xiàn)數(shù)字化、信息化的全過程在線監(jiān)控管理。

2.2 BIM技術應用亮點

BIM技術作為一種新興的管理模式，在建設過程中應用亮點主要體現(xiàn)在對傳統(tǒng)管理模式的變革。

2.2.1 進度管理

將模型進行4D合成，原理是利用Project或P6軟件程序中WBS編制程序文件，將結果直接導入到BIM技術的進度管理軟件中去，這就意味著進度管理工作站在了行業(yè)巨人的肩膀上，進行再升級和再創(chuàng)造，能夠實現(xiàn)人、材、機等資源的有效配置，也能同時關聯(lián)集成安全管控信息和流程，并且及時對前置任務和滯后任務進行分析，對施工進度、沖突和偏差進行預測、協(xié)調和控制，能夠輔助各方?jīng)Q策人員及時調整進度計劃和資源配置，實現(xiàn)進度管理的及時調整修正和安全管理的可控在控。

如圖1所示為優(yōu)化后BIM3D模型進行4D施工模擬。對優(yōu)化后BIM3D模型進行施工模擬，比選施工方案，指定施工進度，以此指導實際施工，盡早發(fā)現(xiàn)施工中的問題，確保實際進度與計劃進度相匹配。

如圖2所示為2018年9月10日現(xiàn)場拍攝的照片及2018年10月10日現(xiàn)場拍攝的照片。圖片表明，截至9月10日，現(xiàn)場實際進度四層已經(jīng)澆筑完成，對比原定計劃超前3d。10月10日現(xiàn)場拍攝的照片表明現(xiàn)場在砌筑第2層建筑墻。

如圖3所示，運用BIM4D技術對項目整體施工流程進行推演，通過BIM模型和進度計劃的關聯(lián)，反應出項目實施過程中的進展情況及現(xiàn)場資源情況，在項目實施過程中指導各個專業(yè)協(xié)同施工，當施工進度出現(xiàn)問題的時候，直接預警項目的整體施工流程，方便項目管理者調配生產資源，以保障對業(yè)主的工期承諾。

2.2.2 質量管理

在質量管理方面，主要是將BIM融入到動態(tài)樣板引路中，通過在施工現(xiàn)場布置若干個觸摸式顯示屏，根據(jù)不同的項目進度和質量控制計劃，將施工樣板做法、質量控制要點、施工模擬動畫、現(xiàn)場平面布置等進行動態(tài)展示，為現(xiàn)場質量控制提供可視化服務。通過移動通信APP與BIM應用平臺軟件進行互聯(lián)互通，同時與3D激光掃描設備集成應用，實現(xiàn)“實測實量”和質量管理的閉合工作。

如圖4所示，在BIM5DPC端將構件與跟蹤事件關聯(lián)，并指定跟蹤人員對構件進行檢查，確保構件符合項目要求，從而保證工程質量。使用二維碼技術生成全景三維模型，可隨時隨地進行模型查詢。

2.2.3 成本管理

圖1 BIM4D施工模擬圖

BIM技術應用的最大收益體現(xiàn)在5D集成，成本管理方面的效益尤其突出[4]。與之配套的行業(yè)公司如廣聯(lián)達、魯班軟件等，都形成了成熟的BIM成本管理程序體系。5D模型不僅能統(tǒng)計工程量，還能動態(tài)模擬施工變化過程，實現(xiàn)對工程成本的實時監(jiān)控功能，完成計量支付的不超付、不欠付的精準管控狀態(tài)。

造價軟件集成BIM信息以后，可以快速地對各種已知數(shù)據(jù)信息的構件進行統(tǒng)計分析，通過加載計算規(guī)則的自動化算量，將造價人員從繁瑣的機械勞動中解放出來，將更多的時間和精力用于更有價值的商務工作。除了計算更有效率，計算結果也更加準確。只要基于BIM技術算量軟件內置的算法、規(guī)則、定額和材料價格信息庫相同，就徹底打破了預算界的一個不成文的魔咒：“天下沒有兩份一模一樣的預算”。

基于模型的算量，每一個構件的信息和位置都能精確記錄，對構件交叉重疊部位的扣減和異形構件計算更科學。最大限度地減少了算量過程中的重復、漏項和缺項問題。這種貫徹全過程的信息統(tǒng)合數(shù)據(jù)庫和成本管理手段，解決了階段割裂和專業(yè)割裂的問題，避免了環(huán)節(jié)脫節(jié)、變更頻繁、結算扯皮等問題，保證了多維度成本分析的高效性和精準性，以及成本控制的有效性和針對性。

如圖5所示，實際成本細化到BIM 模型的構件級，周期性地進行實際成本與預算成本的比較分析，找出成本控制的薄弱環(huán)節(jié)，有效實現(xiàn)動態(tài)成本控制和成本風險控制。

如圖6所示，BIM5D平臺的應用，將原有的BIM 3D模型加入4D（時間）和5D（成本）兩個維度之后，可以形成一個與工程關聯(lián)度極為敏感的BIM 5D模型，能夠快速匯總不同時段、不同工作面與不同構件的工程量信息，從而實現(xiàn)工程量的動態(tài)統(tǒng)計，再利用BIM5D的造價軟件進行分析，最終得到整個項目的成本預算數(shù)據(jù)庫，作為施工成本基準。

圖2 綜合樓航拍全景圖

圖3 生產進度看板圖

圖4 二維碼交互平臺圖

圖5 BIM5D資金曲線模擬圖

圖6 BIM5D一鍵報量審核圖

3 BIM技術應用推廣過程中的問題和建議

首先，我國工程建設管理現(xiàn)狀和BIM技術協(xié)作高效發(fā)展的需求還不能完全匹配。目前現(xiàn)狀是除了實力雄厚的央企、國企等大型管理公司以外，我國項目管理組織仍然呈現(xiàn)散落性、小規(guī)模、臨時性的系統(tǒng)組織狀態(tài)。具體表現(xiàn)為人員流動性強、組織機構不穩(wěn)定、制度流程不健全，此現(xiàn)狀決定了無法在廣泛領域內，大規(guī)模地形成有始有終、有組織、有傳承、有創(chuàng)新的以及完善的BIM技術推廣應用機制[5]。針對這一現(xiàn)狀，我國工程建設管理行業(yè)有關部門出臺了一系列政策法規(guī)及方案條例，比如，近期利用社保聯(lián)網(wǎng)開展的清理資質掛靠工作，優(yōu)化了行業(yè)從業(yè)環(huán)境，能夠匹配確實有能力、有資質的人才到工程實際建設中去，禁止了名不副實的空殼施工管理亂象。隨著市場清理整頓工作的深入開展，工程管理行業(yè)必將會呈現(xiàn)出規(guī)范完善的管理模式。

其次，我國相關從業(yè)人員的專業(yè)技術水平參差不齊，暫時還無法滿足BIM技術應用的全方位、全行業(yè)的推廣需求。我國項目管理從業(yè)人員大多專業(yè)分工比較細，土建專業(yè)的對于機電水暖了解甚少，做設計的大多不懂施工，對于跨行業(yè)、跨專業(yè)的學習通常缺乏熱情開放的心態(tài)、創(chuàng)新并蓄的意識和實踐挑戰(zhàn)的勇氣。而要想把BIM技術的應用優(yōu)勢發(fā)揮到極致，就要求業(yè)主單位、咨詢單位、設計單位、施工單位、監(jiān)理單位、運維單位，對于BIM模型進行全方位、全過程的共享、交互和協(xié)作，以實現(xiàn)模型效益最大化。任何一個環(huán)節(jié)的薄弱都是一種系統(tǒng)性缺憾。針對這一現(xiàn)狀，相關部門適時推出一系列BIM工程師培訓、取證工作，這樣培養(yǎng)的BIM人才比較迅速，但是缺少規(guī)范性，因此也需要各高校重視起來，培養(yǎng)BIM方向的優(yōu)秀人才。

除此之外，BIM技術應用相關的軟硬件要求較高，在以北上廣深為代表的大型城市，發(fā)展得較為迅速，因其不僅擁有得天獨厚的人才集聚優(yōu)勢，并且物聯(lián)網(wǎng)和移動應用等客戶端的技術也在迅速普及與飛快發(fā)展，依托于云計算和大數(shù)據(jù)等服務端的技術，滿足了BIM技術數(shù)據(jù)信息的實時采集、高效分析、及時共享和隨時獲取，實現(xiàn)了真正的云端協(xié)同應用[6]。而對于我國欠發(fā)達的地區(qū)，技術知識更新的速度遲緩，管理手段和方法還停留在傳統(tǒng)模式，因此，政府相關配套政策也亟待出臺，來激勵BIM技術的發(fā)展和推廣應用。

4 結語

綜上所述，BIM技術在項目建設過程中，不同環(huán)節(jié)、不同專業(yè)的信息共享和無縫銜接，能夠提前規(guī)避和彌補傳統(tǒng)管理模式下易出現(xiàn)的管理漏洞和缺陷，減少由于信息孤島引起的項目返工和 失誤，實現(xiàn)了項目建設質量、進度、投資、安全目標的高標準移交，從而提高了項目的經(jīng)濟效益和社會效益。所以，全生命周期、全方位協(xié)同作業(yè)的BIM技術的應用是現(xiàn)代化項目管理的必然趨勢，符合國家宏觀政策的價值導向，也是市場的高效先進性選擇和技術進步的內在驅動需求，發(fā)展國際通行的全過程BIM技術應用，既是適應行業(yè)發(fā)展的需要，也是我國發(fā)展“一帶一路”建設的必要手段之一。BIM共享技術的推廣和應用，雖任重道遠，但必將繼往開來遍地開花。