崔亦君

（1.山東建筑大學(xué)管理工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250101；2.淄博職業(yè)學(xué)院，山東 淄博 255300）

0 引言

近年來，BIM 技術(shù)作為一種新的技術(shù)手段，與建筑業(yè)信息化管理結(jié)合的愈發(fā)緊密，現(xiàn)被廣泛應(yīng)用在建筑工程項(xiàng)目的各個(gè)階段。隨著工程項(xiàng)目的實(shí)踐應(yīng)用的持續(xù)深入，建筑全生命周期管理模式在工程項(xiàng)目信息化管理地高效性已被越來越多的項(xiàng)目所采用，現(xiàn)已經(jīng)逐漸成為建筑工程信息化管理領(lǐng)域的一個(gè)發(fā)展方向。近年來，調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，BIM 技術(shù)與全生命周期管理結(jié)合越發(fā)緊密，兩者的互相補(bǔ)充不僅實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、提高施工效率、降低工程成本的目的，而且還實(shí)現(xiàn)了建筑管理參與方信息的共享共用。這種建筑信息的交互與集成不僅實(shí)現(xiàn)了建筑項(xiàng)目的應(yīng)用價(jià)值和建筑行業(yè)的綠色發(fā)展，還為后續(xù)醫(yī)院的精細(xì)化和信息化管理提供了有力保障[1]。

1 背景與意義

一方面，醫(yī)院的信息化管理和建設(shè)是建筑業(yè)信息化的重要組成部分。

醫(yī)院項(xiàng)目作為建筑業(yè)國民公共項(xiàng)目的重要組成部分，其建設(shè)的信息化水平影響著建筑業(yè)信息化發(fā)展的程度，也影響著醫(yī)院整體診療服務(wù)等級(jí)。醫(yī)院信息化管理是指運(yùn)用信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、信息集成技術(shù)、信息處理技術(shù)和信息安全技術(shù)等，優(yōu)化提升醫(yī)院建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、組織施工和后期運(yùn)維管理一種有效方式，不僅能提升項(xiàng)目參建各方的經(jīng)營管理水平和核心競(jìng)爭(zhēng)力，還能實(shí)現(xiàn)醫(yī)院的前期建設(shè)和后期運(yùn)維管理的有效銜接，對(duì)于醫(yī)院信息化管理具有現(xiàn)實(shí)的研究意義。

另一方面，基于BIM 技術(shù)的全生命周期管理模式能有效提升工作效率和質(zhì)量。

在傳統(tǒng)的工程項(xiàng)目管理模式中，以業(yè)主方為核心驅(qū)動(dòng)力的模式占比較大，其存在的問題也比較凸顯，主要原因存在于各參建方的利益最大化和“零和博弈”的想法，導(dǎo)致工程項(xiàng)目決策管理的目標(biāo)值、基準(zhǔn)點(diǎn)的偏差，從而造成各參建方投入人力和時(shí)間成本的增加。BIM 技術(shù)的加入可以有效減少會(huì)議的數(shù)量、簡(jiǎn)化冗雜的管理組織架構(gòu)，從而提升工作效率和質(zhì)量。

2 BIM 技術(shù)與全生命周期管理

2.1 BIM 技術(shù)

BIM 是一種利用數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)據(jù)化工具，通過對(duì)建筑構(gòu)建的數(shù)據(jù)化、信息化模型整合，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)的全生命周期過程中進(jìn)行共享和傳遞，借助建筑工程信息的信息化模型使工程技術(shù)人員對(duì)各種建筑信息做出正確理解和高效應(yīng)對(duì)，為設(shè)計(jì)人員以及包括施工、運(yùn)營在內(nèi)的各方建設(shè)主體提供協(xié)作共用的信息化平臺(tái)，在提高工程質(zhì)量、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮及其重要的作用。

2.2 全生命周期管理中的BIM 技術(shù)

從全生命周期管理內(nèi)涵中可知，其集成了人、系統(tǒng)、組織、業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)等方面，通過合作、互利共贏的思想，使參建各方在各個(gè)階段達(dá)到信息共享共用，促進(jìn)工程建設(shè)一體化，最大程度地減少返工、降低成本以及縮短工期，達(dá)到最優(yōu)項(xiàng)目目標(biāo)。而BIM 技術(shù)模型作為項(xiàng)目信息化集成的載體，可以在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段進(jìn)行管線的排布與優(yōu)化，便于選取最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案；在施工階段精確地定位管線排布施工點(diǎn)，減少返工降低成本；在運(yùn)維階段利用BIM 進(jìn)行物流小車的定位和設(shè)備管線的運(yùn)營維護(hù)。

2.2.1 全員協(xié)同參與，信息交互暢通

傳統(tǒng)管理模式下，項(xiàng)目參建方受制于組織機(jī)構(gòu)的限制等原因，容易導(dǎo)致溝通不暢、信息閉塞，而在全生命周期管理模式下，參建各方可以以BIM 平臺(tái)為數(shù)據(jù)信息中心，打破信息壁壘，共享項(xiàng)目數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)交互更加便捷，并有利于形成達(dá)成統(tǒng)一的目標(biāo)，合理分配工作任務(wù)，提高工作效率。

2.2.2 早期介入，節(jié)省工期

全生命周期管理相對(duì)于傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理，建設(shè)項(xiàng)目各方就盡早地參與到項(xiàng)目中，在設(shè)計(jì)深化階段，各參與方可以集思廣益，運(yùn)用各專業(yè)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)共同解決現(xiàn)存的問題，有利于避免后期問題的推諉和扯皮。

2.2.3 提高質(zhì)量，控制成本

BIM+全生命周期管理模式能夠促使參建各方能全程參與到項(xiàng)目的建設(shè)中。在設(shè)計(jì)階段，參建各方深度交流，集思廣益，共同決策，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量；在施工階段進(jìn)行施工模擬，通過施工質(zhì)量和技術(shù)監(jiān)控提高施工質(zhì)量[2]。建設(shè)項(xiàng)目在運(yùn)用全生命周期管理模式下，通過全過程模塊化監(jiān)控，優(yōu)化項(xiàng)目施工工藝等方式，可以有效減少人工成本支出，降低運(yùn)維階段設(shè)備、管線的維護(hù)費(fèi)用，從而實(shí)現(xiàn)成本的高質(zhì)量把控。

3 應(yīng)用案例分析

3.1 案例背景

某三級(jí)甲等醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)模為總床位數(shù)2000個(gè)，總建設(shè)用地面積203338m2，總建筑面積339060m2，建筑內(nèi)容包括科研行政樓、門診醫(yī)技樓、康復(fù)中心、體檢中心、靜配中心、病房樓、腫瘤中心、全科醫(yī)生臨床培養(yǎng)基地、地下車庫、設(shè)備間及其他附屬用房等。

3.2 工程特點(diǎn)

醫(yī)院建筑作為大型綜合建筑的一個(gè)重要組成部分，其管線布置十分復(fù)雜，醫(yī)院物流傳輸系統(tǒng)的管線作為其中的重要一部分，管線排布不僅需要考慮自身利用的合理性和高效性，還需要與強(qiáng)弱電、給排水、空調(diào)通風(fēng)、醫(yī)療氣體、消防排煙等40 多種管線達(dá)到配合使用的目的，所以科學(xué)合理地布置這些管線是醫(yī)院建筑項(xiàng)目的重中之重。

3.3 設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

醫(yī)院物流管線綜合管理在設(shè)計(jì)階段，首先要明確BIM 設(shè)計(jì)方案的可行性，可以為后續(xù)施工全過程起到指導(dǎo)性作用。CAD 二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)與BIM 設(shè)計(jì)形式不同，BIM 設(shè)計(jì)集成大量數(shù)據(jù)以三維乃至四維的方式進(jìn)行展示，彌補(bǔ)了二維圖紙的劣勢(shì)，通過BIM 模型，能直觀地呈現(xiàn)醫(yī)院物流管線的全方位狀態(tài)，同時(shí)將物流管線和其他機(jī)電管線的綜合排布展示在構(gòu)建的模型中。根據(jù)場(chǎng)地實(shí)際情況，該項(xiàng)目的三維BIM 模型盡可能呈現(xiàn)物流管線和配套科室的構(gòu)筑特征，劃分不同的工作區(qū)域逐個(gè)進(jìn)行建模，如醫(yī)技門診樓、靜配中心、住院部、各專業(yè)科室等，大部分結(jié)構(gòu)可利用魯班軟件進(jìn)行搭建，再通過實(shí)際尺寸對(duì)所選構(gòu)架進(jìn)行參數(shù)完善，形成完整的三維場(chǎng)地模型[3]。

3.4 施工階段的應(yīng)用

基于三維模型，利用BIM 可視化和虛擬漫游進(jìn)行設(shè)計(jì)合理性分析，模擬管線走向和施工預(yù)留洞口位置，真實(shí)的反應(yīng)醫(yī)院整體運(yùn)作過程中出現(xiàn)的問題，輔助設(shè)計(jì)人員對(duì)物流管線進(jìn)行優(yōu)化，確保物流傳輸系統(tǒng)實(shí)用性和高效性[4]。

3.4.1 管線碰撞方面

以該項(xiàng)目?jī)和》恳粚釉O(shè)計(jì)的三維管線為例，相比傳統(tǒng)的CAD 二維圖紙，三維信息系統(tǒng)具有更高的辨識(shí)度，各專業(yè)管線的位置更易于查找。同時(shí)，三維信息可明確區(qū)分物流管線與其他機(jī)電管線的位置區(qū)別，在模型中點(diǎn)擊各種不同位置的管線，可進(jìn)一步了解各種管線的詳細(xì)參數(shù)，如管線的類型、型號(hào)以及安裝各拐點(diǎn)高度等，使施工方能夠快速理解設(shè)計(jì)意圖，有效避免管線碰撞的發(fā)生。

3.4.2 施工進(jìn)度管理方面

管線綜合施工涉及的專業(yè)多、施工過程復(fù)雜、施工周期長、影響范圍廣，容易導(dǎo)致施工變更、進(jìn)度緩慢、成本增加、質(zhì)量不佳等。因此，將BIM 技術(shù)應(yīng)用到進(jìn)度管理中，可以確保項(xiàng)目負(fù)責(zé)人能夠準(zhǔn)確掌握日常施工進(jìn)度，及時(shí)合理地完善和布置施工任務(wù)，促進(jìn)項(xiàng)目工程的順利快速完成。（圖1 施工進(jìn)度流程對(duì)比）

3.4.3 數(shù)據(jù)信息交互方面

此項(xiàng)目BIM 技術(shù)的移動(dòng)端的管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了參建各方的數(shù)據(jù)集成和交互，使設(shè)計(jì)、業(yè)主、監(jiān)理、施工方能同時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)施工信息，準(zhǔn)確及時(shí)地處理施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的問題?，F(xiàn)場(chǎng)施工管理人員能實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前施工項(xiàng)目部分的工程進(jìn)展情況，方便指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。并對(duì)于發(fā)現(xiàn)的施工問題拍照上傳，共享到數(shù)據(jù)平臺(tái)，提高了整改效率，并實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)的精細(xì)化管理。業(yè)主方能隨時(shí)查看工程進(jìn)度，及時(shí)督促施工方調(diào)整施工進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)合理的進(jìn)度管控。各參建方針對(duì)平臺(tái)的共享信息實(shí)現(xiàn)跟蹤管理，有效分析出質(zhì)量、安全問題的多發(fā)部位，促使資源最優(yōu)化。

3.5 運(yùn)維階段的應(yīng)用

醫(yī)院建筑智慧運(yùn)維管理是通過BIM 技術(shù)將項(xiàng)目前期靜態(tài)異構(gòu)構(gòu)建和海量動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效的整合，構(gòu)建出項(xiàng)目運(yùn)維大數(shù)據(jù)，能實(shí)時(shí)反映建筑運(yùn)行的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院建筑的主動(dòng)式集成化數(shù)據(jù)信息運(yùn)維管理。其主要內(nèi)容包括設(shè)備監(jiān)測(cè)、物流小車定位跟蹤、報(bào)修維護(hù)、安全防控、建筑能耗監(jiān)測(cè)等，能有效提升醫(yī)院運(yùn)維管理的質(zhì)量和效率，為現(xiàn)代化醫(yī)療保駕護(hù)航，將助力智慧城市和智慧醫(yī)院的建設(shè)，讓城市生活更加美好。

3.5.1 異構(gòu)信息集成與存儲(chǔ)

通過調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，傳統(tǒng)工程項(xiàng)目的數(shù)據(jù)集成與存儲(chǔ)不高的問題主要由前期項(xiàng)目的數(shù)據(jù)接口與后期運(yùn)維系統(tǒng)的不匹配造成的。該項(xiàng)目在前期就已經(jīng)與系統(tǒng)提供方達(dá)成了一致協(xié)議，通過BIM 平臺(tái)進(jìn)行了全程異構(gòu)信息的監(jiān)測(cè)、采集、轉(zhuǎn)化、傳輸和顯示，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)對(duì)象與BA(BA 指樓宇設(shè)備自控系統(tǒng))中獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的高度匹配。目前醫(yī)院資產(chǎn)管理系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、能耗分項(xiàng)計(jì)量、報(bào)修服務(wù)系統(tǒng)、醫(yī)療氣體監(jiān)控等運(yùn)維信息系統(tǒng)均與BIM 進(jìn)行了深度融合，并采用分布式存儲(chǔ)技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑全生命周期數(shù)據(jù)的高度集成與存儲(chǔ)，方便了后期的實(shí)時(shí)調(diào)取。

3.5.2 建筑可視化運(yùn)維管理技術(shù)

工程建造結(jié)束并不意味著BIM 技術(shù)的應(yīng)用結(jié)束，運(yùn)維管理是在工程竣工的基礎(chǔ)上，對(duì)施工階段的BIM模型進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化完善，使整個(gè)項(xiàng)目的構(gòu)建精度更高，通過集成電子信息檔案、管線構(gòu)建監(jiān)測(cè)檢測(cè)、用戶人員管理等模塊，將三維可視化模型與實(shí)時(shí)運(yùn)維數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)整合，實(shí)現(xiàn)高度真實(shí)的運(yùn)營管理體驗(yàn)，提高運(yùn)維管理和應(yīng)急決策效率。

第一，構(gòu)建模型提取。在運(yùn)營模塊里，可以通過提取構(gòu)建模型的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)管網(wǎng)三維模型進(jìn)行輕量化展示，保證管理人員隨時(shí)查看管線的走向及管件基本信息參數(shù)。

第二，監(jiān)測(cè)檢測(cè)。基于攝像頭、RFID 無線射頻等監(jiān)測(cè)檢測(cè)傳感器收集物流小車、管線、水火災(zāi)情等數(shù)據(jù)，結(jié)合BIM 運(yùn)營模型及時(shí)監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)、分析，使運(yùn)營管理單位及時(shí)做出調(diào)度與決策，如圖2 所示。

圖2 物流系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)平臺(tái)

第三，用戶管理。為項(xiàng)目參建各方提供參建人員賬號(hào)，導(dǎo)入項(xiàng)目數(shù)據(jù)，以便為后續(xù)運(yùn)維管理人員提供詳細(xì)數(shù)據(jù)，用戶管理模塊提供項(xiàng)目參建人員的賬戶注冊(cè)、登錄及密碼修改等。

4 BIM 技術(shù)在全生命周期管理中的效益分析

一是信息集成。集成個(gè)人、組織、流程、知識(shí)、技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)等，通過各參建方早期介入，在初期可將各自的知識(shí)、技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)充分共享，從而一方面減少錯(cuò)誤發(fā)生概率，另一方面提高建設(shè)的整體執(zhí)行效率。

二是協(xié)同合作。各參建方是一個(gè)利益整體，項(xiàng)目前期各參建方就已組建了信任協(xié)作、數(shù)據(jù)共享、利益分配明晰的組織架構(gòu)和管理體系，實(shí)現(xiàn)了各方的協(xié)同配合，共同完成項(xiàng)目整體目標(biāo)制定，使各參建方利益趨于一致，進(jìn)而降低項(xiàng)目建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)。

三是精益建造。通過各參建方風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)、利益共享，形成激勵(lì)獎(jiǎng)懲機(jī)制，如采取發(fā)現(xiàn)問題加分、解決問題加分、隱瞞問題扣分、不及時(shí)解決問題扣分等考核辦法，使各參建方利益完全與工程項(xiàng)目的整體目標(biāo)相關(guān)聯(lián)，最大程度地減少返工和浪費(fèi)、降低造價(jià)、縮短工期，達(dá)到最優(yōu)整體目標(biāo)[5]。

5 結(jié)語

BIM 技術(shù)可以全方位地應(yīng)用在項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等工程的每一個(gè)環(huán)節(jié)，構(gòu)建基于BIM 技術(shù)的全生命周期管理模式，可以有效地統(tǒng)籌協(xié)調(diào)零散的參建方，提高參建方的溝通效率，保證了工程項(xiàng)目的質(zhì)量，并實(shí)現(xiàn)了信息的共享共用和風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)。通過此項(xiàng)目的應(yīng)用，該項(xiàng)目?jī)?yōu)化了工期，控制了成本，實(shí)現(xiàn)了離散管理向同一模式管控的轉(zhuǎn)變，并為后期項(xiàng)目增值創(chuàng)造了空間。