文_彭俊鋒(廣西桂能工程咨詢集團有限公司,工程師)
農海斌(廣西桂能工程咨詢集團有限公司,總監(jiān),工程師)
樊 華(廣西桂能工程咨詢集團有限公司,總監(jiān),工程師)
李大江(廣西桂能工程咨詢集團有限公司,經理,高級工程師)
左召南(廣西桂能工程咨詢集團有限公司,主任,工程師)
工程監(jiān)理制度是我們國家法律規(guī)定的一項工程建設管理制度,在當前工程行業(yè)高速發(fā)展的大環(huán)境下監(jiān)理行業(yè)也呈現(xiàn)快速發(fā)展趨勢。但由于我國實施工程監(jiān)理制度起步較晚,發(fā)展時間較短,監(jiān)理行業(yè)也面臨著一定的困境,在行業(yè)規(guī)范化、信息化、數(shù)字化轉型等方面都有許多困難需要面對。目前國內的監(jiān)理行業(yè)存在企業(yè)綜合水平普遍較低、信息化水平不高等問題,行業(yè)數(shù)字化轉型升級缺乏可借鑒案例,應對當下管理水平日益提高的工程建設行業(yè)的發(fā)展需求顯得捉襟見肘,急需引入新的技術來進行監(jiān)理行業(yè)的轉型升級。
BIM即Building Information Modeling(建筑信息模型),通過在軟件內建立3D模型,以包含其他信息和支持開放式標準的建筑信息為基礎,提高建筑工程的規(guī)劃、設計、施工管理、運行以及維護的效率和水平,實現(xiàn)建筑全生命周期信息共享。BIM因其高度信息化的全生命周期管理技術,在建筑領域的普遍應用已是一種趨勢。監(jiān)理工作貫穿整個工程周期,是參建各方的連接紐帶,與BIM技術的契合度極高,被稱為最適合與BIM結合的工程參建單位。研究BIM技術在監(jiān)理行業(yè)中的應用,將有利于促進傳統(tǒng)監(jiān)理行業(yè)的轉型,其與工程監(jiān)理的結合后能否減少或消除現(xiàn)有監(jiān)理模式下存在的一系列問題,值得深入探討。
基于此,本文通過對傳統(tǒng)監(jiān)理行業(yè)現(xiàn)狀(包括監(jiān)理服務領域、從業(yè)人員及監(jiān)理方信息管理方面)進行系統(tǒng)性分析,評析目前工程監(jiān)理行業(yè)存在的不足,同時詳細介紹監(jiān)理應用BIM技術的優(yōu)勢,探究BIM技術在監(jiān)理工作中應用的可行性,并對BIM與監(jiān)理行業(yè)相結合的工作模式的可行性進行討論,對工程監(jiān)理行業(yè)的未來信息化發(fā)展有一定的參考意義。
從2015—2021年全國監(jiān)理企業(yè)收入占比情況可以看出2021年工程監(jiān)理收入僅占總營業(yè)收入的18.16%,一方面原因是工程施工收入納入了監(jiān)理統(tǒng)計范圍,工程施工收入占監(jiān)理行業(yè)總營業(yè)收入比例較高,從一定程度上體現(xiàn)了監(jiān)理行業(yè)信心不足、發(fā)展驅動力不足(見圖1)。另一方面,監(jiān)理企業(yè)為提升自身抗風險能力,采取多元化經營,提高企業(yè)營業(yè)效益,監(jiān)理業(yè)務變成了企業(yè)的附屬業(yè)務。監(jiān)理行業(yè)服務的多元化,迫切需要進行互聯(lián)網數(shù)字化、信息化的轉型,提高多元化經營的效率,促進監(jiān)理行業(yè)高質量發(fā)展。
圖1 2015—2021年全國監(jiān)理企業(yè)收入占比情況
雖然2015—2021年全國監(jiān)理企業(yè)從業(yè)人員數(shù)量逐年遞增,但是專業(yè)監(jiān)理人員占從業(yè)人員總數(shù)比例卻呈下降趨勢(見圖2)。平均每個在建項目注冊監(jiān)理工程師和工程監(jiān)理人員配置率均呈現(xiàn)下降趨勢,監(jiān)理人員數(shù)量的增長速度趕不上在建項目數(shù)量增長的速度,人少項目多的問題依然存在,是導致項目監(jiān)理機構到崗履職率較低的一個重要因素。因此,加快監(jiān)理行業(yè)的信息化建設,提升信息化管理水平,可通過技術手段彌補監(jiān)理行業(yè)的人才缺口,提高監(jiān)理服務的質量。
圖2 2015—2021年監(jiān)理行業(yè)從業(yè)人員情況
在如今社會高速發(fā)展,工程建設領域規(guī)模大、速度快、標準高、追求利益最大化的環(huán)境下,建筑項目各環(huán)節(jié)工期緊張,前期策劃時間被大幅度削減,監(jiān)理單位往往是在項目施工階段才參與其中。在工程項目的建設中有各相關方及人員的參與,且介入工程的時間、工作內容、工作方法、工作手段、工作目的均不同,這些信息都需要通過監(jiān)理進行協(xié)調、轉換為工程建設的統(tǒng)一行動,由于現(xiàn)行工程信息傳遞方式落后,大多還使用傳統(tǒng)的紙面化、平面化、單向非及時互動的信息傳遞方式,在線化信息傳遞更多局限于一般的日常溝通,參建方之間的需求信息在傳遞和轉換的各個環(huán)節(jié)都會發(fā)生流失和滯后,監(jiān)理人員需要花費大量時間和精力用于處理參建各方提交的各種碎片化的信息,增加了監(jiān)理人員信息處理的工作量,壓縮了監(jiān)理人員投入工程實體監(jiān)督管理的有效時間。
傳統(tǒng)工程使用的圖紙一般是運用CAD軟件繪制的二維CAD設計圖,缺乏立體感,較為抽象,建筑物實際的構造形式需要參與人員在大腦中進行想象分析,不可避免地會產生一些遺漏和偏差等問題,效率低的同時有著很高的失誤率。在設計階段,不利于各個專業(yè)的設計師之間進行協(xié)調與溝通;在施工階段,不利于參建各方、各專業(yè)對工程的協(xié)調管理,是整個工程各方規(guī)范化管理的一個較大阻礙。
BIM技術不僅可以直接顯示出三維效果圖,還可以將可視化施工貫穿整個建設過程,通過將平面的構件形成三維圖形展示出來,并使其進行互動,各層次、專業(yè)之間的參與人員可根據這些互動和反饋發(fā)現(xiàn)問題(見圖3)。對圖紙各方面進行會審之后,各專業(yè)人員可以直接在各自的BIM模型中對存在錯誤的地方進行更改,提高圖紙會審的質量和效率,避免了二維圖形顯示抽象會給不同專業(yè)會審人員造成認識障礙等問題,使工作更加準確高效。參與各方對圖紙進行會審后,就可得到用于施工階段的BIM三維模型,該模型包含了擬建建筑的外觀幾何模型、各種功能要求以及各個構件性能等信息。
圖3 Revit軟件三維模型
在整個工程建設過程中,施工單位、業(yè)主以及設計單位相互協(xié)調與配合,監(jiān)理作為連接參建各方的紐帶,協(xié)調各方解決工程技術問題是監(jiān)理工作中的主要工作,BIM技術使監(jiān)理的協(xié)調工作變得主動和易行。BIM提供了直觀的三維信息模型,可供工程建設各方參考,使得業(yè)主意圖與設計表達之間、各項目設計方之間、設計方與施工方之間、監(jiān)理方與設計方及施工方之間都可以基于直觀的可視模型進行交流,在工程建設的設計階段就可以對可能出現(xiàn)的問題進行協(xié)調與控制,并將相關的數(shù)據記錄保存。
BIM模型不僅能夠對建筑物的外形和內部結構進行模擬,還可以模擬不同環(huán)境、不同場景下的建筑物信息。在工程建設初期的設計階段,通過BIM技術可以進行各種模擬實驗,例如流體圖學模擬、日照模擬、熱量模擬等;在項目的招投標和施工階段可以通過BIM技術進行施工進展與操作模擬,從中獲取施工進度、施工時間等信息,從而選擇最佳施工方案。BIM的模擬功能可以有效幫助監(jiān)理人員對工程管理工作展開事前預測、事中控制和事后監(jiān)管工作,給計劃糾偏工作提供可視化技術支撐。
建筑工程的設計、施工過程是一個不斷對建筑進行完善的過程,BIM模型在提供了建筑物的三維模型的同時,還能將信息變化后的效果展示出來?,F(xiàn)代建筑物信息量巨大,BIM技術使復雜項目的優(yōu)化變得簡單且精確。同時當設計發(fā)生變更,可以通過BIM計算出該變更對投資回報的影響,更直觀地讓業(yè)主理解項目的變更情況,從而選擇出最切合自身需求的方案。BIM技術還可以通過對工程量小但是投資密度高且施工難度大的局部特殊設計進行優(yōu)化,讓施工進度、造價控制和施工安全得到改善。
BIM技術的4D模擬建造功能不僅可以在模擬施工過程中加入時間信息進行施工進度模擬,模擬出的施工信息還具有對施工進度進行檢測控制的功能。在施工準備階段工作人員可根據施工組織設計方案進行4D(三維模型加上項目的發(fā)展時間)模擬施工,以確定合適的施工方案。在將整個項目各施工階段以及各階段所需材料分解后,工作人員利用BIM工程量計算模塊可以將任意施工階段的工程量以及相應階段所需的人工、材料、機械設備計算出來,進而分配施工資源。在BIM 4D的施工場地模擬中,監(jiān)理人員可對各種機械設備的位置進行模擬,并根據實際情況,隨時預測施工情況及檢查工程進展,及時發(fā)現(xiàn)并糾正問題。遇到發(fā)生設計變更的情況,可在BIM軟件中對相關數(shù)據進行統(tǒng)一修改,避免逐個修改易出現(xiàn)錯漏的情況,同時避免因為信息傳遞的不及時對整個工程進度、質量等方面造成的影響,極大地提高了工作的效率(見圖4)。
圖4 某項目虛擬施工進度
實際進行施工時,工程監(jiān)理方通過導入將實際投入的人員、機械、材料等施工資源信息,可產生實際工程進度信息,并與之前通過4D模擬得出的進度信息和資源投入需求計劃進行比較,尋找導致進度計劃偏差的因素,根據這些因素發(fā)出施工進度提醒。項目管理方通過計算出滯后的施工量后,可迅速對整個項目進行資源調配,并重新規(guī)劃施工進度。
傳統(tǒng)的監(jiān)理質量控制工作形式,檢驗程序冗雜煩瑣,受時間、進度、結構布局、協(xié)作關系等因素影響,在實際工作中經常無法一次完成全部驗收。監(jiān)理工程師常常因為不能一次性完成驗收,無法及時掌握整體情況,導致驗收狀況與實際狀況有誤差,無法高效管理整個項目?;贐IM技術,監(jiān)理人員可以通過可視化平臺及時連續(xù)跟蹤施工情況,合理拆分驗收單元,靈活組織驗收工作,動態(tài)化管理質量驗收工作,控制工程質量。
傳統(tǒng)的項目造價計算方式需要先閱讀CAD設計圖紙,然后將圖紙中的工程量通過人工錄入的方式輸入造價軟件中進行計算,該操作煩瑣、時間較長并且容易產生錯漏。因BIM數(shù)據庫強大的信息集成性,BIM模型可以在某一數(shù)據更改時及時變更工程量以及工程成本,并迅速在各個方面做出相應的調整,有利于監(jiān)理人員對工程量的管控。當出現(xiàn)幾種可行方案時,可以基于BIM技術的成本動態(tài)模型選擇性價比高的方案(見圖5)。
圖5 項目資金管理界面
運用BIM技術進行4D模擬,可以提前辨識施工現(xiàn)場的危險源和風險點,為項目安全管理措施的制定提供相關信息,指導施工過程中有針對性地開展安全隱患排查和治理。通過BIM可視化技術,可排除2D畫面易忽略的視野盲區(qū),對材料堆放區(qū)進行最佳規(guī)劃,使施工布置更為合理。運用BIM技術中的施工演示功能,對施工過程進行預演,可排除掉可能引發(fā)施工問題的安全隱患,保證施工人員安全并避免因此帶來的損失。
此外,還可以通過BIM數(shù)據庫,對施工全過程進行分析和監(jiān)測,施工現(xiàn)場的攝像頭和各種傳感裝置可以及時地記錄數(shù)據并同步更新到BIM協(xié)作平臺上;監(jiān)理人員可以通過BIM可視化平臺,實時跟蹤查看工程安全設施的完整性與有效性,監(jiān)督現(xiàn)場作業(yè)人員執(zhí)行安全措施,提高監(jiān)理現(xiàn)場安全管控工作的效率,有效減少或消除安全事故隱患。
工程監(jiān)理目標的實現(xiàn)除了需要工程師扎實的專業(yè)知識和對監(jiān)理工作的認真執(zhí)行的態(tài)度外,更主要的是動員參建各方高效協(xié)作、有機配合,讓有限的施工資源充分發(fā)揮效用,因而監(jiān)理方的協(xié)調工作也格外重要。工程建設過程受時間、空間、技術、施工資源投入等諸多因素影響,工期、質量、投資收益、安全等方面會不斷產生偏差,需要監(jiān)理人員投入大量的時間和精力進行協(xié)調。因為利益目標、技術能力及工程經驗等的差異,被協(xié)調事件往往因各方對工程項目沒有整體直觀的認識而需要多次協(xié)調,甚至久拖不決。通過建立BIM綜合信息平臺,可使參與項目建設各方及時掌握信息變更情況,對職責范圍內的數(shù)據進行更新,同時在軟件內進行共享,保證信息傳遞的及時性及全面性,有效地發(fā)現(xiàn)和解決問題。
監(jiān)理行業(yè)與BIM技術的結合有著得天獨厚的優(yōu)勢。監(jiān)理企業(yè)員工眾多,綜合性強,基本都是由規(guī)劃、設計、施工、咨詢、制造等行業(yè)人才組成,而BIM技術也是一項涉及設計施工各個行業(yè)的綜合技術,因此監(jiān)理企業(yè)更能契合BIM技術的發(fā)展。
BIM技術的應用,使得監(jiān)理企業(yè)為項目工程提供全生命周期的監(jiān)理服務成為可能,通過由監(jiān)理單位維護和調整整個建設周期內的BIM模型,解決了由不同單位各自建立維護模型會產生的各種問題。BIM技術還可以與當今時代新興的無人機、機器人等技術相結合,為工程建筑行業(yè),特別是監(jiān)理行業(yè)的發(fā)展提供更多數(shù)字化以及信息化的可能性。
BIM協(xié)作平臺的建成,消除了工程資料傳輸滯后的弊端,網絡會議的方式也為及時探討解決各種突發(fā)情況提供了便利。目前很多監(jiān)理企業(yè)也在進行服務的轉型與升級,開始嘗試工程項目全生命周期相關服務。隨著工程建設行業(yè)信息化水平的不斷提高以及計算機技術的飛速發(fā)展,監(jiān)理企業(yè)面對這種變化,要積極尋求突破創(chuàng)新,使監(jiān)理工作與信息技術最大化結合,才能適應當前各行各業(yè)信息化程度高速發(fā)展的大環(huán)境。
監(jiān)理行業(yè)與BIM技術協(xié)同發(fā)展面臨的最大的問題是人才的匱乏,行業(yè)內對BIM技術的推廣較少,相關經驗不足,是BIM技術與監(jiān)理相結合的一大阻力,各公司應該積極突破這方面的壁壘,加大BIM有關技術人才培養(yǎng)力度,為監(jiān)理行業(yè)的轉型提供人才支持。
工程項目的開展是一個多元化且綜合性極強的活動,跨行業(yè)多領域共同參與,建設時間長,使用要求高,各單位間的信息如不能迅速且有效地進行整合共享,信息傳輸?shù)臏?、工作效率的降低都會對監(jiān)理方的工作效率產生極大的影響。工程監(jiān)理的主要工作任務之一,就是對工程建設項目中的各種信息進行整合并處理。BIM協(xié)作平臺通過互聯(lián)網技術,加快了工程信息的處理效率以及存儲能力,信息的利用率顯著提升?;贐IM技術提出監(jiān)理行業(yè)信息化轉型,為促進工程監(jiān)理行業(yè)向更高水平發(fā)展提供了更為科學以及現(xiàn)代化的手段。但目前針對BIM監(jiān)理技術的研究還處于初期探索與應用階段,未來應主要針對BIM監(jiān)理模式、BIM監(jiān)理協(xié)作平臺構建以及BIM與無人機、機器人等相結合的現(xiàn)代監(jiān)理技術方向進行研究。