【摘要】本文以數(shù)字工程項(xiàng)目管理為研究對(duì)象，探討結(jié)合BIM與大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行工程數(shù)據(jù)分析，將模型以數(shù)據(jù)可視化的方式應(yīng)用在工程的質(zhì)量、進(jìn)度、成本等項(xiàng)目的管理，并提出基于BIM技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)集成應(yīng)用于工程項(xiàng)目管理的保障措施。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù)；大數(shù)據(jù)；項(xiàng)目管理；數(shù)字工程

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.01.047

Research on Digital Engineering Project Management Based on BIM Technology

HUANG Yue-heng

（Nuclear Industry Southwest Survey，Design and Research Institute Co.，Ltd.，Chengdu 610000，China）

Abstract：This paper takes the digital engineering project management as the research object，discusses the engineering data analysis combined with Bim and big data technology，applies the model in the management of engineering quality，progress，cost and other projects in the way of data visualization，and puts forward the safeguard measures based on the integration of BIM Technology and big data technology for engineering project management.

Key words：BIM technology；big data；project management；digital engineering

1數(shù)字工程概念

隨著數(shù)字化改革理念的不斷深化，數(shù)字工程成為建筑行業(yè)中各大企業(yè)重點(diǎn)攻克的對(duì)象。數(shù)字工程是利用信息技術(shù)，如BIM、大數(shù)據(jù)、人工智能等，引導(dǎo)各大建筑企業(yè)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型，最終實(shí)現(xiàn)建筑建造過程從立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收到運(yùn)營(yíng)等全方位的數(shù)字化管理的工程[1]。數(shù)字工程的首要工作是對(duì)工程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與傳輸，利用以BIM為代表的數(shù)字集成技術(shù)，采集工程建設(shè)過程中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)[2]。簡(jiǎn)而言之，數(shù)字工程就是在工程項(xiàng)目中充分利用大數(shù)據(jù)分析對(duì)項(xiàng)目產(chǎn)生數(shù)據(jù)進(jìn)行管理與決策的工程。

2建筑業(yè)數(shù)據(jù)特點(diǎn)

建筑業(yè)數(shù)據(jù)被認(rèn)為是一類典型的行業(yè)大數(shù)據(jù)，因?yàn)榻ㄖI(yè)數(shù)據(jù)同樣具有以下3項(xiàng)大數(shù)據(jù)特征。

2.1數(shù)據(jù)量巨大

建筑業(yè)是國(guó)家經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，與多行業(yè)上下游產(chǎn)業(yè)均有深厚聯(lián)系。大量數(shù)據(jù)由此產(chǎn)生，海量的建筑數(shù)據(jù)會(huì)在項(xiàng)目全壽命管理周期的各個(gè)階段產(chǎn)生。建筑業(yè)數(shù)據(jù)也是一種重要的信息資產(chǎn)需要永久存儲(chǔ)。這些都導(dǎo)致了項(xiàng)目進(jìn)程越步入尾聲，項(xiàng)目累加的數(shù)據(jù)量越多。

2.2數(shù)據(jù)多樣性

建筑行業(yè)數(shù)據(jù)種類繁多，項(xiàng)目各參與方，如承包方、發(fā)包方、監(jiān)理方等，都為建筑行業(yè)提供了不同側(cè)重方向的專業(yè)數(shù)據(jù)。建筑業(yè)數(shù)據(jù)種類也不同，包括能夠利用軟件進(jìn)行量化管理的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)；也包括以合同文本、項(xiàng)目圖像等為主的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

2.3數(shù)據(jù)時(shí)效性

建筑工程項(xiàng)目必須嚴(yán)格按照施工工藝流程進(jìn)行建造，項(xiàng)目在各階段會(huì)時(shí)刻迭代產(chǎn)生海量的項(xiàng)目管理數(shù)據(jù)。超過了數(shù)據(jù)時(shí)效，對(duì)數(shù)據(jù)的分析將不再具有價(jià)值，做出的決策可靠性也會(huì)下降，風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)增加。

3基于BIM技術(shù)在數(shù)字工程項(xiàng)目管理的方案

3.1數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)備工作

3.1.1企業(yè)組織架構(gòu)建立數(shù)據(jù)部

項(xiàng)目組織應(yīng)在傳統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)中創(chuàng)新性地增加一個(gè)用于采集大數(shù)據(jù)的部門，優(yōu)化組織架構(gòu)。以大數(shù)據(jù)采集為核心，數(shù)據(jù)部將作為項(xiàng)目的核心管理部門，協(xié)調(diào)、收集、統(tǒng)計(jì)、挖掘、篩選數(shù)據(jù)，同時(shí)負(fù)責(zé)對(duì)公司各部門的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析和預(yù)測(cè)，并將分析結(jié)果透明地傳遞給平臺(tái)，支持項(xiàng)目管理和其他組織部門的業(yè)務(wù)創(chuàng)新；同時(shí)，數(shù)據(jù)部門應(yīng)主動(dòng)加強(qiáng)與項(xiàng)目各部門的合作，盡可能多地獲取數(shù)據(jù)和信息，打破組織結(jié)構(gòu)之間的信息壁壘。實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目參與方、項(xiàng)目組織、組織生態(tài)等不同層次數(shù)據(jù)處理的銜接。

3.1.2構(gòu)建共享數(shù)據(jù)平臺(tái)

構(gòu)建共享數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，并輔助傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理方法收集數(shù)據(jù)用于決策與分析。項(xiàng)目數(shù)據(jù)部需要建立一個(gè)實(shí)時(shí)的通用項(xiàng)目數(shù)據(jù)平臺(tái)。該平臺(tái)主要支持現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、實(shí)時(shí)記錄、動(dòng)態(tài)更新等方面的數(shù)據(jù)收集工作。給項(xiàng)目各參與方提供一個(gè)能夠查閱通用數(shù)據(jù)的項(xiàng)目管理平臺(tái)，實(shí)時(shí)更新項(xiàng)目數(shù)據(jù)。

基于平臺(tái)的信息采集手段主要以現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)監(jiān)控為主，人工更新手段為輔?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控利用GPS定位實(shí)時(shí)確定工程項(xiàng)目所在坐標(biāo)。利用監(jiān)控設(shè)備視頻監(jiān)控控制節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，對(duì)于在監(jiān)控設(shè)備盲區(qū)的項(xiàng)目位置可增加臨時(shí)控制點(diǎn)，三維激光掃描等設(shè)備采集項(xiàng)目的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，使進(jìn)度管理人員不用到現(xiàn)場(chǎng)也能實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度，并且自動(dòng)將采集的數(shù)據(jù)反饋回平臺(tái)分類匯總。必要時(shí)可采用無人機(jī)等先進(jìn)遙感技術(shù)對(duì)項(xiàng)目數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。

3.1.3建立項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)

建立平臺(tái)后應(yīng)通過不斷拓展數(shù)據(jù)的采集廣度及收集深度，逐漸形成配套完善的相關(guān)項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)。項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)主要用于儲(chǔ)存工程項(xiàng)目多參與方共同在平臺(tái)上傳的海量信息，采用SQL關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)項(xiàng)目中的數(shù)據(jù)，如BIM模型、雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)圖等結(jié)構(gòu)化文件進(jìn)行儲(chǔ)存。從根源上提高項(xiàng)目管理平臺(tái)的利用率，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)的協(xié)同管理。

項(xiàng)目基本數(shù)據(jù)完成入庫(kù)后，可進(jìn)一步整合城鎮(zhèn)區(qū)域大數(shù)據(jù)庫(kù)、企業(yè)知識(shí)庫(kù)，兩者可以為項(xiàng)目管理數(shù)據(jù)庫(kù)提供潛在數(shù)據(jù)，擴(kuò)大數(shù)字工程項(xiàng)目管理數(shù)據(jù)分析基數(shù)。海量的城市級(jí)大數(shù)據(jù)可為建筑項(xiàng)目的開展提供數(shù)據(jù)支持，完成多樣性數(shù)據(jù)閉環(huán)。

3.2數(shù)據(jù)采集注意事項(xiàng)

建立好以數(shù)據(jù)部負(fù)責(zé)為核心的項(xiàng)目平臺(tái)采集數(shù)據(jù)庫(kù)后，在數(shù)據(jù)采集過程中要注意以下3點(diǎn)：

1）建立以數(shù)據(jù)為核心的責(zé)任管理制度。每個(gè)上傳數(shù)據(jù)的用戶ID與監(jiān)測(cè)設(shè)備都會(huì)被顯示在相對(duì)數(shù)據(jù)平臺(tái)的附錄中，方便數(shù)據(jù)部管理人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行定期的檢查，同時(shí)在源頭處保障數(shù)據(jù)傳遞的可靠性與有效性。為后續(xù)項(xiàng)目管理者利用數(shù)據(jù)進(jìn)行決策打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2）在項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)利用測(cè)算軟件測(cè)量并上傳項(xiàng)目數(shù)據(jù)時(shí)，平臺(tái)需要比對(duì)上傳數(shù)據(jù)是否與多參與方上傳數(shù)據(jù)相互映照。如果提交方上傳數(shù)據(jù)經(jīng)平臺(tái)技術(shù)比對(duì)后準(zhǔn)確無誤或偏差較小的，數(shù)據(jù)可以直接通過審核成功錄入。

3）經(jīng)比對(duì)后若上傳數(shù)據(jù)方與其他項(xiàng)目參與方已經(jīng)上傳的數(shù)據(jù)存在重大偏差。就需要提醒數(shù)據(jù)上傳方重新實(shí)際勘測(cè)、檢查軟件是否存在操作失誤后再上傳數(shù)據(jù)。同時(shí)檢查出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差的原因，及時(shí)修理設(shè)備，從而降低偏差幅度。

3.3數(shù)據(jù)分析

在進(jìn)行數(shù)字工程項(xiàng)目管理時(shí)，數(shù)字工程項(xiàng)目管理的三大影響因素為：進(jìn)度、成本、質(zhì)量。因此不僅要利用BIM與大數(shù)據(jù)集成技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)處理，更要及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，保證項(xiàng)目工期目標(biāo)最大化實(shí)現(xiàn)。

3.3.1香蕉曲線模型

香蕉曲線模型是建立以時(shí)間為橫坐標(biāo)，累計(jì)工程量為縱坐標(biāo)的二維坐標(biāo)體系。以工程項(xiàng)目在進(jìn)度計(jì)劃編制階段預(yù)測(cè)繪制而成的雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)圖等計(jì)劃文件為基礎(chǔ)，繪制三條大數(shù)據(jù)進(jìn)度曲線，分別是：以最早開始時(shí)間為計(jì)算依據(jù)的計(jì)劃最早完成大數(shù)據(jù)進(jìn)度曲線（ES曲線），以最晚開始時(shí)間為計(jì)算依據(jù)的計(jì)劃最晚完成大數(shù)據(jù)進(jìn)度曲線（LS曲線），以及實(shí)際進(jìn)度大數(shù)據(jù)完成曲線。繪制完成后的三條大數(shù)據(jù)曲線稱之為香蕉曲線模型，利用BIM軟件對(duì)三條大數(shù)據(jù)曲線進(jìn)行對(duì)比分析。如圖1所示。

在BIM軟件構(gòu)建香蕉曲線模型進(jìn)度控制的流程為：

1）在項(xiàng)目平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索已經(jīng)入庫(kù)的工程項(xiàng)目各工序計(jì)劃完成時(shí)間，導(dǎo)出進(jìn)度大數(shù)據(jù)雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖，利用BIM技術(shù)計(jì)算圖中包含每項(xiàng)施工工藝流程的ES、EF、LS、LF、FF、TF等數(shù)據(jù)時(shí)間參數(shù)。

2）以進(jìn)度大數(shù)據(jù)雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖為基準(zhǔn)，在BIM軟件中建立以時(shí)間為橫坐標(biāo)，累計(jì)工程量為縱坐標(biāo)的二維坐標(biāo)軸，在BIM軟件中繪制計(jì)劃最早完成大數(shù)據(jù)進(jìn)度曲線（ES曲線）和以最晚開始時(shí)間為計(jì)算依據(jù)的計(jì)劃最晚完成大數(shù)據(jù)進(jìn)度曲線（LS曲線）。

3）在項(xiàng)目平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索已反饋的工程項(xiàng)目各工序完成情況與實(shí)際工期數(shù)據(jù)并與經(jīng)手?jǐn)?shù)據(jù)的施工現(xiàn)場(chǎng)相應(yīng)的過程監(jiān)控人員、施工人員進(jìn)行三重確認(rèn)。確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤后，在計(jì)劃實(shí)施過程中，定期檢查工程的實(shí)際完成工程量數(shù)據(jù)，以當(dāng)下監(jiān)測(cè)時(shí)刻為截止日期，選定全部已完成施工工藝流程的大數(shù)據(jù)，在BIM軟件中導(dǎo)入相關(guān)大數(shù)據(jù)，自動(dòng)繪制出在同一坐標(biāo)內(nèi)實(shí)際工程項(xiàng)目大數(shù)據(jù)進(jìn)度的累計(jì)曲線。

4）建模完成后，通過BIM軟件的模擬功能，對(duì)比分析三條大數(shù)據(jù)進(jìn)度曲線，自動(dòng)生成結(jié)論報(bào)告。

①如果以監(jiān)測(cè)時(shí)刻為基準(zhǔn)點(diǎn)，實(shí)際大數(shù)據(jù)進(jìn)度點(diǎn)與計(jì)劃最早完成大數(shù)據(jù)進(jìn)度曲線相比靠上，說明數(shù)據(jù)表明實(shí)際施工進(jìn)度超前最早完成大數(shù)據(jù)進(jìn)度計(jì)劃。

②如果以監(jiān)測(cè)時(shí)刻為基準(zhǔn)點(diǎn)，實(shí)際大數(shù)據(jù)進(jìn)度點(diǎn)與計(jì)劃最晚完成大數(shù)據(jù)進(jìn)度曲線相比靠下，說明數(shù)據(jù)表明實(shí)際施工進(jìn)度落后于最晚完成大數(shù)據(jù)進(jìn)度計(jì)劃，進(jìn)度計(jì)劃過慢，項(xiàng)目進(jìn)度管理處于嚴(yán)重落后狀態(tài)，必須立即采取相應(yīng)措施進(jìn)行進(jìn)度優(yōu)化。

③如果以監(jiān)測(cè)時(shí)刻為基準(zhǔn)點(diǎn)，實(shí)際大數(shù)據(jù)進(jìn)度點(diǎn)在計(jì)劃最早完成大數(shù)據(jù)進(jìn)度曲線和計(jì)劃最早完成大數(shù)據(jù)進(jìn)度曲線之間，處于兩條曲線封閉形成的閉合空間內(nèi)，說明數(shù)據(jù)表明實(shí)際進(jìn)度適中，進(jìn)度偏差在合理的范圍內(nèi)，維持正常項(xiàng)目管理節(jié)奏即可。

3.4成本管理

依據(jù)掙值模型對(duì)成本進(jìn)行決策優(yōu)化方案如表1。

4基于BIM技術(shù)數(shù)字工程項(xiàng)目管理方案保障措施

影響B(tài)IM技術(shù)在數(shù)字工程項(xiàng)目管理實(shí)施的主要因素如下：政策、資金、人才、觀念、技術(shù)。國(guó)家出臺(tái)了相應(yīng)行業(yè)政策保障了行業(yè)環(huán)境，是項(xiàng)目管理成功實(shí)施的基礎(chǔ)。企業(yè)充足的資金預(yù)算支持?jǐn)?shù)字化升級(jí)改革，是項(xiàng)目管理順利實(shí)施的前提。項(xiàng)目采用恰當(dāng)?shù)腂IM軟件和協(xié)同平臺(tái)分析數(shù)據(jù)，是項(xiàng)目管理成功實(shí)施的保障。人員轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理觀念，是項(xiàng)目管理成功實(shí)施的關(guān)鍵。現(xiàn)階段建筑企業(yè)在觀念轉(zhuǎn)變、復(fù)合高精尖人才儲(chǔ)備、政府政策推廣等方面仍需大力發(fā)展。以建筑業(yè)目前行業(yè)現(xiàn)狀為前提，本文基于上文構(gòu)建的應(yīng)用方案提出以下保障措施。

4.1政府推廣扶持?jǐn)?shù)字化改革的政策

從社會(huì)需求和行業(yè)前景的角度來看，BIM技術(shù)在數(shù)字工程項(xiàng)目管理的推廣，不僅是未來建筑業(yè)實(shí)行高效率管理的必然選擇，同時(shí)也是側(cè)面提高國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要手段。建筑企業(yè)推進(jìn)BIM與大數(shù)據(jù)結(jié)合應(yīng)用技術(shù)，促進(jìn)中國(guó)工程建設(shè)行業(yè)的數(shù)字化水平提升，推動(dòng)行業(yè)科技變革創(chuàng)新。政府在新興技術(shù)發(fā)展初期強(qiáng)制推廣執(zhí)行是最為有效的，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)自由發(fā)展無法快速穩(wěn)健地將大數(shù)據(jù)分析技術(shù)應(yīng)用到數(shù)字工程項(xiàng)目管理中去。

4.2高校進(jìn)行教學(xué)改革

全國(guó)高等教育院校工程管理專業(yè)應(yīng)適應(yīng)社會(huì)需求、緊跟行業(yè)風(fēng)向，在行業(yè)熱點(diǎn)發(fā)展體系化之前完成對(duì)校園復(fù)合專業(yè)人才的培養(yǎng)。在人才培養(yǎng)模式上進(jìn)行積極的教學(xué)改革探索，以培養(yǎng)跟進(jìn)行業(yè)前沿?zé)狳c(diǎn)、符合專業(yè)需求的人才為培養(yǎng)目標(biāo)。培養(yǎng)契合行業(yè)需求、理論與實(shí)踐能力相結(jié)合的數(shù)字化管理高水平復(fù)合人才。從多維角度提高學(xué)生的BIM技術(shù)應(yīng)用能力、邏輯性數(shù)學(xué)分析思維及扎實(shí)的數(shù)字工程項(xiàng)目管理理論知識(shí)。保障學(xué)生從校園畢業(yè)進(jìn)入企業(yè)從事項(xiàng)目管理工作時(shí)，具有能快速建立BIM模型、創(chuàng)新研發(fā)數(shù)字化技術(shù)的能力，能夠有效接替項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)從業(yè)人員，給項(xiàng)目管理行業(yè)注入新鮮血液。

4.3人員轉(zhuǎn)變數(shù)字化管理觀念

數(shù)字工程項(xiàng)目管理核心是將大數(shù)據(jù)技術(shù)與人的主觀經(jīng)驗(yàn)管理相結(jié)合后形成的集成管理方法。在項(xiàng)目管理中強(qiáng)調(diào)三分技術(shù)，七分管理。

因此推進(jìn)BIM與大數(shù)據(jù)技術(shù)集成應(yīng)用于數(shù)字工程項(xiàng)目管理時(shí)，最核心的管理問題還是要轉(zhuǎn)變觀念。計(jì)算機(jī)技術(shù)先進(jìn)，企業(yè)管理者觀念陳舊，這樣的企業(yè)即使投入再多研發(fā)資金，最終改革效果也是大打折扣的。

企業(yè)決策者應(yīng)努力宣傳與數(shù)字化項(xiàng)目管理創(chuàng)新相匹配的企業(yè)文化，將以往基于管理者的個(gè)人意圖或?qū)＜医?jīng)驗(yàn)的主觀決策轉(zhuǎn)變?yōu)橐詳?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)為決策依據(jù)的管理方法。數(shù)據(jù)分析的結(jié)果被用作決策和評(píng)估的基礎(chǔ)。

5結(jié)論

國(guó)內(nèi)關(guān)于BIM與大數(shù)據(jù)結(jié)合的研究還處于起步狀態(tài)，在 BIM技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字工程項(xiàng)目管理還有很大的研究空間?？梢酝ㄟ^BIM—ERP系統(tǒng)結(jié)合完成對(duì)人的管理、利用運(yùn)籌學(xué)等數(shù)學(xué)模型完成對(duì)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)分析，通過對(duì)人和物的雙向管理實(shí)現(xiàn)主觀與客觀并行的高效動(dòng)態(tài)項(xiàng)目管理。可以克服項(xiàng)目在全生命周期階段因信息不暢而導(dǎo)致的資金浪費(fèi)情況，增強(qiáng)企業(yè)在各階段建筑信息控制能力。對(duì)于建筑企業(yè)來說最后不僅縮短了項(xiàng)目開發(fā)周期，保證了項(xiàng)目在開發(fā)中施工質(zhì)量，還提高了項(xiàng)目資金周轉(zhuǎn)率，節(jié)約了成本，并為后續(xù)項(xiàng)目提前儲(chǔ)備了實(shí)力。

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【作者簡(jiǎn)介】

黃悅恒，男，1995年出生，助理工程師，研究生，研究方向?yàn)楣こ坦芾怼?/p>

（編輯：謝飛燕）