基于BIM 的工程項目信息流整合

金承澤，王 涵，張櫻櫳

（南京林業大學土木工程學院，江蘇南京 210037）

0 引言

工程項目管理是一個龐大的信息體系，工程項目信息流包含的內容很廣，如項目全壽命周期各參與方之間的信息流、參與方內部各管理層次的信息流、為達到特定控制目標而產生的信息流等，這些信息在項目的眾多參與方之間傳遞。傳統的信息管理模式中，由于信息化管理機構及職責定位不明確，管理模式沒有統一標準，信息流沒有有效地整合，經常會出現信息的浪費、冗余，信息延滯，信號失真，信息不斷流失，信息交換效率低下等問題，從而形成“信息孤島”，無法從全局的角度進行優化，嚴重影響了信息傳遞的有效性。因此，整合信息流，化零為整地處理信息十分關鍵。根據BIM模型對信息的需求，將項目全壽命期、全方位信息連續打通并無縫連接，整合離散的信息流，從而避免信息的歧義和不一致，減少信息總量，成功將整合后的信息流輸入BIM 模型，極大地打破現有工程項目管理中的屏障，從而保證了工程項目的順利進行。

1 工程項目各階段信息需求及存在問題分析

1.1 決策階段

建設工程項目決策階段需要的信息大多是擬建項目的非幾何信息。主要有：社會需求情況、產品市場占有率、價格變化趨勢等市場信息；人力資源、材料、機械設備、技術、資金和基礎設施等資源信息；項目所在地的交通狀況、氣象、地質、水文、氣候條件等環境信息；國家或地方的法律法規、政策、標準、規范等項目公共信息；項目投資研究信息、土地競投信息、可行性研究信息和項目推廣信息。

1.2 設計階段

在建設工程項目設計階段，信息需求主要有：國家和地方政策、法律法規、規范規程等項目公共信息；同類項目相關信息；項目所在地的地質、水文、地形地貌、拆遷安置情況、周圍交通、綠化、消防情況等信息；水文地質勘察資料、設計深度和技術文件資料、設計任務書和進度計劃、擴初設計、技術設計、施工圖審核資料、設計相關規范、標注等勘察、設計信息；招投標文件、合同文件等招投標合同信息；人、材、機市場價格、勞動定額、設計概算、施工圖預算等經濟信息。

1.3 施工階段

由于施工階段參與方眾多，工作活動復雜，因此產生了大量的信息需求。主要有：工程概況；國家政策、法律法規；施工進度計劃、WBS 結構分解、工期信息和施工定額等進度信息；合同成本、實際成本、成本控制計劃、成本分析文件、人、材、機價格等成本信息；勞動力需要及配置計劃、材料設備供應計劃、資金需要量計劃、材料消耗記錄及工程款信息等資源計劃信息；施工組織設計、技術交底、主要材料、構配件、設備等的出廠質量證明和實驗報告、施工實驗記錄和工程質量檢驗評定等施工技術資料信息；施工記錄信息；安全及文明施工信息；竣工驗收信息等。

1.4 運營和維護階段

此階段需要的主要信息有：工程概況；接管信息；國家、地方的政策法規、上級主管部門頒發的各種條例制度等公共信息；用戶檔案資料信息；建筑設施內部環境、小區的綠化、車輛管理等環境信息；設備布置、參數、運行計劃和性能信息、建筑設施規模、尺寸、空間布局、房間布置信息等設備設施信息；物業管理方案；物業管理合同、租售協議、代繳各種費用的約定文件、會議記錄、各種投訴記錄、往來人員記錄及其他文件信息；治安、災害防護信息等。

綜合以上對建設項目各階段信息的分析，未經信息流整合的建設項目信息主要存在以下問題：

（1）信息冗余，不便于使用。由以上分析可看出，每個階段都會產生大量信息，并且信息類型復雜，信息源多，項目信息來自業主方、設計單位、施工單位、監理單位、生產廠商和供應商等多個參與方。不同階段、不同參與方都會產生大量信息，如果不及時地對這些信息進行歸類整合，將會使得有用信息不能及時被獲取和使用，從而影響整個項目的順利進行。

（2）信息破碎，不能有效共享。在傳統的階段性管理模式中，項目信息主要服務于階段性目標，如決策階段的信息主要為業主決策服務，而設計階段的信息則主要服務于設計人員的設計活動，信息沒有進行整合為可共享的信息流。這種信息傳遞方式約束了項目信息的潛在價值，忽視了項目各階段的關聯性與反饋性。

（3）信息流失現象嚴重。建設項目建造過程的分離特點和階段性管理方式會導致在過渡期尤其是設計到施工、竣工移交到投入使用階段項目信息大量流失。另外，由于信息未經整合，使得在不同階段很多重復信息都要重新輸入到相應軟件，大量的人工的重復錄入，會造成不可避免的信息流失和錯誤。

2 基于BIM 技術的工程信息流整合

2.1 BIM 概念簡介

BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）最初起源于20 世紀70 年代的美國，由美國的查克伊士曼博士提出。他的觀點是“建筑信息模型是將一個建筑工程項目在整個生命周期內的所有幾何特性、功能要求與構件的性能信息綜合到一個單一的模型中。同時，這個單一模型的信息中還包括了施工進度、建造過程的過程控制信息。”［3］BIM 本身即是一項基于3D的面向對象的工程數據庫技術，是一個包含了全項目可視化信息的綜合大型數據庫，是綜合多種維度不同因素的集合體。從最初的規劃、概念設計，到施工圖的繪制，到建造階段的過程控制，直至交付使用后的物業管理，人們使用同一個模型，集成建筑物的所有信息。BIM 就是一個最完整的建筑檔案，并以最直觀、最形象的三維實體展示。對于BIM 這樣一個綜合的大型信息庫，要發揮它的作用很大程度上取決于信息的累積。

2.2 基于BIM 的信息流整合

2.2.1 BIM 對信息流的需求

與傳統項目管理所不同的是，BIM 對信息集成的最終要求是涵蓋建筑項目全壽命周期內所有的數據信息，但數據信息的積累和工程項目建設的各個階段是緊密相連的，從規劃設計開始到施工建造，直至項目報廢，是一個漫長的過程，每個階段都會產生相應的數據信息，隨著各階段的逐次推進，數據信息也在不斷積累，保持螺旋式上升，最終形成全信息模型［4］。為了滿足建筑項目全壽命周期協同設計和協同管理的要求，BIM 所需信息流一般具有以下特征：

（1）集成性。建設項目從立項到廢除是一個完整的生命周期，而建設項目中的信息也是一樣，也具有一個完整的信息生命周期。信息模型集成了建設項目全壽命周期中來自各個階段、各個參與方、各個專業的各種信息，覆蓋了全項目、全方面的海量信息。

（2）一致性。在建設項目全壽命期，各個階段都在共同的模型中進行信息共享，可以重復利用，而不需要重新輸入相同的信息；并且BIM 提供的關聯修改功能，保證了信息的準確性和一致性，從而提高建設項目全壽命周期各個參與方、不同階段之間信息的重復利用率。

（3）動態性。由于建設項目是隨著時間不斷開展的，因此建設項目信息也是始終處于不斷動態之中的，有永久的信息，也有階段性的信息。BIM 應用根據功能特點的不同，有些只是針對特定的階段，如場地使用規劃；而有些則會跨越多個階段，如成本控制，對應不同的成本階段，在成本管理信息庫中就會不斷地增加與之對應的成本控制的信息，從而保證對信息的有效地跟蹤、存儲、管理和共享。

2.2.2 信息流整合

BIM 技術以三維數字技術為基礎，集成了工程項目中所需要的各種信息，提供了信息共享和交流的平臺。它可以為決策、設計、施工和運營維護提供相協調的、內部保持一致的并可進行運算的信息，來達到縮短工期、節約成本的理想目標。由于信息化管理的特殊性，在對基于BIM 的項目進行全壽命周期信息化管理研究時，應充分考慮BIM 技術及其所需求信息的集成性、一致性、動態性特點和傳統的全壽命周期九大管理要素中存在的問題，并以此進行信息流整合。通過對建設項目全壽命周期所需信息流的整合分析發現，在各階段都會有信息的重復使用。例如市場環境資源類信息、項目責權類信息和成本預算類信息，對這些信息需求貫穿項目的整個生命周期。但是在傳統的項目建設過程中，各階段仍然會花費大量的人力、物力進行相同信息的獲取，這就造成了項目成本的增加以及項目進度的拖延。然而，在信息流整合的基礎上建立BIM 模型，利用信息流的集成性，將項目各參與方、各階段產生的項目相關信息統一存儲到BIM 數據庫服務器進行管理，BIM 數據庫服務器為工程項目下一階段提供所需信息，避免信息的遺失，使重復信息得到全壽命周期的共享。此外，許多信息是處于動態之中的，一旦信息發生改變，整個系統的相關信息也會隨之變化，避免了因未能及時更新信息和進行有效信息跟蹤而導致的失誤，提高了信息的利用率，這體現了信息流的一致性和動態性特點。如此一來，用戶就可以通過局域網，向系統服務器發送查詢、信息變更等操作請求，由系統根據該用戶所有權限的定義，按操作方式、用戶權限等的差異，從系統數據庫服務器中集成其所需，為用戶提供所有相關工程項目信息［6］。例如施工階段需要項目責權類信息、項目設計類信息、項目現場類信息等，用戶可以從BIM 模型中獲取這些信息，而不用再次進行相同的信息獲取。一旦信息出現更改，整個系統的信息都會進行同步更新，即用戶得到的是最新信息，這樣就避免了信息的重復獲取，做到及時、有效地對信息進行跟蹤、存儲、管理和共享，有利于達到縮短工期、節約成本的理想目標。

3 結論

本文通過分析、對比未經整合和進行整合的工程項目信息，并充分結合BIM 模型的特點，發現了信息流整合在運用BIM 模型時發揮的重要作用。從BIM 的信息需求出發，對工程項目中的海量信息進行信息流整合，不僅可以提高工程項目中信息的利用率和效果，解決當前建設領域信息化的瓶頸問題，消除“信息孤島”現象，同時也能夠促進工程項目全壽命周期信息管理，提升建設行業的效率和利潤，因此，在建筑行業中基于BIM 進行信息流整合勢在必行。

［1］龔黎明.施工階段工程項目信息管理［J］.水運工程，2009（Z1）：125-129.

［2］謝瓊.建設項目信息流分析［D］.南京：東南大學，2005.

［3］李昂，石振武.BIM 技術在建筑工程項目中的應用價值［J］.經濟師，2014（1）：62-64.

［4］劉照球，李云貴，呂西林，等.基于BIM 建筑結構設計模型集成框架應用開發［J］.同濟大學學報：自然科學版，2010（7）：948-953.

［5］陳前，張原.淺談BIM 技術及其應用［J］.價值工程，2012（23）：61-62.

［6］陳彥，戴紅軍，劉晶，等.建筑信息模型（BIM）在工程項目管理信息系統中的框架研究［J］.施工技術，2008（2）：5-8.

［7］孫悅.基于BIM 的建設項目全生命周期信息管理研究［D］.哈爾濱：哈爾濱工業大學，2011.