BIM技術在現代建筑工程項目管理中的應用研究*

李雅婷

(廣東海洋大學，廣東 湛江 524088)

BIM技術在現代建筑工程項目管理中的應用研究*

李雅婷

(廣東海洋大學，廣東 湛江 524088)

面對我國建筑行業升級轉型的新形勢,為推進BIM技術在建筑工程項目中的應用，通過文獻分析和對比研究，建立了以BIM為核心的工程項目管理工作方法，以有效解決傳統項目管理所造成的項目管理問題，提高項目各個參與方的管理水平和效率。BIM技術在現代工程項目管理中應用于提高項目進度、質量和造價管理水平，具有明顯優越性。

BIM；工程項目管理；建筑工程

0 引言

2015年中國建筑業總產值達180 757億元，與2014年相比增長2.3%，中國建筑業總產值首次出現增幅大幅減小、增速減緩的局面。傳統建筑工程項目粗放式生產模式難以適應新形勢下的建筑工程項目現代化進程的要求。對建筑工程項目的目標控制是現代建筑工程項目管理的核心，其內涵：涉及建筑工程項目的全過程管理，即工程項目決策階段管理、實施階段管理和運營階段管理；涉及參與建筑工程項目的各個單位的管理。

1 傳統建筑工程項目管理方法和存在問題

傳統建筑工程項目管理將各個單位按照參與工程建設的時間階段分割開來。各個單位站在各自利益角度完成各自的項目管理目標，盲目追求最低造價、最快進度的建筑工程項目管理目標，忽視工程項目質量目標。這使得我國建筑工程項目使用壽命遠遠低于世界平均水平，造成大量社會資源的浪費。

1.1 傳統建筑工程項目的進度管理

建筑工程項目都是在一定時間節點內完成預定建設目標。項目是否按期完工直接關系建設投資方的資金效益。工程項目的進度目標是工程項目管理三大主控目標之一。為保障建筑工程項目時間目標的實現，通常會制訂多種時間計劃并嚴格執行。如表1所示，隨著工程項目管理理論的不斷發展，出現多種編制建筑工程項目進度計劃的管理方法。

在工程實施過程中，雖然有多重詳細進度計劃和橫道圖、網絡圖等管理方法做支撐，但建筑工程項目進度“破網”問題依然存在，并對項目的整個進度進程和經濟效益產生直接影響。傳統建筑工程項目進度管理中存在的問題可歸納為：

(1)設計圖問題。設計階段的圖樣數量龐大，難免出現錯誤；各個專業設計分別獨立開展，容易出現設計碰撞和設計矛盾，造成設計變更影響項目進度。

(2)網絡計劃執行問題。網絡計劃抽象，致使一線工人難以理解和執行，也易造成工程進度滯后。

表1 傳統建筑工程項目管理中進度計劃編制辦法表

(3)工程建設信息交流不暢問題。二維CAD圖的項目形象差，項目各個參與方對工程項目圖和工藝有不同理解，致使工程延誤。

(4)依據經驗編制的進度網絡計劃的不合理編制問題。

(5)施工環境影響問題。

1.2 傳統建筑工程項目的質量管理

建筑工程項目質量是指在滿足國家有關要求前提下，通過設計和施工等活動實現建筑物安全使用且美觀經濟的綜合要求[1]。建筑工程項目質量涉及工程的各個階段和各個參與單位。項目質量管理是通過高效低價的管理工作來實現建筑工程項目質量標準要求[2]。建筑工程項目質量管理遵循動態控制原理，將不同階段質量目標的值不斷與工程建設過程的實際值做出對比，發現質量偏差，及時采取質量糾偏措施以保證項目建設活動順利進行。最常見的傳統建筑工程項目質量管理方法——項目的PDCA質量管理,可持續改善項目的質量。建筑工程項目的質量管理活動包括四個環節：①計劃P：明確工程項目的質量目標和為了實現質量目標的質量控制方案；②執行D：實踐工程項目的質量控制方案；③檢查C：檢查工程項目的質量控制方案的實踐情況和實踐結果；④行動A：對于發現的工程項目質量問題及時采取糾偏措施。在PDCA質量管理活動不斷循環的過程中持續優化工程項目質量，達到既定質量目標(圖1)。

圖1 PDCA質量管理活動

傳統建筑工程項目質量管理存在的問題主要體現在：

(1)人員問題。工程項目的決策人員、設計人員和施工人員素質直接影響建筑工程項目質量。人員素質問題在傳統建筑工程項目質量管理中較少考慮。

(2)材料采購與應用問題。

(3)專業規范和技術標準實施問題。

(4)各個專業工種協調問題。

1.3 傳統建筑工程項目的造價管理

建筑工程項目是在一定財力投入條件下完成的工程實體。建筑工程項目造價管理是項目管理的一項主要任務。項目造價通常是指建筑工程項目投資建成后所花費的全部造價與費用。項目造價管理是指在滿足國家規定質量標準和使用功能的前提下確定擬建工程所需要的全部建設費用的目標，并為實現這一目標而進行的一系列管理活動[3]。傳統建筑工程項目造價管理側重于工程項目的預算編制。建筑工程項目工程預算編制工作用公式可表示為

項目總造價=∑(工程量×價格數據×消耗量指標)

由于建筑工程項目各個參與單位自身利益的不一致性，對項目造價管理內容的理解存在差別：對于建設單位表現為工程項目的投資控制，對于工程承包方則表現為合同造價目標下的施工造價控制。

由此可見，傳統建筑工程項目造價管理都要面臨以下問題：

(1)工程量確定問題。首先，項目各個參與方都會迅速快捷準確地確定工程數量；其次，建筑工程項目參與各方會重復計算工程項目的工程量。

(2)建筑工程項目數據變更問題。首先，建筑市場上人工、機械、材料的價格數據經常變化，國家或地區定額價格更新速度慢，直接影響工程項目的計價過程；其次，工程項目實施過程中設計變更、簽證索賠等情況時有發生，導致工程項目的工程量和工程價格信息數據都要及時調整。

(3)定額消耗量指標問題。各個企業生產定額水平和各地政府頒布的定額水平存在較大差異，單純利用政府制定的定額消耗量指標直接影響工程計價的準確性。

在教學中，教師首先要對文本插圖進行深度研究，從中挖掘教學契機。人教版一年級《我們愛整潔》，這一節的內容旨在培養學生養成講衛生、愛整潔的好習慣。教師首先利用多媒體出示整潔的桌面和不整潔的桌面，讓學生觀看并選擇出自己喜歡的桌面。學生自然選擇整潔的桌面，這時教師順勢導入新課。對整潔和不整潔有了初步認知后，教師讓學生回憶生活中見到的不整潔的例子，學生一時想不起來。這時，教師借助文本中的三幅插圖，讓學生說一說插圖中有哪些不整潔的現象。學生紛紛舉手回答。回答結束后，教師引導學生思考：“這些不整潔的現象如何才能清除呢？你來幫幫他們吧，愛整潔的他們又會是什么樣子的呢？”學生紛紛出謀劃策。

(4)造價信息出現交流障礙問題。傳統建筑工程項目各個參與方進行造價管理時，其造價人員分別計價，各自所掌握的造價信息缺乏共享，無法對項目進行多算對比，致使項目造價管理水平質量一般。

2 基于BIM技術的現代建筑工程項目管理

現代建筑工程項目管理理論越來越與計算機技術結合在一起。計算機仿真模擬技術的不斷成熟，使得對工程項目全生命周期管理成為可能。建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)是一個設施物理特性和功能特性的數字化表達。BIM通過對建筑工程項目的各種數據信息整合模擬合成建筑物，而這個建筑物數字模型具有可見性、可調整性且可以輸出圖樣。BIM模型是在開放的工業標準——工業基礎類(Industry Foundation Class，IFC)標準下建立的模型，在不同的軟件中完成數據轉換和共享，使得項目建設的各個參與方實現協同作業和共享信息。

2.1 基于BIM技術的建筑工程項目進度管理

基于建筑信息模型的4D模擬施工技術可以有效解決傳統建筑工程項目進度管理中出現的各種問題。具體工作步驟如下：

(1)業主根據自身建設要求收集建筑工程項目所必需的相關資料信息，委托設計單位開展工程項目各個專業三維模型的建立和整合。

(2)根據已建立的三維工程項目建筑信息模型(3D模型)，精確計算項目所需工程量。

(3)結合企業定額和項目總進度要求確定精細項目進度計劃表和項目里程碑時間節點。

(4)3D模型與進度表相連接，建立4D模型，實現可視化的施工場地布置，同時對各種施工設備、設施及進度進行動態管理。

如表2所示，由于客觀條件和滯后的管理技術，傳統建筑工程項目進度管理存在一定的問題，造成工程項目進度滯后，但基于BIM的現代工程項目管理可以較好地解決這些問題。

基于BIM技術的現代建筑工程項目進度管理與傳統建筑工程項目管理技術手段相比具有巨大的應用優越性。BIM技術成果是具有完整工程項目數據信息的高仿真三維立體模型。具有可視性和操作性特征的BIM模型可以幫助各個專業協同作業，避免設計圖“碰撞”的問題。同時基于BIM模型的4D虛擬施工可提前模擬施工環境和可能出現的施工階段問題，提前制定施工應對措施和最佳施工方案，保障項目進度計劃目標的實現。

2.2 基于BIM技術的建筑工程項目質量管理

一方面，影響工程項目的質量因素多；另一方面，傳統質量管理方法實際應用性能差。現代建筑工程項目管理應用BIM技術可以有效提高項目質量管理效率和水平，優化工程項目質量目標。

基于BIM技術的建筑工程項目質量管理步驟：

(1)建立工藝流程的質量標準和技術規范。

(2)依據已確定的技術規范和標準建立BIM模型。

(3)利用BIM模型輸出各種建筑構件的數量規格，匯總建筑構件所需的建筑材料品種、規格和制作信息。

(4)項目管理者根據上述模擬信息實時監控建筑產品質量和施工技術質量實際信息，及時發現偏差，采取應對措施，保障工程質量。

影響建筑工程項目質量的因素眾多，傳統建筑工程項目質量管理工作的效率和水平受施工環境、勞動人員素質等客觀、主觀因素影響，應用現代化的BIM技術可以有效應對傳統管理工作中出現的質量問題，并可以有效解決由于質量管理局限性所帶來的問題(表3)。

由此可見，基于BIM模型的建筑工程項目質量管理雖然可以充分解決技術等客觀因素造成的工程項目質量管理問題，但是無法解決由于人員主觀意愿等主觀因素造成的建筑工程項目質量問題。

表2 項目進度管理中的問題及其應用BIM技術的解決結果

2.3 基于BIM技術的建筑工程項目造價管理

建筑工程項目管理的核心是為了工程項目增值，并有利于工程項目投資控制。在對建筑工程項目全過程造價管理中，BIM技術極大地提高了造價管理效率和水平。基于BIM技術的建筑工程項目造價管理步驟：

(1)建立BIM模型。利用BIM軟件將建筑工程項目的二維圖元數據全部轉化為三維數字信息。即將工程項目的建筑、結構、機電的各個構件信息、屬性信息全部保留在可視化的BIM模型中，同時可迅速得出該項目的各個專業工程量。

(2)優化模型。一方面，在價值工程和限額設計幫助下，工程師可直接優化BIM模型控制造價，制定合理的項目造價控制目標；另一方面，檢查模型是否充分適應業主未來運營使用要求及是否存在各個專業設計沖突問題，減少施工階段的設計變更。

(3)監測和調整模型數據信息。進入項目建設過程，監控簽證變更，及時在模型中修正變更的工程信息。

(4)確定項目當前造價。一方面，根據“項目的當前造價=合同價格+工程變更價格”原理，可迅速確定造價；監理和造價工程師能夠及時監測項目進展，控制項目投資支出，充分利用建筑數字模型進行建筑工程項目成本管理[4]。另一方面，BIM模型可分階段生成建筑工程項目造價文件，為工程進度款支付提供統計信息，實現工程項目全過程造價管理中的多算對比。

(5)建立數據庫，共享建設數據信息。BIM模型數據上傳至服務器，可實現建筑工程項目建設信息共享，項目各個參與方利用BIM模型可實現工程量網上復核。同時為未來同類型項目積累數據信息，為未來的工程項目投資建造提供依據和參考，推動建筑行業長遠發展。

如表4所示，對于上文所提到的傳統建筑工程項目造價管理由于管理方法和技術落后等造成造價管理人員管理水平低下的問題，以BIM為基礎的現代建筑工程項目造價管理提供了一種全新的管理辦法和思維方式。

表3 項目質量管理中的問題及其應用BIM技術的解決結果

表4 項目造價管理中的問題及其應用BIM技術的解決結果

(續)

由此可見，以BIM為基礎的現代建筑工程項目造價管理具有巨大的優勢，有利于項目各個參與方的造價人員提高管理工作效率和水平，實現工程項目全過程造價管理。

3 結語

新形勢下，BIM技術是建筑業的一場技術革命。由于BIM模型具有三維可視、包含的項目信息全面、便于信息交流等特征，基于BIM技術的建筑工程項目管理在應對進度、質量和造價管理問題上具有巨大優勢，也能極其有效地提升項目各個參與方的項目管理水平和效率。在建筑工程項目的各個參與方中推行基于BIM技術的工程項目管理方法是應對我國建筑行業升級轉型的必然要求。不過BIM應用仍具有一定的局限性，一般側重于解決由于管理方法和管理工具滯后、信息交流途徑不暢等客觀因素造成的項目管理問題，對于項目參與方人員素質、各地不同的計價政策等主觀因素影響項目管理的問題，BIM技術尚難有效解決。

[1]丁士昭.工程項目管理[M].2版.北京:中國建筑工業出版社，2014:230-233.

[2]孫成雙，江帆，滿慶鵬.BIM技術在建筑業的應用能力評述[J].工程管理學報，2014(3):27-31.

[3]李先君，羅遠洲.工程項目管理[M].武漢：武漢理工大學出版社,2009:125.

[4]王有群.BIM技術在工程項目三大目標管理中的應用[D].重慶：重慶大學，2012:31.PMT

廣東海洋大學“創新強校工程”2015年省財政專項資金支持項目“BIM在現代工程項目管理中的應用研究”，課題編號：2015KQNCX057(GDOU2015050235)。

2016-04-01