基于BIM技術的項目管理系統平臺構建與應用研究

高震，王健，蔣崇達，童歡，宋杰

（1.中鐵房產集團合肥置業有限公司，安徽 合肥 230041；2.安徽建筑大學環境與能源工程學院，安徽 合肥 230601；3.安徽省綠色建筑先進技術研究院，安徽 合肥 230601）

基于BIM技術的項目管理系統平臺構建與應用研究

高震1，王健2，3，蔣崇達1，童歡1，宋杰2，3

（1.中鐵房產集團合肥置業有限公司，安徽 合肥 230041；2.安徽建筑大學環境與能源工程學院，安徽 合肥 230601；3.安徽省綠色建筑先進技術研究院，安徽 合肥 230601）

隨著我國經濟水平的不斷提升，建筑物的數量與規模在不斷地擴大，相關的環境污染問題與能源消耗問題成為人們關注的焦點。BIM（建筑信息模型）在建筑業的應用將逐步普及和推廣。文章通過整合大量的建筑信息，分析研究BIM技術在施工項目管理中的節能應用，通過BIM技術構建施工項目管理系統平臺，在施工全過程建立完善的應用管理系統，創建項目的BIM模型，建立BIM模型企業級數據庫，進行碰撞檢查、資源管理、進度管理、成本管理等活動，從而達到節約成本、減少損失的目的。

BIM；施工項目管理；建筑節能

隨著我國經濟建設的迅速發展，作為我國重要經濟性產業的工程建設行業的發展規模得到空前的壯大[1]。傳統落后的施工技術、管理模式已經成為工程中高效、節能、環保建造目標的主要障礙。伴隨著城市化規模的壯大、大型公共建筑在城市中如雨后春筍，建筑的形式也越來越多，建造施工難度越來越大。在需要提高施工技術水平的同時，對建筑工程項目管理提出了許多新的要求。由于傳統的工程項目管理在新的經濟環境下已經越來越不適應，暴露出許多問題，嚴重影響了施工企業的生產利潤。為提高對項目的管控能力、為施工企業創造更多的經濟效益，對傳統的生產管理方式進行改革勢在必行。

BIM技術，是利用計算機軟硬技術，創建并使用三維建筑信息模型對工程項目進行規劃、設計、建造和運營管理。其將各種建筑信息組織成一個整體，貫穿于建筑全生命周期，實現各階段、各專業之間的信息共享和管理協同，提高建設效率和工程質量，減少浪費和降低成本[2-6]。

BIM信息模型是設計階段的信息模型，同樣也是施工項目管理階段信息模型與運維管理階段信息模型。BIM技術的應用，完善的連接每個階段之間三維信息模型數據的信息傳輸，使得信息模型能夠真正的流動，并始終貫穿于整個項目運行周期中。

項目管理系統平臺的整體系統架構由“BIM數據集成子系統”和“BIM施工管理子系統”兩部分組成。兩者通過數據服務器和Web服務器實現數據的交互和同步，建立項目數據信息與BIM模型的雙向鏈接，實現基于BIM技術的工程項目管理，如圖1所示。

圖1 基于BIM技術的項目管理系統平臺整體架構

BIM數據集成子系統采用C/S（客戶端/服務器）構架，主要在項目內部局域網中實現，一般布局在施工企業內部項目指揮部。從功能上看，“BIM數據集成子系統”主要負責BIM中信息數據的生成和輸入，將信息數據按照預定的標準格式上傳到數據服務器統一存儲。

同時，“BIM數據集成子系統”還應該集成或對接施工企業內部既有的ERP流程中的部分數據，實現施工企業管理和項目管理間的數據交流，從而完成企業數據備份、訪問、追朔等核心功能，確保企業數據管理的快捷與高效性。

BIM施工管理子系統主要實現對BIM數據的訪問、可視化顯示、以及和項目監控系統對接的實時展示功能，在數據實時、準確、完整、清晰展示的基礎上，同時對接企業領導的管理和決策功能，實現公司項目管理部的有效的遠程數據展示系統和高效的遠程決策機制。系統平臺可以網頁的形式訪問，客戶端可以安裝在一般的PC機或便攜移動設備上。

在該系統平臺中初步設計了8項主要的功能模塊，分別是：BIM模型管理、BIM進度管理、質量安全管理、BIM成本管理、BIM物料管理、BIM數據庫、BIM監控管理和施工日志管理。

3.1.1 項目模型與圖紙

對于項目建設過程中涉及到所有BIM模型及施工圖紙進行分類存儲，便于后期的資料歸檔、查看等工作的開展，該功能也是模型查看與審批、虛擬漫游等其他功能實現的前提。

3.1.2 模型查看與審批

BIM模型經過輕量化處理后，可實現客戶端及瀏覽器端的模型瀏覽，并且可查看模型中的構件信息。此外，公司的總工及領導也可利用此功能對模型進行審批和標注。

3.1.3 虛擬漫游

BIM模型上傳至系統平臺后，除了可以進行模型查看與審批外，還可以在模型中進行虛擬漫游，并保存漫游視頻以供查看。

3.1.4 二三維聯動瀏覽

此功能可實現在瀏覽三維模型的同時，以副窗口的形式展示對應的二位圖紙，這更有助于我們直觀的、高效的理解圖紙和模型，可用于施工前的圖紙會審和交底。

3.2.1 進度播放與查詢

該功能不僅可以動態的播放建設工程施工進度模擬視頻，也可以靜態的查詢各時間節點的工程計劃進度，幫助公司管理人員對項目進度計劃有個直觀快速的了解。

3.2.2 進度比對與分析

計劃進度導入至系統平臺后，還項目部人員將實際施工進度也導入平臺，通過該功能可實現計劃進度與實際進度的比對，分析某時間段內兩者之間的差距，并可提出一些相應的糾偏措施建議。另外，移動端還可以拍攝現場照片以輔助進度比對。

3.2.3 派工單

按照計劃進度，在實施過程中根據實際情況，結合BIM模型和實際現場勞動力、材料儲備、施工機械配置等情況，制定每日的施工派工單，并發送至相關工程負責人落實。

3.3.1 質量安全標準

質量安全管理部門可將公司的質量標準、安全規定等資料上傳至系統平臺，同時項目部管理人員將各項目的質量和安全控制計劃上傳至系統平臺，以供工程人員查看和參照。

3.3.2 質量安全模型

該功能可實現重要節點大樣模型、安全防護設施模型等質量安全相關模型的查看。

3.3.3 質量安全資料

該功能可上傳和查看在項目質量和安全控制過程中產生相關文件、圖表、照片和影響資料等，如設備質檢報告、驗收報告、安全巡檢報告等。

3.4.1 BIM算量

結合BIM軟件的算量功能，將幾何模型與算量信息結合，當選取某一區域模型時即可快速查詢該區域混凝土用量，設備用量等算量信息。BIM算量信息和派工單相關聯，使得派工單中的相關數據實現參數驅動，精確施工過程中每一階段的工程量預算計劃。

3.4.2 三算對比

將人、材、機等的中標價、預算成本、實際成本等信息導入系統平臺，自動計算生成三算對比表和項目盈虧情況，項目部經營人員及公司管理人員實時的了解項目費用支出情況，有助于更好的進行成本控制。

3.5.1 二維碼讀寫

物料的二維碼可以在系統平臺中生成，也可由材料供應商提供并張貼。現場工程人員可通過移動客戶端掃碼識別二維碼，并讀取物料相關信息。

3.5.2 物料需求

該功能項主要是根據BIM施工模型及進度模型進行BIM下料需求分析，同時也可載入模型范圍外的物料需求清單。物管人員及公司采購部門對于項目每期物料需求一目了然。

3.5.3 倉庫管理

該功能項主要是幫助物管人員進行物料及設備的入庫、存放、出庫等管理，有別于傳統的手動記錄，通過二維碼掃碼標記可以更快速準確的進行倉庫管理。

BIM數據庫的構成及操作如圖17所示。

3.6.1 項目模型庫

項目模型庫內主要存儲企業歷史BIM項目產生的所有項目模型，包括施工模型、進度模型、場地模型等。這些項目模型可分年份或者分區域存儲，也可按照項目類別存儲，以符合施工企業員工使用習慣為宜。

3.6.2 BIM構件庫

BIM構件庫內主要存儲BIM模型中涉及到的主要構件，這其中不僅包含BIM設計軟件中通用構件庫，也包含企業內部的構件庫；不僅包含建筑工程的設計構件庫，也包含施工構件庫。

3.6.3 樣板間庫

樣板間庫指的是將企業一段時間承接項目的一些特定房間（空間）分類總結并建模入庫，如樓梯、電梯井、衛生間、風機房、配電房、電梯機房、值班室等。

在模型中布置相應監控按鈕，將監控點與項目部現場布置監控系統對接，并對每個監控點負責人聯系方式進行錄入。同時在每個監控按鈕設置多個功能項，如相關人員聯系單、監控點在模型中的監控區平面顯示等，并預設監控系統對應的指示功能選擇項。

各班組、各分包的相關人員每天將本日的施工情況通過PC端或者移動端填寫上報至系統平臺，由項目部資料員進行匯總和整理，并填寫上傳至系統平臺，形成施工日志。項目部及公司管理人員可通過PC端或者網絡端查看、批示、下載、打印施工日志。施工日志管理功能具有統一格式、內容點選、自動提取、一鍵匯總、實時更新、遠程訪問等特點。

本文選用上海市萬科七寶53#項目為研究對象。項目地位于上海市七寶鎮，北臨漕寶路，南至青年路，西依七莘路，東靠民主路，項目總建筑面積239528m2（地上為商業空間127751m2，地下部分111777m2），見圖2。

4.2.1 漫游空間

項目進行了漫游技術應用,通過第一視角復核實際空間中車位大小是否有死角，電梯前室等空間是否合理，設備房管線綜合后空間是否有優化可能，并保存漫游視頻以供查看（見圖3所示）。

圖2 上海萬科七寶項目

圖3 項目漫游空間示意

4.2.2 碰撞檢查

BIM最直觀的特點在于三維可視化，降低識圖誤差，利用BIM的三維技術在前期進行碰撞檢查，直觀解決空間關系沖突，優化工程設計，減少在建筑施工階段可能存在的錯誤和返工，而且優化凈空，優化管線排布方案。施工人員利用碰撞優化后的方案，進行了施工交底、施工模擬，提高施工質量，大大提高了與業主溝通的能力。

圖4 圖紙碰撞檢查典型界面

項目通過對設計階段圖紙進行BIM技術運用，發現多處重點部位錯漏碰缺（見圖4）。根據以上碰撞點，結合現場施工經驗拆除、清理，包括場內運輸、垃圾外運及各種形式的加固（不限于采用鋼架及碳纖維加固方式等），定位、埋螺栓、開孔、清理等等，節約了大量成本費用。

4.2.3 4D模擬施工進度優化

項目通過施工虛擬預演，預先調整施工計劃，避免施工中可能的沖突，減少等工的情況，有助于縮短工期，并降低施工成本。同時，項目通過調整模型和現場勘查比對，在準確反映現場真實施工進度的基礎上合理布局，達到空間利用率最大化的要求；在滿足施工規范的前提下兼顧業主實際需求，實現其使用功能和布局的完美結合。

圖5 項目施工進度4D模擬與優化

4.2.4 BIM技術機電深化實施

項目運用BIM技術進行機電深化，全方位進行空間管理，并提供預留位置信息（見圖6）。其通過BIM技術進行管線綜合平衡深化設計，優化排布方案，應用綜合支吊架。其最大的優點是不同專業的管線使用一個綜合支架，減少支架的使用,合理利用空間，使各管線之間的空間關系更加科學合理，同時降低成本,整體效果緊湊美觀（見圖7）。

圖6 機電深化預留孔洞

圖7 機電設備優化排布

4.2.5 設施管理

項目在設施管理方面應用主要包括設施的裝修、空間規劃和維護操作。BIM技術能夠提供關于建筑項目的協調一致的、可計算的信息，并值得共享和重復使用，使得業主和運營商降低由于缺乏互操作性而導致的成本損失。此外，項目對重要設備進行遠程控制，把原商業地產中獨立運行的各設備通過RFID等技術匯總到統一的平臺上進行管理和控制（見圖8）。其通過遠程控制，可充分了解設備的運行狀況，為業主更好地進行運維管理提供良好條件。

圖8 項目設施管理現場

本文基于BIM技術平臺，研究提出構建基于BIM技術的項目管理系統平臺的整體架構是由BIM數據集成子系統和BIM施工管理子系統構成，通過介紹BIM施工項目系統管理平臺所依據的系統軟件體系，來探討BIM施工項目管理系統的主要功能，通過案例研究，討論了其在模型管理、進度管理、質量安全管理、成本管理、物料管理等方面的應用，大大提高了整個施工過程中的能源利用率，降低發生事故風險的概率，節約了成本。

［1］鄭懷德.基于城市視角的地下城市綜合體設計研究［D］.廣州：華南理工大學，2012.

［2］馮劍.業主基于BIM技術的項目管理成熟度模型研究［D］.昆明：昆明理工大學，2014.

［3］甘露.BIM技術在施工項目進度管理中的應用研究［D］.大連：大連理工大學，2014.

［4］周鵬超.基于4D-BIM技術的工程項目進度管理研究［D］.贛州：江西理工大學，2015.

［5］姚德山.基于BIM技術的建筑工程成本管理系統［D］.合肥：安徽大學，2014.

［6］汪青.BIM技術在A項目中成本控制管理及數據分析研究 ［D］.上海：華東理工大學，2015.

TU17；TU712

A

1007-7359（2016）05-0059-04

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.05.015

高震（1973-），男，陜西周至人，畢業于西南交通大學，學士。