基于BIM技術的建筑協同管理研究綜述

阮 林

(重慶交通大學經濟與管理學院 重慶 400074)

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基于BIM技術的建筑協同管理研究綜述

阮 林

(重慶交通大學經濟與管理學院 重慶 400074)

建筑行業的信息化發展使我國對建筑信息模型(BIM)技術的重視與日俱增。但要發揮BIM的價值，需要信息化軟件支撐。本文通過對已有文獻的分析，總結了我國在BIM技術上的研究現狀以及存在的問題BIM的概念、研究現狀以及基于BIM技術的建筑協同管理的研究成果，提出了網絡環境下的BIM協同管理信息系統的概念。目的在于通過該網絡平臺系統，實現多方交流和協同作業，促進建筑行業信息化發展。

建筑信息模型；建筑協同管理；信息集成；工程信息化

引言

BIM中文翻譯為建筑信息模型，它既是儲存信息的載體，也是創建、管理和使用信息的過程[1]。BIM的技術的核心問題是建筑信息建筑全壽命周期過程中的信息共享與轉換，實現數據互通與共享，來解決建筑行業中出現的“信息孤島”的問題[2]。然而，建筑業具有信息密集的特點，一個項目往往涉及眾多參與方，如業主、承包商、施工單位、監理單位等等。為了達到建筑目標，眾多參與方參與同一個項目必然會產生如何協同管理的問題。BIM技術雖然能解決信息互聯、技術兼容等問題，卻無法解決協同作業的問題，建筑協同管理系統作為建筑信息管理平臺，通過網絡來傳送數據，創建共享平臺來連接各個參與方，能夠有效地解決這一問題。因此，基于BIM技術的建筑協同管理的研究對建筑行業的發展具有重要意義。

近幾年，很多研究人員對BIM技術的應用情況以及BIM技術與建筑協同管理進行了研究，本文對他們的研究成果進行了匯總、整理和分析，在此基礎上提出了使用BIM的存在的問題以及解決的方法—建筑協同管理信息系統，并對未來BIM的發展方向做出展望。

一、BIM的理念與應用現狀

(一)BIM的理念

BIM是建筑行業信息化發展的產物，也必將在未來的建筑行業中發揮重要作用。1975年，美國喬治亞技術學院的“BIM之父”Dr.chuck Eastmen最早提出了”Building Description System”[3]；之后Jerry Laiserin也對其概念進行了定義[4]；80年代，美國學者Robert Ashi為其命名為”Building Modeling”[5]；BIM理念進入中國以后，國內的學者也對BIM的概念做了進一步的研究。其中，何關培提出BIM是幫助業主實現房子升值、減少追加預算、保證項目進度、控制成本、實現后期運營維護等眾多目標的工具，BIM咨詢師的觀點，認為BIM是過程與模型的綜合，一方面它是一個存儲信息的數字模型，另一方面又是一個利用模型里面的信息來對工程項目全壽命周期進行高效率管理的過程，核心是信息[1]。尚慶元則定義BIM為建筑物在設計和建造過程中創建和使用的“可計算數字信息”[6]。

(二)BIM的應用現狀

隨著建筑行業信息化的高速發展，CAD的功能已經不能滿足建筑業信息頻繁變更與信息共享的需求。BIM在CAD的基礎上發展起來，能夠根據建筑工程項目的相關信息數據建立起三維數據模型，與CAD相比較，BIM的可視性和可協調性能夠更好地實現數據的存儲和分享，能夠實時在各階段實現模擬和優化[7]。

近年來，一些北美、歐洲國家的BIM技術發展迅速，國外權威機構調查指出，其中北美地區的工程項目采用BIM技術的比例從07年的28%到09年的45%在上升到了到12年的71%，3/4的北美公司都采用了BIM技術[8]。美國多家大型的設計、施工企業在運用BIM技術后收益情況都普遍增加。2012年，運用BIM技術后收入最多的前10家公司都取得了過億的成績[9]。隨著國外對BIM應用的普及和國內BIM的發展，BIM技術在建筑行業的影響力與日俱增，越來越多的國內外學者對BIM在建筑行業地應用應用進行了廣泛的研究。楊德磊主要針對美、英、德、加拿大、韓國日本等國外發達地區，從BIM體系的完善、與新技術的集成、跨領域應用這三個方面來研究了BIM在國外的應用現狀[10]。在國內，王翔主要對BIM技術在建筑設計階段的推廣應用做了研究[11]；劉啟先則全面總結了BIM技術在建筑規劃階段、項目設計階段、項目施工階段、項目運營階段的應用并分析其帶來的價值[12]；賀靈童，李曉芬等人提出要在國內推廣BIM技術，以求在“三期疊加”新常態下，實現建筑企業的最佳布局[13]；陳俊，祝葉結合我國應用BIM的具體案例，研究了BIM技術在我國“南京青奧會議中心”、“上海國家會展中心”和“武漢綠地中心項目”中的具體應用，得出BIM技術能夠減少30%的項目成本，減少20%的交付時間，提高工程建設效率[14]。相關研究還有張俊，劉洋的基于云技術的BIM應用現狀與發展趨勢[15]。

二、BIM應用的優勢與障礙研究

BIM技術貫穿建設項目的整個生命周期，要實現它在建設項目中的價值，就要了解BIM在建設項目中所發揮的優勢，綜合以往的研究，可將其能力與優勢大致總結為一下幾點：(1)集成工程中的數據信息，實時存儲工程數據；(2)分享實時數據，避免或減弱工程中出現的信息孤島問題，為各階段決策提供依據；(3)提升協同效率，減低工程成本；(4)將業務的運營模式從一對一信息溝通方式發展為一對多的信息共享協同模式。

我國建筑行業規模巨大，但是信息化水平還遠低于美國、英國、德國等發達國家。綜合分析原因有以下幾個：國產軟件體系不健全；國內沒有形成BIM統一標準；高等院校推廣度低；各階段缺乏協同管理系統，需要重復建模，不能解決協同作業的問題。國內研究者對此也有相關的研究。其中張春霞指出，我國的BIM主要在設計院應用較多，在其他階段的應用還不普遍，并站在不同參與方的角度，提出并分析了BIM在我國建筑行業運用和推廣中存在的各種障礙[16]。12年，何清華，張靜提出了BIM在施工企業應用的11個障礙因素[17]。13年，何關培總結了BIM在建筑行業中的三大隱藏憂患：工程任務和BIM應用沒有有機結合；非資深員工牽頭企業BIM應用；拒絕二維，全員BIM[18]。潘佳怡，趙源煜首先通過一下幾個步驟來總結了我國BIM發展的障礙因素：(1)查閱文獻、專家訪談等手段來確定了國內BIM發展的普遍障礙要素；(2)通過問卷調查得出BIM在中國建筑行業發展的41項阻礙因素；(3)綜合分析后提出15個關鍵因素，從而提出了“克服關鍵阻礙因素來”來促進我國BIM應用的方案[19]。

三、BIM與建筑協同管理的研究成果分析

(一)建筑協同管理在工程中的應用研究

長期以來，建筑業在我國的管理水平都遠低于其他發達國家，一方面，這是由于我國建筑行業規模巨大，集中度低且具有多樣性導致，另一方面，這主要是由于我國建筑行業有資源浪費嚴重、參與方總眾多而交流匱乏、技術創新不足、信息技術水平低、管理人員能力不足等問題。建筑協同管理能夠以低廉的價格，無需額外添置設備和培訓就把哥哥項目參與方聯結在一起，是我國建筑行業未來發展的方向。程磊深入分析了協同管理在建筑管理中的應用情況，從工程承包商和項目管理者、項目經理和相關職能部門、項目經理部門、項目經理和業主等幾個方面探討了協同管理的應用[20]。趙永良重點闡述了施工招標和項目管理中的協同管理應用問題[21]。張靜曉、王引等人則討論了基于信息共享的建設項目協同管理模式的研究[22]。

(二)基于BIM的建筑協同管理研究

建筑行業地的息化發要求建筑項目的管理技術也必然向著信息化發展。將BIM技術與建筑協同管理相融合，也是目前我國建筑行業管理的一個新趨勢。目前國內基于BIM的建筑協同管理研究越來越多，不同的研究者從不同的角度出發，可以劃分為以下幾個方面：

一是設計階段基于BIM的建筑協同管理上的研究。目前我國的BIM主要應用于設計階段，特別是一些大型設計院，因此我國對于BIM的設計階段的協同設計研究較多。馮濤，姬晨輝從Revit操作層面和制度層面來分析了協同設計的協同準備要點和方法并對BIM協同設計模式的推廣提出了細化建模深度要求、統一BIM建模標準等注意事項[23]。封赟分析了BIM技術在建筑結構設計協同中的難點，并以剪力墻結構為例來分析了BIM的結構協同設計[24]。周艷，李宗煜將BIM設計與傳統設計相比較，提出了BIM協同平臺的功能要求[25]。王翔則從戰略高度、組織層面、實踐應用等方面來探討了如何推廣BIM在建筑設計中的推廣應用的問題，并提出了自己的建議[26]。唐玥結合數字化技術，探討通過建立工程信息庫的方法來應用于建筑設計協同工作[27]。

二是對基于BIM的建筑協同管理系統的研究。要實現BIM模型的數據分享和交換，需要一個基于BIM的信息共享工作平臺，這個平臺主要是指基于網絡技術的一個信息系統，通過網絡構建工程項目數據庫來實現信息提取和協同作業。何關培曾在2011年提出，要實現BIM的價值，需要三大，分工具，別是：IFC(工業基礎分類)、IDM(信息交付手冊)和IFD(國際字典框架)，三者分別起到定義信息交換格式、定義交換何種信息以及保證信息一致性的作用[28]。張連營，于飛從見建筑項目進度與建筑項目成本兩個角度進行了協同管理系統框架構建，并結合某住宅原型，運用該管理系統來分析了BIM技術在在建設項目和成本管理上的優越性[29]。鐘煒，姜騰騰將BIM定義為一種機制，通過IFC標準來建立BIM標準，創新性地引入熵值來表示系統有序的程度，在BIM標準和信息模型的基礎上提出了建筑項目全壽命周期的建筑協同框架[24]。陳遠，李洪欣開發了基于移動計算機的BIM協同工作平臺[30]。陳彥，戴紅軍等人通過對比傳統的工程項目管理信息系統(PMIS)與基于BIM和BS構架下的PMIS的優劣，來研究了BIM在工程項目管理系統中的框架中應該具備的功能以及這個系統如何在建筑全壽命周期中集成運行[31]。王勇，李久林對于在建筑設計階段的BIM管理模型機制進行了探索[32]。張建平，曹銘等主要研究了BIM在施工階段的應用管理，建立了基于IFC標準和BIM的建筑施工4D管理系統[33]。魏小朝，洪文霞等人則結合工程實例，說明了BIM技術在建筑信息化協同管理中的重要性[34]。

四、基于BIM的建筑協同管理信息系統

不管是對于基于BIM的一些建筑信息管理系統、機制和框架的研究，還是BIM技術在設計階段的協同管理研究，都是關于BIM技術應用于建筑工程協同管理的研究，雖然關于BIM使用平臺的研究很多，但建筑信息模型如何實現的問題還沒有完全解決。基于此，本文提出一個可以實現BIM模型的工作平臺—建筑協同管理信息系統。

建筑協同管理信息系統是基于網絡的信息管理系統，主要目的是創建一個信息共享平臺來實現項目各參與方的協同作業。該系統核心是數據庫的建立，通過IFC、IDM、IFD等標準來處理和轉換數據信息，設計方可以將建立的BIM模型數據信息和其他信息存入數據庫，其他各參與方可以通過外網直接在這個系統中提取自己需要的信息，系統通過賦予他們相關權限，來實現多方聯結。系統除了數據庫之外，還包括客戶服務、用戶界面等等。建筑協同管理系統的主要功能分類包括系統管理、文件管理、工作源和任務管理、通訊和附加工具等幾項[35]。

五、BIM的未來發展方向展望

理實踐證明BIM技術在工程的信息化管理中有著顯著的作用，國內越來越多的企業開始重視BIM技術的推廣和應用。本文通過對BIM研究的相關文獻進行匯總分析，主要總結了BIM在國內的應用現狀、存在的問題以及基于BIM的建筑協同管系統，在此基礎上，提出了一個BIM的網絡應用平臺—建筑協同管理信息系統，并簡要分析了該系統的功能要素和工作模式，將BIM技術與建筑協同管理信息系統相見結合，能更好的發揮出BIM技術的優勢與價值。不久之后，基于BIM的協同管理系統必將是建筑行業工程項目管理的重要手段更好地完善這一工作系統，必須完善以下幾個方面：(1)建立和完善國內的BIM標準；(2)培訓BIM技術與管理人才，增加BIM的使用人數；(3)完善建筑外網平臺的功能與權限；(4)開發BIM應用市場。

現在國家建筑部將建筑信息化和BIM技術提到了一個相當高的位置，地方各個地區也都分別置定了BIM的發展計劃。基于BIM的建筑協同管理系統能很好的解決BIM目前使用中的障礙，通過建筑外網管理平臺來實現BIM的數據信息共享和協同作業，是未來BIM發展的方向，也是建筑部信息化綱要的要求。

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阮林(1993.04-)，女，漢族，重慶人，本科，重慶交通大學，研究方向：基于BIM的建筑協同管理。