工程管理信息化與BIM技術應用

曹效義

（蘭州市地下綜合管廊有限公司，甘肅蘭州730030）

工程管理信息化與BIM技術應用

曹效義

（蘭州市地下綜合管廊有限公司，甘肅蘭州730030）

中國目前正在進行大規模的建設，全社會固定資產投資數目巨大，且呈兩位數增長。近年來，20%的城鎮新建建筑達到綠色建筑標準要求。如何使這么巨大的投資管理科學化、合理化，是中國建設管理領域亟待解決的問題。隨著BI M技術在市政行業的廣泛和深入，簡要闡述將BI M技術融入到現有的工程實踐中必要性，對實際工程進行全程上線管理，節約工程周期和工程造價。

工程管理；BI M技術；信息化

0 引言

工程管理是指為實現預期目標，有效地利用資源，對工程所進行的決策、計劃、組織、指揮、協調與控制，具有系統性、綜合性和復雜性[1]。

工程管理信息化貫穿于論證、設計、施工、運行直至報廢的工程全生命周期中，其內涵與所起的作用可以歸結為4個方面：運營管理、伙伴協作、公眾服務與集成創新。涉及工程全生命周期各個階段、各參與方的業務流程、管理模式及組織架構等各個方面的調整和優化，是多個組織信息系統能力與需求相匹配的過程，是跨組織信息共享的實現過程，是各利益相關團體有效協作與資源充分共享的過程。

1 工程管理信息化的特征分析

工程管理信息化不同于企業信息化，其區別主要體現在：在規劃和實施的過程中，企業信息化以考慮組織自身資源的充分應用為主要特征；工程管理信息化的規劃過程則呈現出跨組織信息系統規劃的特征，見圖1。雖然兩種信息化過程在方法上是相通的，但二者看待資源的角度則有所不同；前者強調組織內部的溝通與控制，后者則更強調跨組織的協調與匹配[1]。

工程管理信息化過程也不僅限于單純的項目信息系統規劃：（1）信息化以工程全生命周期的效益最優為原則，而不是階段最優，尤其不是建設階段最優；（2）要對工程的利益相關者進行充分分析，一方面是深入了解各方的需求，另一方面也是對各類可用資源進行調查，基于可利用資源進行信息化規劃，而不是僅基于自身資源進行規劃；（3）工程管理信息系統規劃屬于跨組織規劃，應充分考慮工程不同階段、不同地域、不同組織、不同部門之間的協作和溝通。

現代工程管理的實現離不開信息技術的支持，技術的日新月異也對工程信息系統的更新換代起到了強有力的推動作用。但從純技術的角度而言，工程管理信息化并沒有其特定的專有技術，所有用到的技術都是現有的成熟與通用的技術。信息化不僅是單純的技術進步，也是對組織的業務流程進行優化，對現有資源進行合理配置的過程。在規劃過程中應通過充分明晰、尋找和挖掘可被利用的組織內部及外部的各種有效資源，使得組織獲得最大競爭優勢。

2 BIM技術

BI M（B u i l din g Inf o r m a t i o n M o d el in g）技術是近十年來在C A D技術基礎上發展起來的一種多維（三維、四維、五維、n維）模型信息集成技術，可以使項目建設的所有參與方都能夠在數字虛擬的真實建筑物模型中操作信息和在信息中操作模型，從而實現在建筑全生命周期內提高工作效率和質量，以及減少錯誤和風險的目標。BI M具有可視化、協調性、模擬性、優化性、可出圖性等特點。BI M技術應用貫穿于項目決策、設計、施工、運營全過程[2]，具體見圖2。

圖2 基于BIM的市政業信息化

BI M技術經過21世紀的近10年在全球工程建設行業的實際應用和研究，已經被證明是未來提升建筑業和市政行業技術及管理升級的核心技術。美國2009年制定了一套結構化的BI M項目執行實施程序，現已運用到既有建筑的維修和改造上。近幾年，美國71%的項目、74%的承包商和70%的建筑師應用了BI M[3]。

美國的一項研究顯示[4]，因BI M應用提高了成本核算的準確性而使業主保留了比傳統建設模式下更低的不可預見費，見圖3。在山景城醫院綜合辦公樓項目上，BI M的應用使得整個項目的返工只有0.2%，各系統之間達到零沖突，現場因信息不明確而發出的問詢單（R e q u e s t f o r Inf o r m a t i o n）只有2份，BI M已被認為是大幅提高市政行業生產效率最有效的工具之一。

圖3 BIM的應用使項目保留了更低的不可預見費用比例

英國機場管理局利用BI M削減希思羅5號航站樓10%的建造費用。恒基北京世界金融中心通過BI M應用在施工圖紙中發現了7 753個沖突，估算這些沖突如果在施工時才發現，會給項目除了造成超過1 000萬元人民幣及3個月的浪費外，更會大大影響項目質量和發展商品牌。《中國工程建設BI M應用研究報告2011》調查問卷也顯示BI M技術的巨大應用價值。

我國工程建設行業從2003年開始BI M技術在實際工程項目中的應用實施及研究工作。據A u to d e sk公司統計，三維可視化可提高企業競爭力66%，減少50%～70%的信息請求，縮短5%～10%的施工周期，減少20%～25%的各專業協調時間。

BI M的價值取決于BI M信息被使用的價值，BI M的成功應用將會為市政業信息化的成功實施提供強大的技術和流程支持。

3 基于BIM技術的工程項目信息管理模式

傳統的信息管理模式中，信息浪費和冗余，信息不斷流失，信息交換效率低下，無法從全局的角度進行優化，并嚴重影響了信息的有效性[2]。基于BI M技術的信息管理模式，將建設全生命期、全方位信息連續打通和無縫連接，整合了離散的信息流程，避免了信息的歧義和不一致，減少了信息總量，信息共享和協同工作，為目標式的信息管理模式，具體見圖4。

基于BI M技術的信息管理模式極大地打破現有工程項目管理中的屏障[5]，集成工程項目各階段、各關鍵指標、各組織、各專業、各項目的信息融合，形成更加廣泛的集成，協調工程項目系統目標、外部資源、內部資源的信息流網絡，見圖5。

圖4 基于BIM技術的信息管理模式與傳統信息管理模式比較

圖5 基于BIM技術的工程項目信息管理模式

BI M通過計算機n維模型形成的信息數據庫，是建筑生命周期中大量、重要的信息數據。基于BI M技術的工程項目信息管理模式在信息集成模型中的作用體現在如下幾個方面：

（1）BI M中央數據庫是信息流的樞紐，是溝通平臺和存儲中心。BI M中央數據庫連接不同工程對象數據、過程和資源，是一個包含豐富數據、面向對象的、具有智能化和參數化特點的建筑設施的數字化表示，支持項目生命期中動態的信息創建、共享、更新和管理，保持信息的清晰度、一致性。

（2）通過網絡交互平臺，各階段、各關鍵指標、各組織、各專業、各項目當前的供應信息共享不再局限于相鄰成員之間，任何成員在共享信息范圍內都可以和其他節點進行信息訪問與共享需求。

信息的使用性可表現為一對一電子提交、小規模封閉群體之間數據交換和多對多集成和高水平協同作業，保持信息的及時性、交互性。

（3）隨著工程項目的深入和進展，BI M信息模型逐步深化、逐步細化，不斷更新、修正和補充，使得項目全生命期的信息得到有效的組織和追蹤。信息不僅要管理好當時的用途服務，還要管理好其在整個項目生命周期內重復利用的用途，保持信息的完整性。

當今，BI M技術深刻滲透和改變了建設行業的生產管理方式，被譽為工程建設行業實現可持續發展的標桿。對于日益復雜的工程項目及緊縮的預算和工期對工程項目環境提出更高的要求，更高效的溝通方式及工作流程管理已勢在必行。

4 BIM技術的推廣應用

4.1 BIM技術在推廣應用中存在的問題

（1）軟件開發費用高

建立和維護BI M模型所使用的軟件，目前基本被美國大型軟件開發商壟斷，承載這些工具的軟件都是國外產品，本地化程度不高。國內關于BI M的一些標準、規范尚在制定之中，各個軟件公司對BI M的理解乃至表達的形式都有一定的差異，因此制約了BI M在國內的開發和應用。另一重要方面是在世界范圍內建筑業信息化投入比例一直偏低，這在很大程度上造成了建筑行業的生產效率低下。據斯坦福大學的研究成果表明:在過去40年當中，美國建筑行業生產效率指數下降20%左右，而同期的其他非農業的生產效率指數卻提高100%以上。我國更是如此，據商務部研究院信息咨詢中心研究數據顯示，建筑業信息化投入的比例僅有制造業的10%，所以投入不足影響了BI M軟件的開發[6]。

（2）技術人員缺乏

由于BI M技術的推廣應用尚處于初級階段，應用BI M的項目較少，這就使得業務量比較多的技術人員不愿花費太多精力去學習BI M技術，成為BI M專家。而業務量少的技術人員由于BI M軟件售價過高而無法學習，也不能成為BI M專家。另外，由于BI M專家比較少，聘請費用很高，使得更多項目參與方也不愿意使用BI M技術。

（3）軟件兼容性差

現有的很多建筑軟件需要在不同的操作系統平臺上重新編譯才可運行，有些軟件需要重新開發或是改動較大才能在不同的操作系統平臺上運行，對于兩層體系和多層體系結構的軟件，還要考慮前端和后端操作系統的可選擇性。這使用戶在利用軟件進行操作時產生很大不便。

4.2 BIM技術的推廣動力

基于目前的BI M技術和軟件工具發展水平，使用BI M技術的項目和掌握BI M技術的專家都很少，二者之間還不能形成良性互動，這需要增加外力來推動BI M技術的推廣。

（1）規劃設計單位

規劃設計單位可以作為BI M技術的主要使用者，單獨使用BI M可以帶來可觀的效益，設計師有很高的專業技術水平，只要學習本專業的BI M就可以適應BI M時代的要求。但設計單位不可以作為BI M技術推廣的推手，因為設計方參與項目生命周期時間太短，設計結束后，設計方除設計變更時參與外，基本退出后續建設。

（2）業主

就項目的生命周期來看，業主是項目的主導者，參與項目設計、建設、使用的全過程。業主可以說是BI M技術的最大受益者，但業主也不可以作為BI M技術的主要推手，因為大部分業主既不懂工程建設技術，也不懂BI M。并且大部分業主的項目建設也是階段性的、不連續的，如醫院要建一座住院樓，學校建一座教學樓等，以后可能很長時間不再搞建設。除非業主是房地產公司或者項目管理公司，業務才可能是連續的，讓所有業主都建一個BI M

團隊，從投入產出的角度講也是不劃算的。現代專業分工越來越細，業主應該更專注于自己的主業。

（3）施工單位

施工階段占有項目投資的份額非常大，但由于招投標階段已經確定了中標價，施工單位使用BI M可以收到很好的效益，但和設計單位一樣，施工單位也是階段性參與項目生命周期，施工單位也不可能作為BI M技術推廣的重要推手，而只可能是主要使用者。

（4）物業管理單位

物業管理單位雖然管理項目的時間最長，但物業管理單位是在設施移交使用以后才介入的，這時BI M的模型及大量信息已經無法獲得。

4.3 BIM技術具體推廣方法

（1）成立BI M技術服務公司；

（2）建設監理公司擴展BI M咨詢業務；

（3）BI M咨詢服務公司擴展建設監理業務。

BI M的本質是項目信息和項目模型的集成，項目的同一信息只需由某個參與方輸入一次，其他參與方便可以共享BI M模型中的所有信息，而不用再從分散的圖紙、報表、明細中由人工去收集集成很多使用BI M技術的項目已經證明，使用BI M技術可以帶來好的收益，但如何使用BI M技術可以帶來最大收益則帶有不確定性，項目的每一個階段和工作都使用BI M投資回報率不一定最高，項目所有參與方都使用BI M投資回報率也不一定最高，企業和項目不同的實際情況(項目投資、復雜程度、工期、項目團隊構成等)才是決定BI M實施方案獲得最大投資回報的關鍵因素。在BI M技術快速發展的今天，要實施普及BI M技術需要還需要較長的一段時間。

5 結語

工程管理信息化過程中使用BI M軟件，有助于降低建筑企業的成本研究建筑工程管理有助于降低建筑企業的成本，減少人力、物力的浪費，提高企業的競爭能力。但在世界范圍內都還處于推廣階段，還存在很多問題，在部分已建項目實踐方面已初見成效。

在政府、行業協會、軟件開發企業、技術服務公司、設計院、建筑院和開發商等共同參與和大力推動下，只要理解了BI M技術能夠給工程建設行業以及相關企業帶來更大的價值，明確了正確的推廣方向，BI M時代的到來只是時間問題。

[1]潘佳怡.中國建筑業BI M發展的阻礙因素分析[J].工程管理學報,2012,26(1):6-11.

[2]李勇.基于BI M技術的工程項目信息管理模式與策略[J].工程管理學報,2012,26(4):17-21.

[3]王曉濤.建筑信息模型全面推廣需七八年[N].中國經濟導報,2010.

[4]Estimating M C C C. American Society of Professional Estimators[EB/OL].http://www.aspenational.com/CONSTRUC0%20cost%20ESTAMIATING.pdf,2009.

[5]葛文蘭,于曉明,波何.BI M第二維度—項目不同參與方的BI M應用[M].北京:中國建筑工業出版社,2011.

[6]程建華,輝王.項目管理中BI M技術的應用與推廣[J].2012,41(16): 29-31.

C931

B

1009-7716（2017）06-0236-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.06.071

2017-03-20

曹效義（1973-），男，甘肅岷縣人，工程師，從事市政工程建設管理工作。