基于BIM的建筑工程項目集成管理研究

洪文霞 韓燕 錢瑾玉 王閃閃 薛娜

摘要： 為從根本上解決傳統建筑工程項目管理存在的各階段信息割裂、各參與方協作性差、管理效率低等問題，概述 BIM在信息集成、交互及協同工作中的價值；將建筑工程集成管理拓展為時間維、主體維、要素維和信息維四個維度，并分析每個維度下的BIM集成管理的可行性和必要性；構建基于BIM的建筑工程項目集成管理框架，以期提高我國建筑工程項目的管理水平。

Abstract： In order to fundamentally solve the problems which are information fragmentation， poor collaboration and low management efficiency in traditional construction project management， this paper sums up the value of BIM in information integration， interaction and collaboration， expands the integrated management of building engineering for four dimensions： time dimension， subject dimension， factor dimension and information dimension， analyzes the feasibility and necessity of BIM integration management in each dimension， and establishes a framework of integrated management of construction project based on BIM to improve the management level of construction project in our country.

關鍵詞： BIM；建筑工程；項目集成管理；四維管理體系

Key words： BIM；construction engineering；project integration management；four-dimensional management system

中圖分類號：TU17；TU71 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）11-0016-03

0 引言

建筑工程項目具有建設周期長、時間跨度大、工程龐大、涉及范圍廣泛、協作關系復雜等特點，不確定性和不可預見性強，加大管理的難度與風險。因此，傳統管理方式存在建設過程獨立、管理內容分散、工程目標多樣、參與方協作性差、信息共享性差等問題，影響管理效率與效果。而集成管理基于“集合而成”的特質，具有綜合性、協同性、創新性等優點，強調效率與效果并重，是對傳統管理方式的一大改進。但是集成管理的信息量大，需要先進的技術對海量數據進行處理、分析和存儲等[1]。BIM的引入，為集成管理提供平臺與技術支撐，可以將集成管理理念落實到具體項目中。BIM與集成管理綜合應用于建筑工程項目中，能夠加快我國建筑行業的發展，創造更大利潤空間。

1 BIM概述

Autodesk公司在2002年正式定義“建筑信息模型”以來，BIM的含義得到豐富與完善。BIM無處不在，貫穿項目始終；BIM以建筑為基礎，以信息為靈魂；數字模型不是BIM，而是BIM的結果；軟件也不是BIM，而是BIM實現的工具；BIM追求的是以保證質量為前提的效率。從建筑工程項目管理角度出發，BIM是一種在項目設計、建造、運營的全生命周期過程中數字信息應用與管理的過程[2]，各利益方通過信息交互實現知識資源的共享和協同作業，最終提高項目效率。

BIM具備可視化、協調性、模擬性、優化性、可出圖性等特點[3]，能夠解決傳統方式信息不關聯、決策不及時、容易出錯、協作性差等問題，從而減少項目的不確定性和不可預見性，提高建筑質量、縮短項目工期、降低建造成本，對又好（質量好）又快（進度快）又省（價格省）地建設工程項目具有極其重要的意義。此外，BIM作為信息承載與交互的平臺，由項目各參與方在各個階段共同建設、修改、維護與使用信息，能夠提高信息資源的利用效率，并保證信息的一致性，從而使得各參與方信息傳遞的速度加快，信息共享的程度加大，信息衰減的速度降低。BIM為建筑工程項目集成管理提供了非常好的技術支撐，它的應用將會給建筑工程項目管理帶來歷史性的轉折和飛躍，創造不可估量的價值。

2 建筑工程項目集成管理

集成化的理念來源于美國學者霍爾（Hall）提出的系統工程“三維結構體系”[4]，即由時間維、邏輯維和知識維三個維度構成集成管理系統。集成管理理念改變傳統以人、材、物為重點的管理模式，創造性地加入技術和信息兩種資源，能夠加強系統內外部的聯系，提高工作效率，并且能夠實現系統優勢互補、聚合放大和功能倍增，創造 “1+1>2”的效果。

建筑工程項目集成管理強調運用集成管理的思想和理念指導建筑工程項目管理。本文在三維結構體系基礎上，依據可行性、實用性、合理性、科學性的原則，將建筑工程項目集成管理拓展為時間維、主體維、要素維和信息維四個維度（如圖1）。以BIM作為該四維管理模型實現的平臺，從建設工程項目全生命周期的角度出發，運用集成思想和網絡技術，以工程項目信息為核心，由項目各參與人員對設定的管理目標進行控制，實現項目整體最優。

2.1 時間集成管理

時間維，即全生命周期。具體指建筑工程項目從策劃、勘察與設計、施工、運營到拆除或改造的全部時間跨度[5]。項目從策劃到拆除這一過程中，參與人員不斷增加，工程信息逐漸積累，按照理論來講，信息積累呈現逐步增長的趨勢，但現實情況中，由于缺少統一的信息管理平臺，項目各階段銜接處的信息往往會丟失，出現“信息回流”現象。而BIM作為建筑工程項目集成管理的平臺，貫穿項目始終，將項目各階段銜接在一起，有利于信息交互，從而減弱信息回流現象，提高項目管理水平，保證工程效率與效果。

2.2 主體集成管理

主體維，即項目各參與方。項目各參與方通過應用BIM技術和計算機技術，利用項目各階段產生的信息構建集成管理虛擬環境。在這種虛擬環境下，在項目的任何階段，各參與方能夠共同運用BIM平臺，靈活處理各自權限范圍內的工作信息，進行資源共享和協同作業。主體維的集成管理能夠改善傳統方式下的信息不關聯、不共享的“信息孤島”現象，改變項目各參與方信息溝通的渠道和方式，由各參與方的二元關系變為以BIM為中心的交互關系，簡化信息傳遞的途徑，加快信息傳遞的速度，增加信息傳遞的完全性，提高溝通的有效性，為實現工程項目整體最優的目標打下了堅實的基礎。

2.3 要素集成管理

要素維，即工程目標。工程項目同時存在進度、成本、質量、安全、環境等多個相互制約的項目要素。每一個要素都影響到項目的成敗，不同要素之間也存在直接或者間接的關系，各要素相互關聯與影響的特性，決定了建筑工程項目要素集成管理的必要性。建筑工程通常強調質量、成本、進度三大目標，但是隨著建筑工程項目管理的逐漸完善與發展，安全與環境這兩個目標的重要性日益凸顯，出現“以人為本”、綠色建筑等理念。“BIM+”模式幫助實現進度、成本、質量、安全、環境這5大要素的集成管理，“BIM+施工模擬”通過提前模擬施工，找出施工中的沖突點，調整工序、工法、施工下料、人員配備、施工機械等，制定既有條件下的最佳施工方案，改善施工誤工現象，保證工程項目按期完成，提高施工管理效率，有效控制施工成本，贏得更多利潤。“BIM+VR”應用于安全教育當中，增強員工安全意識；應用于營銷中，加強用戶體驗感。“BIM+性能分析”對日照、風環境、熱環境、聲環境等進行模擬，有助于建筑可持續發展，營造舒適的環境。

2.4 信息集成管理

信息維，即信息管理過程。信息管理是人類利用現代信息技術，對信息進行計劃、組織、領導和控制，以期實現對信息資源的有效開發和利用，即人對信息資源和信息活動的管理[6]。信息管理過程包含信息收集、傳輸、加工和存儲。以收集的原始數據為基礎，由專業人員將其添加或者更新到信息系統當中，通過特定軟件對原始數據進行加工處理，得到建筑工程項目需要的工程量、成本、進度計劃等信息，供使用者提取。項目各個階段的信息構成情況（如表1），反應了建筑工程中的信息數量龐大、類型復雜的特點，增加了信息管理的難度，影響信息管理的有效性，決定了信息必須采用集成化管理的模式。

3 基于BIM的建筑工程項目集成管理框架

建筑工程項目四維集成管理將分離的各個階段統籌起來，將分散的各個參與者聯系起來，將多樣的目標統一起來，將復雜的信息協調起來，達到各種資源優勢互補，聚合放大的效果，最終實現項目整體最優。基于BIM的建筑工程項目集成管理，是以BIM技術平臺為依托，集成建筑工程全生命周期、全人員參與、全工程目標和全信息化的管理模式。首先，過程集成項目決策、勘察與設計、施工、運營和拆除或改造五個階段，強調從全生命周期角度出發管理建筑工程項目，保證管理的連續性。其次，理念集成進度、成本、質量、安全、環境五大要素，強調多目標的一致性，保證目標實現的高效性。再次，組織集成業主、勘察方、設計方、施工方、監理方、供應方、運行維護方和政府等參與者，基于BIM平臺協同作業，共享工程項目信息資源，保證溝通的有效性。特別強調的是，全生命周期、全工程目標和全人員參與都離不開信息，信息管理滲透到項目各方各面，是集成管理的基礎和紐帶。一方面信息是從項目各階段獲取的，并被用于實現項目目標；另一方面，信息通過BIM技術平臺與各參與方建立聯系。最終，基于BIM平臺，在集成管理基礎上將時間維、主體維、要素維和信息維協調起來，構建基于BIM的建筑工程項目集成管理框架（如圖2），為BIM技術與集成管理的綜合應用提供借鑒。

4 結語

基于BIM技術的四維集成管理框架，統籌項目全生命周期、全人員參與、全工程目標和全信息化，并充分利用BIM技術的優越性，能夠提高項目管理水平，達到項目預期效率和效果，為在建筑工程項目中綜合運用BIM與集成管理理念提供借鑒與指導。管理框架提供的是一種思路，具體實現過程還需要進一步細化與研究。

參考文獻：

[1]張飛漣，郭三偉，楊中杰.基于BIM的建設工程項目全壽命期集成管理研究[J].鐵道科學與工程學報， 2015，12（3）：702-708.

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[3]李明瑞.基于BIM技術的建筑工程項目集成管理模式研究[D].南京：南京林業大學，2015.

[4]徐武明，徐玖平.大型工程建設項目組織綜合集成模式[J].管理學報，2012，09（01）：132-138.

[5]張國宗，張丹，邱菀華.大型工程項目全壽命集成管理理論與應用[J].科技進步與對策，2013，30（23）：6-9.

[6]石共文.信息管理的倫理向度[D].長沙：中南大學，2014.