BIM助力全過程工程項目管理

楊吉清

BIM技術的初衷，是希望在一個數據庫化的模型上操作，當對該模型的一處進行修改時，所有圖紙都會自動地、實時地更新，從而實現數據共享、互相銜接在工程項目全生命周期的應用。但是經過多年的發展，BIM的目標已不再局限于此，同時它的技術原理（見圖1）邏輯也更加嚴密，演變成了系統集成。

圖1將BIM分解為模型、規則、數據、資源四個要素，并表達了四個要素的系統集成邏輯關系。它將工程項目劃分為整體模型、階段模型、專業模型三個層次，如設計階段、施工階段、運維階段等階段內的信息化內容屬于階段模型，而建筑、結構、暖通、給排水、電氣等專業內的信息化內容則屬于專業模型。此外，專業模型單獨做了一個分解，包含了專家知識、專業規則、專業數據和作業任務。

總體來說，BIM的目標就是鏈接各要素形成更集成系統的關系，按照對信息化體系的層級劃分，各個層面的目標在圖2中進行了描述。

BIM的價值

數據的結構系統化

BIM在數據之間建立系統性的聯系，其體現的價值為：①數據可計算能力的提升（可檢索、可分類、可追溯、更好地體現業務邏輯、更好地支持計算模型算法、更好地支持計算模型之間的數據轉換）；②數據冗余度（數據重復的次數）降低；③數據粒度（數據精細度）可分級管理等。

以往的信息化軟件工具開發過程考慮更多的是軟件內部數據的結構化，較少考慮與外部整體的數靠結構化，導致了信息孤島現象。當然，信息孤島現象一方面是軟件技術（數據結構化程度低，無法進行有效數據轉換）造成的；另一方面也是管理制度各自為政造成的。為了避免信息孤島現象，我們需要雙管齊下，同時在軟件技術層面與管理制度層面解決相應難題。

資源的集成共享化

與數據相比，信息資源這個概念要更豐富，文字、數值、圖像、表格、聲音、影像都可以稱為信息資源。BIM信息集成的本質是建立信息之間的聯系，只是與數據的結構系統化相比，是一種更弱的聯系，其體現的價值為：①分類管理，提升信息的分類管理能力；②權限管理，提升信息的權限管理能力；③安全管理，提升信息的安全管理能力；④共享管理，提升信息的共享管理能力。

知識的沉淀功能化

企業在業務活動中積累起來的知識如果不被記錄整理、總結提升，固化成為企業甚至行業的知識數據庫，那么這筆企業財富很容易因為人員的流動而丟失。新員工的培訓與成長如果不是建立在有效的企業知識數據庫基礎之上，周期會很長，企業為此付出的成本也很高昂。同時，相應的業務效率也難以產生量變到質變的爆發性提升。

筆者在日本工作期間，通過企業的OA系統可以快速查閱到企業從誕生之初到現在的所有會議信息、周工作報告、技術信息，為筆者快速了解企業發展狀況、各款產品的開發歷程、有效利用企業開發資源提供了巨大幫助，使得筆者快速融入企業的業務活動。而筆者在其他信息化程度低的企業雖然工作了很長時間，但依然無法窺探企業全貌，無法了解如何尋找相關工作資源、提高工作效率，無法自主地與其他員工建立很好的協同作業關系。

交互的三維虛擬化

在BIM三維可視化虛擬空間環境下作業給我們帶來的價值有：降低空間想象能力，視覺更加直觀，與人溝通起來更加通暢，空間幾何的自動計算幫助我們找出設計錯誤等。

管理的協同平臺化

實現管理的協同一體化是管理的常識，但是由于缺乏有效的數據支撐與技術支撐，真正意義上的業務管理協同一直都沒有在建筑行業實現。BIM為建筑業的業務協同提供了數據支持與技術支持，為業務之間的銜接提供了必要且充分的數據，同時提供了模型空間集成技術、時序集成技術和信息集成技術等技術支持。

經營的決策大數據化

項目經理承包制與“掛靠”是建筑業高速發展期行業管理采取的資質限制手段，同時也是因為在行業缺乏足夠強大技術管控手段的大背景下，企業為了快速發展，不得不把項目管理人才放出去，依靠各個項目經理的個人能力來爭奪市場份額。有能力的項目管理人才由于缺乏相關必要的資質，也無法脫離企業總部而獨立。

但我們必須看到，不管是企業，還是項目經理，項目做多做大了，都會面臨集約化經營的管理困境。如何集中有限的資源做好更多的業務，是集約化經營的核心課題。而集約化經營需要數據支撐和技術工具支撐，在充分、準確的數據基礎之上，相關集約化管理技術才能發揮威力。這就是BIM技術在經營集約化方面的價值所在，即讓決策基于大數據。

BIM的應用

通過應用于全過程工程項目管理，BIM技術可加快設計進度，縮短項目工期，減少成本支出，提高設計質量與施工質量，提升對建筑項目的品質控制能力，為后期建筑運維管理創建完整的建筑大數據，從而提升精細化項目管理能力。具體來說，BIM技術在全過程工程項目管理中主要體現四個方面的能力。①監審。BIM應用管理能力，運用BIM審核技術監審各參建方的工作。②控制。BIM模型管理能力，運用BIM信息模型控制各參建方的工作。③協調。項目溝通管理能力，運用BIM集成技術協調各參建方的工作。④服務。項目數據服務能力，運用BIM模型數據服務各參建方的工作。

BIM技術可以為全過程工程項目管理提供技術支撐、數據支撐和平臺支撐，并實現以下目的。

（1）向業主提供更清晰、更完整的設計資料。

（2）加快報審、報批進度，縮短設計進度，并能使設計質量更加優化，從而通過政府主管部門的審批，獲得政府各個階段的核準所頒發的許可。

（3） 發現設計缺陷、遺漏和錯誤。

（4） 獲得最佳的優化設計與采購方案，提高物業舒適度與品質。

（5） 對各種綜合布線、布管道、預埋件、留口留洞進行審查與碰撞檢查，減少二次施工。

（6）減少施工現場施工過程中機械設備、車輛的沖突。

（7）減少各專業深化設計與設計院設計資料的碰撞。

（8）更有效地論證復雜的施工組織的安全，并以此提高現場質量控制、安全控制、進度控制的管控能力。

（9）對深基礎（逆作法施工）、超高層（鋼結構吊裝）特殊工法、流程等專項施工進行模擬、論證并實施動態監控，提升對專項施工的管控能力。

（10）對造價計量、成本分析、資金安排計劃、中期進度付款等投資控制提供可靠、便利的條件。

（11）對工廠制作的成品進行精細化的落料、加工、現場安裝管理，以減少現場的材料損失，提高安裝工作效率。

（12）生成各類涉及項目物業管理的BIM信息模型，提升物業運維品質。

（13）建立運維大數據庫，提升檢測、維修的管理能力。

（14）為招商、招租、營運及二次改造提供全面、清晰、詳細的BIM信息資料，提升建筑設施的檔案管理能力。

BIM的實施方法論

根據多年的研究，筆者針對全過程工程項目管理制定了如下BIM實施方法論（見圖3）。

第一階段：調研策劃，轉變思維，樹立方向。企業管理層進行理念的學習，同時考察行業代表性企業，明確企業現狀與發展需求，制定發展目標，策劃發展方案。

第二階段：實踐推廣，積累體驗，推廣經驗。企業抽調各層次學習能力強、學習欲望強、時間充裕、年輕的技術和管理人員組建BIM小組，學習吸收行業當前成熟的BIM技術、應用及管理制度，掌握一定的軟件操作技能，并應用于試點的實際工程項目。在試點項目后期，把實踐期積累起來的經驗與知識進行整理及提煉，在企業內部進行培訓推廣。

第三階段：市場開拓，BIM助力，獲取項目。根據“十三五”規劃，未來五年全國各地都將開展大面積的城市地下空間、地下綜合管廊、海綿城市和智慧城市的建設。這些公共工程已經對BIM技術的應用提出了需求，經過前期BIM技術與應用經驗的積累，BIM技術可以助力企業獲取更多項目。

第四階段：業務延伸，BIM助力，挖掘價值。全過程工程項目管理單位最有條件獲取項目完整的設計、施工、材料、設備等方面的資料，如果有意識地將項目相關信息、數據集成管理起來，在后續的公共基礎設施管理、運營、維護、翻新工程中，就可以建立競爭壁壘。開發建筑設施信息化運維業務可以成為企業新的業務增長點，同時，企業建立并強化建筑設施信息化運維解決方案的能力，也有助于獲取更多的全過程工程項目管理業務。

第五階段：體系完善，系統研究，完善體系。結合試點項目實踐期暴露出來的問題，如BIM技術不成熟、BIM與企業具體業務及管理機制不匹配、各參建單位現場一線提出新型BIM應用需求等，企業建立更完整、更靈活、更符合建設工程項目實際的BIM項目管理實施體系。

第六階段：平臺打造，建設平臺，夯實基礎。隨著運用BIM技術能力的提升，企業需要采購或定制開發企業級BIM應用項目管理平臺，提升項目管理能力，這也是打造企業技術實力與管理實力品牌的需要。

第七階段：管理優化，制定制度，優化組織。結合BIM技術的特征，企業針對自身的具體問題開展工作方式、管理模式甚至商業模式的創新工作。同時，企業建立BIM實施細則和BIM項目管理標準，優化企業組織架構及管理模式。

第八階段：模式創新，合縱連橫，協同創新。在掌握了必要的BIM技術，進行了必要的管理方式改革的基礎上，企業開展設計、預制、施工一體化模式研究與實踐工作，創建、聯合或者整合相關設計院、加工廠、專業施工單位、新型建筑科技企業等資源開展新模式下的企業協同，最大化體現全過程工程項目管理的價值。

需要注意的是，以上八個階段可以并行推進，但是從整體上說，只有前面幾個階段的工作做扎實了，后面的工作才會進展順利。