BIM技術在工程項目協同管理中的應用研究

安玉俠

摘要：工程項目生命周期長、施工復雜、管理因素多且信息量龐大，運用BIM技術協同管理可以實現全過程的信息傳遞和共享。通過Z4線項目案例分析，驗證BIM技術在工程項目協同管理中的高效性和優越性，為未來工程項目管理理論及實踐發展提供借鑒。

Abstract： The project life cycle is long， the construction is complex， the management factor is fuzzy and the information is so large. The use of BIM technology to manage can realize the whole process information transmission and the sharing. Through the case analysis of Z4 line project， this paper verifies the efficiency and superiority of BIM technology in the collaborative management of engineering projects， which provides references for future construction projects management on theory and practice.

關鍵詞：BIM；全生命周期；信息共享；協同管理

Key words： building information modeling；total life cycle；coordinative management

中圖分類號：TU17 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）31-0034-03

0 引言

為了更好地滿足我國建筑業綠色可持續發展的標準，需要合理地應用BIM技術，為建筑業的發展提供一定的空間數據管理、空間信息技術，建立起科學的項目全生命周期管理模型，為日后低能耗建筑業的發展，奠定良好的基礎。

工程項目協同管理模式是一種基于信息技術的新型高效的工程項目管理模式，基于系統化管理思想，綜合考慮了工程項目從前期決策到后期運營維護全生命周期中各參與方在項目執行過程中的動態關系以及項目全過程中信息的高效傳遞和數據共享，從項目整體出發，對工程項目實施全過程中的組織、要素、主體和信息進行系統科學性的管理，實現項目在質量、進度和工期等目標的全面優化。

1 國內外BIM應用綜述

BIM（Building Information Modeling），即建筑信息模型應用，是一種基于模型的建筑業信息技術。這種技術可以使建筑工程在其整個進程中顯著提高效率和大量減少風險。利用BIM技術可以改善項目產出和團隊合作79%，3D可視化更便于溝通，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。[1]

美國賓夕法尼亞州立大學在《BIM項目實施計劃指南》中，總結了BIM技術的的25個應用點。英國政府規定，為了實現節約成本20%的目標，到2016年，所有英國政府的建設項目都必須使用BIM。[2]新加坡規定大于5000平方米的項目須提交BIM模型；在日本，33%的施工企業已經應用BIM；韓國要求2016年前全部公共工程應用BIM技術。我國住房城鄉建設部在《2016-2020年建筑業信息化發展綱要》中提出“推廣基于BIM的協同設計，開展多專業間的數據共享和協同，優化設計流程，提高設計質量和效率。研究開發基于BIM的集成設計系統及協同工作系統，實現建筑、結構、水暖電等專業的信息集成與共享?！盵3]

BIM應用不僅具有廣泛性，近年來，BIM應用表現出一些新特征。BIM和地理信息系統（GIS，Geographic Information System）相結合成為BIM應用的新趨勢。GIS可以為BIM提供與地理分布有關的數據，如地質資料信息、氣象資料信息等建筑外部空間信息，支持BIM進行多種類型的應用分析。BIM可以給GIS帶來更多信息，擴展了GIS的應用，提升了GIS應用水平。隨著智能建筑、智慧城市的發展，BIM與物聯網（IOT，the Internet of Things）的結合越來越密切，除了在設施的施工階段可以應用物聯網來管理預制構件外，物聯網更大量的應用是在設施的安裝和運營階段。[4]基于可持續發展觀，BIM與集成管理思想相結合，協同管理項目各參與方和項目全壽命周期。通過管理價值鏈的整合與協同，為客戶提供可持續發展理念的全方位服務，也為企業提供了更多的市場與利潤空間?？梢灶A見，BIM技術在未來的全面普及和深入應用將為工程項目從規劃、設計、施工到運維、拆除的全生命期帶來巨大影響和價值。[5]

2 基于BIM的協同管理平臺

基于BIM的項目協同管理平臺有利于信息的充分交流和不同參與方的協商，還可以改變信息交流中的無序現象，實現信息交流的集中管理與信息共享。

建設工程項目全過程中有眾多的參與方，主要包括業主、設計方、施工方、監理方、運營方、供貨商以及建設管理部門。不同參與方在建設項目全過程中職責和作用不同，因此需要和產生的信息也不同。BIM協同管理平臺提供了一個讓各參與方進行信息交流的虛擬環境。各參與方的協同管理旨在通過運用BIM技術和計算機技術，結合集成管理理論，集成各參與方產生的各階段信息，進行參與方集成管理虛擬環境的構建。在這種虛擬環境中，通過信息集成管理平臺對用戶的權限進行設置，各參與方可以靈活地處理各自權限范圍內的工作信息，實現信息共享和協同工作。通過對參與方的集成管理，可以減少項目參與方之間的溝通障礙，提高信息的使用效率，降低溝通成本，保證項目的多要素目標的實現。

基于BIM的協同管理平臺不僅能夠實現項目各參與方使用同一個項目管理信息平臺協同工作，而且能夠實現工程項目各個階段之間的協同。

BIM協同管理平臺的應用覆蓋了從建筑設計階段到施工、運行維護整個建筑全生命周期。在設計階段，應用BIM協同管理平臺可以顯著減少設計圖中的缺漏錯碰現象，并且加強了設計過程的信息管理和設計過程的控制，有利于在過程中控制圖紙的設計質量，加強了設計進程的監督，確保了交圖的時限。

由于建筑設計質量在應用BIM協同管理平臺后顯著提高，施工方按照設計執行建造就減少了返工，從而保證了建筑工程的質量、縮短了工期。施工方還可以在這個平臺上對各個工種的施工計劃安排進行協商，做到各工序銜接緊密，消除窩工現象。施工方在這個平臺上通過與供應商協同工作，讓供應商充分了解建筑材料使用計劃，做到準時按質按量供貨，減少了材料的積壓和浪費。

BIM協同管理平臺還可以在建筑物的運營維護期使用，充分利用平臺的設計和施工資料對建筑物進行維護，直至建筑全生命周期結束。

基于BIM技術的協同管理平臺將項目進展過程中各個階段數據進行集成，通過參數化建模，形成了設計管理、招投標管理、施工管理等多個子模塊，并且實現了各個模塊之間數據的共享，提高了數據的利用效率，達到減少工程變更，方便運營管理的目的，從而提高了項目的信息化管理水平。

3 案例分析：Z4線BIM協同管理平臺的應用

濱海新區軌道Z4線一期工程由國家發改委批準建設，項目建設單位為天津泰達城市軌道建設開發有限公司，建設資金為287億元。Z4線一期工程線路北起濱海新區漢蔡路站，南至中部新城站，途經中部新城、于家堡、天堿商務區、開發區、北塘、中新生態城及漢沽。線路全長約43.7km，共設車站23座（地下車站10座，高架車站13座），平均站間距約1.9km。

建設運營方—泰達城軌公司在工程項目規劃、設計、施工、運營維護等全生命周期階段應用BIM技術。在規劃階段，基于BIM實現選線、定線可視化；管線綜合可視化；土地利用規劃可視化。在設計階段，應用重點是設計成果可視化交流、技術交底和設計協同，以及設計進度計劃管理等。在施工階段，基于BIM進行進度控制、質量控制、成本控制、安全管理等。在運營階段，基于BIM進行資產管理、設施設備維護和資源運營管理等。

濱海新區軌道交通Z4線一期工程BIM總體管理及技術應用包括：修訂及補充完善甲方已編制BIM應用標準相關文件；編制Z4線一期工程BIM總體實施方案；協助搭建BIM協同項目管理云平臺，各方基于BIM協同管理云平臺溝通協作；BIM技術在Z4線項目全過程應用點實施（換乘站和重點站疏散模擬、建筑性能和綠色分析、管線綜合碰撞、工程量復核、大型設備運輸安拆路徑檢查、空間優化布置、裝修效果仿真、施工模型移交、土建機電裝修關系分析、模型變更管理、造價輔助管理等）；協調BIM技術應用分包方在Z4線項目BIM工作，制定總體BIM實施進度計劃，階段性檢查分包方模型質量，定期召開BIM工作例會，編制模型驗收標準，匯總各分包方BIM應用成果；在施工階段指導、配合施工單位利用BIM技術來優化工程籌劃、控制工程里程碑節點，縮短建設工期，特別是機設備、綜合線施工與工期，提高項目施工質量，降低工程造價；項目竣工后，輔助業主方編制Z4線項目BIM技術應用成果文件，基于BIM協同項目理平臺標準化理體系，項目運維階段BIM技術應用點分析，平臺產品推策劃案。

項目基于天河建筑云，搭建了面向濱海新區軌道Z4線工程項目各參與方的BIM應用云存儲和云服務平臺，實現了全過程的集成化管理和精細化管理，提升了各專業間數據共享和工作協同效率。運用BIM技術，建立了Z4線建運一體化管理平臺，將各參與方在規劃決策階段就集中在同一工作平臺，基于同一BIM模型，進行彼此間的協同工作和信息共享，實現項目多要素的集成管理。實現了Z4線項目整體功能優化和價值提升及Z4線全壽命周期的目標。在項目的實施過程中采用BIM和現代信息技術，形成與建設規模相適應的精細化、可視化、一體化項目管理能力和水平，確保項目各項目標的實現。

目前，天津濱海新區Z4線一期工程項目正進行到施工階段，由于建筑設計質量在應用BIM協同管理平臺后顯著提高，施工方按照設計執行建造，避免了返工，保證了建筑工程的質量、縮短了工期。不僅如此，項目通過引入BIM技術，在工程項目前期建立BIM信息管理系統平臺，使業主、設計、施工等各參與方基于同一平臺進行信息的共享和工作協同，實現了工程項目協同管理。

4 結論

BIM在建筑工程中的直接應用不僅可以解決建筑工程在軟件中的描述問題，使設計人員和工程技術人員能夠對各種建筑信息做出正確應對，為協同工作提供堅實的基礎，它還將大大提高建筑工程的集成化程度，引領建筑業信息技術走向更高層次，將對建筑業的科技進步產生巨大影響。

BIM技術能夠實現信息共享，促進各成員間的協同溝通，有利于參與方建立共識。同時BIM技術可以將原本抽象的信息更加具象的呈現，使各方責任更加明確。需要注意的是BIM等信息技術雖然具有促進各方協調的作用，但需要保證各方在共同的溝通平臺上，避免人為設置信息割裂，同時應在整個項目執行過程中嚴格明確各方責任，避免因為參與者增多造成責任界面模糊。

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