BIM在工程項目中的精細化控制管理研究

唐國順　覃川　靳俊龍

摘要：近些年來，基于BIM的信息技術的在建筑工程項目的控制管理應用得到一定的拓展，在建筑產業占有著愈加重要的地位。然而，BIM技術在實際復雜工程項目管理中的全面實施不夠成熟和完善。本文先研究了BIM技術在工程中的應用特點與優勢，再通過確定建立BIM控制管理體系模型的步驟，構建了基于BIM技術的從技術架構到造價、設計、施工全方面的項目精細化控制管理體系，從而實現常態化的精細化工程管理模式。

關鍵詞：項目管理;BIM技術;模型建立;精細化控制

中圖分類號：TU17? 文獻標識碼：A???? 文章編號：2096-6903（2021）02-0000-00

0 引言

隨著我國城市化的不斷推進和社會經濟的持續發展，復雜的大型高層工程項目逐漸出現在城市當中。由于傳統的工程項目中存在著大量的不同工程階段以及不同專業間的碰撞與矛盾，會使整個項目的順利面臨許多困難。在現代化建筑科學技術中，BIM技術作為先進的技術理念為我國建筑行業的飛速發展提供了良好的契機，不僅優化了決策流程和成本控制，而且改變了傳統的項目管理模式、管理人員的管理觀念。隨著基于BIM技術的管理技術在我國建筑業的不斷發展，控制管理的流程化、規范化和精細化將會是大勢所趨。在信息社會的潮流中，BIM技術在建筑工程中的應用必將引領行業的再一次重大變革。

1 BIM技術

1.1 BIM的概念

BIM英文全稱為Building Information Modeling，稱作建筑信息模型。BIM技術集合了工程項目的完整生命周期內所有的相關信息，將整個工程項目的全部結構模型信息、建筑功能要求以及各個構件性能要求綜合到一個獨立的工程建筑模型中。此外，BIM也涵蓋了項目的施工過程、成本控制、運維管理等相關的過程信息。BIM技術能將建筑工程的幾何特性和功能特性進行數字信息表達，進而在建筑全生命周期中提供值得信賴的建筑信息資源共享的平臺。BIM技術在復雜的大型建筑工程項目中發揮著重要的實用性和經濟價值。

1.2 BIM技術的特點

BIM技術的實施體現出建筑信息集成和聯動的特點。BIM技術是以三維數字模型和參數化關聯技為基礎進行模型的創建。建筑工程的墻、柱、梁、門、窗等構件以及其他各個部分的相關數據信息都集中在統一的關聯數據庫，并且各個數據之間都存在內部參數關系。因此，在修改部分構件時，其他數據信息會隨之關聯性修改。此外，基于數字信息技術的BIM軟件系統在實施建模過程中也表現出極強的協調性、統一性。在BIM模型建立后，軟件可以即時導出平面圖、立面圖、剖面圖等各種建筑二維圖紙。BIM軟件系統構建了各種建筑工程項目數據之間實時的關聯，并且使用多模式的信息表達和數據傳輸途徑，進而為信息的實時同步提供了高效、快捷的共享環境。因此BIM的協調一致性能避免因時間和空間差異造成數據共享的偏差，使建設項目的設計與圖紙保持同步更新。

運用BIM技術能夠服務工程項目的整個生命周期的數據交換和共享。BIM可以將建設項目不同階段、不同專業類別的工作信息集成到一個單一的信息模型中。由于各種信息被全部保存并建立參數關聯，因此能一定程度上消除傳統設計中跨行業、跨階段的信息缺失，也減少行業隔離產生的資源浪費現象以及有效避免不同專業之間的碰撞和誤差。

2 BIM模型建立

2.1 MEP項目創建

工程項目的設計工作應作為一個整體看待，建筑、結構、給排水、暖通、以及機電等專業設計工作應當及時進行信息傳遞和共享。一般來說，給排水、暖通、機電等專業BIM模型的創建是以建筑模型與結構模型為基礎進行的。在建立管線系統BIM模型之前，首先應創建一個MEP項目，通過選定所需的樣板文件，實現建筑工程的每個度量單位等重要信息的設置。在進行構建工程項目的給排水、暖通、機電等專業管線系統BIM模型的同時，模型信息通過接口轉入到MEP項目的文件中，從而初步構建起該工程的管線系統BIM模型。與此同時，在工程出現項目變更設計要求時，MEP項目的文件能準確、快速地為暖通、給排水等專業設計師提供相關設計調整信息，大大提高項目設計管理工作的執行效率和設計質量。

2.2 管線系統BIM模型的創建

由于給排水、暖通、機電等專業中的管道數量多、排布復雜，因此建立準確可視的三維立體模型就顯得十分重要。運用BIM技術形成的三維空間模型能準確、直觀可視地滿足給排水、暖通、機電等專業的設計需求。構建的管線系統BIM模型能精確地展現管線的空間布局位置，以便工程師及時發現不合理的管線空間布局，進而提高了工程施工效率、保障了建筑的施工質量。

機電設備為給排水、暖通專業設備的工作提供動力。因此在構建管線系統BIM模型時，應在熟悉建筑不同區域功能以及建筑和結構BIM模型的前提下，將機電專業同給排水、暖通專業的三維模型進行全面校對，建立給排水、暖通等專業需要機電動力支撐的建筑位置處的機電設備間和管線排布的模型，同時為保障機電專業設備的順利安裝提供足夠的空間位置，為管線的鋪設預留孔洞。在完成各個專業管線系統BIM模型的構建工作后，這時首先需要對管線系統模型和建筑、結構BIM模型進行檢驗與校核，確保工程項目的管線空間位置與建筑和結構BIM三維模型之間不存在任何沖突。然后開展對給排水、暖通、機電等專業BIM模型的管線走向碰撞檢測工作，如果遇到沖突發生，應結合各個專業的設計要求進行分析調整，最終應滿足整個建筑的區域功能。

3 基于BIM的精細化控制管理體系

3.1 基于BIM技術的可視化應用的技術架構

基于BIM的可視化的技術在建筑工程項目的全生命周期中得到充分的應用，主要體現在建筑設計階段的可視化應用、設備管線檢測中的可視化應用、施工現場BIM技術的可視化應用等幾個方面，進而形成BIM的可視化應用的技術架構。BIM技術通過搭建三維協同管理平臺以及各方協同流程，實現為工程項目中各階段以及其參與方數字信息的集成與共享提供統一交流平臺。BIM的可視化應用技術很好地解決復雜大型工程管理存在的信息傳遞慢、資料共享效率低、溝通不及時等問題，提高了項目各參與方之間的工作效率。通過深化設計，優化管線排布，為項目后期實施做好了技術鋪墊，切實可行將BIM技術得可視化成果運用于實際的大型超高層工程項目中。

3.2 基于BIM技術的規劃設計管理

項目的規劃設計工作在傳統建筑規劃設計中表現出較強的專業性，不能形象直觀的展現設計信息。相比之下，基于BIM技術的相關軟件系統通過建立三維模型，將傳統的設計方案中的文字信息、指標內容以及平面圖等二維圖形立體化，給業主直觀地展示了項目的設計效果。同時，也為后期開展研討工作、快速高效地形成最優的項目規劃設計方案提供了極大便利。

初步設計、投資準備、技術設計、施工圖設計等是工程建設項目規劃設計階段中最主要的設計工作內容。BIM技術在工程項目中的規劃設計階段發揮巨大作用，充分利用BIM軟件系統的模型信息數據和綜合數據庫的相關信息，實現對各個設計工作管理的有效控制。基于BIM的規劃設計階段相比傳統建筑規劃具有以下優勢：（1）進行多專業協調工作、有利于提高施工圖質量;（2）在參數化設計的模型中，進行異形構件變更設計時，實現一處修改、處處同步更新，使設計變更的工作量大大減少;（3）利用建立的三維模型進行火災、地震等災害下的逃生模擬預演工作;（4）直觀可視地進行設備管線的設計查錯，開展各專業的碰撞檢測。

3.3 基于BIM技術的造價管理

采用手工計算工程量的傳統的造價管理方式具有不可避免的缺點：工作量大、計算枯燥繁瑣、很難按時完成統計任務、容易遺漏工程量等。由此可見，對于復雜的超高層大型建筑工程，傳統的造價管理方式已經不再適用。然而BIM技術的數字信息化造價管理方式憑借其準確性、協調性、一致性在大體量的工程項目中發揮出巨大的優勢。通過建立BIM三維模型，建筑工程項目各個階段的建筑材料性質、材料價格及工程量等數據信息都被記錄到數據庫中，根據本地工程量計算規則，基于BIM技術的軟件利用相關數據能準確處理工程量等信息。BIM模型是建立在參數聯動的基礎上的，并結合空間拓撲關系和布爾運算規則等算法，從而實現構件自動扣除工作。由此可見，在BIM信息技術時代，造價計量工作將會更加精確迅速，預算工作人員將不再沉浸于繁重的手算統計工作，而是關注詢價采購、風險分析、精確預算編制等其他更有價值的工作，并且使因各種人為因素而產生的預算錯誤大幅減少。

3.4 基于BIM技術的施工管理

在體型龐大、結構復雜、功能眾多的大型綜合工程項目中，基于BIM技術的施工管理在施工單位之間的協調管理具有重要作用。傳統的網絡技術圖存在自身的缺點和局限性：編制困難、表達形式抽象，不易進行工程項目進度的跟蹤，已不能更好地滿足日益復雜的建筑施工進度管理要求。運用基于BIM技術的軟件進行在施工前施工過程的虛擬仿真模擬，能夠有效地發現設計過程的錯誤、預知施工過程中潛在的沖突和風險。此外，還能通過不同施工技術方案可行性模擬分析確定最優方案，同時可視化地確定工程項目的施工周期。

利用BIM模型的仿真施工模擬和現場實際施工管理的有機結合來指導現場生產工作，解決目前建筑工程施工過程中面臨的一些難題。主要表現為以下內容：（1）根據BIM數據聯合庫，實現利用BIM三維模型和3D施工圖精確、可視地對現場的施工指導;（2）在施工階段，BIM技術與其他科學設備相結合，實現施工全過程跟蹤。比如，利用GPS測量儀、射頻識別技術、激光掃描儀器、互聯網等現代化技術聯合指導施工，以保證施工按時完工，同時避免在施工過程中出現重大事故;（3））基于BIM的施工管理技術在工程施工前能夠協調總承包商和分包商間的分工，減少施工過程的分歧，有效地進行工程的質量控制和進度控制。

3.5 基于BIM技術的運維管理

對于建筑功能多樣、規模大、體型復雜的工程項目，傳統的項目后期運維管理表現出管理協調性差、效率低下、信息封閉等特點。運用BIM技術制作竣工模型，便于后期運維管理。竣工模型是利用施工階段的建筑信息對BIM設計模型進行更新而形成的全專業模型，涵蓋了施工記錄、材料設備等相關信息。同時，項目所記錄的資料同樣會保存在服務器中，便于日后對該項目的查找和追溯，可以快速、準確地對工程各種資料進行定位。此外，竣工模型與互聯網進行搭接，方便運營維護管理者實現運行、管理、維護計劃的合理制定，并能夠快速了解日常維護過程中建筑設備的運行狀態，以便及時排除建筑設備問題，很好地降低了由于傳統運維信息傳遞不及時帶來的運維成本，提高了管理水平與管理效率。

4 結語

綜上所述，BIM技術是建筑行業領域現代信息化管理的一個突破性工具，能夠實現建設工程整個生命周期所有相關信息的集成、協同和共享。BIM技術在工程全生命周期的成熟應用將使設計、施工、運維等管理水平和管理質量得到極大提高。利用BIM技術與工程項目管理的結合使各方擁有對稱的信息，可以及時、準確的傳達指令，減少溝通的成本，實現項目精細化管理。基于BIM的精細化控制管理體系建立更高效的管理模式，能夠縮短建筑的設計周期，提升設計質量，實現項目全程管控、項目設計、BIM模型管理及與現場施工方有機協調。

參考文獻

[1] 劉亞靜，陳帆，陳愛珠，等.基于BIM的管理流程與組織結構及其對項目績效的影響研究[J].技術與創新管理，2016，37（6）：667-672.

[2] 李占倉，劉占省，徐瑞龍. IFC標準在建筑信息模型（BIM）技術中的應用淺析[A].天津大學.第十二屆全國現代結構工程學術研討會暨第二屆全國索結構技術交流會論文集[C].天津大學：全國現代結構工程學術研討會學術委員會，2012：6.

[3] 劉任峰.BIM技術在綠色公共建筑設計中的應用[J].無線互聯科技，2019，16（2）：133-134.

[4] 王鵬.淺析基于BIM 的建筑工程精細化管理[J].工程技術（文摘版），2016（3）：200.

[5] 張陽.基于國內BIM運維管理研究綜述[J].城市建筑，2020，17（30）：191-193.

Research on the Fine Control Management of BIM in Engineering Project

TANG Guoshun，QIN Chuan，JIN Junlong

（1.3rd Construction Co.， Ltd of China Construction 5th Engineering Bureau，? Changsha? Hunan? 410116;2.Chongqing University，? Chongqing400044）

Abstract： In recent years， the application of information technology based on BIM in the control and management of construction projects has been expanded and occupies an increasingly important position in the construction industry. However， the comprehensive implementation of BIM technology in practical complex project management is not mature and perfect.Firstly， this paper studies the application characteristics and advantages of Bim in engineering. Then through determining the steps of establishing BIM control management system model， the project fine control management system based on BIM Technology from technical architecture to cost， design and construction is constructed， so as to realize the normalized fine project management mode

Keywords： Project management;BIM Technology;Model building;Fine control