BIM在建筑工程管理中的應用研究

石彥聰

（鄭州工業(yè)應用技術(shù)學院，河南 鄭州 451150）

1 BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)的全稱為建筑信息模型（Building Information Modeling），是建筑學、工程學及土木工程的新工具，是來形容那些以三維圖形為主、物件導向、建筑學有關的電腦輔助設計。廣義上，除三維圖形和物件導向之外，基于BIM技術(shù)進行的二次開發(fā)與功能實現(xiàn)并為建筑領域服務的技術(shù)形式均可歸類為BIM技術(shù)。BIM并不是特定平臺和軟件的名稱，而是一大技術(shù)類型，隨著技術(shù)的發(fā)展與行業(yè)的探索，已經(jīng)有了多種BIM平臺和應用軟件，以建筑三維模型為基礎，對建筑設計、工程預算、分項深化等提供輔助服務。

建筑工程的管理過程是指對質(zhì)量、安全、進度、成本等綜合管控的過程，通過工程管理使建筑需求得以實現(xiàn)，在施工質(zhì)量，施工安全和成本指標方面達到目標需求，將建設方的施工方案順利落地。在整個管理過程中會有著較多的不可控因素影響，也通常是工程項目全流程中最易出現(xiàn)問題的階段。BIM技術(shù)在建筑工程管理中進行應用，能夠優(yōu)化當前建筑工程管理中的多種問題。

2 BIM技術(shù)在工程管理中應用的必要性與可行性

近年來對于BIM技術(shù)在建筑工程行業(yè)的應用已經(jīng)逐漸普及，但大部分應用場景仍停留在工程設計階段與造價管理階段，但在工程過程中的管理應用較為少見。而BIM技術(shù)的多種優(yōu)勢和現(xiàn)行能力，在工程管理中進行應用是可行的，且有必要的。基于BIM技術(shù)自身特點和優(yōu)勢，可得出以下必要性原因：

（1）準確性。BIM技術(shù)的應用是通過計算機平臺實現(xiàn)的結(jié)合，多種先進的應用軟件，對工程項目管理進行輔助，所依賴的數(shù)據(jù)來源也是工程設計方案的原始數(shù)據(jù)，在此過程中也不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤和誤差。換言之，通過BIM技術(shù)所建立的建筑信息模型與建筑真實情況是完全相符的，在高準確度的建筑信息模型上展開各項工程管理工作，將更具實際意義，也能減少因數(shù)據(jù)錯誤或誤差帶來的管理問題。

（2）直觀性。BIM技術(shù)在工程管理中的應用均依賴于建筑的三維模型，通過三維模型展開各項工作，更具有直觀性。建筑的施工階段所參與施工的管理人員及工人通常不具備完全識讀二維圖紙的能力，這不僅會給質(zhì)量管理帶來難題，同時會增加各項工作在開展過程中的溝通成本。結(jié)合BIM技術(shù)，輸出直觀的建筑模型，依賴于該三維模型開展各項工作，能夠有效避免各項問題。

（3）全面性。BIM技術(shù)作為綜合性極強的建筑相關工具，能夠?qū)⒔ㄖ芾磉^程中涉及到安全、質(zhì)量、材料、進度、成本、人工資源等所有指標集合在同一信息模型當中，依賴于該信息模型展開各項工程管理工作，能夠完全取代傳統(tǒng)意義上的施工方案及施工組織設計，同時對資源投入和成本分析提供參考依據(jù)，也能對工程的綜合運營情況與風險控制提供解決方案。這種全面性是其他技術(shù)無法做到的。

（4）經(jīng)濟性。BIM技術(shù)在工程管理中進行應用，對工程項目的經(jīng)濟指標具有促進作用。通過技術(shù)應用使質(zhì)量管理、安全管理趨于簡單，對工程項目的進度控制和資源投入能夠進行數(shù)據(jù)量化管理，對前期成本分析、過程中造價管理、后期成本復盤也都能通過專門的軟件平臺完成。這種信息化的建筑全流程管理，對工程項目經(jīng)濟指標的優(yōu)化而言是有極大促進作用的。而BIM技術(shù)自身的應用并不會提高工程管理成本，也不會影響工程項目開展。

3 BIM在建筑工程管理中的應用

3.1 前期應用

（1）二維施工圖審查。在建筑工程的設計階段，最終的設計方案往往以二維施工圖紙的形式進行輸出，這種方式雖然專業(yè)且明確，也有助于多個平臺之間的交流與傳遞，但二維施工圖所展現(xiàn)的方案并不直觀，對于不同設計方所提供的圖紙，其精確性與合理性也無法完全驗證。通過BIM技術(shù)，將二維施工圖轉(zhuǎn)化為三維建筑模型，能夠把結(jié)構(gòu)設計、建筑設計、外觀設計等所有設計方案整合在同一個模型之中，與此同時可驗證施工方案的尺寸構(gòu)造與構(gòu)件之間的連接方式是否合理，同時能夠通過三維的施工方案來驗證是否滿足現(xiàn)場要求，也可直觀地與建設方進行需求溝通。

在該階段引入BIM技術(shù)，能夠大大降低建設方與施工方之間的溝通成本，通過三維模型進行交底和細節(jié)確認是更直觀且具體的，并且將多個方案整合在同一個模型中的形式，也有助于方案的整體審查，從而對工程外觀、細部構(gòu)造、尺寸等因素加以明確。在該階段應用BIM技術(shù)能使二維施工圖的審查工作更具體、更科學。

（2）成本預測與分析。大部分工程項目在管理的過程中均需要考慮成本的問題，一方面是為了提高項目運營的利潤，另一方面也能夠促使施工企業(yè)的健康發(fā)展。在工程項目進場施工前，需要進行成本測算工作，傳統(tǒng)的成本預算是由人工通過對工程量進行一一分析，而后再組價，最終得到相應預算，這種方式原理簡單，但往往得到的預算誤差是比較大的，究其原因就是對照二維圖紙，在進行預算的過程中會忽略較多的細節(jié)。BIM技術(shù)并不具備直接進行成本預算與管理的形式，但可通過模型的建立來估算材料的使用，同時對各個材料、設備的施工和安裝過程進行預測，從而得到每一工序中所使用的材料種類、數(shù)量以及人員工費等。

（3）施工場區(qū)平面布置。對施工場地進行合理的平面布置是十分重要的，這也是在工程管理中通常被忽視的問題。對于各個區(qū)域的合理設置，能夠使未來的工程開展更為簡單，減少材料的頻繁搬運和相關設備的移動，同時優(yōu)化現(xiàn)場各個分區(qū)的位置，使現(xiàn)場的材料堆放場地更為充足，作業(yè)位置更為廣闊，將現(xiàn)場的危險作業(yè)與普通通報分離開來。施工廠區(qū)的布置工作所涉及到的影響因素是復雜而多變的，若不借助BIM技術(shù)，很難對施工的全過程進行模擬，就無法對施工場區(qū)開展全面長久地布置。通過BIM技術(shù)，能夠模擬工程項目的全過程，在工程開工前即可知悉，各個位置對施工廠區(qū)布置帶來的影響，從而實現(xiàn)科學的平面布置工作。

3.2 施工階段應用

（1）專項工程深化。對于一般工程項目而言，往往有多個專業(yè)分項工程構(gòu)成，而各個分項工程在整體的設計方案中通常不會展開專項深化設計，均采用由分包單位自行深化設計的形式。這種設計形式雖能夠使專業(yè)更加垂直，設計方案更加完善，但由于不同單位對同一工程項目的各個部分展開設計工作，最終可能會出現(xiàn)設計方案沖突或工程交叉位置處理不當?shù)那闆r。引入BIM技術(shù)，可將深化后的方案直接同步在三維信息模型中，從而能夠很好地規(guī)避這個問題，使各個分項工程的設計方案均能夠與現(xiàn)場相符，同時在施工前即可發(fā)現(xiàn)不合理的地方與交叉位置。

（2）進度展示與工程量計算。在工程項目開展的過程中，對工程量進行精準計算，一直是一個較為困難的問題，無法得到精確的工程量，對項目進度就無法進行精準的預估，從而會帶來一系列問題。BIM技術(shù)中建立與實際施工相符的信息模型，同時在施工的過程中將現(xiàn)場進度進行實時追蹤，就能夠精確而直觀地將施工進度進行展示，同時計算已經(jīng)完成的工程量，以便于其他工作的開展。在整個過程中，還可對各個工程工序進行分別計算，對進度款支付、勞務付款等工作提供有力的參考依據(jù)。

（3）材料設備進場統(tǒng)籌。工程項目在開展過程中，對材料和設備進行規(guī)劃與統(tǒng)籌是十分必要的，一方面能夠合理控制現(xiàn)場材料的存放，避免大批量存放，導致材料失效或存放成本升高，另一方面根據(jù)實際需求安排材料和設備進場也能夠合理控制成本。通過BIM技術(shù)，能夠?qū)ΜF(xiàn)場的進度進行實時管理，從而明確后續(xù)施工中所需要的材料與設備，還可結(jié)合實際施工效率，對所需的材料設備數(shù)量等資源進行初步統(tǒng)計，以此為參考，使材料設備的進場統(tǒng)籌工作更加科學完善。

當前BIM技術(shù)在資源統(tǒng)籌方面的應用已經(jīng)較為成熟，在前期對信息模型內(nèi)的數(shù)據(jù)進行匯總與完善，對每個部分所應用的材料規(guī)模和種類進行明確，而后再通過進度的追蹤即可利用BIM平臺直接進行材料要貨、設備租賃等操作，再結(jié)合施工組織設計與成本管控，能夠使材料和設備的進場得到完善統(tǒng)籌，相比于過去人工估算的方式，可大大減少材料堆積或材料斷貨等情況的發(fā)生，使設備的租賃周期合理化。

（4）技術(shù)交底輔助。為了保障施工質(zhì)量明確施工技術(shù)要點，在每項施工工作開始前均需要進行技術(shù)交底工作，所面對的對象是一線施工工人，通過技術(shù)交流的形式，能夠使施工工人明確技術(shù)要點，掌握正確的施工流程。使用BIM技術(shù)，將即將施工的工程轉(zhuǎn)化為三維模型，并通過該三維模型開展技術(shù)交底工作，對于專業(yè)水平參差不齊的一線施工工人來說，利用三維模型進行教學，是更加直觀且有效的。同時三維模型所展現(xiàn)的工程內(nèi)容與實際施工內(nèi)容一致，相比于過去的網(wǎng)絡動畫視頻或教學類視頻而言也更具直觀性。

3.3 施工后期應用

（1）反向建模工程質(zhì)量檢測。反向建模指的是通過圖像采集與圖像處理的形式將施工完成后的建筑物生成建筑模型，而后將生成的建筑模型與設計方案模型進行對比，即可知悉工程的施工細節(jié)是否正確。反向建模技術(shù)對于鋼筋工程、水電管網(wǎng)工程等驗收較為復雜的工程形式而言是十分方便的，比起人工驗收準確率更高。通過BIM技術(shù)能夠清晰地得知施工質(zhì)量是否達標，若存在問題，也能直接定位問題所在。

（2）項目運營復盤。全流程通過BIM技術(shù)進行管理的工程形式，在項目施工完成后進行運營復盤是便捷且直觀的，同時對于輸出的數(shù)據(jù)能夠快速歸納和處理。若工程項目全程使用BIM平臺進行管理，則能夠記錄施工過程中的所有細節(jié)，項目完成后還能夠進行全流程的復現(xiàn)，以此來明確項目運營是否存在可優(yōu)化的內(nèi)容，對項目運營復盤與總結(jié)起到重要的輔助作用，為未來工程管理的完善提供參考。

4 BIM技術(shù)在建筑工程管理中的應用阻礙

BIM技術(shù)雖具有多種顯著優(yōu)勢，在上文中對其在工程管理中的實際應用也進行了全面介紹，但就目前的實際情況來看，對于BIM技術(shù)在工程管理中的應用仍是比較少的，通過資料查閱，結(jié)合自身經(jīng)驗歸納出以下幾點原因：

（1）BIM技術(shù)門檻高。BIM技術(shù)在建筑行業(yè)中雖已提出多年，但一直在我國的工程管理中，未進行大面積的實際應用，當前利用BIM技術(shù)實現(xiàn)工程項目全流程管理能力的企業(yè)并不多。就目前現(xiàn)行的工程管理而言，具有學習成本低、從業(yè)要求低的特點，尤其對于施工現(xiàn)場管理人員，由于龐大的人員缺口，對綜合專業(yè)水平要求并不高。對BIM技術(shù)的全面應用，需要過硬的專業(yè)知識，同時也需對工程項目有著清晰的認識，最大化發(fā)揮該技術(shù)的應用價值。而事實上，當前在工程管理行業(yè)尤其現(xiàn)場管理的相關人員并不具備完備的技術(shù)能力，這也導致了BIM技術(shù)在工程管理過程中極少應用。

（2）當前交互性較差。建筑工程管理除工程施工階段的管理外，還包含其他多種工作類型。項目開展初期需由建設方和決策方開展工程設計與決策的相關工作，施工階段對設計方案進行識讀與優(yōu)化，并根據(jù)施工需求進行材料采購、勞務分包、設備租賃、團隊組建等一系列工作，這些工作是具有關聯(lián)性的，而上文中所提及BIM技術(shù)的多種交互性優(yōu)勢是建立在工程項目全流程利用BIM平臺進行管理的模式下，而當前由于技術(shù)并未全面普及，也存在交互性差的局限性。以工程造價和工程設計為例，若設計階段并未采用BIM技術(shù)，則在造價階段仍需進行圖紙識別與設計方案分析，而后再建立相關的建筑信息模型，這樣相比于傳統(tǒng)的工程造價，已無明顯優(yōu)勢。

（3）施工現(xiàn)場的多變性。上文中對BIM技術(shù)在施工管理過程中的應用均處于理想化狀態(tài)，在工程的實際開展階段施工現(xiàn)場具有多變的特性。以外墻保溫工程為例，在設計階段僅會確定保溫板的厚度來滿足建筑項目的節(jié)能需求，但在實際施工過程中，對于轉(zhuǎn)角位置、女兒墻位置等特殊部位的保溫并無法做到厚度完全一致，若利用BIM技術(shù)對某一細節(jié)進行更改，則會使整個工程管理中涉及到的成本、進度、工程量一系列數(shù)據(jù)被變更，這種牽一發(fā)而動全身的管理形式是BIM技術(shù)的優(yōu)勢，但這種特點并不利于現(xiàn)場管理。

5 結(jié)語與展望

BIM技術(shù)作為建筑行業(yè)的新型技術(shù)形式，目前在設計和造價方向已經(jīng)取得了較為廣闊的應用，文章對其在建筑工程管理中的應用展開研究，并以工程項目管理的全流程為主線，對其各個階段的應用進行明確。利用BIM技術(shù)能夠使工程項目管理更為完善，對質(zhì)量、進度、成本等指標的控制更為合理，是一種極具優(yōu)勢與發(fā)展前景的技術(shù)形式。

當前由于技術(shù)的局限性和施工現(xiàn)場的特殊性，也導致了BIM技術(shù)的普及存在一定困難，但對于分項工程深化、工程施工技術(shù)交底、現(xiàn)場場地布置等方面已經(jīng)能夠提供科學合理的技術(shù)方案。雖然當前在工程項目全流程管理中對BIM技術(shù)應用仍存在較多阻礙，行業(yè)內(nèi)的積極探索與技術(shù)的不斷完善，在未來會有更優(yōu)質(zhì)全面的BIM技術(shù)工程施工管理方案。