基于BIM技術的工程項目管理系統及其應用研究

寇美俠 武漢城市學院講師

建筑施工工程是建筑行業中較為復雜、變化較多的工作之一，導致工程的項目管理具有極大的難度。在項目管理中需要兼顧工程各方的利益和建議，并對施工的各個環節，包括成本、工期、質量等進行嚴格把控和管理。在傳統的工程項目管理形式中，相關工作人員需要做大量的工作，消耗大量的時間和成本，結果還有可能不理想，而BIM 技術的應用為工程項目管理帶來了新方式。

1 BIM 技術的概念及發展

BIM 技術又稱為建筑信息模型，是虛擬設計與施工體系相結合的技術。在使用BIM 技術的過程中，主要是利用計算機系統結合信息技術和三維立體成像技術建立針對工程項目的三維立體模型，并將此模型用于建筑工程中工程施工規劃的整體設計、施工過程中的監管工作以及后期維護維修等全部涉及的環節，對工程進行全方位、全周期的管理。設計方、施工方、材料設備方、檢修方、甚至是業主方都可以將BIM 技術作為參考依據。BIM 技術可以將建筑工程在不同時間內、不同施工面、不同專業類型的信息進行整合，在建筑信息模型中進行呈現和共享，是建筑施工過程中管理人員和施工人員提高工程質量的重要系統依據[1]。

BIM 技術最早應用于美國，在20 世紀90 年代就已經出現。2009 年，美國建筑業前300 強的企業中，80%以上應用了BIM技術，得到大力的推進，BIM 技術取得了快速發展。緊隨其后的歐洲各國和日本也開始廣泛應用BIM 技術，并在建筑行業中大力推廣此技術。我國正式引進BIM 技術是在2003 年，開始是部分設計公司和培訓型機構嘗試應用該技術。隨著信息化時代和建筑行業的不斷發展，我國政府也逐漸開始鼓勵廣泛使用和推廣該技術，BIM 技術也在一些專業學者的研究下不斷完善，未來發展前景十分廣闊。

2 基于BIM 技術的工程項目管理系統的優勢

基于BIM 技術的工程項目管理系統不僅可以有效實現所有數據與模型之間的雙向聯系，還可以實現資源和信息的共享和交換。該系統在業務管理、決策制定和工程控制等方面發揮重要的作用，可以實現對施工過程的實時監督和控制，形成完整的工程項目信息報表。

2.1 實現信息共享

BIM 技術應用在工程項目管理系統中可以改變傳統管理模式，為施工前期的決策提供參考依據。通過建筑信息模型可以考慮信息的動態變化，比如在施工項目管理工作中，還可以更便捷地查找信息、收集信息，保障信息的時效性和精確性，有效減小在材料需求、施工進度以及成本等方面的預算誤差。并且BIM 技術會隨著工程的進行隨時更新信息，施工人員和管理人員可以將建筑信息模型作為參考，能夠大大提高施工效率。

2.2 遠程協作管理

建筑工程項目管理是一個多方面參與的過程，其管理形式非常復雜，在項目管理過程中需要對成本、設計、進度、安全等多方面進行嚴格管理，而在這其中又涉及施工單位、業主、承包方等多方面的利益和需求，各方的職責不同，利益也不同，在項目管理中很容易產生不一樣的想法。在實際的建筑工程中，通常具有規模較大、消耗時間較長的復雜環節，很少能夠真正做到各個環節每一方都溝通到位。但是使用BIM 技術可以有效解決這一問題。通過BIM 技術，各方可以隨時監測施工情況，并且針對施工情況隨時進行遠距離的溝通管理工作，確保項目管理工作更加順利地進行[2]。

2.3 減少返工情況

由于以上兩種優勢的存在，BIM 在施工各階段都可以保證滿足業主方面的需求。例如在設計階段，設計院可以將建筑信息模型呈現給業主，業主針對模型提出自己的意見，然后設計院再根據業主的意見提供更改方案。在施工之前就提前溝通好，以免在施工開始后出現返工的情況。在BIM項目管理下，施工單位必須考慮到業主和監理的意見，不容有虛假的情況發生，這對施工的質量是一層保障，同時可以減少返工情況的發生。

3 基于BIM 技術的工程項目管理系統的整體應用情況

目前，BIM 技術在工程項目管理系統中的整體應用范圍正逐漸擴大，應用的功能也變得越來越強，在工程項目管理系統中實現了領域的突破。不僅在建筑工程中得以使用，而且在道路、橋梁等工程中也開始逐漸發展。它也不只是在工程項目管理系統中擔任施工管理的職能，而是向全面化的服務方向發展，功能性逐漸增加，可以服務于項目管理系統的各個環節，使各環節的參與者能夠獲取更加準確的數據信息，提高建筑工程的效率，同時各環節之間的交流更為流暢，工程項目管理系統更加完善，提升了整體管理效率。通過模擬現場實際情況，BIM 技術還能夠作用于對施工方案和施工情況的管理工作，確保施工的質量，管理功能更為全面，包括對施工設計、施工質量、施工成本以及施工進度等全方位的管理。基于BIM 的工程項目管理基本流程情況如圖1 所示

圖1 基于BIM 的工程項目管理示意圖

4 基于BIM 技術的工程項目管理系統的具體應用

4.1 成本方面

在當今建筑行業市場競爭如此嚴峻的情況下，項目成本的有效控制是各施工工程都需要注意的，也是工程項目管理需要加強重視的一點。通常來說，施工項目的規模越大、時間越長，項目成本的預算誤差就會越大，這是因為工人和材料費用會隨著時間出現一定浮動，造成對施工成本無法控制的情況。這個時候就容易超出預算，使業主、監理、施工單位等多方面產生分歧。基于BIM 技術的工程項目管理系統，可以對項目的成本控制變被動為主動。在操作過程中，只需要將工程的信息輸入到建筑信息模型中，BIM 技術就可以自動計算出工程情況。針對各環節生成的成本預算，施工單位只需要在檢驗無誤的情況下，嚴格按照建筑信息模型給出的針對各個施工環節的成本預算進行施工，就可以有效控制項目的成本。這一應用在實際工程項目管理中也得到了很好的效果[3]。

4.2 物料方面

在工程項目管理中，物料方面的管理是十分重要的組成部分。物料管理的質量既能決定整個施工工程的質量，又能夠在一定程度上實現成本的有效控制。將BIM技術應用在工程項目管理系統中，不僅可以實現物料管理過程的簡單化，還能替代傳統的人工管理方式。施工人員可以將施工過程中所需的全部物料進行分類處理，并將對應的二維碼放在相應的位置上，相關人員通過掃描二維碼就可以直接了解對應的物料信息。借助二維碼掃描的方式還可以簡化材料進出倉庫的步驟，為查找物料和管理物料提供很大的便利。

4.3 進度方面

在工程進度方面，使用BIM 技術可以構建三維信息模型。施工人員借助該模型可以直觀地看到施工全過程，管理人員借助該模型可以了解施工進度，甚至還可以具體到某一時間段的施工進度，幫助工程項目管理人員更好地了解項目進度。管理人員在施工前借助BIM 技術可以將施工進度導入BIM 項目管理系統中，在實際施工過程中再將項目的實際進度情況導入系統中，通過對比可以分析實際的進度。此外，管理人員可以在BIM 項目管理系統中查找各時間點的施工計劃，再對實際施工進度進行分析，有利于順利實現施工目標。

4.4 設計階段

建筑施工中的設計階段是整個施工過程的基礎，傳統模式下的設計階段一般采用二維圖紙的方式，而使用BIM 技術可以直接實現多維的設計，并可以將設計的構想動態地展示在模型中。通過建筑信息模型可以直觀地展示設計的施工模型，可以讓施工環節的各參與方感受到真實的效果，并對此進行溝通研究，如果有不同意見或問題能夠及時更正。

在設計階段，BIM 技術還有助于不同的設計人員進行共同設計，如建筑、結構、排水等不同專業的設計師可以在同一個建筑信息模型上進行溝通和設計工作，設計中如果出現碰撞或者錯誤環節的時候，各設計人員可以及時溝通并改正，極大地提高了設計工作的準確度，為后續施工工作做好基礎[4]。

另外，傳統的設計形式已經無法滿足過于復雜的設計項目，業主追求的越來越多，包括施工質量、環保問題等，這使得設計工作的難度較大。對于這種復雜的設計項目，就需要借助BIM 技術，通過構建虛擬模型進行模擬實驗，以滿足特殊的需求。這一技術在設計環節控制工程造價也十分重要，可以通過建筑模型細化各環節的成本預算，為施工人員提供準確的成本參考依據，進而實現設計環節中對工程造價的有效控制。

4.5 施工階段

施工階段是建筑工程中最為重要的階段之一，也是最容易出現各種各樣問題的階段。傳統的施工現場一般只依照圖紙進行施工，施工圖紙的設計往往不能考慮到施工現場實際情況，難以呈現施工中的細節問題，這也會造成在施工過程中容易出現大大小小的問題。使用BIM 技術，可以將施工現場進行模擬，在施工前就可以對施工的過程、整個施工進度進行模擬與合理安排，提前做好相應措施，并確定最終最有效的實施方案。

BIM 還可以提高施工的精細化程度，普通圖紙的設計一般不會對工程中的細節問題做好安排和鋪墊，如在傳統圖紙中對于施工中預留孔洞的位置設計不夠準確、管線安裝不夠合理等問題，都會給施工增加困難。在BIM 技術中，建筑模型可以呈現出很多圖紙無法呈現的細節，并會對此給予詳細的施工圖，提高了施工的精細程度，并且為施工人員帶來了很大的便利。當前，BIM 技術在裝配式建筑中也得到了廣泛應用，使用裝配式可以很大程度地減少施工周期，同時可以將裝配式安裝中的各個構件進行模擬和優化，保證在裝配過程中可以達到極高要求的構件水準，保證施工的精確性。

4.6 質量管理

BIM 技術在工程項目管理中的質量管理方面發揮著很大的作用，項目的質量問題是施工工程的重中之重，業主和國家對于工程的質量問題要求也十分嚴格。項目的質量受多方面的影響，包括施工材料、施工設備、技術等，需要消耗大量的時間，進行多方面、大量的質量檢測工作，但傳統的項目管理很難對一些主觀因素進行評估，而且也很難全面控制施工質量。

使用BIM 技術，可以在模型中通過數據模擬出施工全過程，直接反映出施工中存在的質量隱患或問題，施工人員可以針對這些問題采取有效預防措施或者進行及時補救，使施工質量能達到業主的需求以及國家要求的標準。在一些施工較為復雜的項目中，借助BIM 更能對質量進行有效控制，通過建筑模型可以對施工流程進行模擬，施工人員可以按照模擬流程進行施工以減少出現錯誤的風險，從而提高項目質量管理的效率。

4.7 運營階段

工程項目在驗收通過后就會進入到運營階段，運營階段比設計和施工階段需要的時間更長，涉及的內容更多，因此操作起來也更為復雜。在這一階段要對建筑工程進行有效管理，以保證項目的使用周期。在傳統方式下，運營階段通常是需要工程單位轉交紙質資料給物業公司，包括合同、竣工圖紙、設計材料等，在轉交過程中容易造成損壞、缺失的情況，并且在移交后也不易保管，前期檢查和后期查閱起來也比較麻煩。而使用BIM 技術可以將工程中涉及到的全部信息生成數據庫，減少紙質資料帶來的不便，物業公司也可以直接根據建筑信息模型對其中內容進行檢查和完善，保證后期的運營工作有準確的數據支撐[5]。

5 優化BIM 工程項目管理系統應用的措施

5.1 加強資源投入和人才培養

項目工程管理中，人才建設是實現項目管理目標的基本因素，所以相關建筑部門應該加大對人才的篩選和培養工作。首先，完善人才考核機制，在選擇BIM 項目管理工作方面人才時，要設置嚴格的選拔標準，要求相關人員不僅具備項目管理的能力，還要具備較強的學習能力。其次，要設立多方面、多渠道的培訓機制，對于項目管理和BIM 技術應用方面都進行深入培訓工作，并設置一定的考核機制，沒有達標的人員不可以進入到實際施工當中。最后，對于BIM技術項目管理的發展和人才培養，需要政府相關部門的大力支持，可以出臺相應的政策或者資金補助，通過政府的鼓勵和行業內部的不斷努力，才能在BIM 工程項目管理系統中不斷培養優秀人才，促進建筑業的發展。

5.2 突出市場機制的作用

要想優化BIM 工程項目管理系統的應用，建筑工程的建設行政管理部門要加強對于項目管理的重視，建設信息化的項目管理體系，加強對項目施工信息化的管理和統籌工作。建設行政主管部門的重視度對于項目管理信息化建設有著非常重要的作用。同時，要想加強BIM 項目管理的有效應用，市場機制作用的充分發揮和行業協會的組織協調是十分必要的，相關部門應該加強對BIM 技術應用知識的宣傳和普及，使建筑行業市場都能夠意識到BIM 技術對于工程項目管理的重要性，并加強對相關人員的培訓工作，舉辦適當的信息化活動，進而促進項目管理在BIM 技術下的信息化建設，不斷促進建筑事業的發展。

6 結語

工程項目管理系統是在工程施工中的一項重要工作，是保證施工正常運行與施工質量的關鍵。管理工作如果能夠保質、有序進行，施工效果才能更滿足業主和國家的要求。在工程項目管理中，借助BIM技術可以有效地解決傳統管理模式下多方需求沖突、復雜工程的質量無法準確控制的問題，能夠以更直觀、更高效的方式進行工程項目管理工作，為工作人員帶來極大的便利和準確的參考依據，保證工程項目管理工作的高效進行。