基于BIM 的建設工程監理系統的實施研究

余佳

（江蘇工程職業技術學院，江蘇 南通 226006）

1 BIM技術發展概況

BIM技術在建筑行業的運用快速發展。雖然各地都在力推該技術且有政策出臺，但BIM技術在我國各個階段的使用水平并不均衡。目前多應用于一些建筑設計方案評選，而較少應用于建筑企業以及企業運維管理過程中。近年來，在國家政策的推進和一些地方政府的支持下，BIM技術已被應用于市政和大型建筑的設計、建設、運營和維護等一些特殊項目中。基于BIM技術的風險管理主要是通過BIM技術來預防和控制工程項目的技術經濟和組織管理中的風險。在施工過程中，對于實際施工進度和材料資源配置，可以及時反饋進度誤差，同時反饋安全薄弱部分，使管理人員更及時有效地控制施工方案和進度計劃，調整、提高整個工程的質量和管理水平。

2 研究基礎

基于BIM技術的監理系統的核心工作室與綜合管理、工程監控和安全預警相關聯，可以實現BIM模型與相關數據之間的雙向連接。在監理系統工作室運行的過程中，可以保證對數據通信和管理決策的實時控制，并通過可視化的方式為管理者提供遠程服務平臺。

在施工BIM技術的基礎上優化監理。首先，可利用BIM3D可視化技術在項目施工前提前控制，使得可能在施工中出現的問題得以預測，從而達到返工次數大大減少；其次，結合BIM3D 可視化模擬動畫技術，監理可在施工過程中管理施工的各個方面，相關的監理信息有選擇的整合到BIM模型中，獲得可視化的模型信息；改進進度，施工現場的實際進度得到監督控制，也可結合現場情況模擬施工方案。通過建立清晰的業務邏輯和清晰的數據交換關系，強調項目管理的協同效應，實現業務管理的綜合項目管理、實時控制和決策支持。

3 基于大數據的AIS 可信需求演化傳播模型

3.1 整體結構

該系統的整體結構如圖1 所示。整個系統由基于BIM的施工進度管理和項目風險管理兩個主要模塊組成，并根據軟件開發模式進行設計。這兩個模塊通過服務中間件進行集成，共享系統數據源，并通過特殊的數據通道實現雙向連接。子功能模塊由需求分析中的業務流程進行設計和實現。從圖中可以看出，子模塊的動態管理部分應該由相應的程序細化開發來定義。在集成過程中，可以根據最終效果進行工程計劃、進度準備、信息收集、可視化管理、風險預警、后臺查詢、用戶管理等。

圖1 基于BIM的工程監理體系結構

3.2 進度控制

3.2.1 基于云BIM平臺的進度管理模式。本文采用IFC信息互操作性標準作為數據交互的基礎，并采用基于云BIM平臺的管理模式對數據進行更新和利用。從Revit 等建模軟件導出IFC 并導入Archicad 和其他軟件將導致模型信息的丟失。建議在執行這些操作時要非常小心，以避免該過程中的數據丟失。在控制施工進度過程中，采用掙值這種分析方法分析和管理進度偏差，可以得到依托BIM建立的施工項目進度控制模型。總體框架如圖2 所示。

圖2 基于BIM的施工項目進度控制模型

3.2.2 BIM法與掙值法的結合。分析收益值的關鍵是得到項目在某一時間點的計劃成本AC、實際投入成本EV、實際完成進度PV。BIM和掙值法的關鍵是在WBS工作分解過程中建立建筑構件各要素的管理信息，并將進度成本相關信息以數字形式串聯。在BIM進度控制模塊中，PV、EV、AC通過預設參數編輯計算。然后，通過對計劃值進行階段比較，確定進度表偏差，從而生成績效估計值和調整進度表。

3.2.3 進度警告模塊。進度警告生成器是根據進度變更數據和進度警告模型來顯示和管理進度警告狀態的生成器。詳細描述了預警位置信息的初始預警值、工作延遲和通信影響。通知信息，提醒和處理正在進行的預警管理，通知信息施工經理和工作人員。

進度警報圖像屏幕上的部分關鍵代碼描述如下：

3.3 監督和編輯

BIM技術在施工監理中起著重要的作用。幫助監理對施工項目質量進行控制和管理，有效管理施工工程質量、工程施工進度以及工程施工中的所有信息，對施工項目之間的協調發揮很大的幫助作用。BIM技術在監理工作中的應用也會對監理的具體生產工作產生很多影響。如BIM技術通過系統可以對監理的工作內容產生相關的影響：在公布聯合設計和評審信息的過程中，設計單位運用BIM技術制作的設計模型可以被監理提取使用，然后通過評審設計確定模型的質量和深度；在施工方案審核過程中，針對施工方運用BIM技術結合設計模型進行施工模型構建和關鍵節點的提取后，監理系統可以審核施工方的施工方案的合理性和可施工性，達到監理工程師獲取控制質量關鍵節點重要信息，如圖3 所示。

圖3 基于BIM的項目審核

4 案例研究

本文以某地的一個建設項目為例，對項目進度控制的全過程進行了仿真和分析。項目類型為大型商業用地，共計三層結構，占地面積8975.23m2。利用建筑信息模型構建軟件自動桌面完成設計，然后將三維模型和施工進度集成到NavisWorks 軟件中，實現四維仿真和可視化顯示，如圖4 所示。將項目文件導入NavisWorks 以制定施工進度。整體數據的輸入和存儲由BIM的輸入模塊進行操作。初始數據設置必須是進度報告、WBS、成本預算、持續時間閾值、管理權限分配等。

圖4 在設計階段的BIM建模案例

根據工程施工進度，可以選取兩個時間點進行監測，分析監測工程的施工進度。依據PV和PM（項目管理）獲取的施工項目進度報告以及每個月財務提供的實際項目成本，分析數據，利用掙值法我們可以對項目進行成本和進度分析，進而達到監的目的。通過統計施工中計劃完成的工程量，根據收益值分析的原則，我們可以通過計算分析該項目的成本偏差、施工進度偏差、績效指標、施工竣工估算，結合所計算的數據得出項目的運行和進度情況：

? 成本偏差(CV)=EV-AC=993.25

? 進度偏差(SV)=EV-PV=1197.84

成本性能指數(CPI)=EV/AC=1.33

進度性能指數(SPI)=EV/PV=1.24

(EAC)=項目預算/(CPI*SPI)=78546

? 項目進度表=EV/項目預算=9.91%

根據以上指標，在第二周，得到的結果為：施工項目進展順利，節約了成本，同時提前了進度。

在調度表和調度詳細參數的信息表示中，將使用可獲取的方法對數據庫進行查詢。建立數據表，并在該表的每個單元格中，用百分比的形式顯示進度條。根據具體的百分比數值，進度條將會用不同顏色進行顯示，達到分析效率及相關問題的目的。當使用設計表達和網格控制自己的進度控制時，許多特殊效果無法實現，因為進度條的顏色不能通過背色/預測色來改變。我們使用GDI 根據單元格值繪制一個具有背景顏色的矩形，以實現百分比效果。同時，繪圖的觸發器也在自定義單元格中。另外，在靜態仿真圖頁面中，我們也可以使用相應的操作按鈕來快速查看相關信息。

圖5 調度風險查詢

當發現工程進度偏差時，應及時分析進度滯后的原因，并采取相應措施，將工程實際施工進度控制在計劃范圍內。協助各專業完成相互滲透、相互配合的工作；始終注意施工現場人力資源的統籌安排、材料設備的供應能力等影響進度的主要因素，保證這個階段施工所需的人、材、機的需求，確保施工中各個階段的進度目標的控制，最終確保工程建設按期完成。

5 結論

本文從項目監理的角度尋找BIM技術應用的切入點，深入探討基于BIM技術的項目管理與控制方法。BIM模型數據庫包含項目前期規劃階段、設計階段和施工階段的所有數據。在此基礎上，建立案例風險信息數據庫，并根據IFC數據標準對風險評估數據進行處理。此外，在運營和維護階段，BIM模型可以通過與類似案例的對比分析，發現潛在的風險因素，并建立風險因素預測模型。本文通過對風險因素的評級和量化，從質量控制、進度跟蹤與比較、成本控制、安全控制等方面對項目進行了全面控制，進一步提高了項目監理的信息化水平。