BIM 在項目管理中的應用

王晨杰，鄧 倫，張 喬

（中國長江電力股份有限公司三峽水力發電廠，湖北 宜昌 443133）

0 引言

隨著需求的增大，我國建筑行業的發展已經到了一個新的高峰，但是在輝煌的成果背后，暴露出的漏洞日益嚴重。同時也受到我國特殊國情的制約，以至于與行業相關的管理方法和理念止步不前[1]。項目管理包含的概念廣泛也雜亂，但是國內的建筑企業大多將工期視為第一要素，成本稍次之，其他的一些職能（如質量和安全）則人為地“讓路”，顯然我國工程管理的相關研究和理念還存在著很大的空白區域需要完善[2]。

1 BIM 技術的優勢

1.1 BIM 技術在數據處理方面的優勢

BIM 模型能夠處理并傳達各種圖形及參數信息，它將整個建筑工程的相關數據和一整套設計圖紙集為一體，同時所有資料信息都被參數化處理，這樣可以幫助各方面參與者更清楚地認識到項目的情況。在BIM 技術實現之前，施工方、監理方和業主方都需要從一張張粗略而繁瑣的圖紙和表格中來認識工程進行狀態，而在BIM 技術的幫助下可以快速的查詢到想要了解的信息，對于建設過程中的算量任務有著很大的幫助和便利[3]。如圖1 所示。

圖1 建立參數化建筑模型

以廣聯達GTJ 算量軟件為例進行操作，首先將軟件打開后，選擇“圖紙導入”選項，便可以將電子版圖紙導入軟件，以便進行下一步操作（這里的電子版圖紙可以有很多格式，比較常見的有DWG 格式，該軟件經過不斷地開發與優化已經能夠兼容多種格式的圖紙文件，并且出現識別錯誤以及需要人工判定的構件都會有醒目標注）。第二步，也是關鍵性的一步就是同步軸網，這樣就可以保證不同圖紙之間由于縮放的關系形成的誤差。然后依次類推，直至將所有圖紙導入之后，便可以使用“構件識別”功能，遵循由低到高，由簡單到復雜的原則，從柱、墻開始，到梁、板等復雜構件全部完成參數識別以及人工修正，使工程在電腦上重新形成一個參數化整體。

隨著各種 BIM 軟件的各項功能的不斷完善，使用者從一個項目的決策階段逐步參與進來，直到后面的設計、施工以及竣工驗收交付使用階段的進展，效率得到大幅度提升[4]。

1.2 BIM 技術在結構處理方面的優勢

在參數化工程的基礎之上，通過電腦技術將項目的形態模擬出來，形成一個立體的結構。相對比較重要的功能可以通過調整可視化選項來看見不同的構件。比如選中“柱”之后，就有且僅有柱結構顯示，每個不同的構件會使用不同顏色標記出來。例如板構件、梁構件和墻構件被分別表示為不同的顏色。實際效果如圖2 所示。將傳統二維的圖紙構造為三維的空間實物模型具象化地表現出來，構件與構件之間、系統與系統之間、甚至項目與項目之間都可以交互式變更。

圖2 將二維圖紙轉化為三維立體模型

1.3 BIM 技術在輸出處理方面的優勢

傳統管理方法是“術業有專攻”，即施工圖主要歸專業施工人員管理，定額歸屬于相關管理人員來負責，主要突出的是專精這一個特點。這樣在任務都正常運轉的時候是很高效的，但是土木工程施工十分復雜，難免會有意外情況發生[5]。以廣聯達GTJ 算量2018 這款軟件為例，目前可以支持導出的格式有GFC、FC、GSHMD，這些是能夠被大多數軟件所兼容的格式，包含了這個工程相關的信息例如樓層信息、標高、鋼筋等。

1.4 BIM 技術在信息處理方面的優勢

隨著技術發展，工程也變得越來越復雜，與之相對應的是信息量的增加，但是按照傳統的工作和管理的方法來看，數據收集的難度越來越大，處理與應對的效率越來越低，無法滿足現代工程高周轉的要求。所以我們可以發揮出BIM 作為一個平臺的功能來進行輔助。

這個功能建立在上述兩個特點的基礎上，即參數化和輸出多樣性。參數化保證工程能夠在由網絡傳輸，輸出多樣性則能夠使得工程人員獲取的信息準確且便利。作為一個云端平臺，權限管理是很關鍵的控制樞紐，避免相同信息在不同部門或者員工之間被重復處理，以此減少信息傳遞過程中的時間和精力損失，從而極大程度地提高整體工作效率，而權限限制也可以減少重要信息外泄的風險。

1.5 BIM 技術在修正處理上的優勢

這一個有點可以理解為立體型結構的延伸，兩者之間是有一定的相互聯系的，但是也有區別設計上的變更在土木工程施工過程中是家常便飯，對于工期和成本兩個要素而言，這些都是需要消除的不利影響。及其原因主要有以下幾點：勘察工作出現失誤、設計本身有遺漏、現場施工標準的提高、場地發生變化等。以傳統的工作經驗來看，重新繪制圖紙然后再進行檢驗是最有效的辦法[6]。但是在進行后續作業如算量時十分麻煩，且無法保證更改后的設計方案能夠符合要求。在使用BIM 技術后，設計單位可以直接調整沖突部分的結構模型進行修改，軟件會自動匯總計算工程量及計算出費用，依靠其碰撞檢查技術也可立即檢查設計變更是否合理，可以截取任意時間段任意項目的工程量進行分析，數據的上傳，修改和分析可以隨時與項目緊密同步。如圖3 所示。

圖3 碰撞檢測和修正示例

2 BIM 技術的劣勢

2.1 BIM 技術在應用方面的劣勢

我國建筑企業從業人員大多數學歷或者職稱并不高，這個現象在施工人員部分尤為明顯，而能夠熟練運用BIM 對于使用計算機的能力有一定要求，再加上施工人員平時作業任務繁忙，即使能夠抽出來時間和精力學習，也不會起到很好的效果，反而會使得企業浪費資源；反觀管理人員，雖然有一定的資質來學習BIM，但是在現場施工的收效甚微，形成“光桿司令” 的局面[7]。最后便是相關軟件的版權費，目前在使用率上排名靠前的軟件都是由國外公司進行研究、開發和創造的，由于各個國家和地區的行業標準有所不用，也就造成了難以交流的局面，需要花費相當一部分資源來合法使用軟件[8]。

2.2 BIM 技術在交流方面的劣勢

這個可分為主觀因素和客觀因素。主觀上來說，BIM 的數據庫作為一個有著自身平臺的云端信息儲存庫，所包含的工程信息理論上是任何使用過BIM的項目的集合體。這本應該是BIM 的最大的優點之一，但是之所以現在施工過程中對于云數據庫的運用較少，就是因為應用BIM 的工程的企業較少，難以形成一定規模，極大程度上降低了參考價值[9]。久而久之，對于這部分功能的運用也就越來越少，最后到了一個可有可無的尷尬境地，反過來又和上述主觀原因形成了一個惡性循環。

2.3 BIM 技術在操作方面的劣勢

就結果而言，將一個龐大的工程項目實現信息化是一件十分困難的事，對電腦的硬件要求很高，這樣就提高了這項技術的門檻，其中最為重要的就是BIM 核心建模軟件。從上個世紀七十年代開始， BIM 軟件的開發與制作，國內外很多建筑企業都參與其中，但是真正能夠被認可和使用的少之又少[10]。除開AutoCAD2007 之外，其他的軟件要么操作繁瑣，內容復雜，要么就是無法和其他軟件一起使用，需要再次轉換輸入和輸出。這也就造成了企業在面對花樣繁多而有著相似功能的軟件時無從下手的情況，更重要的是在涉及到與其他項目其他公司合作時，難以協商以哪一個為準。在項目信息流通過程中非常容易造成缺失、遺漏和誤解，這對于精益求精的施工來說是不能接受的。

3 案例分析

3.1 工程概況

工程名稱：住宅小區B 區4 號樓項目，工程性質：磚混結構臨街商住一體式建筑。建筑規模：四號樓由4 個單元樓組成，地下室為商服五類庫房，一層、二層為商品用房，三層～六層為單元式一梯兩戶住宅?？傉嫉孛娣e：1 068.03 m2；總建筑面積6 901.34 m2；地下建筑面積：934.15 m2，地上面積：5 569.75 m2。

要求：（1）保證本次工程的順利開展，在質量上嚴格把控，同時合理安排工期是本工程的重難點。（2）施工場地位于市區內人口密集住宅區，科學安排工序，在現場管理上合理調整，保證設備工作效率減少對工地周邊環境的影響，確保周邊車輛、小區居民正常的工作生活滿意度是重中之重。（3）工程工期緊張。本工程建筑面積6 901.34 m2，工期安排為285 d，施工難度和相關工程量較大。

3.2 BIM 技術的具體應用措施

整體思路：在土木工程施工中使用BIM 技術來輔助項目的順利實施，從決策階段開始直到竣工驗收階段，保證完全貫徹到項目的完整生命周期。有效地運用BIM 技術來操作施工，不僅可以達到實時管理的效果，還可以保證信息交流的速度，間接地降低成本。

具體方法：

（1）使用project 軟件進行施工組織設計來滿足總工期的要求，列出流水步距表。

（2）利用廣聯達GTJ 算量軟件對建筑進行信息化處理和工程量匯總計算。

（3）運用BIM 軟件對工程進行模擬和演示，對需要修改的環節進行及時調整。

3.3 BIM 在實際施工中的效果分析

（1）工期管理

通過使用Microsoft Project 軟件對項目的施工流水進行編排并列表，將土方開挖、混凝土墊層、支模板、綁扎鋼筋和澆筑混凝土等部分分項工程的工作開始時間、完成時間以及所需工日等參數輸入軟件，再進行工作關系的劃分，最后再對各項重要時間節點例如節假日等進行微調。當出現意外情況需要工期變更時，只需要修改其對應的參數，其他部分就可以自動發生變化，提升了工作效率，間接地節約了成本。相比較而言，傳統的Excel 表格排班不僅不能提供項目時間信息，而且在修改時需要將整個表一起重新制作。如圖4 和圖5 所示。

圖4 使用Project 軟件編制的施工進度表

圖5 使用Excel 繪制施工進度表

（2） 算量管理

在使用廣聯達GTJ2018 軟件對項目進行算量時，整體思路為“先繁后簡”，即先進行一些大型結構的構建，然后對照圖紙進行細節的微調。首先將項目分解為不同的樓層和不同的結構，然后利用CAD 圖紙識別技術將整個項目信息化，然后就可以直接算出鋼筋或者土建的工程量，還可以利用系統自帶的合法性檢驗工具來粗略地進行檢查。其中，對于不同地區的不同的圖集和計算規則可以在官網上下載相關數據，在進行最后計算之前調整。還可以隨時查看任何一個構件的詳細信息。如圖6 所示。

圖6 單個構件鋼筋用量、鋼筋計算規則以及明細表、土建工程量明細表

4 結語

建筑行業一直以來都是我國的第一產能，在我國總經濟中占有很大的比重，本文選取項目管理方法在土木工程施工中的具體應用進行研究。（1）提出了通過建筑信息化發展來處理土木工程施工中的問題的具體思路，然后由理論部分開始，逐步遞進。并通過實際案例來對理論部分進行佐證，體現了BIM技術的動態性、多樣化和立體性三大優勢。（2）針對BIM 技術無法大量普及并運用到實際施工的原因，本文闡述了BIM 技術的數據共享困難、短時期內無法獲得收益、需要消耗資源以及技術門檻較高的缺陷，使得BIM 技術的整體展示較為全面，能夠在相關的研究方面對他人起到一定幫助。