基于BIM技術的建設單位項目管理架構設計研究*

周 冬，袁小欽

(1.中交房地產集團有限公司，北京 100088； 2.中國交通信息科技集團有限公司，北京 100088)

0 引言

通過智能建造技術賦能建筑行業管理，采用BIM技術優化管理效率、提升工程質量、加快工程進度已成為建設企業的核心競爭力[1-2]。已有學者對建設單位項目管理及BIM技術應用管理進行了研究，取得一定成果[3-6]。建設單位應用BIM技術時，缺乏標準化流程，具體管理過程在很大程度上依賴技術管理人員的工作經驗[7]和對BIM技術的認知深度，應用效果有待提高。

本文依托雄安·中交未來科創城項目，采用實際調研和項目管理實踐的方式，設計了建設單位公司級、項目級BIM管理架構，搭建了以BIM技術為基礎的管理架構。該管理架構綜合考慮了項目實施過程中設計、施工、監理、BIM咨詢等參與單位的管理邏輯，有利于項目管理、優化管理架構、推動信息化管理系統建設。

1 基于BIM技術的管理架構設計

基于BIM技術的管理核心在于項目各參與方全專業數據的共享和信息交換[8]。在工程項目建設過程中，建設單位是唯一能夠統籌和協調各參與方直接或間接協作的主體，由建設單位統籌的BIM技術應用符合工程全過程、全專業的理念，且有利于體現BIM技術在建筑全壽命期的應用價值。基于BIM技術的建設單位項目管理運行模式是自上而下的，分為建設單位公司級、項目級BIM管理架構。在公司級管理架構中，按職能體系進行環節劃分。在項目級管理架構中，按各參與方的工作流程進行環節劃分。公司級管理層面對項目進行指導和管理，管理需求和BIM技術應用經驗可為管理架構建設提供反饋和優化意見[9]。

1.1 建設單位公司級BIM管理架構

為體現建設單位公司級BIM管理架構的普遍適用性和代表性，本文分析的管理架構包括普遍業主單位的組織模式和管理流程。公司級BIM管理主要完成內部體系搭建工作，包括領導決策體系、參與部門職能體系及項目執行負責體系(見圖1)。政府政策和BIM咨詢是影響公司級BIM管理的重要因素，并在一定程度上影響了BIM管理架構的劃分。其中，政府政策起引導、規范和約束作用，同時在一定程度上決定了BIM咨詢工作范圍。

圖1 建設單位公司級BIM管理架構

建設單位公司級BIM管理架構中，公司分管領導主要負責BIM目標體系、管理價值的建立，從行政上提供項目各階段BIM技術應用決策；BIM相關參與部門負責完善項目管理體制，建立人員隊伍，確保信息傳達及時準確；根據BIM技術應用目標的不同，BIM管理主導部門在不同階段具有差異性，如設計階段由設計部門主導，施工階段由工程管理部門主導，運營階段由產業管理部門主導，主要負責協調各參建方，落實各階段BIM管理計劃與目標，完善公司級、項目級BIM技術應用的對接。

1.2 建設單位項目級BIM管理架構

在建設單位主導的工程項目中，建設單位需統籌設計單位、監理單位、施工總承包單位、專業分包單位及其他供應商等，參與方關系映射組合較多，需對組織形式進行劃分[10]。建設單位項目級BIM管理架構如圖2所示，將參與方工作劃分為4個工作環節，各環節節點均以BIM模型為管理要素，實現項目實施全過程的協調。

1)環節1 標準制定環節，由建設單位主導，編制項目BIM執行計劃、建模標準及交付要求。BIM執行計劃需各參與方參與，明確項目建設目標、BIM管理成果、工作要點和考核機制等。BIM標準建設單位可參照國家、地方標準制定項目級BIM標準。設計單位和施工總承包單位在建設單位BIM執行計劃的基礎上，分別編制設計、施工BIM計劃和標準，以約束各專業和專業分包。

2)環節2 模型建立環節，按照環節1建立的BIM標準，設計單位完成設計模型并交付施工，總承包單位和專業分包單位分別負責各專業的模型建立，并由總承包單位完成模型整合，此過程由監理單位和建設單位進行審核，并完成最終成果的接收。

3)環節3 BIM應用環節，根據建設單位管理需求，可按多種方式劃分工作流程和內容。

4)環節4 成果交付環節，建設單位與其他參與方的區別在于管理的跨項目階段，交付成果主要為服務建設單位在銷售、運維階段的應用成果。建設單位對交付成果的要求需在環節1進行明確規定，以便設計、施工單位對交付成果有明確的指向。該環節監理、設計單位需對施工單位提交的BIM成果進行審核，并最終交付建設單位。

圖2 建設單位項目級BIM管理架構

2 基于BIM技術的管理架構應用流程

2.1 架構搭建

公司級BIM管理架構為項目實施的基礎，一般由項目負責人直接管理，根據項目階段組建BIM工作對接部門，并指派BIM具體負責人。

2.2 BIM執行計劃編制

BIM執行計劃編制內容包括BIM顆粒度要求、模型交付表、項目參與方管理文件等，需明確執行目標、公司及項目團隊組織架構、時間安排、BIM技術應用要求、軟硬件要求、公共數據環境、模型檢查和審核機制等。從建設管理角度考慮公共數據環境是開展工作的基礎，各參與方將基于相同環境、模型開展工作，共享環境可通過共享虛擬桌面建模+管理平臺應用的形式協同。模型交付表是交付成果的核心，其確定交付成果的文件內容、形式，對交付成果和應用目標起指引作用。

2.3 BIM管理模型建立

BIM管理模型包括設計模型和施工深化模型，模型建立流程如圖3所示。由圖3可知，BIM管理模型建立是輸入與輸出的過程。設計BIM模型的建立需要設計資料清單，輸出設計模型給施工總承包單位。施工深化過程中，建設單位、監理單位、總承包單位、專業分包單位遵循計劃→實施→檢查→處理的閉環，監理單位和建設單位主要承擔審核工作，確保BIM模型圖模一致，同時檢查LOD級別、交付成果是否與BIM執行計劃一致等管理基礎數據要求。

對于變更管理，可重新執行圖3所示流程，變更審核主要針對整合模型專業間的碰撞，變更模型最終經設計單位確認后下發。采用BIM技術進行項目管理時，可基于公共數據環境的多方協同，將變更信息與各參與方進行同步分發。

圖3 BIM管理模型建立流程

2.4 BIM管理模型應用

BIM模型應用包括專項應用和管理應用。專項應用僅需解決現場實施的問題，在建筑結構、機電、幕墻、鋼結構、精裝、園林市政等專業實施過程中進行必要的模擬，如高支模、深基坑、塔式起重機等專項方案。管理應用指依托公共數據環境或BIM協同管理的信息化平臺，將項目管理要素進行統一管理，應用執行流程如圖4所示。由圖4可知，BIM技術應用需依托BIM執行計劃和項目參與方管理文件，建設單位承擔核查、管理、驗收的職責，在BIM模型深化施工方案和應用方案中，根據項目管理要素進行需求調整，以滿足建設單位管理要求，本過程需交付竣工BIM模型，以輔助后期應用。

2.5 成果交付

BIM成果交付管理是動態管理過程，交付成果包括BIM模型及與其關聯的資料信息和數據庫。采用BIM技術構建三維交付資料，分別從點、線、面的角度整合幾何信息和非幾何信息數據，參與方可通過模型查看各項功能及關聯的圖紙、材料、維修保養等信息，為項目交付后質量提供保障。

需注意，基于BIM技術的成果交付不是傳統的圖文檔交付，而是以信息數據交付為主，交付流程的審核也是以電子交付的形式完成，需明確交付數據格式的兼容性，國際上普遍采用.ifc格式文件，國內根據項目所在地設置地方數據庫兼容文件，以數模映射的形式交付。

3 工程應用

3.1 工程概況

雄安·中交未來科創城項目位于河北省雄安新區，項目占地面積約587 333m2，總建筑面積約130萬m2，其中地上建筑面積約96萬m2，地下建筑面積約34萬m2，裝配率約35%，集辦公、居住、城市運營等多功能于一體。建設單位組建了BIM工作組，涉及2家設計院、7家施工總承包單位、3家監理單位、近200家專業分包單位(含作業班組)，采用BIM技術進行全專業全過程管理。

3.2 BIM管理架構應用

本工程公司級BIM管理由副總經理負責，公司下設設計管理部和工程管理部，分別負責設計、施工BIM工作。由建設單位統籌、各參與方參編形成項目BIM執行計劃，規范了BIM應用點、應用流程、交付成果等，搭建了公共數據環境。

設計院按標準、分標段完成設計模型的建立。

施工總承包單位接收設計模型和設計圖紙等資料，并在設計資料的基礎上按照工作分解結構的分解粒度完成場地、建筑、結構模型的建立。專業分包單位按照BIM執行計劃和總承包單位要求細化專業模型。施工總承包單位進行構件編碼，并在公共數據環境中進行整合。

依據建設單位管理目標和施工總承包單位管理細度，開展項目施工專項應用，包括項目沙盤推演、孿生模擬，實現了項目進度、質量、人員、設備等的高效管理。管理過程數據最終在公共數據環境中以數據傳遞的方式進行交付。

3.3 應用效果分析

1)設計階段 對設計階段采用傳統圖文會審與BIM多方會審的工作效率進行對比分析，結果如表1所示。由表1可知，BIM多方會審工作效率是傳統圖文會審工作效率的1.2～3.6倍，其中，機電專業工作效率提高幅度最大。

表1 設計階段傳統圖文會審與BIM多方會審工作效率對比

2)施工階段 以酒店工程為例，利用公共數據環境對施工階段主體結構質量、臨邊防護工程安全、用電安全、基坑支護安全及文明施工進行實時檢查，結果如表2所示。由表2可知，施工階段采用BIM管理架構時，各檢查項一次復驗通過率均>83%，提高了管理效率，降低了管理成本。

表2 施工階段BIM管理架構應用效果

4 結語

本文從建設單位的角度出發，結合BIM技術對項目管理流程進行重新設計，依托雄安·中交未來科創城項目，對基于BIM技術的項目管理架構適用性和可行性進行驗證。管理架構包括信息管理和項目管理，同時考慮了設計、施工和后期交付管理，具有較強的適用性，有利于提高項目管理效率，降低管理成本。設計單位、施工總承包單位可基于BIM管理架構進行深化，作為設計階段和施工階段的管理基礎。