BIM和大數據技術在建筑工程質量管理中的應用

文／李敬春 廣東科能工程管理有限公司 廣東廣州 510507

引言：

近年來，受到市場經濟以及國內外發展形勢的影響，建筑業逐步進入增速放緩發展階段。在新時期背景中，建筑企業必須立足于新時期建筑產業發展方向，追求質量效益型集約發展。然而結合實際情況來看，受到傳統粗放型管理模式以及管理理念的制約影響，導致建筑企業在質量管理以及工作方式上難以實現創新突破，在實現質量效益型集約發展過程中受到了嚴峻挑戰[1]。目前，為消除傳統粗放型管理模式帶來的弊端影響，建筑企業有必要結合新技術以及新理念發展方向，對傳統粗放型管理模式以及技術內容進行轉型升級。其中，BIM與大數據等建筑信息化技術的推廣與應用無疑是對建筑傳統粗放型管理模式帶來了嚴重沖擊。主要原因是建筑信息化技術所具備的信息化、智能化以及自動化管理功能在很大程度上可以對傳統粗放型管理模式所存在的效率低下、精細化管理效果不強等問題進行重點解決，是新時期提高建筑產品質量安全以及滿足業主需求的重要手段，值得推廣與應用。

1、BIM和大數據技術內容及功能特點分析

1.1 BIM技術內容及功能特點

BIM技術可以理解為建筑信息模型，主要通過集成使用工程項目各項相關信息數據科學構建建筑模型。并通過利用數字信息仿真技術對建筑物所具有的真實信息進行全過程模擬分析，根據分析反饋結果對當前工程項目建造流程等相關要素內容進行妥善管理。區別于一般的技術手段，BIM技術功能特點相對突出，具體表現在以下方面：

1.1.1 可視化

可視化基本上可以視為BIM技術的重要功能表現，主要通過構建三維立體模式形式實現工程構件或者實物進行真實展示。其中，可以真實展示出構件屬性以及規則信息。客觀來講，BIM模型所展示的成果與建設工程空間尺寸可保持一致。一般來說，在模型預制的設計精度范圍內，可以將設計缺陷暴露出來，讓設計人員提前明確設計短板問題，并采取針對性措施加以應對。結合當前應用情況來看，相關人員可通過利用BIM技術的可視化功能特點及時發現并解決施工作業期間可能出現的問題，實現對建設項目全生命周期的可視化質量管理[2]。

1.1.2 協調性

對于工程項目施工建設活動而言，各方主體單位需要保持良好的協調配合關系，能夠重點針對施工建設痛點問題以及重難點問題進行妥善處理。然而結合以往的管理經驗來看，業主、設計單位以及施工單位等各利益相關方一般多采取點對點的低效率溝通方式，無法重點針對施工細節問題以及重難點問題進行及時處理。而通過利用BIM協作平臺各參與方可針對工程建設重難點問題進行溝通交流，如可以結合三維模型構建情況以及運行情況對各專業系統間存在的問題進行及時處理，實現信息共建共享功能目標。

1.1.3 模擬性

利用BIM技術的模擬性特征優勢，基本可以實現對建設工程項目全生命周期流程的模擬操作與研究分析。例如，在前期規劃設計階段，設計人員可通過利用BIM相關軟件實現對工程實體模型的科學構建以及模擬分析。期間，設計人員可以對真實狀態中存在的事物進行操作模擬分析，根據分析反饋情況，對施工建設活動可能存在的風險問題進行提前識別與應對處理。同時，設計人員可通過利用4D施工模擬優勢對管線復雜區域施工流程進行動畫模擬分析，根據流程分析情況，及時甄別風險問題并加以應對。除此之外，在后期運維管理階段，BIM技術所具備的模擬性特征可針對緊急情況處理方式進行模擬分析，鞏固加強現場施工運行安全[3]。

1.2 大數據技術內容及功能特點

大數據基本可以理解為數字化時代出現的一種常態現象，大數據并不是單純的大量數據，也不是云計算的拓展應用，而是可以視為一種具備綜合性特點的技術手段，可以滿足使用者對數據資源的收集儲存以及應用分析等需求。從技術核心上來看，大數據技術的實施關鍵在于從大量數據信息中篩選提取最具價值的信息數據?？陀^來講，大數據技術可通過對海量數據資源進行采集分析與整合應用，從中篩選出最具價值特點的信息數據輔助管理者經營決策。從技術特點上來看，大數據技術具備以下優勢特點：

（1）數據量巨大。大數據所處理的數據量十分龐大，一般都處于PB級以上；（2）數據類型較多。大數據可以針對結構化數據以及文檔、圖片等非結構化數據進行大量采集與整合分析；（3）數據時效性。面對海量的數據資源，大數據技術可以通過實時分析獲取最具價值優勢的信息資源，不僅可以提升數據處理效率，同時也可以增強數據時效性功能；（4）數據潛在價值較大。通過利用大數據挖掘以及分析技術，可以從海量數據資源中篩選出核心價值信息。在此基礎上，相關人員可通過深度挖掘大數據的潛在價值，實現對大數據資源的合理開發與高效利用[4]。

結合當前業務發展情況來看，大數據技術已然成為衡量各企業核心競爭力的重要指標因素。因此對于建筑行業企業而言，企業管理者應該加強對大數據技術的普及應用，尤其要重點體現在工程項目全生命周期質量管理中。基于大數據技術項目質量管理工作可對現有的組織流程以及工作流程進行優化設計。并通過精準獲取工程數據以及整合分析工程數據，實現數據共建共享以及精細化管理目標。

2、建筑工程質量管理現狀及問題分析

建筑工程質量管理基本上可以理解為管理人員需要采取切實可行的策略手段完成質量指揮以及控制組織協調活動，通過規范管理與協調控制，確保建筑工程施工建設活動得以高質量開展，為精準打造質量合格的建筑工程項目夯實基礎保障。在具體實施過程中，建筑工程質量管理工作可通過科學構建質量方針以及質量目標，對工程項目施工建設期間所涉及到的質量管理內容進行貫徹落實。如可以通過采取質量控制以及質量改進等方式，實現高質量管理目標。然而結合實際管理情況來看，部分建筑工程項目在質量管理方面所表現出的滯后性問題相對明顯。究其原因，主要是因為管理人員所選擇的質量管理理念仍舊未能擺脫傳統粗放型管理理念的制約影響，比較注重強調建筑工程質量管理理論方法的應用，而忽視創新發展問題。

例如，當前建筑工程項目質量管理活動更加側重于關注工程產品質量，而對于工作質量的重要性缺乏高度重視，最終導致質量管理工作長時間處于以問題為導向的被動管理局面。與此同時，企業質量管理部門與其他各職能部門之間所表現出的協調管理關系并不是很密切，在日常工作之間對產品質量以及工作落實情況進行共同監督與管理[5]。除此之外，施工現場質量管理工作缺乏提前風險防控，通常是在發生質量問題之后或者發生嚴重質量事故之后才會追究落實。最重要的是，傳統質量管理模式在技術應用方面所表現出的局限性問題相對明顯。如專業知識限制以及信息不對稱等，導致各參建單位無法實現信息共建共享，難以真正參與到建筑工程全生命周期質量管理活動當中。

3、BIM和大數據技術在建筑工程質量管理中的應用優勢分析

3.1 精準識別施工風險問題，鞏固加強質量管理效能

建筑工程項目質量管理可通過借助信息化管理工具如BIM及大數據等相關技術工具，可實現對施工質量管理全過程的創新優化。在管理期間，管理人員可通過整合升級施工數據，并與標準數值進行綜合對比分析，及時發現施工異常問題以及風險問題。與此同時，基于BIM和大數據技術的質量管理模式可通過利用可視化分析、模擬分析等管理功能，對專業施工重難點以及風險隱患問題進行提前識別。

管理人員可通過提前利用虛擬技術對施工建造流程進行模擬分析，根據分析反饋結果，判斷建筑專業施工期間是否存在施工碰撞問題以及其他風險問題。獲取關鍵數據信息之后，質量管理人員可對現場管理方案進行合理改進與優化調整，以進一步鞏固現場質量管理效能。此外，管理人員也可以利用數據挖掘功能，獲取質量管理數據，如比較常見的材料檢驗資料、質量控制資料等關鍵數據，及時發現數據異常以及質量風險問題，為下一步質量管理工作高質量開展提供保障[6]。

3.2 滿足立體協同化質量管理要求，促進質量管理工作順利開展

基于信息化管理技術的質量管理模式可通過利用立體協同化管理功能，促進各部門之間信息共建共享。在具體實現過程中，各部門可通過利用智能化交流軟件以及信息化平臺，對建筑施工作業期間所涉及到的各類施工數據以及資料內容進行獲取分析。并通過在線決策以及在線協商，確保施工溝通的及時性，及時解決施工矛盾問題。另外，信息化質量管理模式可通過利用BIM技術促進立體協同化水平持續提升。

舉例而言，BIM技術所表現出的三維立體化、協同性以及可視化特征相對明顯。在具體應用過程中，管理人員可利用技術優勢科學構建建筑三維模型。通過全方位展示建筑三維模型，對建筑施工流程進行過程化管理，及時甄別風險，并解決風險。在此過程中，各部門可以針對各階段施工作業流程以及管理重難點問題進行交流互動，保證現場施工作業活動得以順利開展。

3.3 深度挖掘與分析質量管理數據，為質量管理提供數據基礎

建筑工程質量管理期間會涉及大量對建筑工程實際情況進行描述的工程數據類型，如構件名稱、尺寸等幾何信息、技術參數、施工信息如施工單位、施工班組等。為確保建筑工程質量管理水平得以全面提升，管理人員需要對上述質量管理數據進行深度挖掘與科學分析。

在具體實現過程中，可通過利用大數據挖掘以及分析技術對質量管理數據進行主動采集與整合篩選。通過篩選出最具價值性的信息數據，得出質量管理過程中出現質量問題的成因以及治理方法。并結合現場實際情況及時做出相應決策，防止質量風險問題反復出現。除此之外，通過利用大數據技術對質量管理數據進行篩選分析，基本上可以幫助管理人員及時發現共性以及個性問題，為增強事前質量控制以及事后質量改進工作效能夯實數據基礎保障。

4、BIM和大數據技術在建筑工程質量管理中的應用措施及實踐建議

4.1 科學構建BIM質量管理系統，鞏固加強建筑工程施工質量安全

科學構建BIM質量管理系統基本上可以實現對市政管網施工全生命周期流程的規范管理。例如，管理人員可以結合BIM質量管理系統以及大數據技術手段，對施工現場所涉及到的各類尺寸信息進行詳細掌握。在施工建設期間，施工人員可以參考設計標高以及各類尺寸信息規范開展施工活動，避免出現施工效率低下或者施工失誤問題。與此同時，所構建的BIM質量管理系統可以與互聯網技術進行結合應用，實現對各階段施工流程狀態變化的自動化監測與管理。期間，相關人員可以在隱蔽施工位置設置不同類型的傳感器設施，根據傳感器測點位置變化情況以及相關數據反饋情況，及時發現現場施工異常問題以及質量缺陷問題，并加以解決。

4.2 注重深化設計問題的貫徹處理，提高施工建設水平

對于建筑工程項目而言，在前期建設階段，各參與項目單位以及各專業可通過利用BIM技術與大數據技術優勢，對相關施工資源以及流程內容進行信息共建共享。在此基礎上，利用數字信息仿真模擬技術對市政管網工程設計階段以及施工階段所涉及到的重難點內容進行決策分析，保障項目整體建設水平得以有所提升[7]。舉例而言，參建單位可通過利用BIM技術的虛擬化、可視化分析特點，提前對建筑工程的復雜工況條件以及隱蔽施工流程等進行模擬分析。通過提前明確施工建造過程所面臨的風險問題以及重難點問題，全面提高工程項目的可建性。需要注意的是，在進行BIM模擬分析時，相關人員需要重點圍繞模型構建、參數校正以及方案優化等內容進行模擬分析。并結合實際情況，對存在問題的環節進行適當調整。

4.3 實現全生命周期質量監測管理目標，推進建筑信息化質量管理進程

實現全生命周期質量監測管理目標，可以視為促進建筑工程信息共建共享水平提升的重要保障。在具體實現過程中，各參建單位應該利用BIM技術的優勢功能完成對項目設計階段進行協同與深化設計處理。其中，在協同建模過程中，設計人員可采取大數據挖掘技術實現對BIM參數以及信息等重要資源的整合分析。根據分析反饋結果，對建筑各施工階段流程所涉及到的重難點內容進行深度研究與分析。與此同時，在施工作業階段，參與到項目施工建設的相關人員可通過借助輕量化協同平臺，對關鍵數據進行重點研究與共用分享。

可對各專業施工相互交叉所涉及到的風險問題進行提前處理，盡量減少專業施工矛盾問題出現。在后期運營管理階段，相關負責人員可利用BIM技術對施工階段的模型進行全面深化調整，通過不斷提高模型運用精度，保障項目運營質量服務水平得以全面提升。除此之外，基于BIM技術的建筑項目可以提前對關鍵施工節點流程內容進行模擬分析，根據分析反饋結果，對關鍵施工節點所涉及到的重難點施工問題進行提前把握，盡量減少現場施工風險問題。

需要注意的是，全生命周期質量監測管理期間所涉及到的工程數據量相對龐大，要求各管理組織需要在各自的職責權限范圍內科學利用大數據挖掘以及分析技術，完成對工程產品信息以及質量管理業務信息的集成處理，避免信息資源出現流失或者斷層問題。在具體分析過程中，管理人員應重點針對質量管理資料如勘察設計文件、招投標及合同文件等重要資料數據進行篩選應用，為質量管理工作提供良好支持。在此基礎上，管理人員可通過綜合對比資料數據與實際數據，對當前施工現場是否存在質量風險問題進行甄別分析。

4.4 利用碰撞檢測功能優勢，提前識別風險并規避風險

基于BIM模型，施工單位可在正式施工前對各工種施工流程以及專業施工協調問題進行碰撞檢測。并根據檢測結果，對現場施工建設期間是否會出現施工碰撞或者相關風險問題進行研判分析。同時將碰撞點反饋給設計單位進行整改優化，以防止施工作業期間出現設計變更等影響工程建設進度以及造價成本的情況。在此基礎上，利用BIM技術的可視化以及模擬化功能，基本上可以提前對排水管網線路交叉的復雜部位進行三維可視化設計分析。除此之外，技術人員可根據BIM技術所構建的管網空間場景模型，提前完成對交叉碰撞問題的有效應對，確?？臻g使用率以及現場安全管理效率得以全面提升。

結語：

總而言之，BIM和大數據技術已然成為新時期建筑工程項目質量管理的主流方向。針對于此，在今后的管理過程中，管理人員應該積極將BIM和大數據技術內容引入到建筑工程質量管理體系當中。通過主動結合BIM和大數據技術的發展方向以及優勢特點，對質量管理模式以及相關作業流程進行全面升級與優化。在具體應用過程中，管理人員應該明確當前信息化質量管理存在的痛點問題以及難點問題，通過規范使用與高效管理，保證建筑工程項目信息化質量管理水平得以持續提升。除此之外，建筑企業也應該加強對信息化管理人才的培養，通過熟練掌握與應用BIM、大數據技術手段，進一步鞏固加強施工現場質量管理效能。