BIM技術在工程項目變更管理中的應用研究

吳渝玲

［摘 要］建造行業的工程項目變更管理對整個工程項目管理的意義非常重大，但多數工程項目在處理工程變更的方式上滯后，工程變更信息的傳遞斷層，信息不及時甚至錯誤失真的現象時有發生。本文分析了現階段工程管理中的變更管理問題，通過項目案例總結了BIM技術輔助工程變更管理為項目建設帶來的好處。

［關鍵詞］BIM技術；變更管理；5D平臺

［中圖分類號］F27文獻標志碼：A

工程項目在建設過程中會發生各式各樣的工程變更，而工程變更會對整個工程項目建設的工期管理及造價管理造成重大的影響。因此，如何利用新的技術來提高工程變更的管理水平及規避掉不必要的變更，加強項目建設各參建方的信息交流及信息共享，成為了當前項目變更體現管理的重點。BIM技術的引入，可以輔助工程項目管理者開展各項工作，以達到縮短工期、節約成本、減少變更的目的。

1 基于BIM技術的工程變更管理

1.1 工程變更產生的原因

1.1.1 主觀因素

業主層面：對項目前期可行性研究存在不足。在項目的建設過程中，對工程項目的目標需求發生變化。

施工方層面：施工過程中工藝和方法發生變化。施工深化設計不徹底、不完善。根據實際情況提出的合理化建議。

設計方層面：設計方案不合理。設計出錯或遺漏。設計過程中各專業配合不當。

1.1.2 其他客觀原因

第一，政府為推動“三新”“四新”“五新”中的新材料、新產品、新工藝、新設備和新技術和建筑市場的有效發展，頒布新的政策法規。第二，由于勘察不充分或發生不可抗力等原因導致的施工環境、施工條件變化。第三，由于合同條款的不充分導致對工程項目的目標控制不當而產生的變更。

1.2 現階段工程變更管理存在的問題

1.2.1 變更管理的預先控制不到位

當前國內工程建設項目中，大部分變更產生的原因是設計的遺漏和錯誤，而變更的控制方式往往是在施工階段針對變更做出彌補，并不是預先控制。這與工程在設計階段以二維圖紙表達為主有一定關系，二維圖紙往往不能很好的表達設計師和業主的意圖，導致各專業管線之間存在的碰撞只有在施工的時候才能發現。[1]

1.2.2 參與方眾多，組織協調困難

工程項目的建設是由多家單位、多個人員共同參與完成的，這就需要各參建單位進行良好的溝通協調。但由于傳統的工程管理模式中，各參建單位不能及時對接工作，特別是在處理變更的過程中，各參與方信息不能及時共享和發布，導致信息延誤。

1.2.3 缺乏對變更發生后的合理控制和職責劃分

如果項目缺乏完善的工程變更實施流程和嚴格的管理制度，導致對變更的處理存在不同的意見，現場管理困難，會影響變更的處理效率，阻礙項目建設的合理、高速進行。

1.2.4 信息化水平滯后，信息共享不及時

傳統工程項目變更管理，信息傳遞主要通過相關管理人員紙質書面文件溝通，逐級傳遞，但由于工程項目的體量龐大，過程文件繁多，過程中存在很多弊端。除此之外，工程變更的管理未能有較及時閉合流程，領導不能及時掌握變更的處理情況。

1.3 基于BIM技術的變更管理優勢

1.3.1 三維模型便于設計查漏補缺，減少設計階段圖紙錯誤

在項目設計階段創建三維模型，設計師更容易發現設計錯誤，便于修改。BIM技術具有可視化、參數化等特點，利用BIM技術構建模型，能夠為審核人員提供更為直觀的參考。

1.3.2 可視化直觀反應碰撞位置，減少變更發生

三維模型具有可視化的特點，能夠更好地展現各專業的空間布局、管線走向，通過BIM碰撞檢測功能對不同專業模型進行碰撞檢測分析，盡早發現各專業之間的碰撞點，反饋給設計單位修改，減少施工過程中的返工，減少后期變更的可能。

1.3.3 信息傳遞更方便有效

施工過程中運用BIM技術，在發生工程項目變更的時候，可通過三維模型對工程變更信息進行動態管理，一旦發生工程項目變更，技術人員對三維模型做出修改調整，其他各參建單位的相關人員拿到的模型相關數據也隨之變化更新，信息得以及時傳遞。

1.3.4 變更信息實時反映

項目過程中產生的變更及附件資料，通過BIM技術能實時提取變更前后工程量，把這些變更量化后上傳到信息平臺，對數據集成，實現變更前后的對比。

2 案例分析

2.1 項目介紹

某綜合樓項目占地面積9323.89m2，總建筑面積50480m2，其中地上面積39760m2，地下面積10460m2，室外橫跨電信路架空連廊面積260m2。該項目于2019年5月11日開工，預計2020年12月底竣工，工程項目工期緊張，在整個施工過程中，需要合理組織各階段的施工工序內容、施工流程、各工序的持續時間及搭接關系，編制詳細的施工進度計劃，其重難點主要體現在以下方面：

2.1.1 施工環境條件復雜，協調困難

本工程的施工區域狹窄，從環境來講，本項目地處市中心地帶，交通擁堵，影響施工環境的因素較多，本項目與周邊小區緊鄰，施工需要與相關居民協調。

2.1.2 本工程涉及專業眾多，總承包協調管理難度大

本項目涉及到眾多的專業分包工程、獨立工程等，工藝工法復雜，對各專業各工序的協調管理尤為重要，因此總承包的管理工作也是該項目建設過程中的難點之一。

2.2 基于BIM的變更管理實施策劃

本項目關注度高，機電系統復雜，因此更需要先進的施工技術及項目管理模式，將BIM技術應用到工程項目建設管理過程中，特別是成本管理和工程項目變更管理中的信息管理。對工程項目的變更管理過程中BIM技術應用的具體過程、實施組織架構、數據協同平臺的管理進行合理的規劃。針對設計階段和施工階段，對影響BIM輔助變更管理的應用點做了策劃。變更發生后，對初始各專業模型做出調整，進行動畫展示，對工程項目變更管理的信息數據動態化集成管理，上傳至BIM協同管理平臺。[2]

2.2.1 項目BIM技術應用組織架構

本項目為提高質量、縮短工期、節約經費、優化項目設計和后期運維，同時提升工程建設項目質量管理水平，打造該項目成為BIM技術信息化建設的標桿性項目。項目全面開展BIM技術應用，形成以業主為主導、BIM咨詢策劃和協調、各參建單位共同參與的BIM工作組織模式。

2.2.2 項目變更管理中的各方職責

2.2.2.1 建設單位的職責

建立項目BIM領導小組，對項目的BIM輔助變更管理工作的開展提出要求，并且對變更管理的方案及流程進行審核，對平臺的使用提出意見和建議，對成果進行確認。

2.2.2.2 BIM咨詢單位的職責

統籌管理BIM工作，按建設單位要求策劃和編制項目基于BIM的變更管理制度和實施流程，組織協調各方BIM應用，并對BIM輔助變更管理的實施提供技術支持。基于各階段實時BIM模型提取工程量對比分析，審核各建設階段工程項目各參建方提交的BIM技術成果。搭建協同管理平臺，對平臺定期進行管理與維護。

2.2.2.3 設計單位的職責

負責設計階段BIM模型創建及施工階段的配合服務，利用BIM模型在方案階段及初設階段對建筑性能分析，利用BIM的可視化特點發現二維平面圖設計不合理的地方并作出優化，避免因設計不完善造成的變更。

2.2.2.4 造價咨詢單位的職責

負責造價控制方面的BIM應用，在發生變更后，能夠運用BIM技術進行工程項目設計變更前后的造價對比，提高算量精度。

2.2.2.5 施工總承包單位的職責

接收設計單位提供的模型，并對設計模型進行校核和調整和深化設計，根據變更實時調整BIM模型。發起變更管理的信息化流程并提交相關資料。

2.2.2.6 監理單位的職責

監理單位應該具備基本的軟件操作能力，能審閱BIM模型，應配合BIM咨詢單位對施工單位提供的BIM成果進行審查。

2.3 基于BIM的變更管理實施應用

2.3.1 設計階段

2.3.1.1 設計模型創建

根據項目要求，設計階段通過創建BIM技術三維模型，滿足后期施工及工程項目變更管理的信息化需求，為項目的信息管理建設夯實基礎，創建了包含土建模型、機電模型為一體的項目BIM模型。

2.3.1.2 設計圖紙問題發現

結構圖紙在建模階段共發現問題28處，建筑專業在建模階段共發現問題15處，結構與建筑存在沖突的位置共計18處，并在早期圖紙會審中提出，減少了在施工過程中變更的發生，不僅節省了工期約15天，還避免了因返工造成的費用約35萬元。機電安裝專業通過BIM建模發現的圖紙問題共計33處，其中暖通專業11處，給排水專業10處，電氣專業3處，特殊部位回旋加速器房間9處，預計節約工期7天，節約成本0.7萬元。

2.3.2 施工階段

2.3.2.1 場地布置

該項目施工場地狹窄，若不能合理規劃安排場地布置，會導致材料設備進場后的二次搬運，甚至造成變更，項目在施工階段利用BIM技術對某醫學綜合樓項目三維場地進行建模，解決了二維圖紙難以解決材料合理堆放、設施設備進場、生活辦公區布置等問題。

2.3.2.2 碰撞檢測

三維模型具有可視化的特點，通過對BIM技術的三維模型進行碰撞檢測能及時發現設計中的錯漏碰缺，避免施工過程中發生返工返修的情況。借助Fuzor軟件的虛擬漫游功能，提前深入建筑內部發現設計不合理和各專業具有沖突的地方，從而做到對工程變更的預先控制。

2.3.2.3 深化設計模型

設計單位移交的成果模型往往精度上達不到施工要求，會遺留一些問題需要在施工階段解決，施工單位BIM工作人員需將模型進行深化，特別是管線方面，施工單位需根據項目特點及施工工序安排等綜合考慮，對各專業管線進行綜合排布，該項工作要在機電安裝進場之前完成，可減少大量返工，節約工期及成本。

2.3.2.4 凈高分析

凈高分析是基于優化的機電管線排布方案，對建筑物構筑物的豎向設計空間進行檢測分析，利用BIM技術三維可視化，調整各專業管線排布，最大化提升凈空高度，優化后的凈空高度同設計方案對比，提前向業主展示，得到業主方的認可方可施工，可避免后期施工過程中因為凈高的問題產生變更。對管線綜合后的模型進行凈高分析，記錄吊頂標高不滿足設計要求的部位，邀請建設單位、設計單位、監理單位等參加會議并進行討論。

2.3.2.5 5D平臺應用

為了提高該項目的信息化管理水平，項目搭建了BIM協同管理平臺，對工程中的進度控制、質量安全控制、成本管理與BIM技術三維模型結合進行PDCA的動態系統管理，及時將施工現場情況上傳至工作信息云平臺上進行存儲和分享。

基于BIM5D技術的施工現場變更管理是利用BIM5D技術的信息平臺創建工程項目各項變更任務，通過現場手機拍照等方式記錄問題后，發起任務流程，將圖紙，照片等文件傳遞給相關單位及管理人員，各參建單位相關負責人在收到信息提示后，按時整改。整改完成后資料自動歸檔，達到工程項目變更管理的有效真實記錄，可追溯、可查詢的目的，讓工程項目變更管理過程更加透明化，實現工程項目的信息管理高效化。[3]

2.4 基于BIM的變更管理小結

工程建設項目全過程管理均會發生各種各樣的工程變更，有些變更是有益且必要的，而有些卻是非必要且具有破壞性的，如果過程中不能有效規避，或者做到合理的管理，那么將會產生很高的代價。

3 結束語

第一，BIM技術具有可視化、參數化等的特點，大幅度提高了設計質量及精度，減少設計的錯漏碰缺現象。通過各專業間的碰撞檢測，及時發現并減少碰撞點，優化各專業的空間布局，在項目前期達到預先控制的目的。第二，該項目利用BIM技術創建的基于BIM5D的變更信息共享云平臺，實現了對工程項目變更信息的可視化動態管理。三維模型承載的相關信息隨著模型的變更而及時更新相關數據，對變更工程量及變更工程款的變化實時追蹤。第三，BIM5D平臺提供了讓各參建方在同一平臺上實現變更技術的及時共享，提高了各參建方之間的溝通協調能力。同時將工程項目相關變更信息及時反饋到建設單位，便于整個建設項目管理三大目標的實現。

參考文獻

［1］余雷，張建忠，蔣鳳昌等.BIM技術在醫院建筑全生命周期中的應用[M].同濟大學出版社，2017.

［2］郝敏，李立軍.基于BIM技術在工程變更信息共享平臺的創建[D].大連理工大學碩士學位論文.2018.6.

［3］劉素琴，杜曉玲.BIM技術在工程變更管理中設計階段的應用研究[D].南昌大學碩士學位論文.2014.5.