BIM技術(shù)在工程項目變更管理中的應(yīng)用研究

吳渝玲

［摘 要］建造行業(yè)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(shù)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(xiàn)象時有發(fā)生。本文分析了現(xiàn)階段工程管理中的變更管理問題，通過項目案例總結(jié)了BIM技術(shù)輔助工程變更管理為項目建設(shè)帶來的好處。

［關(guān)鍵詞］BIM技術(shù)；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(shè)過程中會發(fā)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(shè)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(shù)來提高工程變更的管理水平及規(guī)避掉不必要的變更，加強項目建設(shè)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(xiàn)管理的重點。BIM技術(shù)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(jié)約成本、減少變更的目的。

1 基于BIM技術(shù)的工程變更管理

1.1 工程變更產(chǎn)生的原因

1.1.1 主觀因素

業(yè)主層面：對項目前期可行性研究存在不足。在項目的建設(shè)過程中，對工程項目的目標需求發(fā)生變化。

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

設(shè)計方層面：設(shè)計方案不合理。設(shè)計出錯或遺漏。設(shè)計過程中各專業(yè)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(chǎn)品、新工藝、新設(shè)備和新技術(shù)和建筑市場的有效發(fā)展，頒布新的政策法規(guī)。第二，由于勘察不充分或發(fā)生不可抗力等原因?qū)е碌氖┕きh(huán)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(chǎn)生的變更。

1.2 現(xiàn)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(nèi)工程建設(shè)項目中，大部分變更產(chǎn)生的原因是設(shè)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(shè)計階段以二維圖紙表達為主有一定關(guān)系，二維圖紙往往不能很好的表達設(shè)計師和業(yè)主的意圖，導致各專業(yè)管線之間存在的碰撞只有在施工的時候才能發(fā)現(xiàn)。[1]

1.2.2 參與方眾多，組織協(xié)調(diào)困難

工程項目的建設(shè)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(xié)調(diào)。但由于傳統(tǒng)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(fā)布，導致信息延誤。

1.2.3 缺乏對變更發(fā)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(xiàn)場管理困難，會影響變更的處理效率，阻礙項目建設(shè)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(tǒng)工程項目變更管理，信息傳遞主要通過相關(guān)管理人員紙質(zhì)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(lǐng)導不能及時掌握變更的處理情況。

1.3 基于BIM技術(shù)的變更管理優(yōu)勢

1.3.1 三維模型便于設(shè)計查漏補缺，減少設(shè)計階段圖紙錯誤

在項目設(shè)計階段創(chuàng)建三維模型，設(shè)計師更容易發(fā)現(xiàn)設(shè)計錯誤，便于修改。BIM技術(shù)具有可視化、參數(shù)化等特點，利用BIM技術(shù)構(gòu)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(yīng)碰撞位置，減少變更發(fā)生

三維模型具有可視化的特點，能夠更好地展現(xiàn)各專業(yè)的空間布局、管線走向，通過BIM碰撞檢測功能對不同專業(yè)模型進行碰撞檢測分析，盡早發(fā)現(xiàn)各專業(yè)之間的碰撞點，反饋給設(shè)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(shù)，在發(fā)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(tài)管理，一旦發(fā)生工程項目變更，技術(shù)人員對三維模型做出修改調(diào)整，其他各參建單位的相關(guān)人員拿到的模型相關(guān)數(shù)據(jù)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(chǎn)生的變更及附件資料，通過BIM技術(shù)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(shù)據(jù)集成，實現(xiàn)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(nèi)容、施工流程、各工序的持續(xù)時間及搭接關(guān)系，編制詳細的施工進度計劃，其重難點主要體現(xiàn)在以下方面：

2.1.1 施工環(huán)境條件復雜，協(xié)調(diào)困難

本工程的施工區(qū)域狹窄，從環(huán)境來講，本項目地處市中心地帶，交通擁堵，影響施工環(huán)境的因素較多，本項目與周邊小區(qū)緊鄰，施工需要與相關(guān)居民協(xié)調(diào)。

2.1.2 本工程涉及專業(yè)眾多，總承包協(xié)調(diào)管理難度大

本項目涉及到眾多的專業(yè)分包工程、獨立工程等，工藝工法復雜，對各專業(yè)各工序的協(xié)調(diào)管理尤為重要，因此總承包的管理工作也是該項目建設(shè)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(guān)注度高，機電系統(tǒng)復雜，因此更需要先進的施工技術(shù)及項目管理模式，將BIM技術(shù)應(yīng)用到工程項目建設(shè)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(shù)應(yīng)用的具體過程、實施組織架構(gòu)、數(shù)據(jù)協(xié)同平臺的管理進行合理的規(guī)劃。針對設(shè)計階段和施工階段，對影響B(tài)IM輔助變更管理的應(yīng)用點做了策劃。變更發(fā)生后，對初始各專業(yè)模型做出調(diào)整，進行動畫展示，對工程項目變更管理的信息數(shù)據(jù)動態(tài)化集成管理，上傳至BIM協(xié)同管理平臺。[2]

2.2.1 項目BIM技術(shù)應(yīng)用組織架構(gòu)

本項目為提高質(zhì)量、縮短工期、節(jié)約經(jīng)費、優(yōu)化項目設(shè)計和后期運維，同時提升工程建設(shè)項目質(zhì)量管理水平，打造該項目成為BIM技術(shù)信息化建設(shè)的標桿性項目。項目全面開展BIM技術(shù)應(yīng)用，形成以業(yè)主為主導、BIM咨詢策劃和協(xié)調(diào)、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(shè)單位的職責

建立項目BIM領(lǐng)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(tǒng)籌管理BIM工作，按建設(shè)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(xié)調(diào)各方BIM應(yīng)用，并對BIM輔助變更管理的實施提供技術(shù)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(shè)階段工程項目各參建方提交的BIM技術(shù)成果。搭建協(xié)同管理平臺，對平臺定期進行管理與維護。

2.2.2.3 設(shè)計單位的職責

負責設(shè)計階段BIM模型創(chuàng)建及施工階段的配合服務(wù)，利用BIM模型在方案階段及初設(shè)階段對建筑性能分析，利用BIM的可視化特點發(fā)現(xiàn)二維平面圖設(shè)計不合理的地方并作出優(yōu)化，避免因設(shè)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(yīng)用，在發(fā)生變更后，能夠運用BIM技術(shù)進行工程項目設(shè)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(shè)計單位提供的模型，并對設(shè)計模型進行校核和調(diào)整和深化設(shè)計，根據(jù)變更實時調(diào)整BIM模型。發(fā)起變更管理的信息化流程并提交相關(guān)資料。

2.2.2.6 監(jiān)理單位的職責

監(jiān)理單位應(yīng)該具備基本的軟件操作能力，能審閱BIM模型，應(yīng)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(yīng)用

2.3.1 設(shè)計階段

2.3.1.1 設(shè)計模型創(chuàng)建

根據(jù)項目要求，設(shè)計階段通過創(chuàng)建BIM技術(shù)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(shè)夯實基礎(chǔ)，創(chuàng)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(shè)計圖紙問題發(fā)現(xiàn)

結(jié)構(gòu)圖紙在建模階段共發(fā)現(xiàn)問題28處，建筑專業(yè)在建模階段共發(fā)現(xiàn)問題15處，結(jié)構(gòu)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(fā)生，不僅節(jié)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(yè)通過BIM建模發(fā)現(xiàn)的圖紙問題共計33處，其中暖通專業(yè)11處，給排水專業(yè)10處，電氣專業(yè)3處，特殊部位回旋加速器房間9處，預計節(jié)約工期7天，節(jié)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(guī)劃安排場地布置，會導致材料設(shè)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(shù)對某醫(yī)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(shè)施設(shè)備進場、生活辦公區(qū)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(shù)的三維模型進行碰撞檢測能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的錯漏碰缺，避免施工過程中發(fā)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(nèi)部發(fā)現(xiàn)設(shè)計不合理和各專業(yè)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(shè)計模型

設(shè)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(jù)項目特點及施工工序安排等綜合考慮，對各專業(yè)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(jié)約工期及成本。

2.3.2.4 凈高分析

凈高分析是基于優(yōu)化的機電管線排布方案，對建筑物構(gòu)筑物的豎向設(shè)計空間進行檢測分析，利用BIM技術(shù)三維可視化，調(diào)整各專業(yè)管線排布，最大化提升凈空高度，優(yōu)化后的凈空高度同設(shè)計方案對比，提前向業(yè)主展示，得到業(yè)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(chǎn)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(shè)計要求的部位，邀請建設(shè)單位、設(shè)計單位、監(jiān)理單位等參加會議并進行討論。

2.3.2.5 5D平臺應(yīng)用

為了提高該項目的信息化管理水平，項目搭建了BIM協(xié)同管理平臺，對工程中的進度控制、質(zhì)量安全控制、成本管理與BIM技術(shù)三維模型結(jié)合進行PDCA的動態(tài)系統(tǒng)管理，及時將施工現(xiàn)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(shù)的施工現(xiàn)場變更管理是利用BIM5D技術(shù)的信息平臺創(chuàng)建工程項目各項變更任務(wù)，通過現(xiàn)場手機拍照等方式記錄問題后，發(fā)起任務(wù)流程，將圖紙，照片等文件傳遞給相關(guān)單位及管理人員，各參建單位相關(guān)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(xiàn)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(jié)

工程建設(shè)項目全過程管理均會發(fā)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(guī)避，或者做到合理的管理，那么將會產(chǎn)生很高的代價。

3 結(jié)束語

第一，BIM技術(shù)具有可視化、參數(shù)化等的特點，大幅度提高了設(shè)計質(zhì)量及精度，減少設(shè)計的錯漏碰缺現(xiàn)象。通過各專業(yè)間的碰撞檢測，及時發(fā)現(xiàn)并減少碰撞點，優(yōu)化各專業(yè)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(shù)創(chuàng)建的基于BIM5D的變更信息共享云平臺，實現(xiàn)了對工程項目變更信息的可視化動態(tài)管理。三維模型承載的相關(guān)信息隨著模型的變更而及時更新相關(guān)數(shù)據(jù)，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(xiàn)變更技術(shù)的及時共享，提高了各參建方之間的溝通協(xié)調(diào)能力。同時將工程項目相關(guān)變更信息及時反饋到建設(shè)單位，便于整個建設(shè)項目管理三大目標的實現(xiàn)。

參考文獻

［1］余雷，張建忠，蔣鳳昌等.BIM技術(shù)在醫(yī)院建筑全生命周期中的應(yīng)用[M].同濟大學出版社，2017.

［2］郝敏，李立軍.基于BIM技術(shù)在工程變更信息共享平臺的創(chuàng)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(shù)在工程變更管理中設(shè)計階段的應(yīng)用研究[D].南昌大學碩士學位論文.2014.5.