基于BIM 5D的項目數字化管理應用

溫清杰 萬長發 鄒嘉金 王雪鵬 林釗睿

摘 要：數字化管理是以數字化技術為基礎，以數據化、網絡化和智能化為特征，通過信息化手段對項目的目標、進度、質量、安全等管理活動進行管理，從而提升企業管理水平的一種方式。在建筑業轉型升級發展的背景下，BIM技術已經成為建筑行業的一項核心技術。將BIM 5D技術應用于建筑項目的全過程、全方位、全專業的數字化管理，可以進一步提升建筑施工企業工程管理能力、實現效益最大化和科學決策。

關鍵詞：數字化管理；數據化；網絡化；BIM 5D

0引言

運用BIM技術進行建設項目的數字化管理，可提升建設項目的管理水平，使進度、質量、成本和安全等目標得到有效控制[1]。

在設計和施工階段，實施基于BIM技術的數字化管理有助于提高工程項目的生產效率，減少資源浪費并有效控制成本。如王琳和潘永剛等[2，3]將BIM 5D技術運用到建筑施工階段項目成本控制中，解決了施工信息收集、交流、更新困難及協同程度和工作效率低下的問題，彌補傳統施工成本控制的缺陷。田佳樂[4]將BIM技術運用到工程造價咨詢的應用當中，發現其可大大提高工作效率，促進造價咨詢人員利用節約的時間用來深度思考，為業主提供具有參考價值的動態成本數據，從風險管理、合約管理、價格管理等方面，綜合項目管控。

1 BIM的優勢

與傳統CAD相比，BIM在建模和渲染等方面有更高的精度、更好的可視化效果、更多的信息等優勢，其應用涉及建設工程全生命周期各個階段。BIM施工周期如圖1所示。但與傳統CAD軟件相比，BIM模型結構復雜、數據量大、信息冗余多，對管理人員的信息化技能和數據處理能力提出了更高要求。近年來，建筑企業開始探索運用信息技術實現項目數字化管理。基于BIM 5D架構開展數字項目管理研究和應用實踐，這對于推動建筑行業信息化發展具有重要意義。

2項目概況

江西有色建設集團承建的江西新建文化演藝中心項目15#樓，共有33棟單體建筑，規劃總用地面積為11萬m2，總建筑面積43萬m2，公共建筑總面積為10萬m2。其中15#樓是江西新建文演中心項目的重點工程，含酒店、劇院、辦公樓三大功能分布，總建筑面積43 764.6 m2，建筑高度82.5 m。15#樓BIM模型如圖2所示。

本項目以15#樓為樣本，通過廣聯達—數字項目管理平臺，開展了工程數字化管理試點。本項目從BIM技術入手，以BIM技術為基礎，基于BIM 5D技術構建了從設計到施工的全過程、全方位、全專業的數字化管理平臺。該平臺涵蓋了設計階段、施工階段和運營維護等各階段的管理活動，采用BIM技術、自動化集成管理系統和云平臺等現代信息技術，實現了對建筑全生命周期過程的有效管理。

3 BIM協同管理的應用

在該項目基礎上，構建基于5D模型的廣聯達數字化項目管理平臺，并結合BIM審圖、BIM瀏覽器等應用，實現技術、生產、商業的水平集成，并以5D平臺為紐帶，打通建設、商業、材料、質量、安全等多個環節的信息交流障礙。實現以建模、集成、協同應用為主的5D模型應用[5]。

3.1 組織框架

以項目組織架構的特點為依據，構建出項目總承包方、業主方、設計方、監理方等項目參建方以及總承包方各部門的云平臺組織結構，并在個組織板塊添加參與項目人員信息，實現人員可視化管理。組織框架如圖3所示。

3.2 協同管理

3.2.1 資料、文檔協同

在施工建設過程中，與項目相關的文件種類、數量繁多，如項目合同、變更、結算、通知單、采購單、申請單、驗收單等。在許多特大工程中，繁多的工程項目文件為項目管理帶來許多困難。

在傳統的項目管理中，文件和過程管理的主要問題有：文件數量多，文件分散，文件易遺失；文件閱覽權限管理不明確，導致文件丟失；不能有效地進行文件合作分享；工程人員變動，交接不完整，資料不能繼續等。種種問題阻礙了項目資料的協同，占用了大量用于材料整理的人力資源。

基于BIM 5D平臺協同數據管理，上傳項目數據，分類文件，按主要方向和施工各階段進行分類，實現了對文檔從創建→修改→版本控制→審批流程→發布→存儲→請求復用→棄用的全過程管理，使工作流與文檔管理能夠無縫集成，實現各方之間高效、透明的信息交換。為防止項目資料泄露，所有上傳文檔可根據平臺用戶賬號等級，設置相應權限，只有企業內部人員或指定人員方可查看、下載。在保證數據安全性的同時，使數據透明。施工文檔如圖4所示。

3.2.2 圖紙及變更協同

以往，建設項目基本信息的傳遞主要通過紙質圖紙進行，圖紙種類繁多，包括建筑、施工、電氣、暖通、給排水等各個專業。圖紙的存儲、查詢、調用、分發的方便程度等，都對項目能否順利進行有很大的影響。而在此過程中，因施工過程中出現的各種問題，使得設計方案的版本很難掌握，給設計方案帶來了巨大的經濟損失。

在BIM 5D平臺上進行圖紙更改的協作管理，為施工項目的圖卷協作提供了一種新的思路。在變更簽證部分，將變更圖紙上傳至數字化管理平臺，注明變更內容。點擊圖紙關聯即可查看變更的圖紙，實現圖紙的協同管理，幫助現場施工人員快速查看變更后圖紙，保證工程順利進行。圖紙變更如圖5所示。

3.2.3 施工技術交底協同

施工企業施工技術交底是指有關專業技術人員，在某一單項工程開工前或分支機構開工前，對施工人員進行的技術交底。技術交底的目的是使施工人員對工程特點、質量規范、施工方法和措施、安全等方面有更詳細的了解，以便科學組織施工，避免技術質量等事故的發生。傳統技術交底都是通過紙質文件進行傳達，但有時候某些施工工藝較為復雜，復雜節點圖紙表述不清。

基于此，通過BIM軟件（revit）建立施工復雜節點模型，通過Fuzor軟件進行施工工藝模擬，對項目中復雜節點進行動畫施工模擬，提高現場施工交底的效率與效果，使施工人員能夠直觀的感受工序與工藝的重難點，規避施工中的安全隱患。復雜動畫施工模擬如圖6所示。

3.2.4 施工質量隱患協同

做好質量控制，才能有效提高建設工程的質量。施工過程中中存在的問題，尤其是隱蔽工程中的問題，需要在第一時間發現，并采取有效措施切實措施解決方案。通過施工質量，增加施工企業經濟效益，防止投訴，促進施工企業健康發展。基于BIM 5D平臺，現場施工人員可通過手機端對現場施工質量、安全隱患等問題通過拍照上傳至管理平臺。這使得項目相關人員能夠及時發現問題，盡早提供解決方案，保證工程順利進行。基于BIM 5D的質量安全管理如圖7所示。

張求書[6]等人利用BIM軟件及相關的云計算平臺，把建設過程數據儲存在工程數據中心，使建設數據可以查詢、追溯，形成了一個閉環系統，通過互聯網對信息的收集與處理，達到了對建設質量與安全的重視，降低了問題的出現率。

4BIM在技術方面的應用

BIM技術是利用建筑信息模型對建筑項目進行設計、施工、運營維護管理等各項工作，形成項目各參與方的信息共享與協同工作平臺，是建筑行業的一種新型的信息化技術。BIM中三維模型就是信息載體，是對實體數據的描述和表達。它不僅是描述建筑物的三維模型，而且還包含了建筑物所需信息，如建筑規模、用途、建筑尺寸、設計、材料及使用情況等。

BIM技術可以創建精確的三維模型，能夠對空間的每一塊區域進行精確的測量，這樣就可以對整個建筑物進行精確的分析和模擬。利用BIM技術建立的三維模型，還能夠根據提供準確的信息來幫助工程人員對工程項目進行模擬分析。例如，本項目通過revit建模，建立了15#樓的三維模型，通過模擬管道的鋪設情況，可以了解管道的設置是否合理，有無出現碰撞的問題，進行可用空間的凈高分析，結合現場實測了解是否需要對建筑進行加固。在數字化管理平臺可在線查看建筑模型，通過左側篩選樹選擇不同樓層、不同專業，可以查看不同區塊的建筑模型、電氣排水管道等結構，為現場復雜線路施工提供指導。建筑與管線模型如圖8所示。

5結束語

BIM技術是一種創新的數字化建造技術，在工程項目上，BIM技術的應用可以為建筑設計、施工管理等方面帶來諸多好處。根據建筑工程項目管理特點，基于BIM技術實現工程項目的數字化管理是未來發展的方向。基于BIM的數字化管理平臺，有利于實現項目現場的無紙化管理，可以通過BIM技術的支持，實現數字化項目管理工作。

現階段施工過程中BIM技術的應用，更多集中在三維可視化應用層面，對于模型包含的數字信息挖掘不足。隨著建筑行業數字化、信息化的發展，充分挖掘三維模型蘊含的數字信息，推進數字孿生在建筑行業的應用，將對工程項目的數字化管理起到更大的作用。

參考文獻

[1] 羅燦.BIM技術在建設工程項目數字化管理中的應用[J].工程建設與設計，2022（7）：224-226.

[2] 王琳.BIM5D技術在施工階段成本控制中的應用[J].科技與創新，2023（2）：169-171.

[3] 潘永剛，馬萍，桂小峰.BIM 5D技術在施工階段材料成本控制中的應用[J].城市住宅，2021，28（3）：198-199+201.

[4] 田佳樂.BIM技術在造價咨詢中的應用研究[J].建筑經濟， 2022，43（S2）：279-282.

[5] 楊藝.基于BIM+Web協同管理技術在建筑施工中的應用研究[D].石家莊：石家莊鐵道大學，2023.

[6] 張求書，孫早力.運用BIM5D技術控制建筑施工質量安全的策略[J].四川水泥，2020（1）：268.

收稿日期：2023-09-05

作者簡介：溫清杰（1978—），男，江西南昌人，本科，高級工程師，研究方向：土木工程技術。