建筑信息模型BIM在施工過程中的協同管理與優化

摘要：建筑信息模型BIM技術在施工過程中的應用，有效促進了工程項目的協同管理與優化。探討BIM技術在施工階段的應用現狀、優勢及存在的問題，重點闡述BIM在施工協同管理、進度控制、質量管理、成本控制等方面的應用，并提出相應的優化策略。研究表明，BIM技術的應用可顯著提高施工過程的協同效率、降低風險、節約成本，對于推動建筑業的信息化發展具有重要意義。

關鍵詞：建筑信息模型；BIM；施工過程；協同管理

0" "引言

建筑信息模型BIM是建筑行業信息化發展的重要成果，近年來在設計、施工、運維等階段得到了廣泛應用。特別是在施工階段，BIM技術可有效促進各參與方的協同合作，優化施工管理流程，提高工程項目的整體效益。本文圍繞BIM在施工過程中的協同管理與優化進行探討，旨在為相關研究提供參考。

1" "BIM在施工階段應用現狀

1.1" "發展歷程

BIM技術起源于20世紀70年代，經過多年的發展，已成為建筑行業信息化的重要工具。早期的BIM技術主要應用于建筑設計階段，通過三維建模和信息集成，提高設計效率和質量。隨著技術的不斷成熟，BIM在施工階段的應用日益受到重視。近年來，各國政府和行業組織紛紛出臺相關政策和標準，推動BIM技術在施工領域的應用與發展，使其成為提升工程項目管理水平的重要手段[1]。

1.2" "應用優勢

BIM技術在施工階段具有顯著的應用優勢。BIM模型可直觀呈現工程項目的三維信息，為施工方案的優化和可視化管理提供依據。BIM技術可促進施工過程中各參與方的協同合作，實現信息共享和交互，提高溝通效率?；贐IM的施工進度模擬和質量管控，可及時發現和解決問題，減少返工和延誤。BIM技術還可優化資源配置、控制成本風險，為施工組織管理提供科學決策支持。

1.3" "應用中存在的問題

盡管BIM技術在施工階段具有諸多優勢，但其應用仍面臨一些問題和挑戰。譬如：部分建筑企業對BIM技術認識不足，應用意愿和能力有限。BIM技術應用缺乏統一的標準和規范，數據交換和共享存在障礙。BIM專業人才匱乏，相關培訓和教育有待加強。BIM技術與傳統施工管理模式的融合不夠深入，有待進一步優化。BIM技術的應用成本較高，中小企業難以承擔。針對以上問題，需要政府、企業、高校等多方共同努力解決。BIM技術在施工階段的應用現狀調查如表1所示。

2" "BIM在施工協同管理中的應用

2.1" "基于BIM的施工協同管理模式

2.1.1" "核心技術

基于BIM的施工協同管理模式以BIM技術為核心，各參與方基于統一BIM模型開展工作，通過模型可視化、參數化等特點實現信息實時共享和更新。設計、施工、監理部門可在BIM平臺協同作業，及時發現解決問題[2]。BIM技術還可與物聯網等集成，實現施工現場實時監控管理。該模式提高了協同效率、優化資源配置，但需調整組織架構、流程，建立新的工作機制和標準規范。

2.1.2" "實施步驟及效果

BIM協同管理平臺實施步驟包括建立BIM標準和規范，搭建協同平臺，組織培訓，試點應用并優化。應用基于BIM的施工協同管理有助于確保數據安全，建立溝通機制，明確責任劃分，持續評估改進。如某大型商業綜合體項目應用BIM協同管理后，設計變更時間縮短30%，施工沖突減少50%，顯著提高了項目管理效率。

2.2" "BIM在施工進度管理中的應用

BIM技術在施工進度管理中具有廣闊的應用前景。傳統的施工進度管理主要依靠甘特圖等二維工具，難以直觀反映工程項目的空間信息和邏輯關系。而BIM模型可在三維環境下對施工進度進行可視化模擬和動態控制，為進度管理提供更為直觀、準確、全面的依據[3]。

通過BIM模型，可對施工進度進行提前預演和優化，合理安排施工順序和資源配置，及時協調和調整施工計劃。在實際施工過程中，可將BIM模型與實際進度進行對比分析，及時發現偏差并采取措施，確保項目按期完成?；贐IM的施工進度管理與傳統方法的對比如表2所示。

4D BIM進度管理步驟如下：建立3D模型，制定進度計劃，關聯形成4D模型，進行模擬優化，持續更新比對。應用基于4D BIM的進度管理時，要建立規范WBS，選擇合適軟件，確保模型準確完整，并持續改進創新保證模型更新及時性。

2.3" "BIM在施工質量管理中的應用

BIM技術為施工質量管理提供了新的手段和方法。傳統的質量管理主要依靠圖紙審核、現場檢查等手段，存在信息不完整、監管滯后等問題。應用BIM技術可在施工前對設計方案進行質量檢查，識別并消除潛在的質量隱患。

在施工過程中，可基于BIM模型對關鍵工序和部位進行質量跟蹤和控制，通過與實際施工數據的對比分析，及時發現質量問題并采取整改措施。BIM技術還可用于施工質量檢查和驗收，通過模型與實體的精確對應，實現質量缺陷的可視化標識和定位，提高檢查效率和準確性。

BIM質量管理步驟如下：嵌入質量標準，移動設備檢查更新，進行自動碰撞檢測，建立問題數據庫，生成分析報告?；贐IM質量管理需要確保模型精度，統一檢查標準，整合移動應用，培養復合人才。

2.4" "BIM在施工成本控制中的應用

BIM技術為施工成本控制提供了新的視角和路徑。傳統的成本控制主要依靠定額計價和現場核算，難以全面考慮工程項目的復雜性和不確定性。應用BIM技術可在設計階段對工程量進行精確計算，為成本估算提供可靠依據。

在施工階段，可基于BIM模型進行工程量的動態跟蹤和對比分析，及時發現成本偏差并調整控制措施[4]。BIM技術還可用于材料和設備的采購管理，通過與供應商的信息對接，優化采購計劃和庫存控制，降低材料浪費和資金占用。

5D BIM成本控制步驟如下：建立含成本信息的BIM模型，制定估算預算，關聯形成5D模型，進行模擬優化，實時更新分析?；?D BIM的成本控制需要確保工程量信息準確，建立統一成本編碼，選擇合適軟件，并進行定期審核預測。同時需要克服數據量大、信息一致性等挑戰，持續優化創新管理方法。

3" "BIM在施工過程優化中的應用

3.1" "施工方案優化

基于BIM的施工方案優化是利用BIM技術模擬、分析和改進施工方案，以提高效率、降低成本，確保質量安全。通過模擬比較不同方案的可行性、經濟性和安全性，有助于選擇最優方案。

BIM技術還可優化施工關鍵工序和復雜部位，進行碰撞檢查和綜合優化，減少變更和返工。優化后的方案可在BIM平臺上進行可視化交底培訓?；贐IM的虛擬施工模擬如圖1所示。

3.2" "施工資源優化配置

基于BIM的施工資源優化配置，是指利用BIM技術對人力、材料、設備等施工資源進行合理調度和優化組合，以提高資源利用率，降低資源浪費，保障施工進度。

通過在BIM模型中集成施工資源信息，可實現資源的可視化管理和動態優化。例如，基于BIM的人力資源管理可根據施工進度和工作量合理配置人員，并進行技能匹配和培訓管理；基于BIM的材料管理可優化材料采購和庫存計劃，減少余料和短缺；基于BIM的設備管理可優化設備調配和維護策略，提高設備使用效率[5]。

BIM技術還可與物聯網、RFID等技術集成，實現施工資源的實時定位和跟蹤，優化調度決策?；贐IM的施工資源優化配置可顯著提高資源效率，降低成本風險。

3.3" "施工風險管控

基于BIM的施工風險管控利用BIM技術，對施工安全、質量、進度、成本等風險因素進行識別、分析、預警和控制。通過在BIM模型中集成風險信息，實現風險可視化管理和動態監控，如模擬危險源、檢查設計缺陷等。

BIM技術還可與風險管理系統、大數據分析等集成，實現智能識別和動態預警。該方式有助于提高風險管理針對性和有效性，基于此企業建立完善的風險管理體系，提高人員風險意識和處置能力。

4" "BIM在施工階段應用的優化策略

4.1" "加強組織管理

推動BIM技術在施工階段的有效應用，需要加強組織管理。企業應成立BIM技術應用領導小組，統籌規劃、協調和監督BIM技術的實施。要建立健全BIM技術應用的管理制度和工作流程，明確各部門的職責和權限。加強BIM技術應用的過程管控和績效評估，建立激勵機制，調動各方的積極性。

鼓勵BIM技術應用的經驗總結和持續改進，營造良好的應用氛圍。建立跨部門的BIM協調小組，定期召開協調會議，及時解決應用過程中的問題。

4.2" "完善標準規范

BIM技術應用需要遵循統一的標準和規范。政府和行業組織應加快制定BIM技術應用的指南、規程和標準，規范BIM模型的創建、交換、交付和應用流程。企業應根據自身特點，制定BIM技術應用的操作規范和工作指引，確保應用過程的規范性和一致性。

同時，加強BIM技術應用的標準化培訓和考核，提高項目人員的規范意識和執行力。積極參與BIM技術應用標準的研究和制定，推動行業規范的完善和共享。

4.3" "強化人才培養

BIM技術應用的關鍵在于人才。企業應制定BIM人才培養戰略，建立多層次、多渠道的培訓體系。加強與高校的產教融合，聯合開展BIM專業人才的培養和實踐教學。鼓勵員工參加BIM技能認證和職業培訓，提高其技術應用能力。重視BIM管理人才和復合型人才的引進和培養，打造高素質的BIM技術應用團隊。要營造良好的人才發展環境，完善BIM人才的職業發展通道和激勵機制。應建立“BIM技能認證”體系，將BIM能力與職業發展掛鉤。某建筑集團實施后，BIM人才保留率提高30%。

4.4" "促進融合應用

BIM技術應與其他信息技術深度融合，發揮協同效應。要推動BIM技術與物聯網、云計算、大數據等技術的集成應用，實現施工現場的實時監控和智能分析。探索BIM技術與人工智能、機器人等技術的結合，提高施工自動化和智能化水平。要加強BIM技術與移動互聯、虛擬現實等技術的融合，促進施工信息的移動化應用和可視化管理。應積極開展BIM技術與其他信息技術融合的研究和實踐，推動建筑業數字化轉型。

5" "結束語

BIM技術在施工過程中的應用，為工程項目的協同管理與優化提供了有力支撐。隨著BIM技術的不斷發展和成熟，其在施工階段的應用將更加深入和廣泛。建筑企業應積極應對BIM技術帶來的機遇與挑戰，加強組織管理、完善標準規范、培養專業人才，促進BIM技術與其他信息技術的融合創新，不斷提升工程項目的管理水平和整體效益，推動建筑業的數字化轉型和高質量發展。

參考文獻

[1]" 郝小濤.基于BIM的智能建筑施工過程協同管理研究[J].城市建設理論研究（電子版），2024（11）：133-135.

[2]" 孟磊.基于BIM技術的建筑施工過程協同管理探究[J].房地產世界，2024（3）：86-88.

[3]" 楊寶三.基于BIM技術的建筑項目造價全過程協同管理研究[J].中國建筑裝飾裝修，2023（23）：59-61.

[4]" 楊瀛.基于BIM的市政道路施工過程中的協同管理研究[J].城市建設理論研究（電子版），2023（19）：187-189.

[5]""""" 魏昌智，董笑笑，杜雨，等.施工單位視角的EPC項目設計全過程協同管理研究[J].施工技術（中英文），2022，51（11）：141-145.