BIM助力全過程工程項目管理

楊吉清

BIM技術(shù)的初衷，是希望在一個數(shù)據(jù)庫化的模型上操作，當(dāng)對該模型的一處進行修改時，所有圖紙都會自動地、實時地更新，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、互相銜接在工程項目全生命周期的應(yīng)用。但是經(jīng)過多年的發(fā)展，BIM的目標(biāo)已不再局限于此，同時它的技術(shù)原理（見圖1）邏輯也更加嚴(yán)密，演變成了系統(tǒng)集成。

圖1將BIM分解為模型、規(guī)則、數(shù)據(jù)、資源四個要素，并表達(dá)了四個要素的系統(tǒng)集成邏輯關(guān)系。它將工程項目劃分為整體模型、階段模型、專業(yè)模型三個層次，如設(shè)計階段、施工階段、運維階段等階段內(nèi)的信息化內(nèi)容屬于階段模型，而建筑、結(jié)構(gòu)、暖通、給排水、電氣等專業(yè)內(nèi)的信息化內(nèi)容則屬于專業(yè)模型。此外，專業(yè)模型單獨做了一個分解，包含了專家知識、專業(yè)規(guī)則、專業(yè)數(shù)據(jù)和作業(yè)任務(wù)。

總體來說，BIM的目標(biāo)就是鏈接各要素形成更集成系統(tǒng)的關(guān)系，按照對信息化體系的層級劃分，各個層面的目標(biāo)在圖2中進行了描述。

BIM的價值

數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)化

BIM在數(shù)據(jù)之間建立系統(tǒng)性的聯(lián)系，其體現(xiàn)的價值為：①數(shù)據(jù)可計算能力的提升（可檢索、可分類、可追溯、更好地體現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯、更好地支持計算模型算法、更好地支持計算模型之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換）；②數(shù)據(jù)冗余度（數(shù)據(jù)重復(fù)的次數(shù)）降低；③數(shù)據(jù)粒度（數(shù)據(jù)精細(xì)度）可分級管理等。

以往的信息化軟件工具開發(fā)過程考慮更多的是軟件內(nèi)部數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化，較少考慮與外部整體的數(shù)靠結(jié)構(gòu)化，導(dǎo)致了信息孤島現(xiàn)象。當(dāng)然，信息孤島現(xiàn)象一方面是軟件技術(shù)（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化程度低，無法進行有效數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換）造成的；另一方面也是管理制度各自為政造成的。為了避免信息孤島現(xiàn)象，我們需要雙管齊下，同時在軟件技術(shù)層面與管理制度層面解決相應(yīng)難題。

資源的集成共享化

與數(shù)據(jù)相比，信息資源這個概念要更豐富，文字、數(shù)值、圖像、表格、聲音、影像都可以稱為信息資源。BIM信息集成的本質(zhì)是建立信息之間的聯(lián)系，只是與數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)化相比，是一種更弱的聯(lián)系，其體現(xiàn)的價值為：①分類管理，提升信息的分類管理能力；②權(quán)限管理，提升信息的權(quán)限管理能力；③安全管理，提升信息的安全管理能力；④共享管理，提升信息的共享管理能力。

知識的沉淀功能化

企業(yè)在業(yè)務(wù)活動中積累起來的知識如果不被記錄整理、總結(jié)提升，固化成為企業(yè)甚至行業(yè)的知識數(shù)據(jù)庫，那么這筆企業(yè)財富很容易因為人員的流動而丟失。新員工的培訓(xùn)與成長如果不是建立在有效的企業(yè)知識數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)之上，周期會很長，企業(yè)為此付出的成本也很高昂。同時，相應(yīng)的業(yè)務(wù)效率也難以產(chǎn)生量變到質(zhì)變的爆發(fā)性提升。

筆者在日本工作期間，通過企業(yè)的OA系統(tǒng)可以快速查閱到企業(yè)從誕生之初到現(xiàn)在的所有會議信息、周工作報告、技術(shù)信息，為筆者快速了解企業(yè)發(fā)展?fàn)顩r、各款產(chǎn)品的開發(fā)歷程、有效利用企業(yè)開發(fā)資源提供了巨大幫助，使得筆者快速融入企業(yè)的業(yè)務(wù)活動。而筆者在其他信息化程度低的企業(yè)雖然工作了很長時間，但依然無法窺探企業(yè)全貌，無法了解如何尋找相關(guān)工作資源、提高工作效率，無法自主地與其他員工建立很好的協(xié)同作業(yè)關(guān)系。

交互的三維虛擬化

在BIM三維可視化虛擬空間環(huán)境下作業(yè)給我們帶來的價值有：降低空間想象能力，視覺更加直觀，與人溝通起來更加通暢，空間幾何的自動計算幫助我們找出設(shè)計錯誤等。

管理的協(xié)同平臺化

實現(xiàn)管理的協(xié)同一體化是管理的常識，但是由于缺乏有效的數(shù)據(jù)支撐與技術(shù)支撐，真正意義上的業(yè)務(wù)管理協(xié)同一直都沒有在建筑行業(yè)實現(xiàn)。BIM為建筑業(yè)的業(yè)務(wù)協(xié)同提供了數(shù)據(jù)支持與技術(shù)支持，為業(yè)務(wù)之間的銜接提供了必要且充分的數(shù)據(jù)，同時提供了模型空間集成技術(shù)、時序集成技術(shù)和信息集成技術(shù)等技術(shù)支持。

經(jīng)營的決策大數(shù)據(jù)化

項目經(jīng)理承包制與“掛靠”是建筑業(yè)高速發(fā)展期行業(yè)管理采取的資質(zhì)限制手段，同時也是因為在行業(yè)缺乏足夠強大技術(shù)管控手段的大背景下，企業(yè)為了快速發(fā)展，不得不把項目管理人才放出去，依靠各個項目經(jīng)理的個人能力來爭奪市場份額。有能力的項目管理人才由于缺乏相關(guān)必要的資質(zhì)，也無法脫離企業(yè)總部而獨立。

但我們必須看到，不管是企業(yè)，還是項目經(jīng)理，項目做多做大了，都會面臨集約化經(jīng)營的管理困境。如何集中有限的資源做好更多的業(yè)務(wù)，是集約化經(jīng)營的核心課題。而集約化經(jīng)營需要數(shù)據(jù)支撐和技術(shù)工具支撐，在充分、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上，相關(guān)集約化管理技術(shù)才能發(fā)揮威力。這就是BIM技術(shù)在經(jīng)營集約化方面的價值所在，即讓決策基于大數(shù)據(jù)。

BIM的應(yīng)用

通過應(yīng)用于全過程工程項目管理，BIM技術(shù)可加快設(shè)計進度，縮短項目工期，減少成本支出，提高設(shè)計質(zhì)量與施工質(zhì)量，提升對建筑項目的品質(zhì)控制能力，為后期建筑運維管理創(chuàng)建完整的建筑大數(shù)據(jù)，從而提升精細(xì)化項目管理能力。具體來說，BIM技術(shù)在全過程工程項目管理中主要體現(xiàn)四個方面的能力。①監(jiān)審。BIM應(yīng)用管理能力，運用BIM審核技術(shù)監(jiān)審各參建方的工作。②控制。BIM模型管理能力，運用BIM信息模型控制各參建方的工作。③協(xié)調(diào)。項目溝通管理能力，運用BIM集成技術(shù)協(xié)調(diào)各參建方的工作。④服務(wù)。項目數(shù)據(jù)服務(wù)能力，運用BIM模型數(shù)據(jù)服務(wù)各參建方的工作。

BIM技術(shù)可以為全過程工程項目管理提供技術(shù)支撐、數(shù)據(jù)支撐和平臺支撐，并實現(xiàn)以下目的。

（1）向業(yè)主提供更清晰、更完整的設(shè)計資料。

（2）加快報審、報批進度，縮短設(shè)計進度，并能使設(shè)計質(zhì)量更加優(yōu)化，從而通過政府主管部門的審批，獲得政府各個階段的核準(zhǔn)所頒發(fā)的許可。

（3） 發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷、遺漏和錯誤。

（4） 獲得最佳的優(yōu)化設(shè)計與采購方案，提高物業(yè)舒適度與品質(zhì)。

（5） 對各種綜合布線、布管道、預(yù)埋件、留口留洞進行審查與碰撞檢查，減少二次施工。

（6）減少施工現(xiàn)場施工過程中機械設(shè)備、車輛的沖突。

（7）減少各專業(yè)深化設(shè)計與設(shè)計院設(shè)計資料的碰撞。

（8）更有效地論證復(fù)雜的施工組織的安全，并以此提高現(xiàn)場質(zhì)量控制、安全控制、進度控制的管控能力。

（9）對深基礎(chǔ)（逆作法施工）、超高層（鋼結(jié)構(gòu)吊裝）特殊工法、流程等專項施工進行模擬、論證并實施動態(tài)監(jiān)控，提升對專項施工的管控能力。

（10）對造價計量、成本分析、資金安排計劃、中期進度付款等投資控制提供可靠、便利的條件。

（11）對工廠制作的成品進行精細(xì)化的落料、加工、現(xiàn)場安裝管理，以減少現(xiàn)場的材料損失，提高安裝工作效率。

（12）生成各類涉及項目物業(yè)管理的BIM信息模型，提升物業(yè)運維品質(zhì)。

（13）建立運維大數(shù)據(jù)庫，提升檢測、維修的管理能力。

（14）為招商、招租、營運及二次改造提供全面、清晰、詳細(xì)的BIM信息資料，提升建筑設(shè)施的檔案管理能力。

BIM的實施方法論

根據(jù)多年的研究，筆者針對全過程工程項目管理制定了如下BIM實施方法論（見圖3）。

第一階段：調(diào)研策劃，轉(zhuǎn)變思維，樹立方向。企業(yè)管理層進行理念的學(xué)習(xí)，同時考察行業(yè)代表性企業(yè)，明確企業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展需求，制定發(fā)展目標(biāo)，策劃發(fā)展方案。

第二階段：實踐推廣，積累體驗，推廣經(jīng)驗。企業(yè)抽調(diào)各層次學(xué)習(xí)能力強、學(xué)習(xí)欲望強、時間充裕、年輕的技術(shù)和管理人員組建BIM小組，學(xué)習(xí)吸收行業(yè)當(dāng)前成熟的BIM技術(shù)、應(yīng)用及管理制度，掌握一定的軟件操作技能，并應(yīng)用于試點的實際工程項目。在試點項目后期，把實踐期積累起來的經(jīng)驗與知識進行整理及提煉，在企業(yè)內(nèi)部進行培訓(xùn)推廣。

第三階段：市場開拓，BIM助力，獲取項目。根據(jù)“十三五”規(guī)劃，未來五年全國各地都將開展大面積的城市地下空間、地下綜合管廊、海綿城市和智慧城市的建設(shè)。這些公共工程已經(jīng)對BIM技術(shù)的應(yīng)用提出了需求，經(jīng)過前期BIM技術(shù)與應(yīng)用經(jīng)驗的積累，BIM技術(shù)可以助力企業(yè)獲取更多項目。

第四階段：業(yè)務(wù)延伸，BIM助力，挖掘價值。全過程工程項目管理單位最有條件獲取項目完整的設(shè)計、施工、材料、設(shè)備等方面的資料，如果有意識地將項目相關(guān)信息、數(shù)據(jù)集成管理起來，在后續(xù)的公共基礎(chǔ)設(shè)施管理、運營、維護、翻新工程中，就可以建立競爭壁壘。開發(fā)建筑設(shè)施信息化運維業(yè)務(wù)可以成為企業(yè)新的業(yè)務(wù)增長點，同時，企業(yè)建立并強化建筑設(shè)施信息化運維解決方案的能力，也有助于獲取更多的全過程工程項目管理業(yè)務(wù)。

第五階段：體系完善，系統(tǒng)研究，完善體系。結(jié)合試點項目實踐期暴露出來的問題，如BIM技術(shù)不成熟、BIM與企業(yè)具體業(yè)務(wù)及管理機制不匹配、各參建單位現(xiàn)場一線提出新型BIM應(yīng)用需求等，企業(yè)建立更完整、更靈活、更符合建設(shè)工程項目實際的BIM項目管理實施體系。

第六階段：平臺打造，建設(shè)平臺，夯實基礎(chǔ)。隨著運用BIM技術(shù)能力的提升，企業(yè)需要采購或定制開發(fā)企業(yè)級BIM應(yīng)用項目管理平臺，提升項目管理能力，這也是打造企業(yè)技術(shù)實力與管理實力品牌的需要。

第七階段：管理優(yōu)化，制定制度，優(yōu)化組織。結(jié)合BIM技術(shù)的特征，企業(yè)針對自身的具體問題開展工作方式、管理模式甚至商業(yè)模式的創(chuàng)新工作。同時，企業(yè)建立BIM實施細(xì)則和BIM項目管理標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化企業(yè)組織架構(gòu)及管理模式。

第八階段：模式創(chuàng)新，合縱連橫，協(xié)同創(chuàng)新。在掌握了必要的BIM技術(shù)，進行了必要的管理方式改革的基礎(chǔ)上，企業(yè)開展設(shè)計、預(yù)制、施工一體化模式研究與實踐工作，創(chuàng)建、聯(lián)合或者整合相關(guān)設(shè)計院、加工廠、專業(yè)施工單位、新型建筑科技企業(yè)等資源開展新模式下的企業(yè)協(xié)同，最大化體現(xiàn)全過程工程項目管理的價值。

需要注意的是，以上八個階段可以并行推進，但是從整體上說，只有前面幾個階段的工作做扎實了，后面的工作才會進展順利。