基于BIM的裝配式建筑IPD管理模式探析★

陳會萍

(河南建筑職業技術學院，河南 鄭州 450000)

1 概述

隨著我國經濟的發展，我國的各行各業都已成功轉型，實現了產業化和電子信息智能化的巨大進步，進而極大的提高了人們的生活水平和便利性。而唯獨作為我國經濟支柱產業的建筑行業在住宅產業化的道路上發展緩慢，依然處于小作坊化，手工化的發展模式[1]。

近年來，海綿城市、智慧城市、BIM、裝配式建筑、綠色建筑、全過程工程咨詢、工程總承包等新型理念、新技術、新模式不斷的被提出，國家各級政府也相繼出臺了一系列促進行業轉型、升級和發展的政策和措施。為了適應現階段建筑行業的發展現狀，多階段，多任務，多組織，多崗位，多專業，多接口的項目協同管理和集成管理變得越來越重要。目前，國內的學者也在不斷研究新型管理模式以適應復雜建筑的技術與管理需要。建設項目IPD(Integrated Project Delivery)集成化項目管理模式在國內雖然還處于發展階段，但不少具有前瞻性與戰略眼光的工程類企業和學者已經開始嘗試把先進的BIM技術與IPD管理模式結合運用在裝配式建筑項目中，以此來提升項目管理水平與企業核心競爭力。陳燕(2019)[2]通過分析認為在裝配式建筑中建立基于BIM的IPD協同工作模型，可以促進裝配式建筑技術、組織和流程的整合，從而實現裝配式建筑技術、信息和管理一體化；范如君(2018)[3]認為IPD模式下，BIM技術與裝配式建筑項目結合是未來建筑發展熱點和趨勢，BIM技術有助于裝配式建筑實現協同管理；孫曉翔等(2019)[4]通過總結裝配式建筑的特點，總結了一套初步的裝配式建筑項目流程和管理方案。段羽等(2018)[5]通過多角度分析得出，在裝配式建筑中引入基于BIM的協同管理方法，有助于提高工作效率和裝配式建筑施工質量，實現一體化、系統化的管理模式。根據大量科研資料分析和實際調研，本文將在BIM技術的基礎上，探析項目集成交付管理(IPD模式)在裝配式建筑中的綜合應用，以期找到符合裝配式建筑管理工作流程的新的管理模式。

2 裝配式建筑及現階段的項目管理模式

裝配式建筑是指建筑的部品部件在預制工廠預制，在施工現場通過機械裝配而成的建筑。早在1956年國務院就提出要積極有步驟的實行工廠化、機械化施工，逐步完成對建筑工業的技術改造，實現向建筑工業化的過渡[6]。近十幾年來，裝配式建筑市場規模發展迅速，從2011年的43.2億元，逐步增長到2018年的3 969億元，新建裝配式建筑面積從2014年0.56億m2增長到2018年的2.9億m2，據測算，未來裝配式建筑增量依然可觀。然而現階段，我國建筑工程項目的管理模式多為DBB管理模式、DB管理模式、CM管理模式。這樣的管理模式對應的是任務驅動的利益模式。項目的各參與方關注自身的利益多于項目的整體利益。裝配式建筑產業鏈被分割成多個碎片化階段，上下游之間缺乏有效的協同和信息溝通，從而導致出現了施工成本高、難度大、產業管理不完善、質量監管不力、工期不減反而增加等現象[7,8]。

現階段必須突破傳統項目管理模式，找到一種新的嚴謹、充分協作的管理模式，打通裝配式建筑全產業鏈，實現信息有效傳遞。目前IPD模式隨著BIM技術的發展在國內得到了關注和推廣。按照美國建筑師協會(AIA)專業組織對IPD的定義，這種項目交付模式是一種基于信任的專業團隊成員間的高度團結協同，通過新技術的應用，讓所有的團隊參與者能夠更好的發揮自己的經驗和才能，以整個建設項目全生命周期的價值最大化的交付方式。這種做法與現階段裝配式建筑施工所提倡的“技術前移，管理前置”思想十分吻合，能夠保證裝配式建筑設計、生產、施工、運營維護一體化。

3 基于BIM的裝配式建筑IPD(集成化項目管理)模式探析

BIM(Building Information Modeling),它的基本定義是指在建設工程及設施全生命期內，對其物理和功能特性進行數字化表達，并依此設計、施工、運營的過程和結果的總稱[9]。B代表的是BIM的廣度，也就是整個建設領域；I就是基于全壽命周期的信息及信息化。M是模擬，代表的是BIM的力度和BIM的實際應用。因此BIM技術具有可視化、協調性、可模擬、可優化等特點。早在2001年，彭勇等就在《虛擬建設——新型的項目管理組織模式》中提出建筑業將被信息技術和通訊技術推動發生變革[9]。BIM技術應用的最大價值就是打通建筑的全生命周期，這種方法支持建筑工程的集成管理環境，正好與IPD模式的“集成，全生命周期、合作”等思想相契合，可以使建筑工程在其整個進程中顯著提高效率、大量減少風險。BIM技術作為IPD模式的技術支撐，使IPD項目管理模式實現目標價值最優化[10]。本文將構建基于BIM的裝配式建筑IPD管理模式下的工作流程、信息協同模型、管理框架以及組織機構，并分析該模式下相關工作的要點。

3.1 基于BIM的裝配式建筑IPD模式工作流程

基于BIM的裝配式建筑IPD管理模式下，裝配式建筑全生命周期是由概念設計、標準設計、詳細設計、實施文件設計、機構評審和施工運營階段組成。各階段工作內容大致如下：

1)概念設計階段：IPD團隊成員共同參與，通過BIM信息輸入，從成本、安全、質量、進度等角度分析，提出概念性相關信息，為下階段工作打下基礎。

2)標準設計階段：構建設計方案。通過BIM信息數據模塊比選，優化初步設計方案。

3)詳細設計階段：此階段是IPD管理模式的重點階段，需要投入大量人力、物力。團隊成員須在此階段密切配合，各盡其能。施工方、運營方、PC構件生產方可根據實際項目需要和工作經驗提出相關設計建議，同時融合BIM手段，建立建筑信息模型，協同結構、機電、建筑、裝修等專業設計。

4)實施文件設計階段：進一步完善設計成果。通過BIM技術模擬施工，優化方案，制定實施性指導文件。

5)機構評審階段：利用BIM進行信息整合，做好相關準備工作。各團隊成員相互配合完成各部門審查工作。

6)施工階段：構件生產商利用前階段設計成果在此階段按計劃完成裝配式構建的生產和運輸工作。各團隊成員通過BIM技術收集裝配式建筑資源信息，及時更新建筑信息模型，利用BIM技術手段輔助實現裝配式建筑進度、質量、成本、安全等目標控制。

7)交付和運營階段：通過BIM裝配式建筑信息竣工模型的移交，業主(運營商)進行后期運營管理。

3.2 基于BIM的裝配式建筑IPD模式信息協同模型的建立

基于BIM的裝配式建筑信息模型是對裝配式建筑各生產要素、資源、設計信息及其之間關系的數字化表現。利用裝配式建筑信息模型的可獲取性，建立BIM信息工作協同平臺，實現各專業協同、同專業可分工、信息傳遞及時、準確等優勢。根據裝配式建筑IPD管理模式下的工作流程，BIM在裝配式建筑全壽命周期內的建筑信息模型可分為三大塊(見圖1)。

1)集成的設計信息模型。

在項目的前期設計階段，通過BIM技術建立裝配式建筑集成設計模型。該設計模型綜合建筑、機電、結構等專業信息，以滿足裝配式建筑不同方面的功能需要。通過對集成模型信息的處理和分析，為后期各工作流程的實施提供技術支撐。

2)施工信息模型。

施工信息模型是基于集成的設計模型，根據施工條件和需要進行優化完善所形成的建筑信息模型。利用BIM技術三維可視化、可協調、可模擬、可出圖等特點在施工階段之前進行同一專業間，不同專業間的碰撞檢查，優化設計，盡可能查找出后期可能遇到的所有錯誤和缺失，輸出能指導實際施工和生產、可操行性強的設計成果。

3)運營信息模型。

在裝配式建筑的交付階段，可將項目后期使用和維護過程中所需要的相關信息融入到施工模型或設計模型中，生成包含裝配式建筑部品部件生產信息，廠家聯系方式，維修等信息的運營模型。在此模型基礎上，業主(運營單位)可對裝配式建筑部品部件進行管理，極大的提高了運營階段管理的便利性。

在裝配式建筑全生命周期內，為保障BIM技術的充分利用，實現裝配式建筑項目各參與方完美協同，專業團隊之間需要針對BIM技術的應用設定相關工作計劃。通過建立BIM信息交換計劃切實保障BIM信息模型信息有效及時交換；同時建立BIM模型協同計劃有利于裝配式建筑信息模型的應用和維護。

3.3 基于BIM的裝配式建筑IPD模式協同管理框架的建立

基于BIM的裝配式建筑IPD模式下的協同管理框架(以下簡稱該框架)是針對裝配式建筑的集成特點和IPD管理模式的協同思想，利用BIM信息手段建立的。該框架強調事前目標控制，及早發現問題，有效解決問題，著眼全局，統籌安排。該框架可分為兩個層面(見圖2)。

一是利用BIM信息手段建立基于行業的信息數據庫，IPD團隊成員可在數據庫中提取或輸入相關信息，建立基于BIM技術的信息協同管理框架。協調裝配式建筑全生命周期的建筑、機電、裝修、結構等專業，實現多專業標準化、一體化設計。二是建立基于IPD管理模式下的裝配式建筑工作流程協同管理框架。IPD團隊成員在裝配式建筑概念設計階段就參與進來，充分發揮各自經驗，專業能力和社會資源，共同決策，保障項目順利開展。在設計階段，統籌考慮項目后期的PC構件生產、施工裝配、機電安裝、裝飾裝修等環節，設計成果模數化、標準化、實用性強。

3.4 基于BIM的裝配式建筑IPD模式的組織機構

IPD模式作為一種新型項目管理交付手段，在裝配式建筑中運用的關鍵是建立合適的項目組織體系。該組織體系的建立不同于傳統的項目組織機構，需要在團隊組建、項目組織模式、管理決策方面慎重考慮、重點明確。本人在梳理文獻綜述的基礎上，分析認為在裝配式建筑中運用IPD管理模式，以BIM技術為保障，需要建立一支信息溝通流暢、互相尊重信任、協同工作的團隊。根據裝配式建筑復雜程度和項目實施環境，選擇合理適用的合同范本。通過多方參與合同條款約定IPD團隊參與時間，制定項目目標，界定各方目標和責任，確定風險與利益，明確基于價值決策的手段和方法。

4 結語

基于BIM技術支撐的裝配式建筑IPD管理模式在中國的應用還處于初級階段，相關項目案例還很少。但是這種管理模式和BIM信息技術結合，能夠有效解決裝配式建筑的發展困境。裝配式建筑全流程各參與方從項目開始就不再分離，相互協作，共同決策，基于BIM技術進行信息協調和溝通，直至項目結束。本文也正是基于打通裝配式建筑各生產流程而探析了基于BIM技術支撐的IPD模式。通過分析此模式下裝配式建筑的工作流程模型、信息協同模型、協同管理框架和組織機構模型，以期能夠為從事相關行業的人員提供一種思路，推進裝配式建筑和BIM技術的發展。