BIM技術在建筑工程風險管理目標體系中的應用

殷曉瑋 ，魯玉芬 （蕪湖職業技術學院，安徽 蕪湖 241003）

1 引言

近年來，建筑行業快速發展，工程項目規模逐漸增加，造型結構體系趨于復雜，使得工程施工難度增加，工程事故頻發，安全隱患凸顯，項目風險因素隨之增加，構建建筑工程風險管理目標體系是提升建筑項目安全性能的重要途徑[1]。建筑工程管理者需要具備極高的風險管理意識，提前構建風險管理體系，通過有效的管理措施避免造成重大人員以及財產損失[2]。目前現有的建筑工程風險管理措施，面對龐大的工程信息，信息的傳遞難度增加，傳統的風險管理手段很難處理，容易造成管理不當和資源浪費情況。隨著BIM技術大量應用于建筑行業不同領域，加強了建筑工程五方責任主體間的聯系和資源共享，提升了建筑施工效率，如何利用BIM技術構建優質建筑工程風險管理目標體系，降低工程風險已成為建筑行業的研究熱點[3]。

BIM技術是指在建設工程全生命周期內，建立起三維、動態、實時的建筑信息模型，數字化表達建筑組件的性質信息、功能特性，將真實建筑物以虛擬現實方式表達，建筑設計、施工、管理以及維護過程均可通過BIM平臺展示[4]。將BIM技術應用于構建建筑工程風險管理目標體系，可以將風險管理全過程通過BIM協同平臺運行演示，進行風險識別、風險分析、風險量化，存儲于BIM數據庫風險管理庫，并將識別結果進行風險評價，及時解決較高風險，實時監測較低風險，有效管理建筑工程風險，提升建筑施工效率及施工質量，節約建筑工程運行成本。

2 基于BIM的建筑工程風險管理目標體系構建

建筑工程由于建設周期長，場地復雜，參建方眾多，工程風險因素較多，風險事件發生概率較大，出現損失具有不確定性，一旦發生往往造成嚴重的后果。建筑工程風險事件各有不同，同類型的工程也會由于參建單位的管理水平及工人素質的差異，其工程的風險也是不同的。風險事件繁瑣復雜，相互關聯，相互影響，對工程參建各方均存在一定的工程風險。建筑工程五方責任主體必須加強彼此間的聯系，利用BIM技術可視化的特點，構建建筑工程風險管理目標體系，協調和模擬在建筑工程生命周期中可能會發生的風險問題，相互資源共享，風險告知防范，降低建設工程風險識別的難度，減少風險事件的發生概率。具體建筑工程風險管理目標體系結構圖如圖1所示。

圖1 基于BIM技術的建筑工程風險管理目標體系結構圖

通過圖1可以看出，構建的建筑工程風險管理目標體系包括風險識別、風險分析、風險評價、風險應對和風險監控五個模塊，集成到BIM協同平臺進行全過程運行，勘察方、設計方、施工方、監理方以及業主可通過API數據接口連接BIM協同平臺，實時監測建筑工程風險管理目標體系運行情況。

2.1 風險識別

建筑工程風險管理目標體系中的風險因素識別可分為兩種途徑。一種通過BIM平臺模擬項目進度、建筑工程資源以及工程費用，利用BIM協同平臺可在最早時間有效識別風險，并將所識別風險以清單方式告知相關人員；另一種從施工現場通過RFID技術射頻識別采集建筑工程風險，進行非接觸式的數據通信，通過復雜時間處理技術，利用清洗、過濾等步驟從海量信息中選取有效風險因素，將其與BIM數據庫中風險因素表對比[5]，通過對比結果將風險類別有效歸類，并轉化成支持IFC輸出格式的數據，將所識別風險存儲于BIM數據庫的風險管理庫，便于后續管理。

2.2 風險分析

風險分析模塊依據風險分析方法，分析已識別出的建筑工程風險，風險識別模塊所識別風險因素，可通過風險分析模塊定性、定量等量化處理風險因素，利用蒙特卡羅法、層次分析法等風險分析方法將所識別風險因素風險量結果通過概率量化表示[6]，應對風險時，依據風險因素風險量概率結果，優先處理建筑工程風險較大的風險因素。

2.3 風險評價

通過風險分析結果明確建筑工程風險處理順序，風險分析結果中風險量較高的風險因素發生可能性較高，應針對概率較高風險制定風險應對措施[7]。系統將風險分析模塊獲取的風險量概率與風險等級匹配，并依據相關風險評價標準將所識別風險劃分等級，同時風險分級評價結果發送至BIM數據庫存儲。在判定建筑工程風險時，應依據統一風險接受準則判定建筑項目風險。緊急處理風險評價結果較高風險，避免由于高概率風險造成建筑工程巨大損失，建筑工程風險評價結果概率較低的風險，可在處理高概率風險后進一步處理。

建筑工程項目運行將造成建筑工程風險不斷變化，需要在項目目標范圍內，利用風險量獲取最佳可接受風險。可接受風險對建筑項目不會造成過大后果的風險，但可能隨著項目不斷進展可能轉化至高風險，項目進行使現場條件和項目環境不斷變化[8]，需要實時監測建筑工程項目運行過程中風險，不可因可接受風險不會造成過大后果而任之發展。可接受風險應加入風險監測模塊，利用風險監測模塊實時監測與追蹤，并依據建筑工程現場變化不斷更新；不可接受風險等高建筑工程風險發送至風險應對模塊及時解決。

2.4 風險應對

依據風險評價模塊獲取的建筑工程評價結果，將所需處理風險與歷史風險案例對比，對比結果利用BIM協同平臺獲取風險決策以及備選處理方案。當風險應對模塊接受風險評價結果為不可接受風險，應立即解決建筑工程風險，由建筑風險管理目標體系決策人，通過合理的應對方法解決建筑風險。

2.5 風險監控

風險監控模塊在建筑工程風險管理目標體系中應全程運行，實時監控建筑工程風險，對于風險應對模塊已處理風險同樣需要實時監控，防止由于項目運行導致風險因素變化造成危險后果。風險評價模塊評價為可接受風險事件時，風險監控模塊需動態性監控建筑工程風險，監測過程中若發現新風險，風險識別模塊需重新識別風險，建筑工程風險管理目標體系再次運行。

3 建筑工程風險分析

建筑工程風險分析可令工程相關人員明確建筑工程全周期所需面對風險。風險分析需要充分考慮：確定風險分析可選方案；建筑工程決策者對建筑工程風險的重視程度[9]；已識別風險、可控風險以及由風險造成的后果；定量與定性度量建筑工程風險；針對風險分析結果制定合適的風險解決戰略；并且判斷風險是否具有轉移性，充分考慮以上問題，建立起建筑工程風險管理目標體系風險分析結構圖，如圖2所示。

圖2 風險分析結構圖

建筑工程項目工程預期效果，可以通過以往歷史數據獲取最可能結果。通過風險分析，將可能發生的風險事件聯系起來，由于建筑工程項目的不確定性，使項目風險具有靈活性。此時風險的定量分析，可更明確風險可能產生的影響。

建設工程風險評價中，風險量是指建筑工程中風險發生概率以及發生風險將影響財務情況。常用風險量公式來定量衡量建筑工程風險，公式具體如下：

公式（1）中，R表示風險量，p和q分別表示風險的發生概率和潛在損失，風險量大小是以風險概率與潛在損失兩者的乘積大小表示，兩者乘積越小，風險量則越小；反之，則風險量越大[10]，風險量結果越大表示建筑工程風險越高，通過風險量可將建筑工程風險量化，通過量化的建筑工程風險可更加準確管理建筑工程風險[11]。當項目風險概率無法用固定數量表示時，可用“高、中、低”定性描述建筑工程風險。建筑工程風險管理時，項目相關負責人極為重視由于風險造成的損失，通過風險的定量分析，可更了解影響建筑工程項目原因，爭取在風險事件發生前，使潛在損失最小。

4 BIM技術在建筑工程風險管理目標體系中的應用

A小區建設項目使用BIM技術構建了建筑工程風險管理目標體系，進行工程風險管理。小區總建筑面積為168570.00m2，地面以上15層，地下2層，高度為76m，建筑結構為框架剪力墻結構。本項目基于BIM的建筑工程風險管理目標體系主界面如圖3所示

圖3 基于BIM的建筑工程風險管理目標體系主界面圖

通過圖3可以看出，該體系具有工地安全管理、人員管理、機械管理等功能，利用BIM技術的功能特點，可實現建筑工程風險管理的5D運行，為建筑工程風險管理各項功能提供技術支持。利用該體系進行風險識別，分析該建筑工程風險結果，依據風險嚴重程度，進行對策管理。具體如下表所示。

由上表可見，采用本文體系可有效識別、分析、評價建筑項目風險，并及時采取有效的管理對策。統計該工程項目相關數據表明，相對于未采用該體系管理的建筑工程項目，本工程總建筑工程工期提前了90天，有效縮短總建筑工程工期；利用BIM技術有效避免了設計圖紙碰撞，造成的成本增加；有效降低由于協調造成的管理成本，建筑工程項目管控風險隨之降低；建筑工程項目降低人力、物力浪費高達20%，二次采購量數量減少了11%，有效控制了建筑工程施工階段的綜合風險。由此可見，該體系管理建筑項目可有效避免建筑項目運行過程中風險，節約建筑項目運行成本，具有較好的管理效果。

風險因素識別、分析與管理

5 結論

BIM技術在建筑行業廣泛應用，推進了建筑信息化的發展，建立起建設項目業主、設計者、施工方等五方責任主體之間信息交流平臺。項目整個周期的信息化，使得建筑工程風險管理目標體系更加完善，建筑工程風險管理計劃和方案的反復改進，減少施工之前和施工之中事故的發生，有效降低建筑工程風險，減少資源浪費，節約工程運行成本，提升建筑工程運行效率，對于建筑行業可持續發展具有重要意義。