基于BIM項目協同管理平臺研究

王亦斌 鐘碧蓉

(廣州大學管理學院，廣東 廣州 510006)

1 基于BIM項目協同管理平臺的發展背景

1.1 BIM技術的應用

建筑信息模型(Building Imformation Modeling)簡稱為BIM，2002年美國科特公司率先提出，而后Jerry Laiserin把該概念下的Autodesk、奔特力系統軟件公司等提供的相關技術向公眾推廣應用。BIM技術是一種多維模型信息集成技術，通過對建筑的數據化、信息化模型整合，能夠使項目的所有參建方在項目策劃、執行和維護的全生命周期過程中能在模型中進行信息共享和傳遞，實現了從業人員從依靠傳統二維圖紙到三維模型進行項目建設和運營管理工作方式的轉變，對各種建筑信息可以作出正確理解和高效應對，提高在建設項目整個壽命周期內的工作效率和質量。

BIM技術具有可視化、協調性、模擬性、優化性、可出圖性的特點，相比于一般建筑設計，BIM可提供構件大小、位置、材質等其他信息形成構件的互動性和反饋性，并在建造前期對各專業的碰撞問題進行協調，生成協調數據，根據實際情況進行模擬施工，實現成本控制與進度控制，導出各專業圖紙及深化圖紙，對建筑物進行可視化展示。有利于溝通協調與事前規劃、減少碰撞沖突與設計變更、促進各系統設計與施工信息的整合、降低生命周期成本、提升施工質量等優點，且對工程項目各參方者都有巨大效益。

正是由于這些優勢，BIM技術的應用在全世界范圍內迅速展開，在擁有最大建筑市場的中國，BIM技術的應用率也不斷提高，應用領域不斷擴展，從建設項目的設計、施工到管理、運營，甚至到其他行業領域內，成為中國建筑行業的一個熱點。

1.2 云技術的應用

云技術是一種基于云計算商業應用的托管技術，通過包括網絡技術、應用技術、信息技術、整合技術和管理平臺技術來實現信息和數據的計算、處理、儲存和共享。互聯網行業的高速發展和應用要求技術網絡系統的后臺服務需要大量的計算、存儲資源，如視頻網站、圖片類網站和更多的門戶網站。各類行業數據都需要強大的系統后盾支撐，云計算可以將大量不同程度級別的數據進行邏輯處理，組成按需所用、靈活便利的資源池。

云技術擁有虛擬化、編程方式、海量數據管理、分布式海量數據存儲以及云計算平臺管理等關鍵技術。這些關鍵技術的應用能夠增加硬件容量，簡易軟件配置過程，并且能夠減輕軟件虛擬機相關開銷，從而支持更廣泛的操作系統；另一方面應用云技術能夠提高分布式數據的適用性、可靠性和效益性；同時能夠實現多個服務器協同工作，使用智能化和自動化技術部署業務和開通業務，快速發現和恢復系統故障來實現大規模系統的可靠運營。

1.3 基于BIM項目協同管理平臺

雖然BIM技術發展迅速，并且具有提供建筑模型信息的強大功能，但在面對各參與方實際操作時，數據交換困難的問題逐漸顯露，因此BIM技術的價值并沒有充分利用。在項目管理方面，因工程項目的復雜性與非標準化，團隊管理成員往往通過書面、圖紙或者口頭描述協調溝通，容易造成效率低下、數據丟失和數據孤島的問題；所以需要建立一個基于BIM技術的項目協同管理平臺，充分開發BIM技術的潛在價值，協調各成員工作，實現成本效益和協同高效率高質量。

基于BIM技術的項目協同管理平臺是一個將含有大量數據信息的模型輕量化處理之后上傳至云平臺線上，各參與方無需通過學習專業軟件操作就可以便捷的瀏覽三維模型，通過瀏覽模型查看模型數據信息去發現問題，及時溝通記錄，進行任務分配，將含有數據信息的模型最大化的用于各專業之間，加強各專業協同、緊密的配合。建立基于BIM技術的項目協同管理平臺，能夠充分發揮BIM技術的優勢，促進項目建設和運營管理工作方式的轉變，推動建筑行業朝著信息化方向發展。

2 基于BIM項目協同管理研究現狀

2.1 國外研究現狀

國外的BIM技術無論是從應用、政策還是技術方面都日趨成熟，但由于不同專業建立的信息模型格式不同，數據交換和信息協同的問題依舊存在。麥格勞·希爾等人探討了目前中國建筑行業推廣應用BIM技術存在的問題，其中建筑信息模型在構建中缺乏統一標準，從而導致各參與方信息缺乏共享的問題更加突出[1]；Qun Tian則主要探討BIM技術應用在工程項目施工現場的信息阻礙問題[2]。

IFC標準是用于不同BIM軟件之間信息交換的標準，IFC標準首先由國際協同工作聯盟制定的，目的是建筑、工程和施工軟件應用程序之間進行交互。在數據交換方面，IFC標準的制定和不斷完善表明國外的項目協同管理研究更集中于BIM模型交互標準，并取得了大量的成果。如Faraj等[3]以IFC標準為基礎，構建了一個信息數據集成與交換平臺，能夠以Web的模式將設計信息、進度信息以及施工信息等進行集成。Nour等[4]則指出基于IFC標準的BIM模型可以減少工作的復雜性和提高項目的整體性能。而在協同管理方面，國外研究在各個領域構建協同平臺已有一定的建樹，如Singh等[5]對美國建筑行業多專業間數據交換的協同問題進行了研究，提出了將BIM服務器作為項目管理協同平臺的理論體系。

2.2 國內研究現狀

2003年BIM概念引入我國，隨著BIM技術在我國的不斷應用。2012年，國家建設部在修訂工程建設標準規范時將《建筑工程信息模型應用統一標準》納入其中[6]，目前BIM技術在我國受到越來越廣泛的關注，在設計階段與施工階段也應用得較為普遍。隨著工程項目的復雜性、規模性越大，涉及的參與方越多，我國在數據交換的問題就逐漸顯露出來，國內也越來越關注BIM項目管理協同技術的發展。馬遠航等關注工程造價方面，利用BIM+云端數據技術建立了一套提高管理效率和信息流轉的施工造價應用體系，實現了過程數據在建設中的循環應用[7]。馬智亮探討了BIM技術的信息數據應用問題，認為應統一BIM模型數據交換標準、增強BIM模型的使用與維護性能以及完善BIM技術發展的網絡化[8]。劉維躍等架構了一個在項目設計階段的BIM云平臺，提出了BIM云平臺能提高項目建設效率、業主滿意度、項目的可控性[9]。上海交通大學BIM研究中提出了一種基于BIM的協同設計和項目管理平臺，從而可以簡化不同軟件工具之間的數據交換[10]。

3 項目協同管理技術研究

3.1 項目協同管理技術集成分析

3.1.1工程項目多專業的集成

工程項目的建設實施專業包括建筑專業、結構專業、采暖通風專業、電氣專業以及給排水專業。在工程項目建設全生命周期過程中，各專業需要通過使用專業相關的軟件系統對項目的各種信息數據進行統計、分析、模擬、顯示等。工程項目通過各個專業相互間的協作，才能實現建設的最終目標。

3.1.2工程項目全生命周期集成

在工程項目實施過程中，根據工程項目建設內容的不同，一般把項目實施過程分為決策階段、設計階段、施工階段以及運營階段四個階段。各個階段項目直接參與方包括業主方、承包商、監理方、設計商、供應商和運營商，和參與方的工程項目信息表如表1所示，各參與方的關系如圖1所示。

表1 項目各直接參與方工程項目信息表

3.1.3工程項目管理目標集成

工程項目管理目標是指通過對項目的進度、成本、質量、安全、風險、合同、環境等多個互相影響和相互制約的目標進行管理，而形成項目的最終目標。而工程項目管理多目標的集成有利于協調各參建方的工作，在項目實施過程中各參建方之間能夠相互溝通和配合，達到有機的協調統一的狀態。通過對項目信息進行高效的檢索、采集、存儲、處理和傳輸是實現工程項目管理目標集成的重要手段，在掌握大量足夠的信息后能夠有效影響工程項目全生命周期集成的管理效率。

3.2 基于BIM協同管理平臺的發展特點

目前國內的BIM協同管理的解決方法大都是利用市場上的BIM協同管理平臺協調多方參與及項目管理，市場上的協同管理平臺針對不同的階段，具體的項目以及不同的參與方研發的平臺各有特色。

3.2.1起步晚，發展迅速，質量不一

隨著BIM技術不斷推廣，于2010年前后逐漸開始出現基于BIM技術的項目協同管理平臺，經歷不到10年的發展，市場上就已經出現數量眾多的BIM協同管理平臺，發展十分迅速。國內平臺在最近3年的發展比較明顯，尤其是在2016年—2017年，開發平臺數量較多且功能較完善，如目前應用廣泛的且功能強大的魯班BIM系統，廣聯達協助平臺，新點BIM5D協同平臺都是在這個時期開發出來的。但是在這期間也出現許多功能單一的項目管理平臺產品，在實際項目中應用較少。

3.2.2施工管理通用平臺應用廣，業主總控平臺多為定制化研發

在現有的BIM協同管理平臺中，相對于全過程管理型的通用平臺，針對項目管理中施工管理的通用平臺應用較為廣泛。施工過程涉及的問題繁多復雜、對于管理水平要求較高，而項目管理協同平臺能夠大大提高施工管理的效率，施工方對平臺的管理需求越來越強，也讓側重施工管理通用平臺成為市場主流。

而業主研發的總控平臺多屬于對項目定制化研發。對于業主來說，由于具體業務流程不同，企業的收集、管理各類信息數據的需求不同，針對單一客戶或是單一項目設計研發的通用平臺滿足不了業主的需求，所以市場中業主研發的總控平臺則多是根據不同客戶或是項目的定制化平臺，在滿足業主信息管理的需求的同時也能大大減少項目全生命周期的管理成本。

3.2.3全過程管理少，功能型管理平臺多

全過程管理指的是項目管理體系能夠貫穿整個項目全周期，包括設計、施工、監理、運營維護等階段，全過程管理平臺是為實施項目各參建方服務的；功能型管理則是指針對全過程管理幾大階段中的一個或是幾個階段的具體管理，則在功能型平臺中又分為側重于設計、施工、造價、模型方向的功能型平臺。

目前市場中魯班BIM系統平臺做得比較完善，平臺針對各參建方的協同需求提供了不同的軟件，平臺的BIM子軟件相較較多、分散，但是功能相對齊全。市場功能型管理中研開發多是以施工階段的管理為主的協同平臺，如廣聯達BIM5D和魯班BIM系統在施工過程的質量管理、安全管理、文檔管理、進度管理的基礎上還增加了成本管理，Our BIM則針對現場安全問題應用了VR技術作演示。

3.2.4項目級與企業級平臺各自開發，對接少

目前，國內基于BIM技術的項目管理平臺可分為兩類：一類是企業級協同平臺，它為整個企業公司內部提供溝通協同渠道，進行多個項目信息匯總管理，為企業經營管理提供決策依據，市場上魯班BIM平臺，廣聯達BIM5D就是這類平臺。另一類是項目級協同管理平臺，主要是針對獨立單個項目的各個階段進行協同管理，促進該項目各參與方的協同配合，合理分配項目的各階段任務。該類型根據其側重功能細分為項目多方協同平臺、項目施工管理平臺與模型信息管理平臺。國內平臺開發團隊針對這兩類平臺其中一種各自研發，企業級開發團隊對企業內部協同進行功能完善，項目級開發團隊也只針對項目全過程管理，兩類平臺不能實現互通，對接較少。

4 結論與展望

本文通過對BIM協同管理平臺發展背景的介紹，詳細梳理了國內外有關項目協同管理技術的文獻，系統探究了項目協同管理技術的集成化信息，在對當前市場上的協同應用平臺做了發展特點歸納，為工程建設企業更好運用BIM來進行項目管理提供參考和借鑒。國內關于BIM協同管理的研究還不十分充分，而目前市場上的平臺發展特點不一，主要有起步晚，發展迅速，質量不一；施工管理通用平臺應用廣，業主總控平臺多為定制化研發；全過程管理少，功能型管理平臺多；項目級與企業級平臺各自開發，對接少等特點，在BIM項目協同管理領域還有很大的研究空間。