基于BIM技術(shù)的建筑工程項目管理研究

李 琪（煙臺仲伯企業(yè)管理咨詢有限公司，山東 煙臺 264000）

為保證建設(shè)工程項目的科學(xué)、有序?qū)嵤稍陧椖抗芾頃r將BIM技術(shù)作為主要支撐，通過此項技術(shù)，對建筑項目進行規(guī)范化建模，從而實現(xiàn)對項目施工中的風(fēng)險進行量化與仿真模擬，加強建筑項目不同施工環(huán)節(jié)之間的銜接與信息共享，保證施工作業(yè)的進一步推進[1]。但針對現(xiàn)代化建筑項目管理工作的實施現(xiàn)狀而言，仍存在較多的問題與短板，影響或抑制項目的動態(tài)化宏觀管理[2]。為此，本文基于建筑產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展角度，設(shè)計一種新的管理方法，實現(xiàn)將管理工作滲透到項目實施中的各個環(huán)節(jié)與多個階段，保證項目管理工作的全面優(yōu)化與改進。

1 BIM技術(shù)分析

BIM技術(shù)的本質(zhì)是一種用于構(gòu)建具有多維度優(yōu)勢的建筑信息化模型工具，通過此工具，可以實現(xiàn)在建筑工程項目實施過程中將建筑項目信息以數(shù)字化、信息化、計算機化等方式進行表達。相比項目管理工作中的其他類技術(shù)，此項技術(shù)具有顯著的共享性、集成性、多軟件聚合性、各階段參與性優(yōu)勢[3]。在一個完成的建筑結(jié)構(gòu)信息模型中，使用BIM技術(shù)可以確保工程項目參與方可以及時根據(jù)施工需求，獲取工程項目相關(guān)信息（包括進場材料信息、施工進度信息、關(guān)鍵節(jié)點施工質(zhì)量信息、施工現(xiàn)場安全風(fēng)險信息等），并以此種方式，實現(xiàn)對工程多個參與方的交互與協(xié)作，保證施工方對項目管理水平的提升與優(yōu)化[4]。將BIM技術(shù)與項目管理工作進行貫通，將其應(yīng)用到項目決策立項、設(shè)計、施工、質(zhì)量驗收等階段中，可以保證對每個階段工程信息的多維度獲取，將所獲取的信息進行融合，并輔助現(xiàn)代化管理工具與管理軟件，可起到提升項目施工進度與效率的作用。根據(jù)現(xiàn)有的研究成果，對BIM技術(shù)在建筑工程項目中的可用方向進行描述，具體內(nèi)容如圖1所示。

圖1 BIM技術(shù)可用方向

盡管BIM技術(shù)與工程項目管理的融合為建筑行業(yè)的發(fā)展指示了方向，并對產(chǎn)業(yè)建設(shè)帶來了革命性改革，但在深入此項工作的研究中發(fā)現(xiàn)，BIM技術(shù)的應(yīng)用并未能在市場內(nèi)取得較為顯著的應(yīng)用成果，而出現(xiàn)此種現(xiàn)象的主要原因有下述三點：第一，建筑領(lǐng)域內(nèi)現(xiàn)有的BIM軟件操作與功能并不成熟，盡管市場內(nèi)與建筑可視化建模相關(guān)的操作軟件與工具較多，但由于不同軟件的開發(fā)商之間沒有做到技術(shù)的統(tǒng)一，導(dǎo)致施工方無法按照統(tǒng)一標準操作BIM建模軟件。與此同時，不同的BIM軟件由于層次深度不一致，在使用中也無法實現(xiàn)貫通與有效銜接[5]。第二，我國大部分建筑行業(yè)在進行項目管理時，尚未形成良好的技術(shù)應(yīng)用環(huán)境，即部分管理人員還未在工作中意識或認知到BIM技術(shù)應(yīng)用的重要性與關(guān)鍵性，仍有施工單位在沿用以人工為主的模式進行項目管理，此種管理模式存在工程數(shù)據(jù)交互難度大、管理工作信息化程度低等問題[6]。管理人員會在此項工作中，利用個人的工作經(jīng)驗與主觀判斷，進行項目管理決策，但此種管理模式無法在現(xiàn)代化建筑領(lǐng)域內(nèi)推廣，還會在管理中由于個人主觀意識偏差出現(xiàn)錯誤管理決策的問題。第三點，市場內(nèi)一部分建筑工程項目中的設(shè)計單位、運行維護管理單位、施工單位呈現(xiàn)獨立狀態(tài)，即項目在不同階段所面向的主體對象不同，導(dǎo)致相關(guān)項目的信息無法實現(xiàn)銜接與流通。

綜上所述，BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用，有優(yōu)勢也有不足，要實現(xiàn)對管理工作的全面優(yōu)化，還需要深入分析此項技術(shù)，通過“取其精華，去其糟粕”的方式，實現(xiàn)BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域內(nèi)的推廣。

2 基于BIM技術(shù)的建筑工程項目管理

2.1 基于BIM的項目決策管理

在對建筑工程項目決策階段進行管理時，其主要內(nèi)容是完成對各個項目設(shè)計方案以及施工計劃在實際應(yīng)用中的可行性進行研究，并最終從眾多方案中挑選出最佳方案。以往針對設(shè)計方案的決策無法實現(xiàn)各項數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)，進而造成數(shù)據(jù)在應(yīng)用過程中常常出現(xiàn)閉塞問題[7]。針對這一問題，嘗試引入BIM技術(shù)，針對建筑工程項目的各個設(shè)計方案進行數(shù)據(jù)實時建模。將事先采集到的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，并按照不同類型進行整合，將其導(dǎo)入BIM軟件中，完成對三維立體建筑信息模型的建立。通過上述模式可實現(xiàn)對設(shè)計方案中的數(shù)據(jù)進行處理和分析，以此達到提升決策效率的目的。同時，在決策階段后期，對設(shè)計方案中的數(shù)據(jù)進行調(diào)整時，可以直接在已經(jīng)生成的模型當(dāng)中調(diào)節(jié)，由BIM軟件自動生成調(diào)節(jié)后的方案展示模型，實現(xiàn)對模型的優(yōu)化和改善[8]。除此之外，在BIM軟件當(dāng)中還可以針對建筑工程項目所在區(qū)域周圍環(huán)境進行仿真，具體而言，在對建筑工程項目設(shè)計過程中，可以直接將實際該區(qū)域內(nèi)的光照、景觀等融入模擬的建筑物模型周圍。通過這種方式能夠進一步提升設(shè)計圖的真實性，以此也能夠方便決策過程中對不同設(shè)計方案進行評比，從而選擇最佳的設(shè)計方案。

2.2 基于BIM的工程進度管理

針對建筑工程項目中的進度管理，需要結(jié)合施工前設(shè)計的計劃執(zhí)行方案，采取合理的手段以及控制策略實現(xiàn)對工程實施進度的糾偏處理。由于工程項目本身具有一定的復(fù)雜性，因此在對其施工進度管理時也使得其過程更加復(fù)雜。針對這一問題，為了確保工程進度管理的合理性，在引入BIM技術(shù)開展管理時，需要遵循如下幾點原則：首先，遵循對工程進度的動態(tài)管理原則。在對具體工程建設(shè)項目管理時，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)結(jié)合PDCA循環(huán)理論，分別從計劃、執(zhí)行、檢查和行動四個部分實現(xiàn)動態(tài)管控。其次，遵循系統(tǒng)性原則。同時，針對其各項施工內(nèi)容的進度計劃的安排應(yīng)當(dāng)遵循系統(tǒng)模塊的劃分原則，實現(xiàn)從班組到管理層向上逐層分解。最后，信息反饋原則。在對工程進度管理時，其重要前提是實現(xiàn)對進度信息的采集和分析，并針對管理過程中產(chǎn)生的眾多信息數(shù)據(jù)進行及時反饋，從而便于對進度計劃進行調(diào)整，也能夠促使進度方案在執(zhí)行過程中具備更高的規(guī)范化水平。在明確工程進度管理應(yīng)當(dāng)遵循的原則后，確定基于BIM的工程進度糾偏流程，如圖2所示。

圖2 基于BIM的工程進度糾偏流程

具體而言，第一步完成對各個構(gòu)件安裝和施工方案的三維模型建立，結(jié)合具體建筑工程項目的特點以及BIM軟件的特性完成布局工作。在導(dǎo)入建筑工程項目的進度計劃方案文件后，利用Project軟件完成對項目的分解和編制，并將完成上述操作后的方案文件導(dǎo)入到BIM三維建筑信息模型當(dāng)中。進度計劃文件的導(dǎo)入能夠?qū)崿F(xiàn)對模型維度的提高，在三維模型的基礎(chǔ)上，引入時間維度，從而達到四維。在完成對文件的導(dǎo)入后，再結(jié)合分析軟件的功能對施工進度進行動態(tài)模擬，并將得到的模擬結(jié)果以動畫的形式展現(xiàn)。通過這一動態(tài)模擬能夠更加直觀地對工期設(shè)置合理性進行判斷，并針對存在的不合理問題及時進行調(diào)整。

2.3 基于BIM的工程質(zhì)量管理

針對建筑工程質(zhì)量的管理，其實質(zhì)是通過項目各個參與方的協(xié)同管理達到最終的質(zhì)量目標。從施工的五個構(gòu)成要素角度對工程質(zhì)量的人、設(shè)備、材料、方法以及環(huán)境進行質(zhì)量管理。在這一過程中需要確保工程信息的有效性，工程信息包括在施工建設(shè)階段到施工質(zhì)量管理過程中涉及的各類文檔資料、圖紙文件等。在引入BIM技術(shù)后，針對工程質(zhì)量的管理首先需要實現(xiàn)對信息的采集、存儲以及查詢。因此，有必要完成對BIM信息模型接口的建立，結(jié)合Project軟件完成對項目的分解和編碼，并對各個項目子模型中的構(gòu)件屬性進行設(shè)計。在完成對屬性的設(shè)計后，利用Project軟件中的相關(guān)插件，將BIM建筑信息模型與各個質(zhì)量管理信息關(guān)聯(lián)，以此完成對信息的采集、檢索以及存儲。

將建筑工程項目施工質(zhì)量的理論依據(jù)作為各類質(zhì)量管理的指導(dǎo)依據(jù)，將指導(dǎo)內(nèi)容劃分為兩部分，其中一部分為可應(yīng)用于對所有類型建筑工程項目進行指導(dǎo)的信息，另一部分為僅適用于對應(yīng)建筑工程項目的工程圖紙、合同等專屬指導(dǎo)信息。基于兩種指導(dǎo)信息的特點，在引入BIM技術(shù)后，對上述兩種指導(dǎo)信息進行計算機語言編輯，從而方便Project軟件對其進行識別。在此基礎(chǔ)上，為了方便管理，采用量化的方式對定性描述性信息進行轉(zhuǎn)換。選擇質(zhì)量相關(guān)的數(shù)據(jù)包括：項目基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、各構(gòu)件屬性數(shù)據(jù)以及項目審批數(shù)據(jù)。通過各類基礎(chǔ)信息的應(yīng)用能夠幫助對建筑工程項目更精準的管理，并確保后續(xù)質(zhì)量問題產(chǎn)生時能夠基于更合理的協(xié)調(diào)作用。

針對建筑工程項目質(zhì)量管理的最終目標是通過對各類質(zhì)量信息的獲取與反饋，找出具體施工中存在的質(zhì)量問題，并通過采取合理的手段解決問題，從而達到設(shè)計階段給出的質(zhì)量預(yù)期水平。由于建筑工程項目復(fù)雜性程度較高，因此在具體施工和對其質(zhì)量管理中都會出現(xiàn)諸多突發(fā)問題，因此設(shè)計變更問題經(jīng)常出現(xiàn)。針對這一問題，為了確保在變更過程中不會對施工質(zhì)量造成影響，基于BIM技術(shù)的數(shù)據(jù)共享優(yōu)勢，對不同質(zhì)量信息進行重新定義，并對其在施工過程中進行實時跟蹤。表1中的內(nèi)容為各類質(zhì)量信息的狀態(tài)定義。

表1 各類質(zhì)量信息的狀態(tài)定義

3 對比分析

為證明設(shè)計的管理方法可行，選擇山東地區(qū)某央視主樓建筑工程項目作為此次實驗的實例工程，對此工程項目相關(guān)概況信息進行描述，見表2。

表2 山東地區(qū)某電視臺主樓建筑工程項目相關(guān)概況信息

按照本文設(shè)計的方法構(gòu)建建筑工程信息可視化模型，在此過程中，將不同結(jié)構(gòu)施工時節(jié)點發(fā)生碰撞次數(shù)作為對比指標。分析BIM技術(shù)應(yīng)用前后，不同區(qū)域建筑施工時發(fā)生的碰撞次數(shù)，實驗結(jié)果如圖3所示。

圖3 BIM技術(shù)應(yīng)用前后不同區(qū)域建筑施工時發(fā)生的碰撞次數(shù)

如圖3所示，應(yīng)用BIM技術(shù)后，不同區(qū)域建筑施工時發(fā)生的碰撞次數(shù)為0，而應(yīng)用BIM技術(shù)前，不同區(qū)域建筑施工時發(fā)生的碰撞次數(shù)均＞0，說明本文設(shè)計的基于BIM的管理方案可以在實際應(yīng)用中起到規(guī)避建筑結(jié)構(gòu)施工節(jié)點碰撞的問題，從而起到提升施工作業(yè)效率與水平的綜合作用。

4 結(jié)語

本文開展了基于BIM的管理方法設(shè)計研究，對比實驗結(jié)果表明，本文設(shè)計的管理方案可以在實際應(yīng)用中起到規(guī)避建筑結(jié)構(gòu)施工節(jié)點碰撞的問題，從而起到提升施工作業(yè)效率與水平的綜合作用。但要進一步保障工程施工質(zhì)量，還需要通過BIM等先進的手段，對工人加強安全教育，并定期對工人進行知識測評，保證所有參與工程施工的人員具有較扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識。合理安排施工順序，防止出現(xiàn)交叉破壞的情況，各個班組及作業(yè)段的成品保護措施要到位，實現(xiàn)從多個方面對項目管理的優(yōu)化。