BIM技術支撐項目全過程管理應用

在施工業務的管理過程中，管理應該是以各方對擬建建筑建造過程的各種信息交互與業務協作為主線的。而BIM 應用也不應該只是點狀單領域價值，應形成全流程鏈覆蓋與融合。全過程管理這個概念一直伴隨著BIM，行業也普遍認為，BIM 如要發揮最大的價值，則應貫穿項目的設計、施工、運維全過程。基于BIM 技術的項目全過程應用可以更好地實現產業鏈各方協同完成建筑的設計、采購、施工、使用和運維，形成網絡化與規模化的多方協作。在此過程中，各參建方之間不受時間、地點的限制，提升了各方互動頻率，促進各方不斷升級產品和服務，形成以項目成功為目標的利益共同體，真正實現項目的信息共享和跨角色的高效協作。

BIM 技術在項目全過程管理的應用現狀

現階段BIM 應用主要聚焦在兩個方面：一是把BIM 作為單項業務生產工具，如正向設計、深化設計，用BIM 工具對施工組織進行表達等；二是把BIM 作為單項業務管理工具，如多專業的設計管理、多專業的深化設計協調、對多方的施工組織BIM 成果進行工作統籌等。不管是把BIM 作為單項業務生產工具還是作為單項業務管理工具，BIM 應用都沒有真正融入招投標、施工過程管理及竣工交付全過程中，BIM 數據無法在不同階段流通，無法對各階段的信息傳遞和業務管理協同形成有效串聯。

造成BIM 數據的割裂不流通主要有以下兩方面因素影響：一是各階段對于模型包含的數據要求不同。設計階段BIM 模型一方面是為了提高圖紙質量，另一方面為了解決多專業協同設計問題，設計階段輸出的BIM 數據主要包含模型幾何數據、圖紙以及設計相關的非幾何數據（構件屬性、材質、設計規范要求等）；施工招投標階段以快速完成報價為目的，輸出的BIM 數據主要包含算量模型和工程量清單計價數據；施工階段由于設計、施工對模型精度、組織方式、目標的不同，有一些模型可以用，但是現場應用仍需要大量工作量進行BIM設計深化，輸出的BIM 數據與設計階段類似，但是數據顆粒度更加精細，比如模型幾何數據要考慮施工安排及工藝做法，模型相關的非幾何數據要增加各類施工管理信息；運維階段更關注空間而非構件，并且由于引擎的承載能力、BIM 模型展示效果、流暢度等受到限制，運維管理平臺大多數需要重新做模型。

二是軟件間數據不互通。設計階段為BIM 數據的最初始來源，目前設計單位主要應用的軟件類型為服務于BIM 建模的工具類軟件，其中占比最高的是 Autodesk 公司的Revit、AutoCAD、Civil3D 等，其次是SketchUp、Rhino、Bentley 公司的MicroStation、Open 系列等軟件、Tekla 等。施工招投標階段為造價BIM 數據的主要來源，目前施工單位及造價咨詢方使用最多的為廣聯達造價系列軟件，其次為魯班、斯維爾等。施工深化設計階段需要根據設計圖紙或設計模型進行各專業的模型深化，目前施工單位應用最廣泛的是Autodesk 公司的Revit 系列，其次為廣聯達BIMMAKE、MagiCAD、Tekla 等。運維階段主要承接施工階段的BIM 數據或采用SketchUp 或3dsMax 重新簡化建模。從各階段BIM應用的軟件可以看出，由于軟件不同、數據格式不同、包含的業務內容不同，軟件間的數據互通存在較大難度。

項目全過程管理對BIM 技術的核心要求

實現基于BIM 技術的項目全過程管理需要解決BIM 數據的互通問題，包含不同軟件的數據格式互通及規范各階段BIM 數據標準，通過搭建多方參與的全過程BIM 協同管理平臺實現各階段BIM 數據的兼容和輕量化應用，同時配套的項目管理模式也需要進行一定程度的創新。

1.各階段BIM 軟件間的數據格式互通

實現BIM 數據在全過程的數據互通，需要建立各階段可兼容的數據交互格式標準。數據交互格式標準可采用各階段BIM 軟件普遍兼容的中間格式，也可采用擬投入的BIM 協同平臺內部的原生格式。

IFC 標準是目前行業內兼容性最高的通用BIM數據標準，是一種中立的、開放的數據標準，采用基于對象的描述方式以表達復雜的信息。模型信息的交換需要開放的數據標準，這種開放性在數據共享與交換中發揮重要作用。IFC 標準是建筑全生命期內各方BIM 實施關聯方進行信息共享與交換的基礎。

除IFC 標準外，目前國內主流的BIM 協同平臺也都有內部原生數據交互格式標準，如廣聯達的igms 標準等。數據格式交互標準需要考慮在不同建模平臺（如 Autodesk、Bentley、廣聯達等）的兼容性，確保導出的數據信息完整不丟失，其次要考慮在不同軟件之間的互通性。

2.各階段BIM 成果交付標準、規范的制定

BIM 成果交付所包含的業務信息需要結合設計、施工招投標、施工深化設計、竣工交付各階段的業務管理需求。

設計階段BIM 成果應包含施工圖所需表達的全部信息；施工招投標階段BIM 成果應包含各專業的算量模型，構件的工程量信息應滿足不同維度的統計要求；施工深化設計階段BIM 成果應根據施工設計圖紙（含設計說明）、BIM 實施約束性文件和具體施工工藝特點對施工圖設計模型進行補充、細化、拆分和優化等，形成可直接指導施工的工程信息模型；竣工交付階段BIM 成果應在深化設計模型基礎上，根據工程項目竣工驗收要求，通過修改、增加或刪除相關模型構件或信息，創建能夠反映竣工時點實體工程的工程信息模型。

各階段針對相同BIM 信息的表達應盡量保持一致，包括文件命名、單體、樓層、專業、構件命名、部位編碼、工序做法等字段，以保證各模型相互關聯時具備統一口徑。

3.BIM 多方協同平臺建設

實現BIM 數據在全過程的數據互通，需要搭建多方參與的協同管理平臺，通過平臺實現各階段BIM 數據的兼容和輕量化應用，并把設計、采購、生產、物流、施工、運維等各個環節集成起來，共享信息和資源，各參與方能夠方便地從平臺提取自己想要的數據，提高全過程信息集成、信息共享以及協同工作效率，并在數據不斷積累的基礎上實現大數據分析與深度挖掘。

4.配套項目管理模式創新

在傳統的業務模式下，設計、施工、運維各階段是相對割裂的，參建各方都是利益的個體，相互之間是利益博弈的關系。在大多數應用BIM 的項目中，設計單位和施工單位一般會自己做模型，都是為了服務于自己的業務。要實現基于 BIM 數據的全過程管理，可以從以下三方面進行管理模式創新：

第一是改變組織內生產關系，向網絡化協作轉變，構建數據化、透明化、輕中心化的組織模式。管理機制將向層級縮減的扁平化轉變，運行方式向高效靈活的柔性化轉變，重構企業與客戶、企業與員工、組織與組織之間的關系。基于數據驅動，建筑企業與客戶建立起實時互動和反饋的價值連接和動態響應，提高企業生產效率。

第二是改變項目全過程協作關系。通過數字技術的集成應用，在數字化平臺的賦能下，建設方、施工方與咨詢方等各參與方以項目為中心，構建風險共擔、價值共創、利益共享的新型生態伙伴關系，形成項目利益共同體。

第三是改變產業鏈上下游關系。BIM 等數字化技術的發展，打破了傳統產業邊界對于企業發展的束縛，促進了企業之間的數據共享，也推動了產業之間的跨界融合，重構產業信任關系，使產業上下游的關系變得更加透明和緊密，形成數字化新生態。

實現設計到建造的BIM 信息協同

隨著BIM 技術全過程的應用推廣，國家及地方文件規定或招標文件中已經開始對BIM 技術的不同階段、不同管理領域、不同標準系統、不同應用點等具體內容進行指定規定，這就對企業在承接市場項目的過程中，對不同總包形式、相應階段、不同數據集成等方面提出了較高的BIM 數據承接能力，通過BIM 技術可以把從設計到建造的數據打通，并實現基于平臺的信息協同。

1.從設計到施工深化設計的信息協同

設計階段的BIM 數據基于統一的數據格式標準和數據交付規范可以無縫傳遞到施工深化設計階段，根據設計階段BIM 數據可以進行各專業的深化設計，在土建模型基礎上，可以對二次結構進行深化設計，精確計算各規格砌塊數量，指導下料規格；基于總平面圖和地理信息，對施工場地中的塔吊群和堆場、加工場進行排布，對群塔進行高度試算并按照設置規則對布置的塔吊進行合理性審查，節約場布方案的推敲時間。

2.從設計到招投標的信息協同

在招投標階段，工程量計算是造價人員耗費時間和精力最多的工作。隨著現代建筑造型趨向于復雜化、藝術化，手工計算工程量的難度越來越大，快速、準確地形成工程量清單成為傳統造價模式的難點和瓶頸。利用BIM 模型進行工程量自動計算、統計分析，可以幫助招標人迅速形成準確的工程量清單。招標人將符合建模規范的設計階段BIM 模型導入BIM 工程量計算軟件，通過算量軟件承接設計階段的BIM 數據或圖紙，國內已有軟件公司在進行設計模型與算量模型數據接口的開發，并已經在實際工程中進行了驗證和使用，可基于算量軟件中的工程量計算規則，對BIM 數據進行工程量的再計算，以達到投標報價要求。如通過設計圖紙進行翻模，快速形成算量模型，或基于通用的格式標準，將設計階段的BIM 數據在算量軟件中進行二次處理，將BIM 數據轉化為工程量數據。

3.從招投標到施工深化設計的信息協同

對于一些缺乏設計階段BIM 數據或BIM 數據不全的項目，可利用招投標階段的算量BIM 數據完成施工深化設計。例如，設計階段提供的BIM模型受限于軟件性能和工作量，一般不包含鋼筋模型，可以結合算量模型中的既有鋼筋模型，快速完成對鋼筋排布、節點構造、接頭位置等的深化設計，達到指導施工、精準下料的目的。

4.各階段BIM 數據應用于施工過程管理

工程項目建造過程中，通過設計、招投標、深化設計各階段傳遞的各類BIM 數據，搭建多方參與的BIM 協同管理平臺，通過平臺實現各階段BIM 數據的兼容和輕量化應用，為工程項目的技術、商務和生產等部門提供符合施工建造過程的幾何構造、圖紙、工程量、工藝要求等信息，輔助建造過程可視化交底、成本核算、物資管理等各項BIM技術深入應用，實現精益建造。

業主方基于平臺實現設計管理、工程進度管理、質量安全管理、計量管理；設計單位的模型數據可在BIM 協同平臺中上傳，實現數據共享及多方在線審核；施工單位在平臺中獲取模型數據，進行模型審核和模型深化，建造過程各項業務數據通過平臺實現多方共享，滿足業主及監管單位的管理要求。

實現施工到運維的BIM 竣工交付

1.BIM 給運維階段帶來的價值

建立全周期數字資料庫：無縫對接設計、施工階段BIM 數據，運維階段拿到的竣工信息由竣工圖、竣工資料轉變為竣工模型。通過集成竣工模型的全部數據，對竣工交付的工程進行數字化管理，方便查找與分析建造過程中的各項數據。

聯通信息孤島與信息碎片：通過搭建運維管理平臺管理模型、圖紙與信息，集成各智能系統數據，交叉分析、發掘信息的多維度價值，實現數據的增值。同時也提供了高效協同的運維工作環境。

實現運維數據可視化：建立項目的三維場景，將抽象數據以3D 可視化的形式進行呈現，使管理者和工作人員能夠很快地認識和了解數據的內容和意義，通過光影等手段在完美復現項目實際情況的基礎上增強展示效果。

2.BIM 在運維階段的應用現狀

目前BIM 模型在運維階段的應用仍處于一個初級階段。由于施工和運維是兩個不同的管理階段，需要的信息也不同，很多施工部分的信息在運維階段是不需要的，目前行業內普遍只是將BIM 模型在運維階段作為一個輔助管理手段，對運維階段的信息采集和集成還在不斷探索。

運維單位在應用BIM 模型做管理的過程中存在一定問題，一是模型過于精細，運維單位只需要知道這里是個什么設備，不需要把它拆成幾十個構件；二是數據錄入不夠，模型做輕量化之后，再和運維數據結合到一起，成為一個類似BI 的數據看板，這種模式還有很多地方沒有和真正的運維工作結合到一起。

3.如何讓設計、施工階段模型在運維階段發揮作用

為了將BIM 數據有效傳遞到運維階段，需要建立竣工模型交付標準，竣工 BIM 模型應包括幾何模型數據、驗收資料、設計變更文件、竣工圖紙資料、BIM 模型施工應用成果等。設計階段需要對BIM 模型在不同應用層次的具體要求進行不同程度構建，把建筑物的不同構件、設備的具體信息加入到模型之中，對建筑、結構、MEP 分類建模的信息進行集成；施工階段可以依據設計階段的模型在項目的施工過程中進一步完善和優化，同時把各階段的BIM 模型在施工過程中和業務管理系統（包括各分部分項質量驗收信息、物資采購信息、分包單位信息、設計變更信息等）中進行數據集成。在這兩個階段的基礎上，才能做到竣工模型在運維階段的應用。

對于不同業態，需要根據自身運維管理特點和需求梳理所需的信息，在竣工模型中進行信息集成。例如，商業地產項目可分為多項系統工作，主要涉及設施維護管理、物業租賃管理、設備應急管理以及運營評估等；對于設備運行監控，將設備信息集成到運維BIM 模型中，運用計算機對BIM 模型中的設備進行操作，可以快速查詢設備的所有信息，實現對建筑物設備的搜索、定位、信息查詢等功能，通過對設備運行周期的預警管理，可以有效地防止事故的發生，利用終端設備和二維碼、RFID 技術迅速對發生故障的設備進行檢修。對于已建成的既有建筑，用BIM 模型數據重新把運維需要的內容做電子化整合，再去和建筑物、設備設施的日常巡檢、維護等工作結合到一起，形成基于三維的運維管理。

加強BIM 運維管理系統的研發交付能力，為運維單位提供可用易用的運維管理平臺成為關鍵要素。由于不同業主的運維管理需求不同，運維模型的格式不同，目前業內的運維管理系統很難做到標準化，大多數需要結合實際管理情況定制開發，但是運維管理系統受限BIM 引擎開發能力，系統開發具有局限。基于BIM 的運維管理系統要做到靈活適配，應選用開放的兼容性強的BIM 輕量化引擎，且模型能夠拆分為不同顆粒度以滿足數據關聯要求，使得數據在不同參與主體之間可進行可視化傳遞與流轉。