基于BIM 技術的建筑工程管理研究

趙 蕾

（山東城市建設職業學院，山東 濟南 250103）

1 緒論

1.1 研究背景

近年來，隨著我國建筑業的迅猛發展，工程建設規模和形式日益復雜，對工程建設要求也更加嚴格。現代建筑的需求越來越復雜、多樣，傳統的工程設計和管理已無法適應，極大地挑戰了較早且比較成熟的傳統工程設計和管理方式，如CD 技術和工程圖紙。隨著現代計算機技術的飛速發展，BIM 技術成為一種新興的工程設計和管理方式，具有很大的潛力和發展前景。

建筑工程項目運用串聯式信息傳遞方式難以保證信息傳遞的準確性，傳遞過程中造成了諸多問題，且隨著建筑工程項目不斷發展，問題不斷增多，增大了建筑工程管理的難度。三維設計方法，即BIM 技術能夠三維立體呈現設計結果，全面總結工程參與各方信息，從而使建筑工程項目信息共享。所以，在這一環境背景下，開展建筑工程管理BIM 技術應用研究，對建筑業發展有重要意義。

1.2 研究意義

BIM 技術的出現與計算機和數字三維技術的發展密不可分，其以計算機技術為基礎。建筑信息建模是利用計算機技術對有關數據進行加工，形成包含全過程的三維仿真模型。該模型的建立主要是整理和加工工程建設的前期準備、中期設計、后期運營和維修等數據。BIM 技術不僅能建立一個完整、系統的施工工程數據模型，還能為施工單位提供一個信息共享平臺。

在建設項目前期工作中，施工人員可以使用BIM 技術進行施工項目的虛擬展示，從而更好地了解施工過程的各個環節。在建設項目建設階段，施工人員可以運用BIM 技術進行建模，預測施工中可能出現的問題，并進行相應處理。在建設項目投入使用后，可以運用BIM 技術設計、管理施工現場輔助設備，以方便業主日常管理。

1.3 國內外研究現狀

1.3.1 國外研究現狀

美國查克·伊斯曼于1975 年提出了一種更為智能的電腦系統，他認為這個系統可以包括工程圖紙、工程量清單、施工方案等所有資料，工程參與者想要獲取的資料，都可以通過這個系統獲取。隨著計算機輔助設計技術的發展，BIM 技術的應用越來越廣泛。國外對BIM 技術的研究從未停止，在不斷豐富、完善BIM 技術及理論。BIM技術理論發展很快，但在過去BIM 技術主要依賴于計算機技術，其發展受到計算機技術的限制。21 世紀以來，隨著計算機技術的飛速發展，部分應用軟件的研發及施工單位的大力扶持，BIM 技術逐漸被推廣應用。

1.3.2 國內研究現狀國內對BIM 技術的研究起步較晚，很多研究內容都是采用國外的先進技術。相較于國外，我國的建筑企業對BIM 技術的需求較高，如廣州大廈、北京奧林匹克體育場、上海大廈等已成為我國知名建筑工程的重要組成部分。

近幾年，BIM 技術在我國備受關注，為進一步推廣BIM 技術的應用，我國政府出臺了一系列政策措施，促進其在實際應用中逐步成熟。例如，國家對采用BIM 技術的建筑工程給予相應補貼和優惠政策，同時，加強了BIM 技術的培訓和推廣。

2 理論概述

2.1 BIM 技術概念

BIM 是Building Information Modeling 的縮寫，即“建筑信息建模”。在學術界，BIM 技術通常被定義為：將施工項目中的各種數據信息進行處理，形成一個包含所有設計要素信息的綜合性施工項目數據庫，然后將相關信息輸入到數據庫中，建立相應的數據模型。施工人員通過數據輸入、存取、修改等操作，與數據庫中的信息進行交互。數據庫中的信息相互關聯，編輯一個數據就會改變其他信息內容。

BIM 技術概念應包含以下幾個方面：BIM 技術涵蓋的內容囊括了建設項目的各個方面，可滲透到建設項目的各個環節，而且不只是單純的信息系統模型，與傳統的二維建筑項目相比，BIM技術在設計和管理方面更精細、更高效、更統一，BIM 技術的產生正在改變傳統建筑管理方式。此外，BIM 技術必將引發建筑業新一輪的技術變革，讓建筑業迎接更多的挑戰和機遇。

2.2 BIM 技術核心

在建筑信息系統中建立數據庫至關重要。對于BIM 技術來說，這是最關鍵且最具挑戰性的環節，需要計算機技術和三維數字技術的支持。與普通的數據庫不同，三維數據庫有以下幾個特點：一是三維數據庫中包含建設項目的所有數據，且隨著建設項目進行，數據庫中的數據也會不斷更新，從項目立項到運行的整個過程都會記錄下來。二是三維數據庫中的數據并不是相互獨立的，而是相互關聯的，某一數據信息改變時，會產生不同的數據信息，以確保不同專業信息之間的協同性。三是三維數據庫的信息必須共享，建設、施工、監理、設計等參與方可以直接存取數據庫，并有權編輯、處理數據庫中的數據，使施工企業能夠及時掌握施工進度，使施工單位能夠迅速響應變更內容，從而提高施工企業的決策效率，避免浪費工期和費用，提高施工企業的投資效益。

3 BIM 技術應用現狀分析

3.1 BIM 技術應用現狀及存在的問題

3.1.1 BIM 技術應用現狀

我國建筑業是由不同種類、不同規模的施工單位組成。BIM 技術在建設領域應用尚屬初期，目前，在政府的支持和技術援助下，已有不少采用BIM 技術的項目，部分項目規模較大。例如，上海世博會和奧運村的空間規劃中成功應用了BIM 技術，并取得了良好的效果。然而，也有部分建筑企業仍視BIM 技術為一項新技術，尚未在建筑業中廣泛應用，因此，BIM 技術有著巨大的發展潛力和空間。

目前，國內許多知名施工隊伍組建了BIM 技術團隊，北上廣深等一線城市也有專門的BIM 技術顧問公司和培訓機構。除此之外，BIM 技術應用于施工項目的各個環節中，并取得了突破性的進展。BIM 技術廣泛應用于多個領域，如BIM 建模、管線設計等，在這些應用領域中，建筑信息模型的應用是基礎的。

3.1.2 存在的問題

①盡管二維設計與BIM 三維設計相比有諸多不足，但其并未對工程項目的管理帶來不可挽回的影響，如二維平面圖必須經常進行設計變更，但設計變更導致的工期延期和經濟損失仍在可承受的范圍內。另外，設計院的工作量較大，很少有時間進行BIM 三維設計培訓，不能使其成為一種有效的技術。

②施工單位采用BIM 技術必須要有相應軟件支撐，國內軟件企業在此領域的研究較少，而國外軟件難以與國內的實際情況相符，所以，采用這一技術，就必須自行研發軟件，增加大量的費用，這也是大多數設計者不采用這種方式的原因。

③缺少政府的引導，BIM 技術普及光靠個別企業的行動是不行的，必須由國家帶頭，打破現有行業規范，這也是國外大力推行BIM 技術的方式之一。

④我國建筑業各企業的實力狀況差異很大，很難做到統一協調和管理，因此，很難強制要求施工單位采用BIM 技術。

⑤BIM 技術在某些功能實現上尚未完全穩定。

3.2 BIM 技術應用風險及對策分析

3.2.1 BIM 技術應用風險分析

①目前，我國還未對BIM 技術的應用做出明確規定，使得在建筑工程管理中使用BIM 技術存在著技術和管理方面的風險。為了規避這些風險，建筑企業需要認真評估其技術實力和管理水平，并在引入BIM 技術前，制定合適的實施方案和管理制度。此外，政府部門需要加強對BIM 技術應用的規范和引導，為BIM 技術的推廣提供有力的支持。BIM 技術會影響到施工管理的各個方面，包括不同實體之間的責任劃分、BIM 技術的建模及各個工程的分配標準，都會加大BIM 技術的實施難度。如果責任分配不明確，每個項目行為人會從自己的利益出發，影響BIM 技術實施。

②風險與二維技術和軟件兼容性相關。我國許多建筑項目仍在使用平面圖展示設計成果。然而，在平面圖上實現BIM 技術仍然存在許多問題，特別是細節缺失，難以精確呈現二維圖紙的內容，會增加BIM 技術的使用風險。因此，需要公共機構加強相關研究并改變現狀，如使用平面圖展示設計成果并開發具體的三維BIM 模型，以呈現設計成果。同時，應解決BIM 技術的測繪軟件問題，以提高二次測繪的效率。此外，在建筑項目管理中使用BIM 技術時，需要解決軟件的兼容性問題，因為在BIM 技術中，所有利益相關者都可以共享最終的結果，在使用兩種不同類型的軟件時，可能會出現錯誤。

③因不確定的時間和后果引起的風險。目前，我國建筑項目正面臨著工期緊、工作量大的挑戰。在建筑項目管理中，時間延誤是一個重要的問題，直接影響建筑施工人員的經濟效益。然而，BIM技術的實際應用還不夠成熟，早期實施容易造成施工過程中的各種技術困難和延誤，因此，備受關注。同時，BIM 技術不能直接應用于建筑項目管理中，因其需要建設單位組織結構、人員、基礎設施和管理方法的支持，并需要大量的資金投入來實施。因此，需要加強BIM技術的研究和實踐，以改進其應用和管理，使其在建筑項目中發揮更大的作用。另外，很難在短期內證明BIM 技術的好處是否值得投資，而且BIM 技術使用過程中存在不確定性。

3.2.2 對策分析

①我國政府在推進BIM 技術的應用方面需要起到積極的引導作用。在實際應用中，國外發達國家和國內都證明了BIM 技術在建筑工程管理中的可行性。因此，政策支持是促進BIM 技術應用的關鍵。從可持續發展的角度來看，BIM 技術在建筑工程管理中的應用符合國家要求，可提高建筑工程的效率和質量，降低建筑工程的成本和資源消耗，實現可持續發展的目標。此外，BIM 技術可促進建筑工程與其他領域協同發展，推動建筑產業向智能化、數字化、信息化方向轉型，提升整個產業的競爭力和創新能力。對于在建筑工程管理中應用BIM 技術，因還沒有培養出相關專業人才，因此，BIM 技術認證應由專門的機構進行，需要國家對BIM 技術進行監管和支持。

②需要制定與BIM 技術相關的規范。為了保證模型之間的兼容性，需要建立不同的模型，因此，各國需要先制定合理的計劃和標準。美國、日本和新加坡等國家領先于其他國家，率先采用BIM技術，使BIM 技術被廣泛采用。我國在制定BIM規范時，有必要學習其他國家先進經驗。

③為促進BIM 技術在建筑工程管理中的應用，需要支持BIM 軟件的發展。首先，應推動BIM 軟件產品的研發。目前，CAD 是建筑領域主要使用的軟件，但隨著計算機化進程的加速，CAD 軟件會被取代，BIM 軟件將在未來發揮更加重要的作用。因此，我們要認識到軟件產業發展的重要性，加強相關研究，提高國內軟件產業的競爭力。其次，BIM 軟件必須實現本土化，保證與其他軟件的兼容性。本土化是指根據國內建筑企業的實際需求，對軟件進行設計和修改，以適應其BIM 技術需求。與其他軟件的兼容性也是一個重要問題，對BIM 技術在國內的應用和發展具有一定的影響。為此，政府需要積極引導，制定相關政策，支持本土化BIM 軟件產品的開發和優化。因此，需要制定合理的計劃和標準，以確保BIM 技術在建筑項目的整個生產過程中得到充分應用。這樣一來，構件庫就變成了一個容量巨大的數據庫，設計師在開發過程中不再需要掌握大量構件信息。

4 結語

在建設領域應用BIM 技術是必然趨勢。相比平面設計技術，BIM 技術具有協同設計的優點，可有效解決建筑工程各個環節之間的信息傳遞問題。因此，將BIM 技術應用于工程建設，將產生良好的經濟效益和社會效益，值得大力推廣。