BIM與大數(shù)據(jù)技術(shù)在建筑工程質(zhì)量管理中的運(yùn)用淺析

文／馮超 濟(jì)南市信息中心（濟(jì)南市大數(shù)據(jù)中心） 山東濟(jì)南 250000

引言：

近年來，隨著我國現(xiàn)代科技實(shí)力和社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，整個建筑工程行業(yè)在迎來良好發(fā)展契機(jī)的同時，也面臨著日趨嚴(yán)峻的市場競爭壓力，需要企業(yè)正確審視建筑工程質(zhì)量管理中的細(xì)節(jié)疏漏，靈活運(yùn)用BIM 技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等現(xiàn)代科技手段，創(chuàng)新工程項(xiàng)目質(zhì)量管理模式，以達(dá)到防范安全隱患、提升建筑工程項(xiàng)目質(zhì)量管理成效的目的。但由于我國建筑質(zhì)量管理中引進(jìn)BIM 與大數(shù)據(jù)技術(shù)的時間相對較晚，并且相關(guān)學(xué)術(shù)研究主要集中在模型構(gòu)建、數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)、可視化顯示等方面，關(guān)于信息管理與價值應(yīng)用的參考文獻(xiàn)十分匱乏，這就需要相關(guān)工作人員需針對BIM 與大數(shù)據(jù)技術(shù)的相關(guān)概述、應(yīng)用價值和運(yùn)用策略進(jìn)行積極探究，從而為全面提升建筑工程質(zhì)量管理水平打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.建筑工程質(zhì)量管理中BIM 與大數(shù)據(jù)技術(shù)的相關(guān)概述

1.1 BIM 技術(shù)的概述

一般而言，BIM 技術(shù)是建筑工程質(zhì)量管理中一種以數(shù)字技術(shù)為支撐的信息模擬技術(shù)，通常會涉及建筑學(xué)、工程學(xué)、土木工程等學(xué)科知識，是結(jié)合建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)圖紙，利用三維建模技術(shù)對建筑工程項(xiàng)目全生命周期實(shí)施的3D模擬還原及數(shù)據(jù)捕捉分析，不僅能夠直觀反映建筑工程項(xiàng)目的所有構(gòu)件參數(shù)，還能對建筑工程的各環(huán)節(jié)施工過程進(jìn)行動態(tài)演示，進(jìn)而將項(xiàng)目工程信息和相關(guān)參數(shù)實(shí)時傳遞給各級管理人員，持續(xù)加強(qiáng)對高危作業(yè)安全的動態(tài)監(jiān)管及重點(diǎn)施工工藝的質(zhì)量控制，最大限度地確保建筑工程建設(shè)質(zhì)量與施工安全。與此同時，鑒于BIM 技術(shù)本身具有綠色環(huán)保、高效能、低成本等優(yōu)勢，因而該技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)對工程質(zhì)量、成本、進(jìn)度和安全的同步管理，尤其是一些建設(shè)規(guī)模較大的建筑工程項(xiàng)目，運(yùn)用BIM 技術(shù)可以優(yōu)化管理工作，同時達(dá)到對建筑工程造價的全過程控制。所以，BIM 技術(shù)在建筑工程質(zhì)量管理中的高效運(yùn)用已成為大勢所趨，需要相關(guān)企業(yè)更好地宣傳、普及BIM 技術(shù)的運(yùn)用優(yōu)勢及價值，進(jìn)一步優(yōu)化建筑工程質(zhì)量管理工作，努力推動我國建筑行業(yè)的良性穩(wěn)健發(fā)展。

1.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)的概述

目前，大數(shù)據(jù)技術(shù)的定義相對比較抽象，但該技術(shù)的特征卻十分明顯，普遍具有存儲數(shù)據(jù)量大、處理速度快、數(shù)據(jù)類型多樣、價值密度低等優(yōu)勢，是當(dāng)今時代背景下應(yīng)用范圍比較廣泛、運(yùn)用頻率較高、運(yùn)用效果顯著的一種尖端技術(shù)。以建筑工程質(zhì)量管理為例，通過合理運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，能夠?qū)こ添?xiàng)目建設(shè)期間的各項(xiàng)碎片信息進(jìn)行深度挖掘、分析和整理，進(jìn)而為后續(xù)各項(xiàng)作業(yè)的規(guī)范、高效開展提供更加準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)信息。由此可見，大數(shù)據(jù)技術(shù)在建筑工程質(zhì)量管理中的高效運(yùn)用，能夠更好地適應(yīng)建筑工程質(zhì)量管理的復(fù)雜性、時效性、多元性等特點(diǎn)，有利于確保建筑工程項(xiàng)目的整體建設(shè)質(zhì)量及施工進(jìn)度。

1.3 建筑工程質(zhì)量管理分析

質(zhì)量管理作為保障建筑工程項(xiàng)目施工質(zhì)量、增加項(xiàng)目投入收益的基礎(chǔ)手段，是現(xiàn)代化建筑工程施工建設(shè)期間的核心構(gòu)成內(nèi)容。在具體的建筑工程設(shè)計(jì)中，要求設(shè)計(jì)人員加強(qiáng)對工程質(zhì)量控制的重視程度，并結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí)際情況和工程建設(shè)需要，有針對性地強(qiáng)化對各個施工環(huán)節(jié)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以確保工程建設(shè)質(zhì)量能夠達(dá)到既定要求及標(biāo)準(zhǔn)。與此同時，建筑工程質(zhì)量管理既要滿足所有業(yè)主的個性需要，還應(yīng)注重工程建設(shè)單位的綜合效益，明確各責(zé)任主體及員工個人在工程質(zhì)量管理中的主要內(nèi)容與崗位職責(zé)，使其嚴(yán)格按照既定的施工程序合理控制、監(jiān)督施工現(xiàn)場的作業(yè)安全，最終創(chuàng)造出最大化的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

2.我國建筑工程質(zhì)量管理實(shí)踐的發(fā)展現(xiàn)狀

在經(jīng)濟(jì)新常態(tài)背景下，國家及各省市有關(guān)單位開始致力于BIM 與大數(shù)據(jù)技術(shù)的推廣運(yùn)用，尤其是建筑工程全生命周期的質(zhì)量管理方面，陸續(xù)出臺了《國務(wù)院辦公廳促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》《關(guān)于推進(jìn)建筑信息模型應(yīng)用的指導(dǎo)意見》等一系列的政策文件，明確指出建筑企業(yè)應(yīng)高度重視BIM與大數(shù)據(jù)技術(shù)的運(yùn)用價值，并廣泛吸納、引入高素質(zhì)的專業(yè)化人才，持續(xù)推進(jìn)多專業(yè)一體化集成設(shè)計(jì)，進(jìn)一步強(qiáng)化建筑工程質(zhì)量與安全管理，以推動建筑行業(yè)的高品質(zhì)、高效益創(chuàng)新發(fā)展。但是，伴隨著群體性建筑、超高層建筑和大型復(fù)雜建筑的不斷涌現(xiàn)，建筑工程的投資規(guī)模、建設(shè)規(guī)模和數(shù)量也在與日俱增，同時對建筑功能與結(jié)構(gòu)的要求也愈加多元、復(fù)雜，這就在很大程度上給建筑工程質(zhì)量管理帶來了諸多的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

從長期的建筑工程質(zhì)量管理實(shí)踐驗(yàn)證來看，在實(shí)際的工作中仍存在以下的幾項(xiàng)問題：一是缺乏對建筑工程質(zhì)量管理的重視。當(dāng)前，建筑工程質(zhì)量管理是各參建責(zé)任主體、各部門、各崗位人員必須認(rèn)真履行的崗位職責(zé)，也是確保整個工程建設(shè)質(zhì)量和施工進(jìn)度的關(guān)鍵所在。但很多建筑企業(yè)尚未意識到建筑質(zhì)量管理的重要性及必要性，這就很容易會引發(fā)一系列的質(zhì)量安全問題，難以確保項(xiàng)目投入使用后的經(jīng)濟(jì)效益。二是由于建筑企業(yè)對工程質(zhì)量管理的重視程度不足，沒有落實(shí)人員配置、設(shè)備設(shè)施建設(shè)、規(guī)章機(jī)制制定等方面的基礎(chǔ)工作，導(dǎo)致工程質(zhì)量管理工作的隨意性較強(qiáng)，無法保證各環(huán)節(jié)施工作業(yè)的有效銜接。三是建筑工程質(zhì)量管理的信息化水平較低，且缺少對各環(huán)節(jié)資料的全面整合及共享，因而很難滿足各責(zé)任主體、各專業(yè)之間的協(xié)同合作。所以，為更好地提升建筑工程質(zhì)量管理水平，必須加強(qiáng)對BIM 與大數(shù)據(jù)技術(shù)的分析、研究，并全面了解BIM 與大數(shù)據(jù)技術(shù)在建筑工程管理中的運(yùn)用價值及策略，以此來實(shí)現(xiàn)建筑工程質(zhì)量管理水平和安全施工效率的穩(wěn)步提升。

3.BIM 與大數(shù)據(jù)技術(shù)在建筑工程質(zhì)量管理中的運(yùn)用價值

3.1 有利于優(yōu)化建筑工程設(shè)計(jì)方案

鑒于建筑工程質(zhì)量管理本身就是一項(xiàng)資料種類冗雜、信息數(shù)據(jù)量較大、分散程度較高的系統(tǒng)化工程，若采用傳統(tǒng)的人工管理模式，很難快速采集到各個子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資料，導(dǎo)致建筑工程設(shè)計(jì)方案常出現(xiàn)與施工現(xiàn)場匹配度較低的情況。而通過合理運(yùn)用BIM 與大數(shù)據(jù)技術(shù)，一方面可以借助質(zhì)量管理模型，根據(jù)建筑工程項(xiàng)目施工計(jì)劃，直觀、形象地顯示建筑工程施工現(xiàn)場的布置情況，方便相關(guān)人員對工程信息進(jìn)行加工處理，有利于優(yōu)化建筑工程施工設(shè)計(jì)方案，不斷提升工程施工工序的規(guī)范性與科學(xué)性；另一方面可以對各個子系統(tǒng)中的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、提取，以實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)信息的及時交流和有效銜接，有利于更好地識別、補(bǔ)齊建筑工程質(zhì)量管理短板，進(jìn)而為保證建筑工程質(zhì)量管理水平夯實(shí)基礎(chǔ)。

3.2 有利于實(shí)時追蹤建筑工程施工進(jìn)度

在建筑工程質(zhì)量管理工作中，BIM 與大數(shù)據(jù)技術(shù)的高效運(yùn)用，不僅能夠改善以往管理模式中的不足之處，借助完善的資料共享數(shù)據(jù)庫，加快各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息的實(shí)時交互與共享，不斷提高各部門之間的溝通效率，還能夠加強(qiáng)各參建責(zé)任主體的協(xié)同合作力度，幫助承包方、施工方實(shí)時追蹤建筑工程項(xiàng)目施工進(jìn)度，從而最大限度地降低建筑工程施工中的質(zhì)量安全問題和返工問題，切實(shí)維護(hù)各責(zé)任主體的綜合效益。

3.3 有利于提高建筑工程造價成本管控效果

BIM 與大數(shù)據(jù)技術(shù)在建筑工程質(zhì)量管理中的有效運(yùn)用，能夠?qū)⑺信c工程質(zhì)量管控有關(guān)的資料數(shù)據(jù)上傳至資源共享數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行保存，并在特定的作業(yè)中，利用各種現(xiàn)代技術(shù)和高新科技手段，對所需的信息資料進(jìn)行精準(zhǔn)檢索、查閱，以充分挖掘各類數(shù)據(jù)信息的研究價值，為高效開展質(zhì)量管控工作提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持。此外，BIM 技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的相互融合，可通過在設(shè)計(jì)階段、招投標(biāo)階段、施工階段和竣工結(jié)算階段開展模擬活動的方式，根據(jù)建筑工程質(zhì)量管理要求與現(xiàn)場實(shí)際情況，快速精準(zhǔn)地核算各施工環(huán)節(jié)所需材料、設(shè)備、資金等信息，進(jìn)一步減少各種資產(chǎn)資源的過度浪費(fèi)現(xiàn)象，最終達(dá)到提升建筑工程全過程造價成本管控的效果。

3.4 有利于提升海量數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)程度

當(dāng)前，伴隨著建筑工程建設(shè)規(guī)模的持續(xù)拓展，所需要的信息資料也愈加復(fù)雜。并且，在海量信息數(shù)據(jù)中，由于部分資料所涉及的隱含關(guān)系相對較為隱秘，因而很容易因數(shù)據(jù)采集不全面而發(fā)生一系列的質(zhì)量問題。而加強(qiáng)BIM與大數(shù)據(jù)技術(shù)在建筑工程質(zhì)量管理中的運(yùn)用力度，可以有效改善以往管理模式下的數(shù)據(jù)采集及決策困境，并在設(shè)計(jì)施工過程中動態(tài)收集各種數(shù)據(jù)資料和相關(guān)參數(shù)，通過對整體建筑的三維立體模擬還原，幫助相關(guān)工作人員直觀了解到建筑外觀與內(nèi)部結(jié)構(gòu)的真實(shí)情況，有利于不斷提升海量數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)程度，同時對各種數(shù)據(jù)資料進(jìn)行梳理、分類和存儲，真正實(shí)現(xiàn)對建筑工程質(zhì)量的全過程、多維度、精細(xì)化管理。

4.BIM 與大數(shù)據(jù)技術(shù)在建筑工程質(zhì)量管理中的運(yùn)用策略

4.1 在建筑工程設(shè)計(jì)方面的運(yùn)用

根據(jù)上述關(guān)于BIM 與大數(shù)據(jù)技術(shù)運(yùn)用價值的分析可知，若將這兩種技術(shù)合理運(yùn)用到建筑工程項(xiàng)目的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，可根據(jù)當(dāng)前建筑工程施工現(xiàn)場的實(shí)際情況和相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，深入挖掘更多的數(shù)據(jù)資料，如建筑工程尺寸、規(guī)模、標(biāo)高等相關(guān)參數(shù)，并通過對不同數(shù)據(jù)信息的對比分析，編制出科學(xué)合理的工程設(shè)計(jì)方案及施工圖紙。與此同時，還可利用BIM 與大數(shù)據(jù)技術(shù)特有的繪圖功能及數(shù)據(jù)分析效能，結(jié)合所采集數(shù)據(jù)對該工程設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行三維立體模擬，以方便施工人員更加清晰、準(zhǔn)確地掌握設(shè)計(jì)圖紙中所闡述的施工內(nèi)容，進(jìn)而對工程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行更深層次的優(yōu)化處理，切實(shí)保障建筑工程施工設(shè)計(jì)方案的有效性及科學(xué)性。另外，BIM 與大數(shù)據(jù)技術(shù)在建筑工程設(shè)計(jì)階段的有效運(yùn)用，可通過借助BIM 技術(shù)所生成的三維立體模型，及時識別參數(shù)設(shè)計(jì)不精準(zhǔn)、管道交叉堵塞、施工異常等問題，并利用大數(shù)據(jù)技術(shù)本身特有的數(shù)據(jù)分析處理功能，不斷提高建筑工程施工圖紙的設(shè)計(jì)質(zhì)量，從而為后續(xù)高效開展各項(xiàng)作業(yè)創(chuàng)造有利的先決條件。

4.2 在工程量核算方面的運(yùn)用

在完成建筑工程項(xiàng)目施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)后，還應(yīng)認(rèn)真做好招投標(biāo)階段的準(zhǔn)備工作。在傳統(tǒng)的建筑工程質(zhì)量管理模式中，多數(shù)建筑企業(yè)普遍采用人工管理方式對建筑設(shè)計(jì)材料、圖紙材料、設(shè)計(jì)變更資料進(jìn)行采集和整理，并通過對相關(guān)數(shù)據(jù)資料和參數(shù)的分析及研究，為順利達(dá)成建筑工程建設(shè)目標(biāo)提供更加準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)支撐。但是該模式所耗費(fèi)的時間和人力成本較大，同時在核算工程量、施工成本等方面很容易存在較大誤差或項(xiàng)目遺漏現(xiàn)象，不利于確保相關(guān)管理工作的有效性。而在合理運(yùn)用BIM與大數(shù)據(jù)技術(shù)后，可以全面采集、分析和整理工程量清單，并通過創(chuàng)建BIM數(shù)據(jù)庫對工程項(xiàng)目的海量原始數(shù)據(jù)加以存儲，方便相關(guān)工作人員精準(zhǔn)分析工程構(gòu)件關(guān)系、分布情況、成本信息等內(nèi)容，以實(shí)現(xiàn)對整個工程所需資源、施工進(jìn)度和質(zhì)量的集成化管控，最終達(dá)到提高工程質(zhì)量管理水平、合理控制工程造價成本以及縮短工程建設(shè)周期的多重目的。

4.3 在造價成本管理方面的運(yùn)用

在整個建筑工程質(zhì)量管理過程中，各個施工環(huán)節(jié)造價成本管理始終是各建筑企業(yè)十分關(guān)注的關(guān)鍵問題，能夠直接決定著項(xiàng)目投入使用后的安全性能和綜合效益。若將BIM 與大數(shù)據(jù)技術(shù)合理運(yùn)用到建筑工程造價管理工作中，可以將建筑工程項(xiàng)目各施工環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)資料實(shí)時上傳至共享數(shù)據(jù)庫中，并在3D、4D、5D 模型中予以直觀體現(xiàn)，以便及時反饋建筑市場的動態(tài)信息，科學(xué)降低建筑工程的造價管理壓力。以混凝土材料的市場行情為例，截至2022年10月份，華東與中南地區(qū)混凝土價格指數(shù)漲幅比較靠前，月環(huán)比分別上漲了1.13%和1.20%，東北、西南和華北地區(qū)的混凝土市場行情漲幅次之。在這種條件下，運(yùn)用BIM 與大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以實(shí)時追蹤建筑市場動態(tài)發(fā)展背景下的材料、設(shè)備價格變動趨勢，并立足工程實(shí)際情況與建設(shè)要求，統(tǒng)籌規(guī)劃各施工環(huán)節(jié)的造價成本管理工作，在避免過度投資風(fēng)險的同時，促進(jìn)各單位之間的協(xié)同合作。

4.4 在工程質(zhì)量與進(jìn)度管理方面的運(yùn)用

通過將BIM 與大數(shù)據(jù)技術(shù)合理運(yùn)用到建筑工程質(zhì)量管理活動中，能夠在全面整合各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上，利用三維立體模型的動態(tài)演示過程，直觀展示整個工程建設(shè)過程中可能存在的安全隱患及重點(diǎn)工藝的施工技術(shù)難點(diǎn)，這樣就能保證在后續(xù)的施工作業(yè)中，針對整體設(shè)計(jì)方案中現(xiàn)存的各類矛盾和沖突，提前擬定行之有效的應(yīng)對方案，以此來規(guī)避工程施工環(huán)節(jié)中的各類安全隱患或返工現(xiàn)象，切實(shí)保障建筑工程的建設(shè)質(zhì)量。此外，BIM 與大數(shù)據(jù)技術(shù)在建筑工程施工進(jìn)度方面的高效運(yùn)用，可以在保證建筑工程各環(huán)節(jié)施工質(zhì)量的前提下，綜合考量多重因素，有效縮短工程建設(shè)周期，從而更好地防范因工程進(jìn)度過快或過度趕工而導(dǎo)致的工程質(zhì)量問題。

4.5 在安全管理方面的運(yùn)用

在BIM 與大數(shù)據(jù)技術(shù)的雙重作用下，能夠在快速整合所有數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上，借助三維立體模型直觀、形象地反映建筑工程中所需的各項(xiàng)參數(shù)，同時依托BIM 技術(shù)本身特有的動態(tài)演示施工功能對整個施工過程進(jìn)行模擬還原，以便相關(guān)工作人員技術(shù)識別、糾正工程施工環(huán)節(jié)中的各類風(fēng)險源，并結(jié)合建筑工程項(xiàng)目的實(shí)際情況和建設(shè)要求，提前制定行之有效的安全管理規(guī)劃，真正做好各類危險源的事前預(yù)防及控制工作，最大限度地保障施工人員的作業(yè)安全。此外，BIM 技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等現(xiàn)代科技手段在建筑工程安全管理方面的有效運(yùn)用，可以實(shí)時監(jiān)測監(jiān)控施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，尤其是在開展高危作業(yè)時，能夠充分發(fā)揮BIM 技術(shù)的動態(tài)模擬功能，生動形象地反映重點(diǎn)施工工藝的技術(shù)難點(diǎn)和細(xì)節(jié)疏漏，進(jìn)一步規(guī)范施工人員的作業(yè)行為，并嚴(yán)格貫徹落實(shí)施工現(xiàn)場的安全管理措施，盡可能降低各種安全事故或危險因素的發(fā)生概率。因此，從這一層面上來看，BIM 與大數(shù)據(jù)技術(shù)在建筑工程安全管理工作中發(fā)揮著極其重要的運(yùn)用價值，需要相關(guān)建筑企業(yè)強(qiáng)化對BIM 與大數(shù)據(jù)技術(shù)的高度重視。

結(jié)語：

綜上所述，BIM與大數(shù)據(jù)技術(shù)在建筑工程質(zhì)量管理中的運(yùn)用淺析尤為重要，是新時期優(yōu)化建筑工程建設(shè)質(zhì)量、提升建筑工程管理效率以及增加項(xiàng)目綜合效益的關(guān)鍵所在。因此，相關(guān)建筑企業(yè)必須高度重視BIM 與大數(shù)據(jù)技術(shù)運(yùn)用價值、操作原理、特點(diǎn)等方面的分析研究，并立足不同類型建筑工程項(xiàng)目的實(shí)際情況與建設(shè)要求，有針對性地強(qiáng)化BIM 與大數(shù)據(jù)技術(shù)在建筑工程圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、工程量核算、造價成本、工程質(zhì)量、施工進(jìn)度和安全管理方面的合理運(yùn)用，以此來提高建筑工程項(xiàng)目的總體建設(shè)質(zhì)量和施工管理效率，同時有效縮短工程項(xiàng)目的建設(shè)周期，科學(xué)控制工程建設(shè)成本，從而為推進(jìn)我國建筑行業(yè)的高效益、高質(zhì)量、高效化發(fā)展革新加以助力。