基于信息技術的大型公共建筑施工總承包協同管理模式研究

摘 要：BIM技術主要為工程項目的各參與方提供服務，基于信息技術的施工總承包協同管理方法可以為工程項目在各階段提供多方位的管理手段，因此可以讓每個參建單位全部集中在一個平臺上開展工作；如果能夠充分利用數字信息化、AI技術和BIM技術的優勢，就可以最大限度地降低項目管理中信息堵塞的風險，此外，這些技術在輔助總承包建設項目的風險控制中也發揮著不可或缺的作用。

關鍵詞：施工總承包模式；BIM技術；協同管理；公共建筑；風險控制

中圖分類號：TU71 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2024）23-0189-04

Abstract： BIM technology mainly provides services for the participants of the project， and the collaborative management method of construction general contract based on information technology can provide multi-faceted management means for the project at each stage， so it allows each participating unit to work on one platform. If we can make full use of the advantages of digital information technology， AI technology and BIM technology， we can minimize the risk of information congestion in project management. in addition， these technologies also play an indispensable role in assisting the risk control of general contracting construction projects.

Keywords： construction general contract mode; BIM technology; collaborative management; public building; risk control

2020年，國務院發布了“十四五”規劃，明確提出要大力推進工業數字化轉型，加快推動數字產業化，發展數字經濟。以建筑產業現代化方式建造的工程項目和建筑產品，要求必須實施全過程的信息化、數字化、智能化管理，這也是提高項目精準建造水平，提高建筑產品性價比，實現建筑產品全生命周期信息化、智能化運行維護管理的必然趨勢。隨著云計算、大數據、物聯網、移動互聯網、智慧城市、區塊鏈和“互聯網+”等新一代信息技術的發展，工業化與信息化的融合，以及智慧城市建設提供技術支撐，利用IT系統管理工程項目的全生命周期是必然趨勢。

大型公共建設項目具有專業類型多、施工隊伍多、規范內容多、技術文件多、工程量大、工序整合復雜、施工問題多等諸多特點。因此，大型公共建筑項目的施工工程管理與協調工作量巨大，不僅管理難度大，而且需要解決總體進度、質量、進度和安全等問題。而BIM技術的使用可以有效解決這些傳統施工中面臨的難題。

1 施工總承包項目管理

1.1 項目模式概述

施工總承包管理是指開展總承包項目時，建設單位首先指定一個設計單位來進行工程設計。然后，通過招標等方式選擇一家或多家擁有資質的施工單位組成施工聯合體，成為該項目的總承包方。雙方簽訂施工總承包合同，明確各自的任務和責任，并按照合同條款進行項目管理活動[1]。

在施工總承包項目中，建設單位只需招標選定一個總承包商，并要求總承包商獨立完成主體工程。對于不屬于主體工程的特殊工程或分項工程，經建設單位批準后，總承包商可根據自身需要將其分包給具有相應資質的各分包商。而各分包單位與總承包單位應分別簽訂分包合同，不得直接與建設單位產生經濟合同關系。在施工過程中，施工單位必須聘請工程監理單位對建設工程進行監督管理，以確保工程施工成果達到合同要求。

1.2 項目管理特點

施工總承包項目管理是工程項目管理的一種特殊形式，是指在資源有限且有一定約束的條件下，運用相關理論和方法，對施工項目的全過程進行管理，以實現進度、質量和成本最優化的管理行為。在管理過程中，施工總承包項目管理的主體、對象和內容各有其特點。

1.2.1 施工總承包項目管理的主體

建設工程項目的參與方眾多，但只有少數直接參與施工項目管理。其中施工總承包企業是整個項目的核心。施工總承包企業的管理行為包括項目招投標到竣工驗收的全過程，涵蓋建設項目過程中不同行為主體的所有管理方式。因此，施工總承包企業的管理技術水平對工程質量有重要影響[2]。

1.2.2 施工總承包項目管理的對象

通過競標獲得項目施工任務的總承包企業必須在施工階段全面管理項目的質量、進度、成本、安全和風險等。換句話說，總承包項目管理不僅要考慮自身利益，還要為項目的整體利益服務。因此，為了保證項目的順利進行，總承包商必須對工程的各個方面進行全面的控制和管理，確保項目按計劃順利進行，達到預期目標。

1.2.3 施工總承包項目管理的核心任務

施工總承包項目管理涉及大量專業和復雜的利益關系。但可以明確的是總承包企業為主導，所有分包商都必須服從其安排。因此，施工總承包項目管理的基本內容就是組織協調。根據合同關系，施工部門僅限于管理、組織和協調總承包商的施工。

總承包商必須協調好分包商之間的施工順序，確保工程管理的順利進行[3]。因此，建立適當的組織協調機制是項目管理的最基本任務。

1.3 項目管理難點

1.3.1 協同工作頻繁，信息整合難度大

復雜性和精確性的要求不斷提高，以及設計時間的有限性，傳統的設計模式已無法滿足現代工程設計的需要。由此產生了各種問題，如設計信息溝通不充分、數據使用效率低下、項目各參與方無法正常交流等。

1.3.2 總承包思維亟需轉變，管理手段亟需升級

施工總承包項目管理模式中，業主控制整個項目的投資成本，將設計施工的管理權委托給總承包機構，然而很多總承包機構沒有跳出傳統施工總承包管理思維，在多方參與施工時，面臨工期緊、管理混亂、工期延長和成本超支等現象。因此，隨著BIM技術的日益普及，有必要探討如何基于BIM技術的協同管理模式強化施工總承包項目的實施，降低管理風險，提高管理效率，加強施工總承包部門和各參建方的信息整合處理能力。

2 施工總承包項目中的BIM技術

2.1 BIM技術簡述

BIM是工程項目物理和功能特征的數字表示，也是項目相關信息的共享資源。使用BIM技術的目的是確保項目信息在項目規劃、設計、施工、運營和維護過程中無損的進行交換和傳輸，使工程和管理人員能夠有效、準確地理解和應對各種施工信息，并為多方協作提供堅實的基礎。同時，它也為參與建設項目整個生命周期的每個人提供了堅實的決策依據。作為用于技術設計和施工管理的數字化工具，BIM支持各種設計信息的實時連續使用，可顯著提高設計、施工乃至整個項目的質量和效率，并大幅降低成本（圖1）。

2.2 BIM技術優勢

BIM技術的核心是用三維計算機模型構成一個全面的、不斷發展的平臺，它可以收集建筑設計、施工、運營和維護各個階段的信息，并將其永久性地存儲在數據庫中[4]。在施工總承包項目管理過程中引入BIM技術的主要優勢如下。

2.2.1 可視化

設計師通常會以圖紙的形式展示設計，用各種線條展示部件的形狀和相關信息；傳統的信息技術（如CAD）可以以此為依據創建效果圖，但由于是二維形狀，部件間無法進行交互。然而，BIM技術不僅可以通過設計圖紙中零部件的幾何形狀創建三維模型，還可以全面描述項目的設計、施工、運行和維護等相關信息。

此外，BIM技術能夠做到施工三維動態可視化，實時顯示現場的發展情況和各作業面的施工狀態。將設計和施工相關的信息進行集成和共享，實現各方之間的溝通和協調。通過共享BIM模型，可以減少信息傳遞和理解的偏差，提高溝通和協調效果。這從根本上解決了紙質圖紙和二維電子圖紙造成的溝通閉塞和信息斷層問題。

2.2.2 協同性

在三維BIM模型中，可以識別和連接項目中包含的所有對象。這意味著，如果在施工周期內修改了模型中的一個對象，其他鏈接部分也會相應地進行修改。因此無需重新輸入對象信息，從而提高了工作效率并保證了信息的準確性。

此外，BIM技術還可以提供施工對象和其他技術信息之間的邏輯鏈接，通過數據分析生成協調性的數據[5]。通過完整的BIM數據庫，眾參建方可以在項目的各個階段持續協作，無論時間和地點。各方的關注點不再局限于各自的領域，而是擴展到能夠使各方面都受益的合作領域。這使得各參建方和項目管理人員能夠在經濟和技術指標上實現雙贏。

2.2.3 模擬性

BIM技術可以準確地模擬施工總承包項目管理的各個階段，這樣可以通過模擬和優化施工過程，提前發現和解決可能存在的問題和風險，降低項目風險。同時，BIM技術可以提供更加準確和完整的施工信息，減少工程質量問題和安全事故的發生，避免意外情況的發生，加快施工進度[6]。

2.2.4 參數化施工

總承包項目面臨工程量龐大、周期長、專業人員類型繁多和項目復雜等問題，導致管理過程中難以維護大量的數據和信息。然而，BIM技術的應用可以在集成的數字環境中及時提供完整、連續、可靠的項目信息，使得項目各個階段的信息數據更加數字化，提高施工信息的整體定制化水平。同時，BIM技術還能夠不斷更新和改進項目數據，為總承包商在各個階段的精細化管理提供支持。

通過BIM技術的應用，可以將施工項目的各個方面，包括結構、設備、材料等，以數字化的形式進行綜合管理。這種綜合管理使得項目團隊能夠在數字環境中進行項目的全方位掌控，實現動態模擬和精確調整。BIM技術還可以幫助總承包商合理安排工序，提高施工的整體協調性。通過BIM技術的應用，總承包商能夠更好地管理和協調項目，提高施工質量和效率，實現項目的成功交付。

2.3 BIM技術在施工總承包項目管理中的應用

施工總承包企業主要在工程投標、工程準備、工程施工和竣工驗收4個階段會使用BIM技術，不同的階段需要建立的BIM模型不同，每個階段BIM技術應用的深度和廣度也各不相同（圖2）。

3 施工總承包項目一體化協同管理

3.1 協同管理機理

協同管理是以實現人的社會關系價值最大化為目標的管理模式（圖3），通過將協同理論運用于管理系統中，使管理系統中的各個子系統和其他相關要素相互作用并朝著有序狀態發展，以達到解決工程項目各個階段的矛盾與沖突，整合資源使項目的整體效益達到最大化。

3.2 項目BIM協同管理總體策劃

項目BIM協同管理以總承包單位設計管理部牽頭，依托BIM設計協同平臺、BIM采購協同平臺、BIM施工協同管理平臺，對項目進行全員、全專業、全過程的協同管理。以BIM模型為基礎，在設計階段，消除因參建方溝通不便而形成的信息孤島和因信息多方流傳導致的信息失真的問題，同時，實現設計精細化、模型輕量化、工序模擬化、虛擬建造仿真化、預制工廠化和生產機械化等目標。在采購階段，通過BIM采購協同管理平臺，實現項目材料的跟蹤，包括材料需求、材料運輸實時地點時間、材料預估到場時間和材料入庫等，降低材料采購風險和實現采購進度可視化。在施工階段，通過BIM施工協同管理平臺，實現進度計劃動態管控、質量可視化管理、安全可視化管理等。

3.3 項目設計階段協同管理

基于BIM的設計協同管理，區別于傳統的流水線式的設計模式（圖4），是各專業、各參建方同步設計、穿插設計模式。基于BIM的項目施工總承包設計協同管理首先統一設計標準，并在協同平臺導入各專業設計的統一設計標準，其次，各參建方進駐設計協同管理平臺，以BIM設計協同管理平臺為載體，各專業設計師和參建單位進行實時溝通和設計，可以瀏覽項目模型，設計和修改自己負責的領域。最后，BIM設計協同管理平臺可以保存各參建單位的實時操作痕跡并及時反饋給相關的負責人，及時進行糾偏。在BIM設計協同管理平臺上，各參建單位和各專業設計師是一個聯合的組織，可以互相感知對方的存在，所有的工作流程都是在三維可視化環境里操作，不僅提高了BIM出圖的效率，提高了溝通效率和減少了設計返工，而且消除圖紙審查錯漏碰缺，讓設計成果更成熟穩定，達到業主限額設計、精益設計的要求。

3.4 項目BIM采購階段協同管理

項目的采購工作貫穿項目的全生命周期，與設計協同管理平臺聯動，可實現招采前置。基于BIM技術的采購協同管理，項目各參建方可以在平臺上提取構件單元的參數，在三維的環境下進行仿真模擬，也可以引導專業承包商和材料供應商進行據圖加工制造。另外，傳統的項目采購由于二維CAD圖紙的變更等問題，容易造成物料采購的遺漏或浪費。引入BIM設計協同管理平臺后，可以從BIM模型中提取項目的物料清單，對清單中的構件、材料、設備等物料進行編碼，并生成打印二維碼，通過手機移動端掃描可以實時獲取物料的參數信息。在物料采購的過程中，從出廠→運輸→驗收→入庫，每一個采購節點都通過掃描物料上二維碼將物料實時位置、時間、情況進行掃描并上傳采購協同平臺，以便于物資經理對物料采購進行實時管控，降低物料采購運輸風險。

3.5 項目BIM施工階段協同管理

基于BIM技術的施工協同管理是通過引入BIM施工協同管理平臺，對施工全過程進行動態的管控，在施工協同管理平臺上實現質量、進度、安全的管理。首先，通過BIM模型動畫模擬施工方案進行三維設計交底，驗證施工方案的可行性，使現場管理人員和作業人員了解把握項目施工細部節點，提高作業效率和確保工程質量。其次，利用BIM模型指導現場施工，在BIM施工協同管理平臺上，實時推送項目公告，通知提醒各參建單位的管理人員，施工現場管理人員通過拍照、錄視頻等方式記錄工程情況，上傳云施工協同管理平臺，俗稱“項目朋友圈”。通過施工現場管理人員上傳的“項目朋友圈”動態，獲取施工實際數據，跟模型原始數據進行比對，對模型進行更新，并即時反饋給相關負責人。在進度管理方面，通過BIM施工協同管理平臺將進度計劃進行層級分解，分配到具體的責任人，并與對應的構件進行掛接。

4 結束語

基于BIM技術的協同管理流程中的參與方全過程協同不是簡單地將各參與方的職責進行混合再加工，而是在遵循各參與方在不同模式下的角色任務，以BIM技術為協同工具，引進新的角色和管理流程對原有的工作流程進行優化和改造，對各參與方的角色和任務清晰定義，共同發展并解決各工作階段的關鍵問題。

施工總承包協同管理服務于項目全生命周期，在當前國內項目開發和合同管理體制的基礎上，以總承包商為支撐力量，推動BIM技術的發展，聚合各種施工數據，逐步拓展為技術層面的綜合運用，在管理層面優化資源配置、深化信息整合、加強協同合作，有助于提高總承包商的管理效率。隨著科技的不斷發展，BIM技術將基于持續收集的信息源，從大數據角度進行數據挖掘和信息處理，為總承包商更有效的決策提供支持。

參考文獻：

[1] 甄理，曾義.論施工總承包模式下大型項目成本管控的方法[J].公路，2016，61（6）：17-21.

[2] 劉伊生.建筑項目管理[M].北京：北京交通大學出版社，2004.

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[4] 劉靖，朱平.探析建筑結構設計中BIM技術的應用[J].價值工程，2017，36（7）：162-163.

[5] 陳宜.中國尊項目的BIM協調與整合[J].中國勘察設計，2015（1）：83-87.

[6] 張飛漣，郭三偉，楊中杰.基于BIM的建設工程項目全壽命期集成管理研究[J].鐵道科學與工程學報，2015，12（3）：702-708.

基金項目：中鐵十二局集團華南工程有限公司科技項目（107-441223078）

第一作者簡介：吳普（1971-），男，高級工程師。研究方向為工程管理。