基于BIM的全過程工程咨詢集成管理研究

摘 要：針對傳統管理模式下工程管理的信息化水平低、信息孤島和信息斷層現象頻發的問題，本文對基于BIM技術的工程咨詢全過程集成管理進行研究。以具體項目案例為出發點，詳細介紹項目概況，并完成對BIM的初步配置。在此基礎上，通過基于BIM的全過程工程咨詢目標集成、建立基于BIM的多參與方組織集成管理評價模型、全過程工程咨詢BIM集成管理模式運行，來實現集成管理。通過分析BIM集成管理效果得出，運用新管理模式可以有效解決信息孤島、信息斷層等問題，提高工程管理信息化水平。

關鍵詞：BIM；全過程；工程咨詢；集成管理

中圖分類號：TU 17" 文獻標志碼：A

1 項目案例介紹

1.1 工程概況

本項目為某大學城建筑工程項目，建筑基本情況見表1。

表1 項目概況分析

項目構成 工程總建筑面積（㎡） 學生食堂建筑面積（㎡） 學生食堂吊一層架空面積（㎡） 后勤附屬用房面積（㎡）

后勤附屬用房、學生食堂 19471 14811 3140 1520

本次研究以食堂為例，對該項目的建設與實施過程進行咨詢集成管理，為確保相關工作的規范性，對所選的食堂建筑基本構成與具體參數進行分析，見表2。

表2 食堂建筑基本構成與具體參數

建筑層數（層） 地上層數（層） 吊層架空層數（層） 建筑高度/以平屋面為基準（m） 建筑高度/以坡屋面為基準（m）

4 3 1 17.85 23.95

該工程位于高校校園內，教學區對施工環境，安全、文明施工等有很高的要求。該項目可建時間很短，土地面積較小，施工中涉及的專業較多，并且校方對工程進度，質量的要求極高，用常規的方法很難保證在規定時間內完成項目[1]。因此，本項目擬采用BIM技術，以“全程精品”為目標，通過BIM技術集成，對實施中的項目質量、進度、費用進行有效控制，為項目決策、設計優化、文明施工、信息規范管理等提供保證，確保項目順利實施的同時，提高項目社會效益[2]。

1.2 BIM配置

為確保應用BIM技術可以達到預期效果，以Autodesk、Ruban等軟件為主要開發工具，以魯班云為支持環境下的BIM信息共享平臺為工程咨詢管理核心，設計工程項目全過程集成管理方案。設計前，對BIM信息平臺中軟件用途與配置進行設計，見表3。

表3 BIM信息平臺中軟件用途與配置的設計

No 軟件 功能

1 Revit2016 各專業建模等

2 Navisworks2016 碰撞檢查、施工模擬等

3 魯班BE 查找任意構件的詳細信息

4 Pathfinder 建筑中的安全疏散模擬

5 MS project 進度計劃編制

2 基于BIM的全過程工程咨詢集成管理

2.1 基于BIM的全過程工程咨詢目標集成

當全過程工程咨詢集成管理時，可結合BIM技術，對以上項目的多項目標，例如進度、質量、成本等進行綜合管理，達到項目的總體目標[3]。從項目角度對建造成本進行控制，從建設單位角度對工程造價進行管理，從施工承包商角度控制施工成本、質量、進度，并對合同、信息和其他內容進行管理。圖1為目標元素相互影響變化圖。

工程全過程咨詢要求工期合理。縮短時間會引起質量、安全、環保等方面的問題，從而增加工程成本[4]。早完工可以節省資金，早投產也可以獲得更多的短期利潤。當項目工期過長時，若項目進度不能得到保證，則會導致資源浪費，相關成本增加，延誤獲利的最佳時機。利用BIM模型，并結合進度管理BIM軟件，分階段對現場施工進行4D模擬，合理優化各施工工序流程，對工序管理也有一定幫助[5]。在全過程工程咨詢管理中，能夠對實際進度進行動態追蹤，及時糾正偏差，通過與進度對比，分析原因，推動項目進度。

在全過程工程咨詢的過程中，若能投入充足的資金，并配備充足的人力資源，則有利于確保施工進度，縮短工期，減少窩工現象。在工程建設中，要合理地壓縮工程工期，以提高工程質量。同時，要對建筑工地周圍環境進行保護，減少事故發生。造價管理則是利用BIM技術，對項目造價進行仿真，對比和分析已規劃的造價和實際造價。在工程量核算中，利用BIM軟件的功能來代替手工核算，大大提高了工作效率。

2.2 建立基于BIM的多參與方組織集成管理評價模型構建

在明確管理目標后，為能夠提高組織結構有序性和合理性，對組織結構的有序度進行定量評價，并分析信息流傳遞的效率。在此基礎上，結合信息傳遞的時效性與質量性，運用熵值分析方法，建立基于BIM的多參與方組織集成管理評價模型[6]。若在管理系統中，管理信息不能越級流動，而是逐級流動，則可將組織結構的有序化程度用R表示，如公式（1）所示。

（1）

式中：H為管理體系的結構熵；Hm為管理體系的最大熵值。在該公式中，R值越大，說明管理體系的有序化程度越高，組織機構的運作效率越高。假設存在如圖2所示的體系結構，體系中共包括n個基本要素。

在圖2的管理機構系統結構中，只有上級和下級間存在信息連接，而某些系統中還存在水平信息連接。連接長度可由兩個單元間的最短路徑來決定，即直接連接的長度是1，每次通過一個轉接就加1。

計算時效微觀態總數如公式（2）所示。

（2）

式中：A1為時效微觀態總數；Lij為聯系長度。管理組織體系最大時效熵的計算過程如公式（3）所示。

H1m=logA1 （3）

式中：H1m為管理組織體系最大時效熵。計算各聯系的時效微觀態的可能性，如公式（4）所示。

P1（ij）=Lij/A1 " （4）

式中：P1（ij）為各聯系的時效微觀態實現的可能性系數。體系中同一層級兩個元素間的時效熵可通過公式（5）計算得出。

H1（ij）=-P1（ij）logP1（ij） （5）

式中：H1（ij）為體系中同一層級兩個元素間的時效熵。計算體系總時效熵，如公式（6）所示。

（6）

式中：H1為總時效熵。結合上述計算的結果，計算管理組織體系時效，如公式（7）所示。

（7）

式中：R1為管理組織體系時效。當設計全過程工程咨詢集成結構時，對債權體系進行分析，結合熵理論，引入實效—質量熵評價模型，評價有序度。

2.3 運行全過程工程咨詢BIM集成管理模式

將上述構建的模型作為依據，為運行全過程工程咨詢BIM集成管理模式，建立BIM信息集成平臺，如圖3所示。

在“1+N”的全過程咨詢管理模式下，全過程咨詢師要發揮其在BIM應用中的主體管理作用，幫助投資方制定BIM應用的統一標準，建立BIM信息整合平臺，發揮其在BIM應用中的作用，并通過其自身或外包的形式，將各種應用整合到BIM信息整合管理平臺中。在管理的過程中，為分析建筑性能，可以利用BIM軟件對建筑物的可視度、日照、采光等對專項性能進行模擬和分析，并得到各項分析報告，將其上傳到BIM管理平臺上進行共享。管理進度計劃可以從時間維度入手，展示每個單體專業、樓層的進展情況，通過平臺查看實際勞動力情況以及相關偏差，對其進行分析。除此之外，還可進行成本管理、質量安全管理和現場設備管理等，以此進行全過程工程綜合管理。

3 BIM集成管理效果分析

在上述設計內容的基礎上，對應用BIM技術后的建設項目集成管理效果進行綜合分析，分析前，應明確本次研究的試點工程項目應用BIM技術進行集成管理時的流程與技術方案，如圖4所示。

根據階段性工作的實踐，結合工程方提出的具體要求，對BIM技術應用后與應用前進行對比。統計并分析對比結果，見表4。

通過表4內容可知，應用BIM技術后，工程項目全過程咨詢管理過程較為通暢，信息數據傳遞速度極快，基本可以滿足實時溝通需求。

4 結語

隨著建筑行業的發展，已有的有建設項目市場競爭變得更激烈，因此，與信息化時代要求相適應的建設項目信息化集成管理模式是市場競爭中的重要環節。

目前，大部分建設項目在實施中存在交流渠道不暢、缺乏有效的交流載體、缺乏各方協同合作的平臺的問題，這些問題會導致工程項目建設中損失關鍵信息。為解決這些問題，本文進行了此次研究，在研究中引進了BIM技術，從多個角度完成了設計。通過本次設計明確了運用BIM項目管理平臺，可以顯著提高工程方在施工中對數據資源的利用程度和信息集成服務能力。在后續的建設項目管理過程中，將本文的研究成果作為一種有效的手段，采用BIM技術解決全過程工程咨詢項目實施中效率較低等問題，從而提高施工中對資源、信息的利用率。

參考文獻

[1]馬驍，趙卓，李夢辰，等.全過程工程咨詢BIM集成管理模式構建及運行研究[J].中國建設信息化，2023（14）：67-71.

[2]金俏俏，張揚軍，趙昕.關于推進浙江省水利水電項目全過程工程咨詢服務的對策建議[J].浙江水利科技，2023，51（4）：76-80，84.

[3]曾澤偉，張軍，徐郁竺，等.工程咨詢企業員工服務能力提升行為影響因素及其機理研究[J].建筑經濟，2023，44（增刊1）：521-525.

[4]劉博錦，鐘明琳，魏冰洋.鐵路全過程工程咨詢模式下咨詢管理服務內容與計費方式探討[J].鐵路工程技術與經濟，2023，38（4）：1-5，13.

[5]陶宇亮.基于工程造價咨詢的工程咨詢企業并購現狀及戰略發展分析[J].建設監理，2023（7）：43-45.

[6]李汾，陳浩.全過程工程咨詢、全產業鏈服務整體解決方案的集成商—專訪上海華城工程建設管理有限公司[J].建設監理，2021（8）：1-4.