BIM正向設計協同管理挑戰與對策

摘要：當前，BIM技術處于深度融合階段，BIM正向設計扮演著關鍵角色。盡管BIM正向設計具有諸多優勢，但其在實施過程中仍面臨諸多挑戰，協同管理挑戰尤其不容忽視。因此，從組織、流程和技術三個層面揭示BIM正向設計面臨的協同挑戰，提出相應的解決策略。以前海瓏灣國際人才社區項目為案例，驗證策略的實施效果。研究成果旨在為類似項目BIM正向設計的實施提供實踐指導和經驗借鑒。

關鍵詞：BIM正向設計；協同管理；挑戰與對策

0 引言

近來年，工程建設領域對數字化轉型的需求日益迫切^[1]。建筑信息模型（BIM）作為工程建設行業數字化應用最廣泛的創新技術之一，目前正處于深度融合階段^[2]。當前，基于CAD構建的BIM翻模方式給BIM應用帶來了諸多問題，如工作量增加、時間成本高、圖模不一致，無法高效協同以滿足項目的集成數字化需求等，BIM正向設計正是解決這一問題的重要模式和發展趨勢。我國住房和城鄉建設部發布的《“十四五”工程勘察設計行業發展規劃》（建質〔2022〕38號）明確提出加快推進BIM正向協同設計，倡導多專業協同、全過程統籌集成設計，優化設計流程，提高設計效率。

BIM正向設計是一種以三維模型為基礎完成建筑設計并將模型數據傳遞到后期施工、運維等階段的設計方法^[3]，其在提高設計質量、效率等方面具有巨大潛力。BIM正向設計的實施通常涉及多專業、多參與主體，以及復雜的技術和軟件應用，其在實際應用過程中面臨多重挑戰，其中協同管理的復雜性及其帶來的影響尤為顯著^[4]。

BIM技術的應用在國外起步較早，雖沒有與BIM正向設計相對應的術語，但其提倡的BIM全過程應用實踐與正向設計的理念一致，即在項目生命周期深度集成和應用BIM技術，并通過這種方式實現工作高效協同。在理論研究層面，學者們提出了多種基于協同的BIM應用框架^[8-9]，但在實際實施過程中，這些框架的具體性和可操作性仍存在不足，理論與實際應用之間仍存在差距，現實中的專業壁壘和信息孤島現象仍然存在。國內對于BIM正向設計的研究已較為全面，覆蓋了橋梁、軌道交通和住宅等多個工程領域，并涉及結構、機電等不同專業^[10-12]。現有研究探討了BIM正向設計在不同領域的應用情況，但往往集中于單一專業或單一維度，缺乏跨專業或多維度的綜合性研究^[5]。

綜合來看，盡管BIM正向設計在理論和實踐上都取得了一定的進展，但其在全面實施和深度整合方面仍然面臨諸多挑戰，在實踐方面也缺乏相應的參考和經驗。本文旨在探討如何通過優化參與主體間的溝通、明確任務與職責的劃分及保障數據流轉的流暢性與完整性，加強BIM正向設計的協同管理，從而促進項目的成功實施。同時，以前海瓏灣國際人才社區項目為例，分析該項目中BIM正向設計的具體實踐，以期為類似項目BIM正向設計的實施提供參考與借鑒。

1 BIM正向設計協同管理挑戰分析

協同管理的核心在于整合與協調，旨在確保管理對象與管理系統之間內在聯系的完整高效，從而提升整體系統的協調性和效能，形成緊密、高效的有機整體。從管理角度出發，協同分為團隊協同、環境協同和過程協同三個維度^[10]。本文探討的是BIM正向設計的協同管理，結合建設項目BIM正向設計的實際情況，將協同管理面臨的挑戰分為組織協同挑戰、流程協同挑戰和技術協同挑戰三大方面。

1.1 組織協同挑戰：參與主體合作與溝通

對于建設項目而言，BIM正向設計貫穿從方案設計到運營管理的全生命周期，每個階段都需要不同的參與主體進行專業化工作。然而，傳統的組織架構大多基于層級分明的部門化設計，這種結構雖然清晰，但因其固有的層級界限，往往容易形成溝通壁壘。這些壁壘不僅限制了信息的流通，也阻礙了參與主體之間的合作、溝通與交互，無法滿足BIM正向設計對高效協同工作的要求。因此，需要重新審視和設計組織架構，以打破溝通壁壘。

1.2 流程協同挑戰：任務與職責劃分

BIM正向設計要求項目各階段的參與主體緊密協作。然而，項目包含多個階段，每個階段涉及多個并行或順序執行的具體工作流程，這些流程之間的協調與整合構成了主要的協同挑戰。具體而言，任務與職責劃分不清晰導致資源浪費和工作效率低下。此外，流程中過多的交互步驟和審批環節使流程冗長且容易出錯。因此，設計一個簡潔高效的BIM正向設計實施流程至關重要。這要求深入理解BIM技術及其在不同階段的應用，同時精確識別并明確各參與主體的職責，確保這些職責與整體工作流程緊密結合，實現各階段的高效協同。

1.3 技術協同挑戰：數據的集成與傳遞

BIM正向設計的實施，使得傳統的二維協同變為三維協同^[2]。不同單位采用不同的BIM軟件或建模標準，常出現數據格式不一致的問題，影響數據互操作性和協同效率。此外，跨專業團隊之間的溝通障礙、數據不一致、信息更新不及時及缺乏規范的數據傳遞機制，都增加了項目執行的不確定性和風險。為了克服技術協同挑戰，項目需要確保BIM相關數據在傳遞過程中的完整性和規范性，如確保數據在流轉過程中不被遺漏、不被篡改，符合行業標準和規范等，以保證設計的精準性和統一性。

2 BIM正向設計協同管理對策分析

為了實現BIM正向設計的有效協同管理，本文提出三個主要對策：首先，引入具備豐富BIM應用經驗的BIM咨詢單位，并在項目設計和施工階段前置運營單位，優化傳統組織架構，打破溝通壁壘，實現信息高效流通；其次，創新全生命周期流程管理，建立清晰的BIM正向設計實施流程，明確各階段的具體任務和責任主體，突出跨學科團隊合作，確保流程銜接順暢；最后，構建BIM信息集成管理平臺，制定統一的數據傳遞標準和流程，保障數據安全，實現BIM模型及數據在各階段的無縫傳遞和實時更新。BIM正向設計協同管理對策框架如圖1所示。

2.1 組織架構優化設計

為了加強BIM正向設計參與主體間的組織協同，需要對傳統組織架構進行優化設計。關鍵措施包括引入BIM咨詢單位和實施運營前置策略。

BIM咨詢單位作為業主的代表，承擔BIM全面管理職能，是項目BIM應用的協調者和組織者。憑借豐富的BIM應用經驗和專業知識，BIM咨詢單位能為項目提供全面的技術支持和咨詢服務。通過BIM咨詢單位的協調和管理，傳統組織架構中的溝通壁壘被打破，信息實現順暢流通和共享，工作流程得以優化，BIM正向設計的效率和質量得到提高。

在項目完成設計和施工后，BIM及其相關數據將傳遞至運營單位，以支持智能化運維平臺的建設和日常運營管理工作。因此，為了確保BIM技術在全生命周期內的高效應用，運營單位與設計、施工單位之間必須建立緊密的溝通與協作機制。通過提供運營需求和規劃，運營單位能夠幫助設計和施工單位更準確地把握實際需求，并在設計和施工過程中充分考慮運營因素。同時，通過與設計和施工單位的深入交流，運營單位可以實時了解項目實際建設情況，為未來的運營管理工作奠定堅實基礎。這樣的合作模式，確保了項目的順利推進和穩定運行。

2.2 全生命周期流程管理創新

為解決流程協同挑戰，本文建立了清晰的BIM正向設計實施流程，BIM正向設計職責劃分與實施流程如圖2所示，其明確了項目各階段的任務與參與主體的職責，具有三大優勢：

（1）任務與職責明確。通過梳理BIM正向設計過程中的具體任務，明確每個任務的責任主體，確保每項任務都能得到高效執行。

（2）強化跨專業協同。突出不同參與主體間的交互與協同，強調模型及數據的傳遞、信息共享和流程銜接，確保BIM數據傳遞的高效性和連貫性。

（3）全流程監控與反饋。引入監控與反饋機制，確保任務按時完成，并且能及時發現并解決問題。

該流程分為若干個主要階段，每個階段又包含具體的任務和活動。業主方扮演核心角色，全程參與項目的指導和審批。BIM咨詢單位在項目初期負責制定全面的BIM實施方案、構建信息集成管理平臺、與各單位合作編制BIM的聯合策略，并在后續階段參與審批和技術支持工作。初步設計單位負責方案和初步設計階段的任務，并為后續階段提供必要的支持。施工圖設計單位主要負責施工圖設計階段的相關工作。施工總承包單位負責審核并整合分包單位的模型及數據，形成施工作業模型。運營單位從設計初期開始提供反饋，并負責BIM運維管理平臺的構建。這種結構化的流程設計加強了參與主體間的協作，提高了BIM正向設計的實施效率。

2.3 BIM信息集成管理平臺建設

為確保BIM模型及數據在項目各階段的無縫傳遞與準確集成，本文提出由BIM咨詢單位主導構建一個BIM信息集成管理平臺。該平臺將作為數據傳遞的中樞，各參與主體間的BIM數據傳遞和交接都通過該平臺進行，確保BIM數據和相關文件按照統一標準進行規范存檔，以實現模型的有效集成及設計信息的實時更新與共享。

BIM信息集成管理平臺工作流程如圖3所示。根據2.2的內容可知，隨著項目不斷推進，BIM正向設計的主導權會在參與主體間不斷轉換。在這個過程中，該平臺將扮演數據傳遞的核心角色，進行數據的輸入與輸出工作，輔助BIM正向設計的

流程管理和項目管理的可視化。當數據上傳至該平臺后，BIM咨詢單位的專業人員會進行模型數據的標準化整合與集成，以及其他文件的標準化和存檔工作。相關單位可通過平臺下載標準化的模型數據和文件，以支持后續的BIM正向設計工作。此外，該平臺還提供提資管理、問題管理、成員管理及授權管理等基礎功能，旨在加強數據安全保護，確保數據傳遞過程中的安全性和可靠性。

3 案例分析

前海瓏灣國際人才社區項目（以下簡稱“瓏灣項目”）由深圳市前海人才樂居有限公司投資建設，該項目貫徹落實了國家、省市對前海區域的戰略定位，旨在通過吸引和匯聚高端創新人才，進一步推動人才特區建設。作為前海管理局BIM正向設計審批的試點工程，瓏灣項目在設計過程中嚴格遵循BIM全流程應用、全領域協同及全部門參與的“三全”原則，確保項目的高品質與高效能。項目致力于打造一個集高品質、純租賃、國際化于一體的人才社區，助力前海建設國際人才高地，為前海提速發展提供創新動力。

在實施BIM正向設計的過程中，瓏灣項目面臨多重挑戰。首先，項目總建筑面積約16萬m²，建筑類型包括超高層公寓、商業、地下車庫、人防工程、室外工程等多個專業，須全過程應用BIM，技術難度高；其次，項目實行建、管、運一體化模式，對BIM全生命周期應用設定了更高的標準。同時，作為正向設計的試點工程，項目的設計過程復雜且周期長，對設計工作的穩定性和BIM咨詢的協同作用提出了更高要求；最后，項目涉及多個專業和參建單位，管理組織架構復雜，協調難度大。

3.1 瓏灣項目BIM正向設計組織模式

為加強瓏灣項目在BIM正向設計過程中的協同管理，業主方委托第三方BIM咨詢單位代表其承擔BIM管理職能，確保BIM技術在項目各個階段得到高效應用。為實現各參與主體間的充分溝通與交互，項目設計了相應的組織模式。在設計階段，初步設計單位和施工圖設計單位將充分進行數據傳遞和設計交流，確保設計方案的精準性和連貫性。進入施工階段，施工總承包單位和專業分包單位也將充分利用BIM輔助施工，實現數據的高效傳遞和施工流程的精確控制。同時，為確保建、管、運一體化模式的成功實施，瓏灣項目的運營單位在項目設計和施工初期便積極參與其中。其從運營的角度出發，為項目提供了寶貴的反饋和建議，確保項目的設計和施工能滿足未來的運營需求，也為項目運營階段“基于BIM的安全與消防管理系統”的構建奠定了堅實基礎。瓏灣項目BIM正向設計模式如圖4所示。

3.2 瓏灣項目BIM實施標準

面對多參與方及境外合作帶來的BIM標準、設計習慣、工作模式、制圖標準等多方面的差異，瓏灣項目以《前海BIM實施方案及技術標準》為依托，結合境內外相關的行業標準和實踐經驗，為所有參與方制定了一套統一的BIM實施標準，旨在解決地域差異與合作方背景不同帶來的協同挑戰，確保項目BIM正向設計全過程高效、有序進行，同時兼顧各方工作需求與特點。

3.3 瓏灣項目信息化協同平臺

建立統一的BIM實施標準后，瓏灣項目以該標準為基礎并結合實際應用需求，以BIM咨詢單位自主研發的漫拓云平臺管理為核心，構建了各單位內部管理平臺。通過實行內部平臺管理、外部大平臺管控的管理機制，項目信息的及時共享與高效協同得以實現，瓏灣項目BIM正向設計組織模式如圖5所示。同時，BIM咨詢單位依據與各方共同制定的BIM信息模型聯合策略，負責創建并維護聯合信息模型，為瓏灣項目解決跨專業數據交互挑戰提供了有力支撐。例如，項目進行結構風洞試驗時，設計方提供的圖樣難以直接用于風洞軟件建模，致使BIM模型數據傳遞困難。為了解決這一問題，BIM咨詢單位牽頭，積極探索并嘗試了多種數據傳遞方案。最終，團隊成功采用Inventor作為兩款軟件的中間橋梁，實現了三維數據的有效傳遞和利用^[14]。

4 結語

本文結合建設項目BIM正向設計的研究現狀和實踐中的關鍵問題，深入剖析了BIM正向設計協同管理面臨的挑戰，主要包括三個方面：一是組織協同層面，各參與主體間的合作與溝通問題；二是流程協同層面，任務分配與職責劃分問題；三是技術協同層面，數據集成與傳遞問題。針對這些問題，本文提出了相應的解決策略：一是優化組織架構；二是創新全生命周期流程管理；三是建設BIM信息集成管理平臺。本文還通過深入剖析瓏灣項目，闡述了BIM正向設計在具體實踐中的挑戰及其解決方案，旨在為類似項目的BIM正

向設計實施提供經驗借鑒和實踐指導。

鑒于不同項目在規模、復雜程度和資源條件上的多樣性，未來研究可以探索如何根據項目實際情況對方案進行定制化調整和優化，以提高BIM正向設計協同方案在不同項目環境中的適應性和有效性。另外，引入BIM咨詢單位雖然有助于解決組織協同問題，但這種模式應被視為一種過渡性解決方案。隨著項目團隊中核心專業人員對BIM技術知識的掌握和應用能力的不斷提高，BIM咨詢單位的角色應被逐步淡化。未來研究可深入探討如何在傳統項目管理組織架構中有效融入BIM正向設計團隊，從而更好地實現BIM正向設計在項目全流程中的高效應用。

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收稿日期：2024-06-13

作者簡介：

夏石泉（1977—），男，高級工程師，研究方向：城市開發、區域整體開發、重大工程項目管理。

李紅（1985—），女，高級工程師，研究方向：重大工程項目管理。

李攀（1985—），男，高級工程師，研究方向：建筑設計可視化。

查涌（通信作者）（2000—），男，研究方向：項目管理。