基于BIM 的工程项目信息流整合

金承泽，王 涵，张樱栊

（南京林业大学土木工程学院，江苏南京 210037）

0 引言

工程项目管理是一个庞大的信息体系，工程项目信息流包含的内容很广，如项目全寿命周期各参与方之间的信息流、参与方内部各管理层次的信息流、为达到特定控制目标而产生的信息流等，这些信息在项目的众多参与方之间传递。传统的信息管理模式中，由于信息化管理机构及职责定位不明确，管理模式没有统一标准，信息流没有有效地整合，经常会出现信息的浪费、冗余，信息延滞，信号失真，信息不断流失，信息交换效率低下等问题，从而形成“信息孤岛”，无法从全局的角度进行优化，严重影响了信息传递的有效性。因此，整合信息流，化零为整地处理信息十分关键。根据BIM模型对信息的需求，将项目全寿命期、全方位信息连续打通并无缝连接，整合离散的信息流，从而避免信息的歧义和不一致，减少信息总量，成功将整合后的信息流输入BIM 模型，极大地打破现有工程项目管理中的屏障，从而保证了工程项目的顺利进行。

1 工程项目各阶段信息需求及存在问题分析

1.1 决策阶段

建设工程项目决策阶段需要的信息大多是拟建项目的非几何信息。主要有：社会需求情况、产品市场占有率、价格变化趋势等市场信息；人力资源、材料、机械设备、技术、资金和基础设施等资源信息；项目所在地的交通状况、气象、地质、水文、气候条件等环境信息；国家或地方的法律法规、政策、标准、规范等项目公共信息；项目投资研究信息、土地竞投信息、可行性研究信息和项目推广信息。

1.2 设计阶段

在建设工程项目设计阶段，信息需求主要有：国家和地方政策、法律法规、规范规程等项目公共信息；同类项目相关信息；项目所在地的地质、水文、地形地貌、拆迁安置情况、周围交通、绿化、消防情况等信息；水文地质勘察资料、设计深度和技术文件资料、设计任务书和进度计划、扩初设计、技术设计、施工图审核资料、设计相关规范、标注等勘察、设计信息；招投标文件、合同文件等招投标合同信息；人、材、机市场价格、劳动定额、设计概算、施工图预算等经济信息。

1.3 施工阶段

由于施工阶段参与方众多，工作活动复杂，因此产生了大量的信息需求。主要有：工程概况；国家政策、法律法规；施工进度计划、WBS 结构分解、工期信息和施工定额等进度信息；合同成本、实际成本、成本控制计划、成本分析文件、人、材、机价格等成本信息；劳动力需要及配置计划、材料设备供应计划、资金需要量计划、材料消耗记录及工程款信息等资源计划信息；施工组织设计、技术交底、主要材料、构配件、设备等的出厂质量证明和实验报告、施工实验记录和工程质量检验评定等施工技术资料信息；施工记录信息；安全及文明施工信息；竣工验收信息等。

1.4 运营和维护阶段

此阶段需要的主要信息有：工程概况；接管信息；国家、地方的政策法规、上级主管部门颁发的各种条例制度等公共信息；用户档案资料信息；建筑设施内部环境、小区的绿化、车辆管理等环境信息；设备布置、参数、运行计划和性能信息、建筑设施规模、尺寸、空间布局、房间布置信息等设备设施信息；物业管理方案；物业管理合同、租售协议、代缴各种费用的约定文件、会议记录、各种投诉记录、往来人员记录及其他文件信息；治安、灾害防护信息等。

综合以上对建设项目各阶段信息的分析，未经信息流整合的建设项目信息主要存在以下问题：

（1）信息冗余，不便于使用。由以上分析可看出，每个阶段都会产生大量信息，并且信息类型复杂，信息源多，项目信息来自业主方、设计单位、施工单位、监理单位、生产厂商和供应商等多个参与方。不同阶段、不同参与方都会产生大量信息，如果不及时地对这些信息进行归类整合，将会使得有用信息不能及时被获取和使用，从而影响整个项目的顺利进行。

（2）信息破碎，不能有效共享。在传统的阶段性管理模式中，项目信息主要服务于阶段性目标，如决策阶段的信息主要为业主决策服务，而设计阶段的信息则主要服务于设计人员的设计活动，信息没有进行整合为可共享的信息流。这种信息传递方式约束了项目信息的潜在价值，忽视了项目各阶段的关联性与反馈性。

（3）信息流失现象严重。建设项目建造过程的分离特点和阶段性管理方式会导致在过渡期尤其是设计到施工、竣工移交到投入使用阶段项目信息大量流失。另外，由于信息未经整合，使得在不同阶段很多重复信息都要重新输入到相应软件，大量的人工的重复录入，会造成不可避免的信息流失和错误。

2 基于BIM 技术的工程信息流整合

2.1 BIM 概念简介

BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）最初起源于20 世纪70 年代的美国，由美国的查克伊士曼博士提出。他的观点是“建筑信息模型是将一个建筑工程项目在整个生命周期内的所有几何特性、功能要求与构件的性能信息综合到一个单一的模型中。同时，这个单一模型的信息中还包括了施工进度、建造过程的过程控制信息。”［3］BIM 本身即是一项基于3D的面向对象的工程数据库技术，是一个包含了全项目可视化信息的综合大型数据库，是综合多种维度不同因素的集合体。从最初的规划、概念设计，到施工图的绘制，到建造阶段的过程控制，直至交付使用后的物业管理，人们使用同一个模型，集成建筑物的所有信息。BIM 就是一个最完整的建筑档案，并以最直观、最形象的三维实体展示。对于BIM 这样一个综合的大型信息库，要发挥它的作用很大程度上取决于信息的累积。

2.2 基于BIM 的信息流整合

2.2.1 BIM 对信息流的需求

与传统项目管理所不同的是，BIM 对信息集成的最终要求是涵盖建筑项目全寿命周期内所有的数据信息，但数据信息的积累和工程项目建设的各个阶段是紧密相连的，从规划设计开始到施工建造，直至项目报废，是一个漫长的过程，每个阶段都会产生相应的数据信息，随着各阶段的逐次推进，数据信息也在不断积累，保持螺旋式上升，最终形成全信息模型［4］。为了满足建筑项目全寿命周期协同设计和协同管理的要求，BIM 所需信息流一般具有以下特征：

（1）集成性。建设项目从立项到废除是一个完整的生命周期，而建设项目中的信息也是一样，也具有一个完整的信息生命周期。信息模型集成了建设项目全寿命周期中来自各个阶段、各个参与方、各个专业的各种信息，覆盖了全项目、全方面的海量信息。

（2）一致性。在建设项目全寿命期，各个阶段都在共同的模型中进行信息共享，可以重复利用，而不需要重新输入相同的信息；并且BIM 提供的关联修改功能，保证了信息的准确性和一致性，从而提高建设项目全寿命周期各个参与方、不同阶段之间信息的重复利用率。

（3）动态性。由于建设项目是随着时间不断开展的，因此建设项目信息也是始终处于不断动态之中的，有永久的信息，也有阶段性的信息。BIM 应用根据功能特点的不同，有些只是针对特定的阶段，如场地使用规划；而有些则会跨越多个阶段，如成本控制，对应不同的成本阶段，在成本管理信息库中就会不断地增加与之对应的成本控制的信息，从而保证对信息的有效地跟踪、存储、管理和共享。

2.2.2 信息流整合

BIM 技术以三维数字技术为基础，集成了工程项目中所需要的各种信息，提供了信息共享和交流的平台。它可以为决策、设计、施工和运营维护提供相协调的、内部保持一致的并可进行运算的信息，来达到缩短工期、节约成本的理想目标。由于信息化管理的特殊性，在对基于BIM 的项目进行全寿命周期信息化管理研究时，应充分考虑BIM 技术及其所需求信息的集成性、一致性、动态性特点和传统的全寿命周期九大管理要素中存在的问题，并以此进行信息流整合。通过对建设项目全寿命周期所需信息流的整合分析发现，在各阶段都会有信息的重复使用。例如市场环境资源类信息、项目责权类信息和成本预算类信息，对这些信息需求贯穿项目的整个生命周期。但是在传统的项目建设过程中，各阶段仍然会花费大量的人力、物力进行相同信息的获取，这就造成了项目成本的增加以及项目进度的拖延。然而，在信息流整合的基础上建立BIM 模型，利用信息流的集成性，将项目各参与方、各阶段产生的项目相关信息统一存储到BIM 数据库服务器进行管理，BIM 数据库服务器为工程项目下一阶段提供所需信息，避免信息的遗失，使重复信息得到全寿命周期的共享。此外，许多信息是处于动态之中的，一旦信息发生改变，整个系统的相关信息也会随之变化，避免了因未能及时更新信息和进行有效信息跟踪而导致的失误，提高了信息的利用率，这体现了信息流的一致性和动态性特点。如此一来，用户就可以通过局域网，向系统服务器发送查询、信息变更等操作请求，由系统根据该用户所有权限的定义，按操作方式、用户权限等的差异，从系统数据库服务器中集成其所需，为用户提供所有相关工程项目信息［6］。例如施工阶段需要项目责权类信息、项目设计类信息、项目现场类信息等，用户可以从BIM 模型中获取这些信息，而不用再次进行相同的信息获取。一旦信息出现更改，整个系统的信息都会进行同步更新，即用户得到的是最新信息，这样就避免了信息的重复获取，做到及时、有效地对信息进行跟踪、存储、管理和共享，有利于达到缩短工期、节约成本的理想目标。

3 结论

本文通过分析、对比未经整合和进行整合的工程项目信息，并充分结合BIM 模型的特点，发现了信息流整合在运用BIM 模型时发挥的重要作用。从BIM 的信息需求出发，对工程项目中的海量信息进行信息流整合，不仅可以提高工程项目中信息的利用率和效果，解决当前建设领域信息化的瓶颈问题，消除“信息孤岛”现象，同时也能够促进工程项目全寿命周期信息管理，提升建设行业的效率和利润，因此，在建筑行业中基于BIM 进行信息流整合势在必行。

［1］龚黎明.施工阶段工程项目信息管理［J］.水运工程，2009（Z1）：125-129.

［2］谢琼.建设项目信息流分析［D］.南京：东南大学，2005.

［3］李昂，石振武.BIM 技术在建筑工程项目中的应用价值［J］.经济师，2014（1）：62-64.

［4］刘照球，李云贵，吕西林，等.基于BIM 建筑结构设计模型集成框架应用开发［J］.同济大学学报：自然科学版，2010（7）：948-953.

［5］陈前，张原.浅谈BIM 技术及其应用［J］.价值工程，2012（23）：61-62.

［6］陈彦，戴红军，刘晶，等.建筑信息模型（BIM）在工程项目管理信息系统中的框架研究［J］.施工技术，2008（2）：5-8.

［7］孙悦.基于BIM 的建设项目全生命周期信息管理研究［D］.哈尔滨：哈尔滨工业大学，2011.