工程监理企业BIM技术应用研究

高 健

（北京建工京精大房工程建设监理公司， 北京 100044）

工程监理企业BIM技术应用研究

高 健

（北京建工京精大房工程建设监理公司， 北京 100044）

BIM技术作为当前建筑业的一场革命，给建筑市场的各参与主体都带来了新的机遇与挑战。作为建筑市场中的重要参与主体，工程监理行业如何应对未来建筑业的BIM环境，主动转变，制定适宜的应用实施策略就显得尤为重要。通过BIM技术在工程监理中的应用效果，探讨了BIM技术对传统监理工作的影响以及在监理行业的应用前景。

BIM技术；工程监理；应用前景

1 BIM技术概况

1.1 BIM技术的产生背景

美国建筑科学研究院颁布的《美国国家 BIM 标准第一版》的研究报告中指出：工程建设行业的浪费值较制造业高出 31%。研究发现，导致建设行业效率不高的原因是多方面的，只有通过应用先进的生产流程和管理技术才能整体提高行业水平，因此，BIM 技术应运而生。

美国斯坦福大学针对全球 BIM 应用项目的调查研究表明，通过有效应用 BIM 技术可降低 40% 的设计变更，并将施工现场的劳动生产效率提高 20%～30%，工程总造价下降约5%。因此，BIM 技术已被广泛视为改变传统建筑业低效生产模式的战略手段及必然趋势。

1.2 BIM的定义

BIM 的英文全称是 Building Information Modeling，即：建筑信息模型。

BIM 的定义由三部分组成：BIM 是一个设施(建设项目)物理和功能特性的数字表达；BIM 是一个共享的知识资源，是一个分享有关这个设施的信息，为该设施从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程；在项目的不同阶段，各建设方通过在 BIM 中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业。

1.3 BIM技术国内外研究应用现状

近 10 年来，BIM 技术在美国、欧洲、日本、香港、新加坡等国家和地区的建筑业中的应用取得了较高的成就，其中美国的 BIM 技术发展较为成熟。为了推动和规范 BIM 技术在实际项目中的应用，2003 年美国总务管理局建立了著名的“国家 3D-4D-BIM 计划”，并挑选实际项目作为试点，探索和验证 BIM 应用的模式、规则、流程等一整套建筑全生命周期的解决方案。2006 年美国国家标准与技术研究院开始制定BIM 标准，初步形成 BIM 国家标准体系；同时，政府机构在大多数建筑活动中开始要求应用 BIM 技术，并且根据应用程度的不同给予一定的资金资助。据调查统计，美国项目的BIM 技术应用比例已达到 49%。

2007 年中国勘察设计协会主办了“全国勘察设计行业信息化发展技术交流论坛”，首次在全国性的行业会议上讨论了 BIM 在建筑设计中的革新及运用。此后，中国建筑学会、中国工程图学学会等各大行业协会开始纷纷组织各类交流及研讨会，讨论 BIM 技术的发展应用及存在的问题。与这些行业系会和研究机构积极推动 BIM 技术研究与应用相对应，北京奥运会、上海世博会的举办涌现了一批世界瞩目的大型建筑，如：水立方、天津国际邮轮码头、上海世博文化中心、国家电力馆等。这些项目的出现也推动了 BIM 技术在中国的应用及发展。但是，这些案例尚都局限于设计或施工阶段的应用，还没有在建筑的全生命周期中得到广泛应用，同时缺少相关规范标准的支持，致使中国的 BIM 应用仍旧处于探索阶段。表 1 反映了目前国内外 BIM 技术的研究应用现状。

表1 BIM技术在国内外研究应用对比

2 BIM技术与传统监理方式的区别

有别于传统的二维抽象方式，BIM 技术是以三维数字为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的“可视化”的数字建筑模型，并且可以扩展为 4D、5D 等多维状态。

2.1 应用BIM技术对监理工作的影响

工程监理工作是根据建设单位的要求，依照工程建设文件、法律法规、技术标准和图纸，对整个项目进行质量、投资、进度、安全等方面的管理。监理企业运用 BIM 技术的切入点是哪些监理工作需要在 BIM 模型上得到体现，监理人员需要在 BIM 模型中提取、插入、修改何种信息。监理单位运用 BIM 技术的工作内容见表 2。

表2 运用BIM技术的监理工作内容

2.2 传统监理模式下存在的不足及应用BIM技术的优势

2.2.1 传统监理模式下的不足

(1)监理工作方式单一。日常监理工作一般采用现场巡视检查的方式，对于施工过程监督、控制、协调等方面中的难点重点的事前控制方式单一，因此迫切需要将信息技术应用到监理工作中。

(2)信息管理方式落后。工程信息一般采用手工填写、人工传递的方式。由于参建各方缺乏沟通，容易造成大量的工程信息无法得到及时处理，且不能有效共享，致使工程管理决策所需的支持信息不充分。

2.2.2 BIM技术的优势

(1)可视化。传统的 CAD 模式要求工作人员观看二维的线条后，在大脑中翻译成三维，不可避免地会产生错漏碰缺等问题，导致设计变更变多。而在 BIM 技术的工作环境下，项目设计、建造、运营过程中的汇报、沟通、决策等工作都可以在可视化的状态下进行，使其更为准确、更为直观。

(2)便捷化。通过在施工现场关键点的实时施工视觉信息(拍照、视频)与 BIM 模型进行对比，及时发现工程中的问题，极大地减少了由于隐蔽工程出现质量问题造成的返工情况，提高了施工效率。

(3)信息完备化。BIM 模型中涵盖了工程建设中的事前约定所需要的信息，参建各方可以根据不同的需求随时进行查询，通过 BIM 协作平台，实现施工过程中所需信息的共享，较好地解决了由于处理或传递不及时所带来的信息滞后问题。

3 BIM技术在监理工作中的实际应用

基于 BIM 技术所带来的优势，并结合实际监理工作过程中所遇到的问题及需求，笔者公司针对以下方面进行了应用探索。

3.1 进度控制中的应用

在工程建设过程中存在的各种来自不同部门、不同时期的影响因素，会对工程进度产生复杂的影响，使得工程难以一直执行原定的进度计划。因此，监理人员要不断了解掌握工程实际进展情况，并与计划进度进行对比，从中得出偏离计划的原因并制定调整措施。

为此，针对计划进度及实际进度分别建立了 3D 模型(见图 1 和图 2)，按照时间节点将工程建设情况在模型中予以展示，通过对比，可以直观准确地显示出实际进度与计划进度的偏差。

图1 计划进度模型

图2 实际进度模型

3.2 质量控制中的应用

检验批是施工现场监理检查验收的最小单元。在实际工作中，经常会遇到某些检验批不能一次验收通过，需要进行多次验收的情况。当此类情况繁多时，会使得监理工程师不能及时掌握检验批的整体情况，无法进行有效的管理。

为此，在 3D 模型中根据实际情况用不同颜色划分施工流水段，将各种监理检查及验收资料链接至模型中，并将检查及验收结果在模型中予以展示，如：检查不合格项用特殊颜色进行区分(见图 3)。同时可以通过查阅链接资料随时了解某一检查项的材料验收情况、过程施工情况，检查验收情况，不合格原因以及整改后的情况等(见图 4 和图 5)。如此可以对施工过程中所有检验批的情况一目了然，目前存在的资料拖拉及其检验批的问题分析也可以借助此办法促进解决。

图3 施工流水段划分及检验批检查验收模型

图4 链接资料查询

图5 监理旁站查询

3.3 造价控制中的应用

在施工过程中，将材料构配件的名称、型号、所属检验批次、施工时间、工程量等信息添加到模型中后，可以根据不同的需求直接生成各类材料明细表，并计算出工程量(见图6)，同时，点击某一材料时，在模型中对应的材料会高亮显示(见图 7)，便于监理人员对工程量及造价进行整体管控。

图6 自动统计生成的明细表

图7 明细表中所选材料对应的模型中的部分

3.4 交底培训中的应用

在施工过程中，监理人员若是对于某些重点、难点或创新的施工工艺及监理控制点不甚了解，则无法进行有效的管控，为此，建立了基坑支护施工监理方针管理系统(见图 8)，包含土钉墙施工、灌注桩施工、土层锚杆施工三项施工工艺。针对此三项施工工艺分别制作了施工动画模拟，将施工工艺重点及监理检查要点以文字及声音的形式加入其中，并且在模拟过程中可以根据需求随时切换施工步骤及角度进行查看(见图 9)。

应用此系统，可以在施工前对施工及监理人员进行交底，也可以作为培训教材进行技术培训，通过动画模拟、文字说明等直观的展示，使相关人员可以对施工工艺及监理控制要点有明确的认知和了解，在施工过程中能够更为有效地进行管控。

图8 基坑支护施工监理仿真管理系统

图9 土钉墙施工工艺模拟

3.5 应用BIM技术存在的问题

虽然 BIM 技术具有强大的功能和优势，但由于国内外建筑体制及市场情况的不同，在国内实际项目应用研究过程中，还是存在一些问题。

(1)应用各方职责划分不明确，没有明确的规范、制度、职责要求等，导致在项目各参建方共同应用 BIM 技术的过程中，有些工作划分不明确。

(2)模型建立及交付验收标准不统一。没有明确统一的模型建立及交付验收标准，导致参建某一方建立的模型，其深度和精度无法满足其他方的使用要求。

(3)施工及变更信息更新不及时。BIM 模型应用的条件之一就是时效性，即要求及时将施工过程中的各种实际信息录入至模型中，这样才能起到决策时信息支持的作用。但由于参建方较多，其中一方的信息更新交付不及时，就会导致整个模型失去时效性。

(4)综合技术人员缺乏。由于 BIM 技术的应用还处于初级阶段，因此目前既懂专业技术，又懂软件操作的人员极度缺乏。

(5)软件兼容性差，二次开发成本高。现有的 BIM 软件种类繁多，很多 BIM 软件所产生的成果不能被其他软件所兼容和通用，致使在使用过程中造成了很大的不便。

4 BIM技术在工程监理行业的发展前景

4.1 建设行业应用BIM技术的目的

一个工程项目的建设和运营，涉及多个参与方和利益相关方。目前合同规定的交付成果均以纸版文件或电子基础数据为主，因此，在项目的建设和运营过程中，项目信息被不断地重复输入、处理、输出。根据美国建筑科学研究院的研究报告统计，每个数据在项目生命周期中平均被输入 7 次，因此，在一个建设项目中，并不缺少数字信息，真正缺少的是对信息的结构化组织管理和交换。由此看来，建设行业应用 BIM 技术的根本目的是：解决好项目不同阶段、不同参与方、不同应用软件之间的信息结构化组织管理和信息交换共享，使得不同的参与人可以根据各自不同的需求得到相应的信息，而且信息要全面、准确、及时。

4.2 BIM技术在工程监理行业的发展前景

目前很多监理企业已不仅局限施工过程中的监理，很多都开始尝试提供项目全生命周期的监理和咨询服务，协助业主全面参与项目的各项工作，且提供的是智力型的服务。随着建筑行业信息化的发展，监理企业要应对这种变化，需要制定适宜的转变策略。不能仅依靠现有的手段，要寻求突破创新，要将日常工作与信息技术最大化结合。只有这样才能提升企业自身的核心竞争力，适应信息化发展的大环境。

监理行业应用 BIM 技术有着自身的优势。首先，很多监理人员都是由规划、设计、施工、咨询、物业管理等行业人才经过专业培训转行而来，而 BIM 团队正好需要了解各行业的人员共同参与，因此监理企业组建 BIM 团队相对较为容易。其次，随着全生命周期监理服务的尝试，监理企业成为除了业主以外唯一全过程参与的一方，各阶段所需的 BIM 模型的建立、修改、维护都可以由监理企业独立完成，避免了在不同阶段，不同企业各自建立、维护模型所带来的弊端。

因此，监理行业迫切需要 BIM 技术的发展和推广。

4.3 BIM技术对工程监理行业提出的挑战

BIM 技术属于高技术含量的操作应用，对于现阶段运用BIM 技术进行监理工作的监理人员提出了较高的要求，要求其不仅要熟悉监理业务，还要逐步掌握以下三个层次的能力。

(1)了解什么是 BIM、BIM 能够做什么，能够响应招标文件中对监理 BIM 工作的要求，制定对应的工作措施。

(2)熟悉常用的 BIM 软件，如：Revit，能够对设计模型、施工模型的深度和质量进行审核。

(3)能够应用 BIM 软件进行一定的基础操作，如：在模型上提取、插入、更新信息，将监理工作的成果反映到 BIM模型中。

监理企业要逐步累积 BIM 应用经验和 BIM 项目业绩，在不同类型的项目上、在不同方面的应用上都要有所探索并形成一套体系，最终能够根据业主的需求，提供有特色的、有针对性的、标准化的 BIM 技术应用服务。

5 结 语

尽管建筑信息模型的理念被提出了 10 多年，但在世界范围内都还处于推广阶段，还存在很多问题。然而 2D 向 3D 的过渡和升级已经成为必然趋势，且发展速度非常快，基于三维设计软件的 BIM 技术正在给中国的建筑业带来一场革命。虽然目前国内的 BIM 发展还处于早期阶段，但相信经过若干年的发展，BIM 技术的应用会越来越全面、越来越广泛，最终形成一个基于 BIM 技术的工程建设和建筑运营环境。

[1]王彦忠. 工程监理企业建筑信息模型(BIM)应用策略研究[J]. 上海建设科技，2013(3).

[2]程建华，王辉. 项目管理中BIM技术的应用与推广[J] . 施工技术，2012(16).

[3]曲凡萍，杨忠龙. 建设监理中的BIM技术[J] . 建设监理，2013(11).

[4]清华大学BIM课题组.中国建筑信息模型标准框架研究[M] .北京：中国建筑工业出版社，2011.

F407.9

B

1007-4104(2015)10-0005-05

2015-08-14

高 健，供职于北京建工京精大房工程建设监理公司。通信地址：北京市西城区展览馆路1号 北京建工京精大房工程建设监理公司。