基于BIM的建筑工程项目集成管理研究

洪文霞 韩燕 钱瑾玉 王闪闪 薛娜

摘要： 为从根本上解决传统建筑工程项目管理存在的各阶段信息割裂、各参与方协作性差、管理效率低等问题，概述 BIM在信息集成、交互及协同工作中的价值；将建筑工程集成管理拓展为时间维、主体维、要素维和信息维四个维度，并分析每个维度下的BIM集成管理的可行性和必要性；构建基于BIM的建筑工程项目集成管理框架，以期提高我国建筑工程项目的管理水平。

Abstract： In order to fundamentally solve the problems which are information fragmentation， poor collaboration and low management efficiency in traditional construction project management， this paper sums up the value of BIM in information integration， interaction and collaboration， expands the integrated management of building engineering for four dimensions： time dimension， subject dimension， factor dimension and information dimension， analyzes the feasibility and necessity of BIM integration management in each dimension， and establishes a framework of integrated management of construction project based on BIM to improve the management level of construction project in our country.

关键词： BIM；建筑工程；项目集成管理；四维管理体系

Key words： BIM；construction engineering；project integration management；four-dimensional management system

中图分类号：TU17；TU71 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）11-0016-03

0 引言

建筑工程项目具有建设周期长、时间跨度大、工程庞大、涉及范围广泛、协作关系复杂等特点，不确定性和不可预见性强，加大管理的难度与风险。因此，传统管理方式存在建设过程独立、管理内容分散、工程目标多样、参与方协作性差、信息共享性差等问题，影响管理效率与效果。而集成管理基于“集合而成”的特质，具有综合性、协同性、创新性等优点，强调效率与效果并重，是对传统管理方式的一大改进。但是集成管理的信息量大，需要先进的技术对海量数据进行处理、分析和存储等[1]。BIM的引入，为集成管理提供平台与技术支撑，可以将集成管理理念落实到具体项目中。BIM与集成管理综合应用于建筑工程项目中，能够加快我国建筑行业的发展，创造更大利润空间。

1 BIM概述

Autodesk公司在2002年正式定义“建筑信息模型”以来，BIM的含义得到丰富与完善。BIM无处不在，贯穿项目始终；BIM以建筑为基础，以信息为灵魂；数字模型不是BIM，而是BIM的結果；软件也不是BIM，而是BIM实现的工具；BIM追求的是以保证质量为前提的效率。从建筑工程项目管理角度出发，BIM是一种在项目设计、建造、运营的全生命周期过程中数字信息应用与管理的过程[2]，各利益方通过信息交互实现知识资源的共享和协同作业，最终提高项目效率。

BIM具备可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性等特点[3]，能够解决传统方式信息不关联、决策不及时、容易出错、协作性差等问题，从而减少项目的不确定性和不可预见性，提高建筑质量、缩短项目工期、降低建造成本，对又好（质量好）又快（进度快）又省（价格省）地建设工程项目具有极其重要的意义。此外，BIM作为信息承载与交互的平台，由项目各参与方在各个阶段共同建设、修改、维护与使用信息，能够提高信息资源的利用效率，并保证信息的一致性，从而使得各参与方信息传递的速度加快，信息共享的程度加大，信息衰减的速度降低。BIM为建筑工程项目集成管理提供了非常好的技术支撑，它的应用将会给建筑工程项目管理带来历史性的转折和飞跃，创造不可估量的价值。

2 建筑工程项目集成管理

集成化的理念来源于美国学者霍尔（Hall）提出的系统工程“三维结构体系”[4]，即由时间维、逻辑维和知识维三个维度构成集成管理系统。集成管理理念改变传统以人、材、物为重点的管理模式，创造性地加入技术和信息两种资源，能够加强系统内外部的联系，提高工作效率，并且能够实现系统优势互补、聚合放大和功能倍增，创造 “1+1>2”的效果。

建筑工程项目集成管理强调运用集成管理的思想和理念指导建筑工程项目管理。本文在三维结构体系基础上，依据可行性、实用性、合理性、科学性的原则，将建筑工程项目集成管理拓展为时间维、主体维、要素维和信息维四个维度（如图1）。以BIM作为该四维管理模型实现的平台，从建设工程项目全生命周期的角度出发，运用集成思想和网络技术，以工程项目信息为核心，由项目各参与人员对设定的管理目标进行控制，实现项目整体最优。

2.1 时间集成管理

时间维，即全生命周期。具体指建筑工程项目从策划、勘察与设计、施工、运营到拆除或改造的全部时间跨度[5]。项目从策划到拆除这一过程中，参与人员不断增加，工程信息逐渐积累，按照理论来讲，信息积累呈现逐步增长的趋势，但现实情况中，由于缺少统一的信息管理平台，项目各阶段衔接处的信息往往会丢失，出现“信息回流”现象。而BIM作为建筑工程项目集成管理的平台，贯穿项目始终，将项目各阶段衔接在一起，有利于信息交互，从而减弱信息回流现象，提高项目管理水平，保证工程效率与效果。

2.2 主体集成管理

主体维，即项目各参与方。项目各参与方通过应用BIM技术和计算机技术，利用项目各阶段产生的信息构建集成管理虚拟环境。在这种虚拟环境下，在项目的任何阶段，各参与方能够共同运用BIM平台，灵活处理各自权限范围内的工作信息，进行资源共享和协同作业。主体维的集成管理能够改善传统方式下的信息不关联、不共享的“信息孤岛”现象，改变项目各参与方信息沟通的渠道和方式，由各参与方的二元关系变为以BIM为中心的交互关系，简化信息传递的途径，加快信息传递的速度，增加信息传递的完全性，提高沟通的有效性，为实现工程项目整体最优的目标打下了坚实的基础。

2.3 要素集成管理

要素维，即工程目标。工程项目同时存在进度、成本、质量、安全、环境等多个相互制约的项目要素。每一个要素都影响到项目的成败，不同要素之间也存在直接或者间接的关系，各要素相互关联与影响的特性，决定了建筑工程项目要素集成管理的必要性。建筑工程通常强调质量、成本、进度三大目标，但是随着建筑工程项目管理的逐渐完善与发展，安全与环境这两个目标的重要性日益凸显，出现“以人为本”、绿色建筑等理念。“BIM+”模式帮助实现进度、成本、质量、安全、环境这5大要素的集成管理，“BIM+施工模拟”通过提前模拟施工，找出施工中的冲突点，调整工序、工法、施工下料、人员配备、施工机械等，制定既有条件下的最佳施工方案，改善施工误工现象，保证工程项目按期完成，提高施工管理效率，有效控制施工成本，赢得更多利润。“BIM+VR”应用于安全教育当中，增强员工安全意识；应用于营销中，加强用户体验感。“BIM+性能分析”对日照、风环境、热环境、声环境等进行模拟，有助于建筑可持续发展，营造舒适的环境。

2.4 信息集成管理

信息维，即信息管理过程。信息管理是人类利用现代信息技术，对信息进行计划、组织、领导和控制，以期实现对信息资源的有效开发和利用，即人对信息资源和信息活动的管理[6]。信息管理过程包含信息收集、传输、加工和存储。以收集的原始数据为基础，由专业人员将其添加或者更新到信息系统当中，通过特定软件对原始数据进行加工处理，得到建筑工程项目需要的工程量、成本、进度计划等信息，供使用者提取。项目各个阶段的信息构成情况（如表1），反应了建筑工程中的信息数量庞大、类型复杂的特点，增加了信息管理的难度，影响信息管理的有效性，决定了信息必须采用集成化管理的模式。

3 基于BIM的建筑工程项目集成管理框架

建筑工程项目四维集成管理将分离的各个阶段统筹起来，将分散的各个参与者联系起来，将多样的目标统一起来，将复杂的信息协调起来，达到各种资源优势互补，聚合放大的效果，最终实现项目整体最优。基于BIM的建筑工程项目集成管理，是以BIM技术平台为依托，集成建筑工程全生命周期、全人员参与、全工程目标和全信息化的管理模式。首先，過程集成项目决策、勘察与设计、施工、运营和拆除或改造五个阶段，强调从全生命周期角度出发管理建筑工程项目，保证管理的连续性。其次，理念集成进度、成本、质量、安全、环境五大要素，强调多目标的一致性，保证目标实现的高效性。再次，组织集成业主、勘察方、设计方、施工方、监理方、供应方、运行维护方和政府等参与者，基于BIM平台协同作业，共享工程项目信息资源，保证沟通的有效性。特别强调的是，全生命周期、全工程目标和全人员参与都离不开信息，信息管理渗透到项目各方各面，是集成管理的基础和纽带。一方面信息是从项目各阶段获取的，并被用于实现项目目标；另一方面，信息通过BIM技术平台与各参与方建立联系。最终，基于BIM平台，在集成管理基础上将时间维、主体维、要素维和信息维协调起来，构建基于BIM的建筑工程项目集成管理框架（如图2），为BIM技术与集成管理的综合应用提供借鉴。

4 结语

基于BIM技术的四维集成管理框架，统筹项目全生命周期、全人员参与、全工程目标和全信息化，并充分利用BIM技术的优越性，能够提高项目管理水平，达到项目预期效率和效果，为在建筑工程项目中综合运用BIM与集成管理理念提供借鉴与指导。管理框架提供的是一种思路，具体实现过程还需要进一步细化与研究。

参考文献：

[1]张飞涟，郭三伟，杨中杰.基于BIM的建设工程项目全寿命期集成管理研究[J].铁道科学与工程学报， 2015，12（3）：702-708.

[2]纪博雅，戚振强.国内BIM技术研究现状[J].科技管理研究，2015，06：184-190.

[3]李明瑞.基于BIM技术的建筑工程项目集成管理模式研究[D].南京：南京林业大学，2015.

[4]徐武明，徐玖平.大型工程建设项目组织综合集成模式[J].管理学报，2012，09（01）：132-138.

[5]张国宗，张丹，邱菀华.大型工程项目全寿命集成管理理论与应用[J].科技进步与对策，2013，30（23）：6-9.

[6]石共文.信息管理的伦理向度[D].长沙：中南大学，2014.