基于BIM的工程项目风险管理框架构建

□文/王春梅 满 伟 高 权 陈 磊

工程项目与其他项目相比较，具有投资大、工期长、利益相关方多、组织关系复杂等特点，这些组织和技术的复杂性给项目实施带来了很大的风险[1]。尤其在今天快速发展的社会中，工程项目的建设工艺越来越复杂、建筑形式越来越奇特，风险因素也相应的增多。工程项目风险的发生直接影响工程项目的实施或目标的实现。因此，科学合理地进行工程项目的风险管理变得十分重要。

国内外学者做了很多努力，从管理者“理性人”的角度提出各种数理模型，从“有限理性”的角度分析风险因素对风险决策的影响过程。然而，实践中仍然存在风险管理失败导致项目损失或失败的现象。分析导致事件发生的原因，可能是：工程项目的风险管理过程极为复杂，各参与方之间通过口头或者纸质文件的信息沟通方式严重影响工作效率；工程项目风险管理过程聚焦于单个风险因素所引起的项目损失，较少考虑各风险因素联动作用下导致的项目变化；项目管理者将风险管理分阶段进行，往往忽视了风险管理活动中的沟通和反馈环节，导致风险管理过程中各参与方之间的信息共享严重缺乏。所以，有必要建立系统模型来进行风险管理。

1 BIM

随着信息技术的不断革新，学者们尝试借鉴新兴信息技术来提高建筑行业的工作效率，其中被大量使用的当属建筑信息模型（BuildingInformation Modeling，BIM）并获得了行业内管理人员的一致认可。BIM是将三维数字技术和数据库融合到一起的信息模型，它能够实现工程项目全生命周期的信息共享。通过BIM平台，项目各参与方可以进行项目信息的实时共享并对信息进行全程监控。因此，BIM的出现使得建筑行业与工业领域一样，可以更加精细化和信息化进行工作[2]。CAD技术是建筑行业的第一次革命，它帮助从业人员把图纸从纸质版转化成电子版的立体图纸，而BIM的使用给建筑行业带来了新的革命，BIM将各参与方的信息通过标准化后统一到一个平台上，使得各参与方可以对工程项目进行实时的协同监控。

BIM的概念最早是由匈牙利的Graphisoft公司提出并成功应用于ArchiCAD建筑设计软件中。虽然BIM被提出很多年之后才引起管理人员的重视，但鉴于其可视性、模拟性以及不同参与方之间可以信息共享协同合作的特性，近几年的发展速度非常快。随着应用的不断深入，不仅有各种软件推陈出新，学术界对BIM的兴趣也越来越浓厚。例如，Kristen和Kenneth[3]通过分析提出了BIM系统评估方法，该方法可根据项目的具体经济分析指标，对BIM技术及其相关方面的经济性进行量化评价。Chan-Sik Park等[4]针对缺陷管理中信息流考虑不全面的问题，将BIM与通常使用的增强现实技术融合到一起，提出了一种概念系统框架体系。Ahmad等[5]基于BIM，提出了时间和成本的集成系统，此系统主要集结了4个模块、13种过程，具有传统管理方式所没有的优势，可以有效地缩短项目的规划建设进度，降低工程的成本。张连营等[6]建立了基于BIM的工程项目进度-成本协同管理系统模型，为工程项目进度和成本的协同管理提供了借鉴。高伟娜等[7]将BIM应用到工程造价风险管理中，提出了BIM对全生命周期过程中对造价风险的控制要点。通过以上描述，尽管学者们对BIM在建筑行业已经开展了大量的研究，但是利用BIM进行风险管理较少，因而本研究将BIM应用于工程项目的风险管理开展研究。

2 基于BIM的工程项目风险管理实施方案

2.1 系统整体架构

BIM是一个协同工作的模型，定义了建筑从业人员如何在同一个数据模型下的协同工作的规则。具有不同专业背景的各利益相关方都可以利用BIM系统获得关于项目的实时信息，进而监视项目的运行情况。各参与方也可以通过其模拟化和可视化的特点对项目风险进行实时监控。见图1。

图1 基于BIM的工程项目风险管理系统的框架

整个系统将BIM数据库、风险管理信息、BIM技术、可视化技术、RFID技术等集成到BIM协同平台，然后利用API接口实现管理数据通过3D模型立体的展示给项目参与各方。BIM的出现使管理者更加全面的掌握整个项目的风险状况。

2.2 主要流程

以往工程项目的风险管理中，由于建设项目参与者的集成化程度低，各参与方之间缺少自由方便的交流平台，信息共享程度也低；同时以往风险管理过程有较强的阶段性，在管理过程中普遍遵循风险识别、分析和风险控制这一流程，忽视风险管理活动中的沟通和反馈环节，导致风险管理过程各参与方之间的信息互动较小；而且，各参与方多是进行风险的孤立管理，在实际管理行为中很少进行各风险关联性判断，内外部环境风险分析，更加缺乏对风险的整体化管理理念的应用。鉴于现阶段风险管理存在的不足本研究提出了基于BIM的工程项目风险管理信息平台，见图2。

图2 基于BIM的工程项目风险管理信息平台

首先将各参与方的信息经过标准化后统一到BIM软件中，为各参与方提供一个信息共享平台，帮助他们在项目全生命周期内可以对项目进行实时监控和跟踪并且把反馈信息传递到信息平台，对项目实际情况进行实时更新。

在风险管理方面，BIM可以通过设定的风险信息，对工程项目的风险因素及项目整体的风险进行风险识别、风险分析、风险评价、风险应对和风险监控，从而降低了管理人员主观认知造成的风险判断失误。管理人员通过BIM得到准确的风险信息并且不断反馈到信息交流共享平台，以供项目参与各方获得实时信息，对项目进行动态监控和调整。

2.3 技术支持

工程项目风险管理模型的开发需要利用BIM软件制作工程项目三维模型，风险管理三维模型的构建需要使用BIM协同平台信息标准化、RFID复杂事件技术风险信息处理、风险分析方法、风险评价标准以及API接口等技术。由于项目各参与方的数据是不同格式、不同标准的，在输入到BIM平台前需要将各参与方的数据进行标准化，通常使用的是IFC标准。在风险识别阶段，对项目现场信息进行收集时，收集到的信息过多过杂，无法全部直接使用，在这种情况下，就需要用到复杂事件处理技术对RFID采集到的信息进行处理，将有效的信息提取出来按照IFC标准，标准化后在BIM数据库进行存储。利用BIM软件制作的三维模型也是风险管理可视化的载体，在实现可视化过程中，API接口将BIM组件和风险管理组件建立连接，以便在协同管理过程中风险管理数据自动与模型中相应的对象连接在一起，同时显现于三维模型上相应的对象信息中，从而实现风险管理的可视化。

3 结语

工程项目通常具有投资额大、工期长、参与方众多、环境不确定等特点，因而带来整个项目周期内风险因素和不确定因素较多。如果对这些风险不加以防范，会影响项目的顺利实施。恰当的风险管理手段有助于管理者更加科学的进行风险决策。本研究针对现阶段工程项目风险管理存在的问题以及工程实践对BIM的需求，从理论角度提出了基于BIM的工程项目风险管理框架和流程，为工程项目风险管理提供了依据。由以上理论分析可以看出，BIM的出现为解决现阶段风险管理存在的问题提供了解决方法，能够使管理者更加全面的掌握整个项目的风险状况。BIM建立三维信息模型，整个工作流过程中实现信息共享和无缺失传递，最终达到信息化的目的。利用BIM可以提高工程项目的风险管理水平，给建筑企业带来巨大的经济效益。因此，本研究既扩宽了BIM的应用范围，又为工程项目风险管理提供了新的有效方法。