施工企业以BIM应用为核心的项目管理能力提升

张 宇

(中铁五局集团有限公司 湖南 长沙 550081)

引言

以三维设计为基础发展起来的建筑信息模型(Building Information Model，简称BIM)[1]以其直观的视觉效果和强大的信息交互能力，集成了工程项目全寿命期的物理特征、功能特性及管理要素，通过可视化、模块化、数字化等特性，可高效提升施工企业项目管理能力，对企业转型升级具有深远的意义。本文以某大型国有建筑施工企业BIM技术应用为案例，探讨施工企业如何通过技术创新，实现由传统施工向工业化施工的战略转型，从而确保在市场竞争中占据优势地位。其主要做法是：

一、坚持创新理念，健全BIM工作机制

(一)搭建BIM组织机构

该企业通过前期调研，从管理实际出发，着眼BIM发展趋势，提出了BIM应用中长期规划，从顶层设计、管理体系、运行机制、技术标准、规章制度等方面搭建了支撑BIM应用的内部环境。2016年，企业以技术中心为基础，正式成立BIM工作室，统领BIM研发和应用管理工作，用以服务工程项目绿色建筑、智慧工地等应用需求。

(二)建立BIM协作新模式

针对企业项目多、分布广、周期短等特点，工作室对区域性标志建筑工程、异形结构工程、与设计院深度合作工程、精装修工程等项目，要求项目部在工作室的指导下开展全周期BIM应用，主要做法包括：一是实施前由工作室针对项目特点统筹制定BIM应用规划，让各专业团队提前了解其责任与义务；二是筹备期由工作室牵头开展远程建模算量和图纸审核，技术人员无需赴现场办公，可有效避免初期带来的工作效率降低、短期组织结构混乱等风险。三是开工后工作室依次调配专业BIM人员入驻现场，与项目部专业工程师组成联合管理部，负责将BIM应用到施组设计、方案编制、深化设计等施工全过程中。通过工作室的技术支持，项目部逐步积累BIM应用经验，强化各业务部门对BIM的认知，为全专业、全人员、全流程BIM技术普及奠定良好基础。

二、强化四大支撑，提升技术管理能力

(一)全图可视化，做实图纸会审

图纸会审是施工准备阶段技术管理主要内容，检查图纸是否符合相关规定，对减少施工图中差错，提高工程质量和保证施工顺利有重要意义。该企业BIM技术人员根据各专业设计图纸，建立并集成可视化的三维全专业BIM模型，技术负责人可以通过VR实景技术，对模型进行跨专业审核，相比较传统模式的图纸审查，运用BIM+VR技术可直观地发现图纸问题，从而提高图纸会审精度。

(二)细部三维化，做细深化设计

深化设计是对原设计图纸进行完善，并绘制成具有可实施性的施工图纸指导施工，该企业通过集成可视化的三维全专业BIM模型，利用BIM+VR技术进行图纸的深化设计。在某高铁站房建设过程中，充分运用BIM+VR技术对建筑外立面进行核对分析，在满足设计要求前提下，明确了各部位的装修细节以及材料选型，进而快速输出二次深化设计图纸。在该项目的室内装修过程中，原设计方案的装修排版对花岗石、瓷砖的材料尺寸及拼接没有充分考虑，吊顶收变口未进行细部节点设计，技术人员通过BIM对内装设计及时进行二次优化，获得各参建各方一致认可。

(三)时空虚拟化，做优施组设计

施组设计是指导施工全过程各项活动的技术、经济、组织、协调和控制的纲领性文件。该企业某客运站房项目与地铁站房项目土建工程需同期施工，相互影响较大，轨道工程明挖站房施工与相邻区间的隧道工程相互制约，如何合理有效的组织施工，是项目的一大难题。技术人员在项目施工前期，同样通过BIM模型进行施工场地三维布置，并导入进度计划软件，实现模拟项目建造，在充分考虑工期、成本、安全等因素的前提下，经不断调整试验，最终确定最佳施组方案。

(四)施工形象化，做巧施工方案

专项方案管理，尤其是危大工程专项方案管理，通过BIM，可提高编制前信息收集的效率与精度，并让方案更具可实施性。该企业在某钢结构房建项目施工过程中，重难点部位难以用传统手段进行交底，通过BIM建模，直观展示了重难点部位各项细节,并清晰标注重点事项以及工艺流程要点，进而有效优化方案，直观指导工人施工。在高大模板工程实施前，项目通过主体结构模型，准确辨识了高大模板工程的实施范围及构件参数，精准完成了专项方案优化，通过支撑架体三维排布，有效保障了实施。

三、改进技术手段，提升进度管理能力

(一)仿真模拟施工，辅助进度优化

基于BIM的进度计划是利用可视化手段模拟施工，并结合现场人、材、机情况，辅助传统手段做到进度计划的提前制定、及时调整与合理安排，增强管理者对施工全周期的控制能力[2]。该企业根据实际需要，通过BIM建立体量模型与多专业合成模型，进而编制项目总体进度计划数据表，主要包括进度与模型匹配数据、模型中不同专业数据以及用于模型筛分的数据，再通过软件快捷有效地估算工程量与工期。主要从两个方面开展：一是借助BIM开展科学合理的场地布置，利用BIM的4D体量模型进行资源配置，调整出最优进度计划方案，辅助项目进行决策；二是运用BIM在估算工程量、工期、成本等方面进行协调控制，快速处理变更，快速开展方案检查、规划，快速分析建造过程以及匹配估算工程量、工期、成本等数据，有效减少了编制计划的资源投入。

(二)集成数据模型，辅助进度控制

该企业运用BIM执行进度计划跟踪，通过数据分析、调整、辅助应用、形象展示、更新等方法辅助工程进度控制。主要做法为：一是基于BIM的进度跟踪收集信息与4D模型可以有效完成现场的监控与实时记录，并进行数据处理后的动态更新；二是以时间线为主轴，通过BIM前锋线、横道图等手段，从进度与资源成本关系图中查找异常点，实现精细化的进度偏差分析；三是通过BIM可以对增减工作任务、更改工作时间、调整工作逻辑关系等进度调整方法进行模拟，提前判断所做调整是否合理，整个过程完全由软件自动运行，时效性强且不会浪费施工现场的资源，极大提高了进度调整效率。

四、转变传统方式，提升安全管理能力

(一)由经验管理向科学管理转变

传统的安全管理、危险源判断和防护设施布置只能根据经验开展，方法低效且无法全面识别现场所有危险源，亦不能进行防护设施布置方案的提前比选[3]。该企业通过将BIM引入安全管理，进而实现全面提前识别施工现场的危险源，并且可以提前对施工安全防护布置方案进行科学择优选择，其主要实施流程为：建立三维场布→优化布置→危险源识别→安全防护布置方案比选→安全防护布置→三维模型仿真交底→施工现场布置→过程中的检查与维护。

(二)由单一方法向多措并举转变

通过BIM技术可更清晰地识别施工过程中的危险源，提前进行施工安全防护，极大降低施工的安全风险，有效增强人员对安全的管控能力。该企业基于BIM的安全管理包括：一是通过建立现场三维模型，让人员对危险源进行精确预判，并通过建立防护设施模型库，在危险源附近快速进行模拟布置，将安全死角彻底排查；二是根据防护设施布置完成后的三维模型，进行仿真模拟交底，确保现场按照模型方案布置；三是通过视频监控、无人机航拍、智能安全帽等设备进行后台实时监控，及时排查新的危险源并及时处理；四是通过安全体验系统，让人员在虚拟空间体验高空坠落、重物击打、触电火灾等安全事故，可有效提高现场施工人员的安全意识，达到预防事故的目的。

五、信息互联互通，提升质量管理能力

(一)实现全流程信息化，提高多方协作效率

传统的质量管理主要依赖对施工图纸的熟悉程度以及经验，对于质量管控要点的传递、现场实体检查等均存在局限性[4]。该企业将BIM引入施工的技术交底、现场检查、资料填报、样板引路、报验监理、业主审批等各个环节，施工人员运用移动终端设备在施工现场进行模型应用，提高了现场质量管理作业的效率；监理人员在接到移动端的报验信息后，通过软件流程完成电子检验批复，提高了工序检验和审批效率；业主通过系统自动生成的日志记录对工序报验和审批过程进行追溯查验，并以此作为验工计价的依据，通过竣工资料自动归集实现了管理的规范化和绿色化。

(二)实现全寿命期应用，保证工程项目品质

BIM在质量管理工作中的应用可分为三个阶段：施工前期、施工中期、施工后期。该企业具体做法是：前期主要借助BIM开展直观高效的质量交底等工作；中期通过引入移动终端、动态样板系统、测量机器人等智能设备来辅助施工自检、工程验收和返工再验收等环节，从而实现对工程质量的严格把控；后期则主要体现在利用BIM辅助业主开展物业的运营维护工作，有效降低了业主后期运维的管理难度，提升了业主使用物业的满意度。

六、结束语

该企业以BIM应用为核心强化图纸审核、施工优化、深化设计、施组设计、施工方案等基础技术管理工作，以此推动项目进度、安全、质量管理的全方位能力提升。并通过不断总结提炼将项目管理流程固化到BIM平台中，形成了一套可复制、可推广的经验和做法。企业以软件流程来保证工程项目管理的依法合规和高效运行，改变了传统管理方式中过于依赖项目管理人员个人经验的做法，并结合“项目群事业部”“扁平化项目部”等管理模式，有效缓解了经营规模迅速扩张与各类资源要素不匹配的矛盾。近年来，随着BIM技术的深入应用，企业新签合同额年均增长超20%，营业收入年均增长超10%，企业经济运行质量良好，项目安全质量平稳可控，逐步实现了由传统施工向工业化施工的战略转型，保持了良好的发展态势。