BIM 技术作为工程建设行业的一项变革技术,其价值已得到社会的公认。通过近些年的推动,BIM 应用的政策环境、市场环境、理论研究、项目实践等方面都有了较大的发展[1]。
近几年来,国家和各级政府对BIM 技术的支持力度不断加大,先后出台了多项政策文件和国家标准。除了国家层面的政策引导和标准规范外,上海、广东、浙江、江苏、湖南、广西等10余个省、自治区、直辖市,在BIM 应用统一要求、BIM 实施取费、BIM 数字化交付、BIM 应用成熟度评价等方面先后出台相关文件,推动各自BIM 技术的深入应用[2]。在国家和地方各级政策文件的引导下,大量科研院所、企事业单位开展BIM 理论研究和项目实践。房屋建筑、市政工程、公路水运、水利水电、轨道交通等各类项目的BIM 应用比例不断提升,中国尊、平安金融中心、港珠澳大桥、上海中心大厦等一批国内外有重要影响力的项目应用BIM 技术,在工程质量提升、管理效率提高、投资节约等方面,取得了较好的效益[3]。近几年的项目实践表明,BIM 逐渐成为常态化技术应用,专业综合、模拟分析、工程量统计、深化优化等已逐渐成为常规应用内容。
在新的发展阶段,如何发挥BIM 技术的项目管理价值、实现项目建管的提质增效、实现BIM 数字资产建设、服务于建筑的后续运维和智慧城市建设,是BIM 技术应用需要解决的新课题。未来,中国的城镇化仍处于高速发展时期,工程建设行业仍有巨大的发展空间,利用BIM 技术优化工程项目的管理流程,彻底改变工程项目粗放管理的传统模式,将给中国工程建设行业发展带来巨大价值。
在经历了BIM 概念普及、BIM 技术常态化应用后,工程建设行业对BIM 技术应用提出了新的要求,也给BIM 技术应用带来了新的机遇。
一是数字化转型。信息技术是工程建设行业实现跨越式发展的重要技术[4]。在数字化转型的要求下,建立以BIM模型为核心的项目建管数据集,通过数据关联和后台集成,所有工程项目建管业务背后都将有准确的、详尽的数据支持。工程项目建管方式、建管技术和业务流程得到进一步优化,有利于形成远程、实时、动态、可视的工程项目建管模式。基于工程建设大数据建立数据驱动的工程项目建管方式,有助于改变工程项目粗放管理的现状,提升工程项目建设管理的时效性、准确性和科学性。
二是新技术集成应用。BIM 技术应用应以解决工程建设实际问题、提升工程建设质量、提高管理效率为出发点,将BIM 技术作为开展工程项目建设管理的辅助手段[5]。为满足工程项目精细化管理和智慧城市的建设需要,在工程建设中需强化BIM 技术与GIS、三维点云、无人机、IOT、大数据、云计算等技术的集成应用,为项目建管提供多尺度、多专项、多业务的数据支持,以满足工程项目建设管理的多种业务需要。
三是数字化验收和交付。在竣工验收时,利用BIM 模型、三维点云等新技术辅助工程验收工作,有利于提升工程验收的质量和效率;在项目移交时,实现建筑实体与数字化建筑的双移交,实体建筑和虚拟建筑实现“数字孪生”,数字化移交成果可成为建筑后期运维的基础数据。在BIM 技术应用中,强化阶段成果和最终成果的管理,形成建筑数字化档案,并形成数字资产和知识库,将有利于发挥其在工程建设管理以及建筑后期运维中的价值。
四是三维联合审批。随着BIM 技术的深入应用,BIM模型逐渐成为政府部门开展工程项目管理的辅助手段。BIM模型辅助二维图纸开展项目审批,利用三维模型的直观可视、数据管理方面的优势,可有效提升工程项目审批效率。利用BIM 模型更好、更快、更准确、更高效地开展项目审批工作,是行业发展的必然要求。当前,湖南省、厦门市、南京市等地在项目三维审批方面已开展了大量研究工作,并取得了阶段成果。
新阶段,面对BIM 技术应用的现行要求,BIM 技术应用仍存在一定的问题,主要表现在以下三个方面。
一是全过程BIM 应用链条尚未形成。工程建管数据没有实现全程贯通,与工程建设行业数字化转型的要求尚有差距。目前,大部分项目BIM 技术应用主要集中在设计和施工阶段,前期规划和运维阶段的BIM 应用尚处于探索阶段。应用内容局限在碰撞检查、管线综合、净空净高分析等单点、单环节应用,管理信息难以在工程全过程实现有效传递和综合应用,形成了大量的信息孤岛。
二是BIM 技术工程项目建设管理作用尚未实现最大化。当前,BIM技术主要在碰撞检查、量价计算、预制生产、信息化管理等个别节点上发挥作用。在项目管理方面,BIM技术还未成为质量、安全、投资、进度管理的高效工具[6]。BIM 与工程之间仍然存在“两张皮”的情况:BIM 技术与工程项目建设脱节,BIM 实施进度往往滞后于工程建设。在各实施单位内部,往往也是两个团队分别负责工程建设和BIM实施。BIM 技术在工程项目建设管理方面的价值,还有较大的提升空间。
三是BIM 成果交付缺少统一的规范化管理。通过多年的实践,BIM 技术已逐渐成为工程项目建设管理的一项常规技术,BIM 数字化成果的采集、管理、应用已成为新的业态和需求。多数建设单位在BIM 成果规范化管理和应用方面缺少统一要求,加之数据标准的缺失、管理环节的不到位,行业中各项目的BIM 成果交付质量参差不齐,很难形成统一的BIM 成果积累,更没有形成数字资产发挥其增值价值。
面对新的挑战,近年来,深圳市政府投资工程在现有BIM 实施成果基础上,结合行业BIM 应用特点和新要求,深入探索政府投资工程的BIM 应用。政府投资工程的BIM 应用特色在于体系化应用,不是单点、单环节的应用;是管控BIM 的应用,而不是传统BIM 技术应用;是统筹一体化应用,而不是个别团队的应用。
基于政府投资工程BIM 应用特点,我们总结提出了政府投资工程BIM 体系化应用框架(图1)。在此框架中,BIM体系化应用包含两个维度:纵向贯穿工程规划、设计、施工和运维全生命周期;横向聚焦工程质量、安全、投资、进度等管理业务,形成全链条、全员参与的BIM 应用体系。平台、标准、现场实施,各参与方形成有机整体,适应信息化要求,形成建筑数字档案和数字资产,建立数据驱动的工程项目建管方式。
深圳市政府投资工程BIM 体系化应用,重点从以下几个方面进行了探索和尝试。
一是管控为主,强化BIM 技术对工程项目建设管理的价值。建设单位的BIM 应用有别于设计单位和施工单位的技术BIM 应用,其BIM 应用的初衷是优化工程项目建设管理模式,提升工程项目建设管理能力和水平。政府投资工程应将BIM 作为工程建管的支撑技术,而且是有用、简便易用、项目管理人员愿意用的技术。通过三维定位、数据关联、模拟分析等功能服务于工程项目的质量、安全、投资、进度管理,使其成为工程项目管理人员离不开的高效管理工具。
图1 政府投资工程BIM 体系化应用框架
二是延伸两端,强化前期规划和运维阶段应用,建立全过程BIM 技术应用模式。在管控BIM 实施的总体要求下,强化BIM 技术在工程各阶段的管理应用。在前期阶段,应用BIM 技术开展项目周边环境分析,辅助报批报建工作。分析项目与地铁、交通、电力、水务等单位的对接关系和要求,明确项目建设所需的外围条件,合理安排与其他单位的建设时序,利用BIM 模型主动引导使用单位明确需求、提升方案沟通效率、提高各方的决策参与度。在运维阶段,以运维模型为基础形成数字化的运维方式,利用BIM 模型开展资产清单管理、设备维护管理、突发情况应急等运维管理工作。
三是加强预制生产环节应用和管理。装配式建筑是国家近两年提出的高效建造方式,工程建设中将信息技术应用到预制生产环节,连接设计和施工信息,实现智能化制造。深圳政府投资工程中有大量保障房、学校宿舍、职工宿舍等项目,以及一些会展中心、场馆等项目,非常适合开展装配式建造。根据项目需要,合理选择混凝土构件、钢筋工厂化、幕墙构件、装饰装修工程、机电产品和钢结构等专项工程,开展基于BIM 的预制生产;结合项目特点,从造价、运输、拼装等多方面综合考虑BIM 模型预制构件拆分;利用BIM 模型模拟预制构件运输路径、进场路径、现场堆放和拼装工艺,合理安排构件进场批次。通过强化装配式建造的实施和管理,提升工程建设管理质量和效率,实现绿色建造。
四是加强数字化成果管理,建立数字资产。在新形势下,政府投资工程BIM 技术应用以数字化转型为总体要求,建立数字化的工程项目建设管理方式。强化工程重要节点和最终交付的成果管理,形成建筑数字化资产,实现工程建设全过程的数字化管控,在竣工交付时实现建筑实体与数字化成果的双移交。利用交付成果,形成工程项目数字资产,在数字资产的基础上挖掘工程项目建管知识,建立工程项目建设管理知识库,利用数据知识提前预防高发工程质量、安全问题的发生,提高工程管理效率。
五是发挥市场作用,BIM 成为参建单位的必备技术,需重新考虑BIM 专项费用应用。在新阶段,BIM 技术应成为设计单位和施工单位的必备技术,也是工程项目的常规技术,BIM 费用不应再用于BIM 技术应用方面,而应该用在BIM 实施管理、数字化交付管理、数字资产建设等方面。各参建单位的BIM 技术应用成本,在投标报价时,可以通过减少报价降点的方式进行考虑。
六是发挥全过程咨询单位的BIM 实施管理主体作用。从BIM 技术应用与项目建设管理一体化角度出发,进一步发挥全过程工程咨询单位的统筹管理优势,发挥其工程项目建设管理主体作用。政府投资项目可以不再单独委托BIM 咨询服务单位,由全过程工程咨询单位全面统筹现场BIM 应用和工程建设管理,组织各参建单位基于BIM 管理平台开展项目协同管理,更好地实现BIM 技术与工程建设的深入融合。新形势下,全过程工程咨询单位既要具备全面的工程建设管理能力,还需要具备较强的BIM 实施能力。
在新阶段,深圳市政府投资工程结合行业BIM 应用新需求,在BIM 技术应用方面进行了一些实施思考,希望为工程建设行业的BIM 应用提供借鉴。
一是BIM 实施是体系化实施。为了实现前期、设计、施工和运维全过程BIM 应用,需要将质量、安全、进度、投资等工程管理维度融入其中,建设单位、设计单位、施工单位、全过程工程咨询单位等全部参与BIM 实施,平台、标准、人员在工程建设中形成有机统一体,全过程工程咨询单位代表项目组,并作为项目BIM 应用和工程建设管理的主体,统筹项目BIM 实施管理工作。
二是BIM 费用重点用于项目建管和成果管控。BIM技术逐渐成为工程建设行业的常规技术,是参建单位参与工程建设的门槛技术。在项目招标时,建设单位在招标文件和合同中,应明确出BIM 应用清单、BIM 应用要求和BIM 交付要求等内容。BIM 应用成为常规要求,是项目建设的门槛技术,建设单位不再将BIM 经费用于BIM 技术应用层面,而要用于管理层面。
三是BIM 成果管理和信息应用是政府投资工程BIM 实施的重点。为满足数字化转型的需要、适应BIM 实施成果采集和规范管理的要求,应强化工程建设过程节点成果和最终交付结果的管理,形成建筑数字档案和数字资产。通过数字化、信息化实现管理业务和管理信息的高效、准确流转,所有管理业务背后都应具有完整的数据支撑链条,通过数字化和信息化改变传统的工程项目建管方式。