基于BIM技术的精益建造工程项目管理研究

杜瑞利

摘 要：新形势下经济发展对项目管理要求越来越高，管理模式需要与时俱进，管理手段更需要创新。文章从 BIM 技术和精益建造进行分析，以上海某工程项目为例，通过基于 BIM 技术的精益建造工程项目管理模式的实际应用，分析基于 BIM 技术的精益建造工程项目新管理模式在项目进度、质量管理的可视化、精细化、实时动态跟踪和协同管理中的可行性和有效性，以期提高施工过程信息化管理水平。

关键词：工程项目;BIM;精益建造;管理模式

中图分类号：TU17

目前，建筑工程项目呈现出越来越显著的复杂化、风险化的发展趋势，使得建设工程项目管理难度越来越大，传统的建设工程项目管理模式越来越难以满足新的、要求更高的项目，而这些项目迫切需要与之相符合的新型工程管理模式。随着近年来精益思想从工业化生产向建筑工程领域发展，以及BIM技术等新兴的信息化技术工具的不断演化发展，基于BIM技术的精益建造工程项目管理模式开始进入项目管理者的视野。理论与实践表明，基于BIM技术的精益建造工程项目管理模式可有效提高工程项目实施过程中的信息化管理水平和综合效益。

1 精益建造及 BIM 技术概述

1.1 精益建造理论

精益建造（Lean Construction，LC）思想由丹麥学者于1992年提出，旨在满足业主需求，消除浪费，并实现以价值流为中心的连续过程，它以项目的协同管理为基础，是一种全新的项目管理形式。精益建造理论主要由3种生产过程的理论构成，即转换理论、流程理论和价值理论。精益建造主要应用在顾客满意度、设计方式、增加可靠度、提升效益、标准化管理、项目实施监控等方面，实施中使用末位计划员系统、价值工程、准时生产制等技术支撑。精益建造理论体系如图1所示。

1.2 BIM 技术

BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型，由G.A.van Nederveen和F.P.Tolman正式命名，其基于三维几何数据模型，集成了建筑设施其他相关物理信息、功能要求和性能要求等参数化信息，并通过开放式标准实现信息的共享互用，能够促进技术能力、管理模式和信息化水平的提升，推动了施工项目精细化管理。以BIM模型为核心，与先进的信息化技术集成应用，发挥双方更大的价值，支持施工项目的精细化管理，实现智慧建造。

2 精益建造与 BIM 技术协同关系

精益建造与BIM技术作为2大新型工程建造管理技术，是建筑业变革性发展的战略模型和支撑体系。通过精益建造与BIM技术应用，构建两者交互关系矩阵，如表1所示。

由表1分析得知，精益建造与BIM技术有85项交互关联，说明两者在建筑工程项目全生命周期的前期设计、过程监控、标准化管理、进度计划管理、供应商管理、质量安全控制、运营管理、空间管理、资产管理中有着广泛协作和深度融合。基于BIM技术提供的协作平台，可以充分集成精益建造的末位计划系统、价值工程、全面质量管理、准时生产制度等辅助技术，使得精益建造的任务、价值、流程管理等效率也得到极大改善。通过BIM技术可以完整地管理建筑工程项目价值链流动，使得设计、施工、资源配置得到不断优化，实现价值链增值，最终为项目增值。

3 基于 BIM 技术的精益建造管理应用

3.1 管理过程

从设计阶段开始以BIM模型为信息载体和传递协同工具来进行多参与方的工程项目管理，项目各参与方（建设方、设计方、施工方、监理方、材料供应方）通过不同阶段对BIM模型的信息添加、维护管理，对自己任务的完成情况进行反馈，同时通过BIM模型与实际工作完成情况的对比来进行施工作业的确认与验收。

基于BIM技术的精益建造工程项目质量管理过程是将现实中的信息不断加入BIM模型，并进行数据加工、管理、行为预测的过程，其中最关键的就是对模型数据的管理。根据工程项目特殊确制定项目全生命周期BIM模型的数据深度和内容。构件模型信息以几何和非几何属性的形式存储在其中，几何属性包括构件的尺寸、体积、形状、高度、位置等信息，非几何属性包括系统数据、性能数据、合规性、规格等信息，随时可以相互碰撞调用。基于BIM技术的精益建造工程项目管理过程如图2所示。

结合精益建造思想与BIM技术特色对工程项目进行精益建造管理，应做到以下几点。

（1）客户需求分析。方案设计阶段通过BIM模型的建立，明确客户需求，做到建筑工程项目的最优设计。

（2）价值识别。工程建造项目中的方案设计、初步设计、施工图设计、施工方案等，均可通过BIM技术进行识别，提升前后过程协调效果，促使工程项目价值增益。

（3）价值流动及拉动。将工程项目划分为设计、施工、招采等几个主要方面，使得工程项目在整个供应链上实现价值流动，根据业主需求拉动价值。

3.2 应用效果及建议

3.2.1 应用效果

上海某工程项目施工过程实施基于BIM技术的精益建造管理，其应用效果如下。

（1）根据BIM技术的可视化、精细化、动态模拟的特点，在该工程项目方案设计阶段就提供了10余种便捷的方案比选方式，使项目决策者快速的从方案中挑选出了最终方案，与同类项目的方案对比，该项目节省了10天工期。

（2）在该工程项目建造实施阶段，基于BIM技术的协同平台所提供的大量、及时、准确、全面的质量数据，为该工程项目管理者提供决策支持。同时，通过协同平台对该工程项目各参与方进行内部管理，减少推诿扯皮，大大降低沟通成本，使得发现的问题都能得到快速反馈，效率大大提升，较好地改变了传统工程项目质量控制信息化程度低、信息共享与协同困难、易形成信息孤岛等弊端。

（3）该工程项目的上级管理机构通过BIM技术协同平台，可以监督项目施工进展情况，上下级获取信息的能力对等，使得上级管理机构拥有企业级的项目群集中管理和远程监控能力，为后续BIM技术的企业级推广应用提供了可能。

（4）利用BIM技术的碰撞检测、模拟分析、管线综合、净高优化等功能模块，结合精益建造模式下的价值管理，大范围内避免了因设计或业主变更原因引发的质量问题，从该项目实施至今有2年左右的时间，项目设计变更率为2%，利用BIM技术发现主体楼梯设计不合理5处，地下室主次梁设计错误3处，提前布置预留洞口2 421处，管线碰撞问题574处，净高不足12处，利用协同平台闭合质量问题650余处，累计核算带来经济效益800余万元。

3.2.2 建议

（1）加强宣传和培训，建设人才队伍。目前，大部分建设工程项目的管理者依照以往的思路对新的更高建设标准的项目进行管理，导致管理难度越来越大，目标控制越来越难以实现。所以需要加大对这类新项目管理模式的宣传和培训，让大部分项目管理人员特别是设计研发、工程管理、造价咨询人员能够熟练运用和掌握BIM 相关软件，使得基于BIM技术的精益建造管理模式被认同。

（2）加大推广力度，加强政策扶植。国内多地建筑工程行政主管部门提出推广应用BIM技术，并加强了政府政策引导，督促建设单位、施工单位领导层加大对新技术、新工艺、新模式的支持力度，加强在人力资源、物质资源方面的投入，引导和鼓励项目应用BIM技术，推进关键技术的研究，从而推动新模式的应用落地。

（3）建立健全BIM技术标准。BIM技术在我国的应用和推广取得了不错的效果，但其体系标准并不完善，随着信息技术的不断发展，以精益建造为指导思想，以BIM技术为手段，交互协调应用在工程项目管理活动中将会是建筑业以后发展的必经之路，建立健全国家统一的BIM技术标准就显得尤为重要。

4 结束语

精益建造与BIM技术在很大程度上改变了现有建筑工程全过程管理模式，在项目的决策、设计、施工、竣工交付以及运营维护等方面都比传统建造管理模式具有更多的优势，是建筑行业先进的建造理念、建造方式，能有效减少浪费、提高劳动生产率，创造价值最大化。随着信息技术的不断发展，将BIM技术与精益建造理论的融合应用在工程项目管理活动中将会是建筑工程业以后发展的必然趋势，两者集成应用，可辅助解决大型复杂工程中的管理和技术难题，比单独应用所带来的价值更大。

参考文献

[1]郑旭辉.  基于BIM的精益建造管理模式研究[D]. 江苏徐州：中国矿业大学，2017.

[2]苏海花，桑海涛，许士斌，等.  基于BIM技术的大规模保障房精益建造研究[J].  建筑技术，2018，49（8）：865-868.

[3]李瑞進. 精益建造理论及其在工程项目中的应用研究[D]. 天津：天津大学，2006.

[4]王友群.  BIM技术在工程项目三大目标管理中的应用[D].  重庆：重庆大学，2012.

[5]方俊，龚越，陈旭辉. 基于BIM技术的施工总承包项目精益建造模式研究[J]. 建筑经济，2016，37（8）：33-36.

[6]李鑫. 铁路施工企业BIM技术应用体系构建研究[J]. 铁道建筑技术，2018（6）.

[7]房子涵. 基于BIM与精益建造的工程建设模式[J]. 价值工程，2018（12）：77-79.

[8]蒋孝云. 施工企业基于BIM技术的应用研究[J]. 铁道建筑技术，2017（10）：24-27，36.

[9]罗素娟. 基于BIM的项目管理精益建造模式研究[J].  建筑施工，2017（7）：10-14.

[10] 卞子奇，李明照. 基于BIM平台的精益建造[J].  吉林建筑大学学报，2016，33（5）：105-107.

[11] 刘春. 精益建造关键技术与BIM的协同应用研究[J]. 住宅与房地产，2017（27）：31-32.

[12] 徐奇升，苏振民，王先华. 基于BIM的精益建造关键技术集成实现与优势分析[J]. 科技管理研究，2012，32（7）：104-108，117.

[13] 陈桂香，麻倬领，王军，等. 大型复杂工程中BIM与精益建造集成应用模式研究[J]. 施工技术，2018，47（20）：126-129.

收稿日期 2020-03-04

责任编辑 朱开明