基于BIM的EPC项目全过程信息化管控技术研究

徐志斌

漯河职业技术学院 河南 漯河 462002

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM），是一种应用于项目全寿命周期的信息化管理手段，通过对项目的信息化、数据化模型整合，在项目策划、设计、采购、施工和运维过程中实现信息共享和传递，为参建各方提供协同工作的数据基础，并利用模型中的数据与信息发现工程中的各种问题进行高效应对。传统工程项目管理过程中存在的诸如总投资因设计过程中的错、漏、碰、缺导致超出预算，工期、质量安全难以控制，建成后的产品与效果图有较大出入等问题，随着BIM技术的推广应用得到了极大的改善。BIM技术具备的可视化、协同性、模拟性、可优化和可出图等优越性，在节约项目成本、缩短工期、提高项目质量和生产效率方面发挥了重要作用。

1 BIM技术介绍

BIM的“B”是building，建筑的意思。“I”是information，信息的意思。“M”有两种理解，一种是modeling，模拟的意思，另一种是management。所以BIM有两种解释，一种是计算机模拟的建筑设计信息系统，一种是计算机管理的建筑信息系统。

美国的国家BIM标准（NBIMS）对BIM的定义为，“BIM是利用数字模型对项目进行设计、施工和运营的过程”。“BIM是一个建设项目物理和功能特性的数字表达；BIM是一个共享的知识资源，是一个分享有关这个建设项目的信息系统”。

BIM技术的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。BIM系统贯穿着整个建筑的生命周期，无论是设计人员、施工人员、使用人员和管理人员都可以通过BIM技术所给出的信息和分析结果，在建筑的整个生命周期内进行交互。

BIM技术与CAD是有着本质的区别的。CAD是二维平面的设计，通过线条进行绘图，是单纯的二维几何表达。CAD设计图纸是各个建筑专业设计分开完成的，是单一的设计表达交付。而BIM系统是三维的设计，是在二维设计的基础上集成，并进行三维建模，在建模的过程中进行碰撞检测和优化，然后根据结果再反向对各个设计专业提出优化要求。各个设计专业优化设计后再集成，进行三维建模优化、碰撞检测。如此反复多轮，直到建立了“所见即所得”的整体建筑设计，以最终结果导向指导细部设计，确保设计最优，有冲突的地方在施工前全部优化解决。所以BIM和CAD是不同的，是一次技术和理念上的更新[1]。

2 BIM应用特点

①视觉轻量化模型。BIM信息模型可以轻量级上传到云端，利用可视化模型对施工方案进行优化和模拟，管理人员可以根据模型随时向施工人员进行可视化交底，从而更直观地了解现场的空间关系。②高效的设计协调。在EPC项目中，利用BIM平台协调各单位对设计变更进行整理，减少信息不对称，减少设计引起的施工差错，使其更高效、更及时。③任务包分配管理。管理人员在平台上发布信息化任务包，利用平台承包记录实现对施工任务的全过程跟踪监督。

3 BIM的EPC项目全过程信息化管控技术措施

3.1 BIM在项目策划阶段的应用

在项目前期策划阶段，结合周围环境模拟项目实际情况，建立BIM的初步模型。该模型可以从任意角度评估项目观感效果，并作为各参与方信息沟通的平台。通过这个平台，不仅可以进行设计意图的展示，还能结合各参与方的意见直观地进行项目外观、朝向、功能、布局和景观的调整，提供多方案精心比选，从而得到业主最满意的效果。项目环境分析是项目可行性研究的重要指标，主要包括风环境、采光环境、噪声环境和温度、能耗等。应用BIM技术可将这些指标在环境模型中进行模拟分析，大大提高了计算效率。在同一个平台结合通风、采光和温度进行分析，得到的数据更加全面科学，分析结果能够更加准确地调整方案，对建筑的生态节能设计和建造良好的人居环境有着很大的意义。

3.2 规划设计阶段

①业主、总控方的主要工作：确定《设计阶段的BIM实施方案》，开展设计阶段的BIM应用监控。②设计、咨询方的主要工作：设计方按照合约规定，开展施工图设计及对应模型的建立，在实施过程中开展与设计相关的BIM应用，并提交设计BIM应用成果。在此阶段，设计方与咨询方配合，结合造价控制进行限额设计，最后按确定的BIM模型、工程量进行招标控制价编制。③政府监管的主要工作：建设、规划、财政、审图、代建、造价、质检等部门参与项目的设计、招标阶段监管报备控制，包括图纸审核、项目模型审核、造价控制等方面的监管工作[2]。

3.3 BIM模型建立

根据图纸，建立BIM模型，并保证BIM模型的完整性，结构模型如管井、扶栏、结构柱帽等细部模型均应建模；构件位置、标高、预留孔洞、所属楼层和几何信息、参数正确，与施工图相符（如图1所示）。

图1 BIM综合模型

建筑、结构、机电等分专业进行标准式建模，标高区分，突出空间关系，类型分明。设备模型应完整、连接正确；设备管线类型、系统命名应与施工图一致；设备管线应按施工图正确设置材质；施工图中的各类阀门应在BIM模型中反映；相应管道应正确设置坡道及保温层等；机械设备、卫生洁具模型应大致反映实际尺寸与形状。

将多专业的模型进行链接，通过此协同的方式减少各专业之间由于沟通不畅或沟通不及时导致的错、漏、碰、缺，真正实现所有图纸信息的准确性，提升审图效率、设计效率和设计质量。根据施工方案（如外脚手架方案、施工升降机方案），建立好各种设施、机械与结构模型的关系。

3.4 实施任务

管理人员根据班组施工任务包，利用平台上的模型对现场预留预埋、机电管线安装进行施工指导，并随时比对施工完成情况。

根据现场施工的推进，管理人员对工作任务的进度、质量、安全进行全过程监管，一旦发现任务滞后，采取相应措施。发现存在质量及安全问题，在平台上下发整改任务包，通过移动端拍照上传至平台，如果超时未完成或者整改任务包未解决，则会一直显示警报，管理人员可根据情况对班组进行处罚措施。

班组完成任务包的工作内容或者完成整改通知以后，通过拍照上传，经管理人员平台验收或者现场验收确认后，即可封闭该工作包，形成记录保存于管理平台，实现施工各环节的有效管控和信息化存档目标（如图2所示）[3]。

图2 施工任务包

3.5 自动算量、自动编制清单、造价管理

BIM系统的本质就是将多种设计图进行三维构建，使得大家可以在一个统一的平台上沟通。所以BIM系统可以对设计图上的设备、管线长度、配件、主辅材进行较为精细的统计和算量，并且可以自动生成清单。对于招投标、造价管理工作非常方便，并且省去了一大笔费用。

3.6 基于BIM技术的在建项目变更管理内容

工程变更管理对整个项目管理的意义重大，但多数建设项目在工程变更的处理方式上存在滞后，变更信息的传递存在断层、不准确、不及时的现象。基于BIM技术的设计变更管理，在设计变更发生时，可通过共享的BIM模型实现对变更信息的动态管理，建模人员对模型做出修改后，其他参建人员所获得的模型数据也随之更新，信息可实时反映、快速传递。

某EPC项目中，因湿陷性黄土地质条件，导致部分风管布置方案发生变化。BIM平台设计工程师操作项目管理系统，启动变更流程，形成变更申请，上传至BIM模型服务器；设计人员直接修改BIM模型的同时，还可以准确及时地进行变更工程量及施工工艺的统计，以便精准有效地完善设计联系单，修改情况将会被BIM平台记录，形成变更模型。造价工程师在BIM5D系统中根据申请内容完成工程量计算、计价、资料准备等工作，并将相关变更工程量表和计价信息按照流程传递给项目经理审批，自动形成变更记录。这些过程都通过变更单与相关的模型绑定，任何时间点都可以通过模型服务器进行查询，方便结算工作[4]。

3.7 施工竣工阶段

①业主、总控方的主要工作：根据《招标阶段的BIM实施方案》《施工阶段的BIM实施方案》，进行施工阶段前期准备工作，利用“互联网+BIM”技术，按合约规定对施工阶段进行过程总控管理。②设计、咨询、施工、监理等参与方的主要工作：各参与方根据合约，分别实施BIM应用，并将应用成果通过总控管理平台进行信息的上传、下载，达到全过程信息精细化、调理化、透明化、共享化。③政府监管的主要工作：建设、规划、财政、审图、代建、造价、质检等部门参与项目的施工竣工段监管报备控制，包括质量安全监控、项目决算、项目后期评价、指标大数据积累等方面的监管工作。

3.8 运营维护阶段

维护保养管理：定期对系统进行保养和维护，使系统能够不断地正常运行；空间管理：对系统空间进行定期的清理，把没用的或者错误的信息进行处理；资产管理：定期对项目开始运营到现在为止的资金进行系统的统筹和汇总；应急管理：对系统的各项应用进行第二方案的准备，以防止出现问题导致系统不能正常工作的状况；能源管理：经常对系统能源进行检查，让系统能够正常运行[5]。

4 结束语

综上所述，BIM在EPC工程项目建设中具有非常重要的应用价值，对于传统项目管理而言，BIM技术的发展不仅是工具上的创新，更是工作模式上的改变。BIM技术提供了一个开放平台，将各个专业、各参与方、各阶段进行整合，实现了信息的互通，在质量、安全、成本、进度方面发挥重大价值。未来随着与互联网、物联网、云技术、虚拟现实等技术的进一步结合，相信BIM技术将在项目管理中获得更大的发挥空间。