基于BIM的精细化管理在大型项目中的应用研究

钟启恩，周文辉

（1、广州机场建设投资集团有限公司 广州 510800；2、广州市重点公共建设项目管理中心 广州 510006）

0 引言

BIM（Building Information Modeling）技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，通过对建筑的数据化、信息化模型整合，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑、运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。BIM 技术作为当前信息时代背景下建筑行业的二次革命，吸引了全球政府、学者及建筑行业从业者的广泛关注，已在北美、北欧、英国等发达国家和地区经历了多年的发展与完善，积累了大量实践经验。在工程项目的建设中，BIM 技术已显示出巨大的优势，而在工程项目管理方面，BIM 技术的推广普及也为从业人员解决实际困难提供更多的技术手段，借助BIM 技术对传统的项目管理模式进行升级完善，是建筑行业当前的发展趋势。

1 BIM技术应用现状与分析

1.1 政策背景

2017年2月，国务院办公厅印发《关于促进建筑业持续健康发展的意见》（国办发〔2017〕19号），提出要推进建筑产业现代化，在加强技术研发应用中，明确提出“加快推进建筑信息模型（BIM）技术在规划、勘察、设计、施工和运营维护全过程的集成应用，实现工程建设项目全生命周期数据共享和信息化管理，为项目方案优化和科学决策提供依据，促进建筑业提质增效”［1］。

2019年12月，广州市城市信息模型（CIM）平台建设试点工作联席会议办公室印发《关于进一步加快推进我市建筑信息模型（BIM）应用的通知》（穗建CIM〔2019〕3 号），明确了自2020 年1 月1 日起，以下新建工程项目应在规划、设计、施工及竣工验收阶段采用BIM 技术（其中经论证不适合应用BIM 技术的除外），鼓励在运营阶段采用BIM 技术：①政府投资单体建筑面积2 万m2以上的大型房屋建筑工程、大型桥梁（隧道）工程和城市轨道交通工程；②装配式建筑工程；③海珠区琶洲互联网创新集聚区，荔湾区白鹅潭中心商务区，天河区国际金融城、天河智慧城、天河智谷片区，黄埔区中新广州知识城，番禺区汽车城核心区，南沙区明珠湾起步区区块、南沙枢纽、庆盛枢纽区块，花都区中轴线及北站核心区等重点发展区域大型建设项目［2］。

2021 年5 月，广东省人民政府办公厅印发《广东省促进建筑业高质量发展的若干措施》，明确要求升级建造方式，推行智能建造，“加大建筑信息模型（BIM）、互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能、区块链等新技术在建造全过程的集成应用力度。国家机关办公建筑、国有资金参与投资建设的其他公共建筑全面采用BIM 技术。发展BIM 正向设计，推进城市信息模型（CIM）基础平台建设，推动BIM 技术和CIM基础平台在智能建造、城市体检、建筑全生命周期协同管理等领域的深化应用”［3］。

1.2 BIM技术应用情况

我国BIM 技术起步较晚，但得益于国内的大量实践项目及BIM 的技术应用优势，各地政府及相关企业都看到了其巨大的应用潜力。经过十余年发展，全国各地BIM 技术应用规划、标准指南、推广组织等BIM技术应用环境日趋完善，人才培养与技术交流活动如火如荼，在BIM 技术与工程建设深度融合与应用过程中，其技术价值也逐渐得到体现。

但国内的工程建设项目，由于工期较紧，且软件本土化程度不够，目前还没能真正发挥BIM 的作用。项目大多还停留在应用BIM 软件进行建筑性能分析、三维管线综合、设计精细化等的基础应用。虽然国家及各地区相继出台了多项标准及应用意见，但目前还未能形成一个有效的整体，将BIM 技术充分地应用在建筑全过程。

2 BIM精细化管理的研究与应用

2.1 传统项目管理模式

一般而言，大型工程项目建设周期很长，项目在设计、施工阶段均会存在各种难以预计的突发情况。在传统的项目管理模式中，设计信息往往只能基于二维设计图纸进行表达，设计、施工、项目管理人员基于二维图纸进行图纸会审、设计交底、施工深化，但由于二维图纸无法像三维模型一样直观清晰的呈现设计效果与设计意图，设计信息在项目各阶段、各参与方之间的传递交流无法避免出现信息丢失和错漏的情况，对项目完成质量造成不利影响。

此外，在项目传统的周期管理工作中，编制工程计划的信息和工程量的统计信息往往不同步，因此在项目实际进度与计划进度出现偏差时，项目管理人员亦难以及时调整施工计划，最终导致项目不能按期完工。

2.2 基于BIM技术的精细化项目管理模式

得益于近年来BIM 技术的快速发展与广泛普及应用，借助BIM 技术手段解决传统项目管理工作中存在的痛点、难点也成为当前比较常见的解决方案。

研究数据表明在建筑工程中利用BIM 技术信息共享实现设计同步修改，可以减少后期40%的设计变更；在工程造价方面可以节约80%的造价时间；在工期方面BIM 技术的施工模拟前发现问题并解决问题，可以缩短8%的工期；在协调管理方面各部门实现信息共享，缩短信息时间差大大高协调效率［4］。

目前，行业主流的BIM 管理模式存在以下3 种：①业主主导，全过程工程咨询单位作为BIM 管理牵头单位作为BIM 管理牵头单位，其他参建单位具体实施的模式；②业主采购第三方BIM 顾问服务，第三方BIM 顾问单位作为全过程BIM 实施方的模式；③工程各参建方负责各自阶段BIM 实施的模式［5］。

基于BIM 技术的精细化项目管理模式，是将BIM技术数字化、精细化的理念融入工程项目管理工作，在业主的角度出发对项目管理模式、管理流程进行优化，建立统一的BIM 技术应用体系，保证在项目建设的各实施阶段对各参与方进行高效管理。BIM技术协同可为施工管理信息化提供可保障，降低施工耗能［6］。

3 项目案例分析

3.1 项目概况

某项目（见图1）位于广州市花都区，项目占地面积383 166 万m2，建筑面积408 722.31 m2，其中地上建筑面积304 809.84 m2，地下面积103 912.37 m2。本项目单体最大高度44.9 m，最高层数13 层，地下1 层，单跨最大跨度9 m。

图1 项目效果Fig.1 Project Renderings

本项目包括住宅及配套商业、幼儿园、中小学、养老院、社区公共服务设施、公共体育设施及公交站场等，其中住宅塔楼38栋，全部实施装配式建筑，满足《装配式建筑评价标准：广东省标准DBJ/T 15—163—2019》基本级装配式建筑要求（装配率≥50%）。

3.2 BIM精细化管理在项目中的实践应用

本项目BIM 应用总体目标是实现基于BIM 技术的精细化项目管理，在建设全周期内应用BIM 技术，要求项目所有参与方应用BIM 技术提高专业服务水平，提升项目品质。

为满足项目各参与方在BIM 技术应用过程中的沟通和协调，在深入调研和征询了本项目各参与方的BIM 应用经验及二维与三维协同工作习惯的基础上，项目BIM 管理团队对项目建设全过程BIM 应用进行策划，编制一系列BIM 应用技术文件，并根据项目特点制定全套的项目BIM 应用管理制度，确保项目BIM应用落地。

3.2.1 全过程BIM应用策划

在项目BIM 应用实施的策划阶段，项目BIM 管理人员对项目建设全过程进行BIM 应用策划，编制了项目的BIM 执行策划书、BIM 应用实施标准、BIM5D 应用实施方案及BIM 建模标准（设计协同版）等一系列技术文件，明确BIM 应用目标，指导前期施工图设计BIM 模型建立以及后期BIM 审查、施工单位竣工模型审查工作，便于项目各参与方协同开展BIM 工作，保证模型有效传递。

3.2.2 项目BIM团队

为解决项目BIM 实施中普遍存在重复建模、项目数据无法及时传递与共享的问题，保证项目管理流程、协作机制与BIM 技术实施模式高效融合，本项目采取“业主主导+参与方实施”的精细化BIM 管理模式，BIM团队架构如图2所示。

图2 项目BIM组织架构Fig.2 BIM Organization of the Project

3.2.3 BIM技术方案和工艺协调

项目BIM 技术团队利用BIM 技术对施工技术方案进行三维可视化展示，验证施工实施方案的可行性，在项目正式施工前排除可能出现的问题。为确保施工工艺、标准统一，BIM 技术团队将工法样板间做成三维模型（见图3），在正式施工前对工人进行三维交底，确保样板先行，保证施工质量。

图3 项目BIM样板示例Fig.3 Project BIM Sample

3.2.4 项目BIM精细化管理措施

本项目的精细化管理是以BIM 模型为基础，针对大型项目建设容易出现的质量、安全和进度问题，利用BIM 技术可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性等优势，借助统一的BIM 应用管理平台，在集成建筑、结构、机电等全专业模型的基础上，以模型作为载体，集合项目的合同、进度、成本、物料、图纸、质量、安全等信息，形成一个全方面的资源共享数据库，可以动态模拟施工变化过程，实施进度控制和成本造价的实时监控，为项目提供数据支撑，实现项目的动态精细化管理，通过强大的数据平台实现节约工期、控制成本、减少变更、提升质量的目的。BIM 精细化管理模式可以协同现场精细化管理水平，实现了信息化的综合管理［7-9］。

总之，建筑工程建设过程，应该以质量和安全为主，这也给监理工作人员提出了新要求，为进一步提高房建监理开展前的预控能力，工作人员应该深入实际，并且要不断总结有效的预控经验，不断加强自我专业水平，从而更好地为房建工作开展提供保证。

⑴质量管理

利用平台中的质量管理模块，项目BIM 技术人员根据专项方案制定管控要点，制作分部分项工程质量库，管理人员可在质量检查时明确施工现场质量管控要点，实现质量精细化管理。通过平台中的质量管理模块，每个构件质量责任落实到人，出现问题实时跟踪、整改、反馈，手机端进行质量问题追踪（见图4），利用PC端汇总质量数据汇总分析。

图4 手机端质量问题追踪示例Fig.4 Example of Quality Problem Tracking on Mobile Phone

⑵安全管理

利用安全管理模块，配合手机端、PC 端进行安全管控，通过在现场发现安全隐患点，上传到平台，并传送消息到相应责任人（见图5），要求第一时间进行整改，实现安全问题“即发现、即处理”，加强施工过程中的安全管理，并以平台分析数据作为班组评优依据。本项目平台上传并解决的安全问题196个。

图5 手机端安全管理流程示例Fig.5 Example of Mobile Security Management Process

管理人员通过在线记录问题自动生成安全日志，减轻一线员工的内业工作；移动端实时记录机械设备的检查隐患情况，自动生成检查记录台账，保障设备检查工作的落实。

⑶项目进度管理

本项目功能性区块多，装配率高、体量大、专业分包及劳务班组数量多，水平不一，人材机协调困难，导致现场施工进度滞后，为分析具体原因，技术管理人员每日对现场进度进行统计，分析偏差原因，提出纠偏措施。

图6 周计划任务派分Fig.6 Assignment of Weekly Planned Tasks

通过进度管控平台（见图7）进行任务派发，利用手机端进行任务情况追踪，在平台导出进度对比分析数据用以生产例会的数据支撑。同时技术部每天通过现场情况对比，撰写进度偏差报告，制定纠偏措施，更好的把控现场进度。

图7 进度平台数据汇总分析Fig.7 Schedule Platform Data Summary Analysis

通过3D 作战地图（见图8）将现场实际施工进度和理论进度进行对比，了解项目实际进展情况，实现对施工进度的精细化管理，提升对施工进度的有效控制。

图8 3D作战地图Fig.8 3D Battle Map

3.3 项目综合效益分析

3.3.1 经济效益

本项目设计阶段BIM 综合应用产生经济效益约94.7 万元，机电施工产生经济效益为128.9 万元，土建施工产生经济效益为798.25 万元，项目BIM 综合应用产生总经济效益为1 021.85万元（见图9）。

图9 BIM综合应用总经济效益（万元）Fig.9 Total Economic Benefits of BIM Comprehensive Application （Ten Thousand Yuan）

3.3.2 社会效益

BIM 在建筑的整个生命周期中，起到加强信息沟通，优化设计及时发现错误，降低工程成本［10］。本项目建立了以BIM模型为中心的项目管理平台和提高参与各方沟通效率的云端平台，通过BIM 技术应用进行精细化管理，多次举办项目BIM交流学习会议及观摩，定期展示阶段性应用成果，展示项目BIM 技术应用能力，项目管理经验及BIM应用成果获得业界认可。

4 结语

本文以广州市花都区某项目设计、施工阶段的BIM 技术应用为例，介绍了项目基于BIM 技术的精细化管理模式。

本项目积极使用BIM 技术解决多专业协同设计、可视化施工样板交底、精细化施工组织管理等技术难题，在项目启动阶段BIM 技术管理团队即进行全过程BIM 应用策划，协调施工总包提前介入，共同编制《BIM 建模标准》及《BIM 应用实施标准》，并通过制度管理要求设计院执行落实，避免出现设计BIM 成果无法应用于施工阶段，施工方需重新建模的情况，提高了BIM模型的应用价值。

基于BIM 技术的精细化项目管理贯穿本项目建设的全过程，在施工阶段，BIM 技术管理团队结合《BIM应用实施标准》《BIM5D应用实施方案》要求总承包单位、综合机电分包单位、专业分包单位及监理单位应用BIM 技术提高施工深化设计质量和效率，辅助施工管理目标的达成，取得了较好的社会、经济效益。

目前，BIM 技术在项目管理中的应用受到越来越多的关注，本文通过实际案例分析，介绍了BIM 技术在大型项目精细化管理中的应用，希望为行业当前的BIM技术应用与项目管理制度创新提供参考借鉴。