BIM技术在工程项目管理施工阶段的应用分析

尹杰

（重庆市南岸区上新街房管所，重庆 400060）

0 引言

近年来，随着我国建筑业高速发展，产业规模持续扩大，工程项目管理难度也在不断增加。传统的工程项目管理模式逐渐显现出存在各专业信息流通不畅、项目进度难以掌控、物料监管难度大[1]等问题。而BIM技术的出现改变了传统的管理模式，将BIM技术的可视化、协调性、模拟性、优化型等特点应用于工程项目管理中，使项目管理模式向着精细化、数字化、集成化的方向发展[2]，更有利于实现工程项目管理的三大目标，即提高施工质量、节约成本、控制项目进度，综合提升工程项目管理水平。

自BIM技术进入我国以来，国家相继出台有关政策和实施标准来推动BIM技术的应用与发展。2022年1月，住房和城乡建设部印发的《“十四五”建筑业发展规划》[3]对建筑产业信息化做出了具体部署和要求，规划中首次提到了标准体系的搭建，并提出要“加快推进建筑信息模型（BIM）技术在工程全寿命周期的集成应用”。在此背景下，研究分析BIM技术在工程项目管理工作中的具体应用点是十分有必要的。纵观工程项目全寿命周期中各阶段的工作内容与特点，在施工阶段所投入的人力、物力和财力是最多的，工作量最大，相对来说项目管理的难度也更大，所以本文主要是站在工程项目管理施工阶段中对质量、进度、成本三大目标管理的角度探讨BIM技术的具体应用。

1 基于BIM技术的工程项目施工管理

1.1 质量管理

（1）基于BIM技术的质量管理体系。构建基于BIM技术的质量管理系统，依托BIM技术的信息共享平台，对工程项目施工进行事前、事中、事后的全过程质量控制。施工单位现场管理人员应在BIM信息共享平台中实时上传并更新项目质量相关信息，向项目建设各单位反映项目的质量动态，包括进场物资材料、现场施工情况、工程实体质量、质量检查记录等，以供各单位及时查阅和提取质量相关信息。同时，在平台中可将施工过程中得到的质量信息与BIM模型上的信息对比，若产生信息不匹配的情况，将自动生成质量问题报告，再根据质量问题报告排查产生质量问题的根源，并提出后续的整改措施，将BIM技术充分融合仅施工阶段的各个流程中，以解决传统质量管理中常出现的设计图纸错误不易发现、设计交底沟通困难、工人不按设计图纸施工、材料管理出现漏洞等问题。

（2）BIM技术在质量管理中的应用。首先，碰撞检查及优化。目前，在三维碰撞检查方面BIM技术的应用已较为成熟。通常首先根据BIM软件建立工程项目的建筑、结构以及机电专业三维模型，再将建立出的各专业模型加以整合并相互链接，通过运用Navisworks软件检查各专业模型间是否产生碰撞，就碰撞节点及时与设计单位反馈，并对碰撞节点进行优化。通过碰撞检查与优化，能够及时发现在二维图纸上难以发现的设计缺陷和冲突，提前解决设计中存在的质量问题。其次，技术质量管理。技术质量是决定项目质量最直接的因素。保证技术质量，最重要的就是对质量控制的关键节点做好技术交底。相较于传统的技术交底而言，利用BIM技术的可视化、模拟性，事先对质量控制的关键部位、复杂部位以及技术难度较大的工序进行施工模拟，将二维图纸转化为施工模拟动画。对工人而言，有助于加强施工作业人员对设计图纸的认识与了解，从而提升了技术交底效率，保证施工质量。另外，材料质量管理。BIM模型中最重要的不是模型，而是模型中所搭载的信息，其中包括建筑构件的属性、几何尺寸、材料类型、结构组件等实体信息，这些信息是开放的、共享的，可以施工过程中，由不同的人来查看、输入、更新信息。材料进场后可依托BIM平台进行库存管理，自动统计库存，也可追溯查询重要物资的流转信息、验收信息等数据，对材料质量进行严格把控。同时，现在也有采用无线射频、3D激光扫描技术、AR技术[4]等现代信息采集技术结合BIM模型采集材料信息进行材料管理，以确保原材料符合设计，从源头上保证项目质量。

1.2 进度管理

（1）基于BIM技术的进度管理实施流程。为满足项目进度目标要求，将进度管理流程结合BIM技术应用点，能够更加直观的表达项目的实际进度，及时发现进度偏差，有利于施工单位管理人员对项目进度的整体把控。基于BIM技术的进度管理实施流程如下：编制项目进度计划→将编制的进度计划与三维整合模型链接形成4D模型→项目实施过程中，将实际施工进度数据添加入模型，形成实际进度模型→将实际模型与计划模型做对比，若出现延误工期的情况则发出预警→结合实际情况做调整，保证项目工期。

（2）BIM技术在进度管理中的应用。首先，构建BIM4D进度模型。将建立的BIM3D模型与编制的施工进度计划链接起来，使3D模型转化为4D模型，通过设置模拟动画的关键帧和动画路径，渲染输出施工模拟动画。在4D模型中，可以直观、准确地显示出随着时间的变化项目的施工进程。还可着重对工程的重点和难点部位模拟施工动画，依据构建的4D模型来确定重难点部位施工方案、排布计划以及流水段的划分等工作，从而实现施工进度的精细管理。其次，进度跟踪与控制。在实际施工过程中，将现场的各项施工工序的进展进行实时监控，同时与BIM4D模拟的进度计划做对比分析，能够清晰且快速地发现实际进度与计划进度存在偏差的情况，通过分析造成进度偏差的具体原因，制定相应措施纠正进度偏差。随着施工的进行，也可以针对设计变更后调整的项目新计划随时更新BIM模型，BIM模型的更新会带动4D模型的更新，从而提高了管理效率，实现对项目进度的动态控制。

1.3 成本管理

（1）基于BIM技术的成本管理实施流程。为满足项目成本目标要求，将成本管理流程结合BIM技术应用点，优化传统成本管理中手工算量难以保证工程量数据的精准、成本管理的各阶段管理前后关联性较差、资源共享难等问题。基于BIM技术的进度管理实施流程如下：将项目计价文件与包含了项目三维模型和进度信息的4D模型相链接形成BIM5D模型→利用BIM 5D模型中生成的资金、材料使用曲线等开展动态跟踪工作→将过程中的实际情况与原计划作对比，同时在发生各种变更时，可通过修改模型并记录修改信息，直接形成更新后的5D模型→模型自动收集各类成本数据，通过多算对比达到成本控制目的。

（2）BIM技术在成本管理中的应用。首先，精确统计工程量。根据建立的BIM模型结合软件自带的实体扣减计算技术，可以精准统计各结构构件、施工材料的数量，生成含有项目构件、材料的数量和尺寸、生产厂家、生产日期等信息的明细表，以此精准快速的统计出工程量。不难看出，利用BIM技术的工程计量与传统手工算量相比，不仅大幅简化了工程算量工作，同时还减少了计算错误的可能行，保证后续成本计算的准确性。其次，构建BIM5D模型。在BIM相关5D软件中，将3D模型与进度计划和工程量、成本信息结合，构件BIM 5D信息平台，在平台中可模拟施工进程中各信息数据的变化，输出每季度甚至每月、每周、每天的人、材、机的资源需用量曲线和资金使用曲线。在项目实施过程中，可在BIM5D平台中实时监控和记录工程项目成本的流水情况，将合同成本、计划成本与实际成本作对比，通过多算对比[5]，检查成本是否出现偏差，分析产生偏差的原因并处理。

2 BIM技术在工程项目管理应用中存在的问题

（1）标准问题。BIM标准规范是BIM技术应用于工程项目管理中的行为准则，但在BIM技术的应用过程中缺乏统一的应用标准。目前，政府部门、建筑行业内都在根据BIM技术的应用情况分别制定不同类型的BIM技术应用标准，如在数据表达、分类编码、建模、应用、交付等方面，同时相关咨询企业等也根据企业特点并结合自身管理情况编制企业级的BIM标准。可见，现阶段并不缺乏BIM技术的应用标准，而是没有一套统一的应用标准，从而在BIM技术的实际应用过程中项目参与各单位的BIM成果交互困难，在成果共享过程中出现BIM文件格式不统一、深度不一致、内容不齐全等问题，继而造成各方BIM数据难以共享，资源的浪费。

（2）技术问题。目前，国内大多将BIM技术运用集中在设计板块，建立项目三维模型、进行项目可视化展示、模型碰撞检查这些初级应用较为常见，但BIM技术核心的“信息”还未得到足够重视。BIM技术的运用，不止于通过BIM三维模型可视化对项目的建成效果进行直观展示以便于了解设计意图和发现设计问题，也绝不仅应用于项目管理的设计阶段。需要明确的是，BIM技术应用是贯穿于项目全寿命周期的，其应用包括方案可视化与优化、项目建设参数化管理、项目参与方信息协同共享等方面。但是由于现阶段我国对BIM技术的应用还不够成熟、相关专业人才的稀缺等原因，致使很多应用目前无法在实际工程中得到体现。

（3）观念问题。对项目建设相关参与方来说，在推进BIM技术的应用上存在一定阻碍，其中包括在工程项目管理中研发新技术需要付出更多的时间和精力，在软硬件采购、人才培养等方面需要大量的资金投入，投入是否能够有同等或者更大利益的汇报这是企业所考虑的问题，再加上对新技术的不了解等，这些都会让企业产生顾虑，止步不前。对大多数企业来说，发展BIM技术是机遇也是挑战，推进BIM技术的深入应用无疑是增加了企业的经济和技术负担，从而导致其不愿脱离传统的项目管理舒适圈，由此阻碍了BIM技术的应用与发展。

3 推广BIM技术应用于工程项目管理的对策

（1）统一BIM标准。BIM技术的应用如果缺乏统一的、完整的、适合我国建筑业实际情况的BIM系列标准，必然会导致信息资源以及应用成果的浪费，因此需要相关部门制定一套符合我国工程项目管理现状的、统一的BIM标准体系。BIM标准可分为实施标准和技术标准两大类，其中实施标准主要是指导BIM技术在工程项目管理的设计、施工等方面应用的标准，技术标准则是包括数据格式、分类编码标准等，以保证BIM技术在应用过程中成果的统一。同时，在制定统一的BIM标准后，因具体实施的需要，还需要制定相配套的应用指导手册、指南等，以辅助标准的落地执行。此外，咨询单位、施工单位等相关企业也应根据企业自身项目管理特点，在国家标准和行业标准的基础上进一步细化并组织编制项目实施的BIM标准，但在编制项目实施BIM标准时应始终遵循国家、行业标准的相关要求，避免出现标准冲突，无法指导BIM技术的实际应用的情况。

（2）搭建BIM信息平台。基于BIM的工程项目管理不是在项目建设的某一阶段或某个环节进行局部运用，而是BIM技术在项目全寿命周期的综合应用，许多工作都应是在BIM平台上协同开展的，旨在以工程项目为中心，建设单位、施工单位等项目参与方为责任主体通过在BIM信息平台上协同工作，实现更高效的施工管理，属于BIM的高级集成运用。对项目各参与方而言，在工程项目管理全寿命周期中通过利用BIM信息平台数据整合、处理信息的优势，在平台上集成各类信息、共享信息。要促进BIM技术在项目管理中的深入应用，需建设单位、施工单位、咨询单位等各参与方共同努力，搭建起应用于项目全寿命周期且涵盖项目质量管理、进度管理、成本管理等多目标管理的BIM信息数据共享平台。

（3）相关企业转变观念。对基于BIM技术的工程项目管理，在项目的整个建设周期中BIM技术都在为满足建设方的建设意图而服务，所以建设单位作为最终受益方，首先应作为BIM技术应用的拥护者，积极参与并带头推动项目管理中BIM技术的应用。同时，施工单位、咨询单位也应抓住机遇，看清建筑行业发展趋势，主动转变传统项目管理观念，尽快完成从CAD技术到BIM技术的施工技术转变，推进BIM技术在工程项目管理方面的关键技术探索与实际应用。

（4）培养和输出BIM人才。要推进BIM技术在工程项目管理中的应用，培养和输出BIM技术应用人才是关键。针对我国缺乏专业BIM技术人才而言，应当通过在大学教育中增设BIM专业或相关专业课程等方式加快培养BIM技术应用人才，社会培训机构也应同步对需要掌握BIM应用技术的业内人员开展BIM技术职业培训，以普及BIM知识，培育BIM人才。对于相关企业来说，应鼓励企业员工积极参与BIM技术应用培训，转型成为掌握BIM技术的新型技术人才。同时，持续引进BIM技术应用人才，充实人才资源库，逐步组建出一支装备齐全、技术过硬、分工明确的BIM团队。