BIM技术在工程项目变更管理中的应用研究

吴渝玲

［摘 要］建造行业的工程项目变更管理对整个工程项目管理的意义非常重大，但多数工程项目在处理工程变更的方式上滞后，工程变更信息的传递断层，信息不及时甚至错误失真的现象时有发生。本文分析了现阶段工程管理中的变更管理问题，通过项目案例总结了BIM技术辅助工程变更管理为项目建设带来的好处。

［关键词］BIM技术；变更管理；5D平台

［中图分类号］F27文献标志码：A

工程项目在建设过程中会发生各式各样的工程变更，而工程变更会对整个工程项目建设的工期管理及造价管理造成重大的影响。因此，如何利用新的技术来提高工程变更的管理水平及规避掉不必要的变更，加强项目建设各参建方的信息交流及信息共享，成为了当前项目变更体现管理的重点。BIM技术的引入，可以辅助工程项目管理者开展各项工作，以达到缩短工期、节约成本、减少变更的目的。

1 基于BIM技术的工程变更管理

1.1 工程变更产生的原因

1.1.1 主观因素

业主层面：对项目前期可行性研究存在不足。在项目的建设过程中，对工程项目的目标需求发生变化。

施工方层面：施工过程中工艺和方法发生变化。施工深化设计不彻底、不完善。根据实际情况提出的合理化建议。

设计方层面：设计方案不合理。设计出错或遗漏。设计过程中各专业配合不当。

1.1.2 其他客观原因

第一，政府为推动“三新”“四新”“五新”中的新材料、新产品、新工艺、新设备和新技术和建筑市场的有效发展，颁布新的政策法规。第二，由于勘察不充分或发生不可抗力等原因导致的施工环境、施工条件变化。第三，由于合同条款的不充分导致对工程项目的目标控制不当而产生的变更。

1.2 现阶段工程变更管理存在的问题

1.2.1 变更管理的预先控制不到位

当前国内工程建设项目中，大部分变更产生的原因是设计的遗漏和错误，而变更的控制方式往往是在施工阶段针对变更做出弥补，并不是预先控制。这与工程在设计阶段以二维图纸表达为主有一定关系，二维图纸往往不能很好的表达设计师和业主的意图，导致各专业管线之间存在的碰撞只有在施工的时候才能发现。[1]

1.2.2 参与方众多，组织协调困难

工程项目的建设是由多家单位、多个人员共同参与完成的，这就需要各参建单位进行良好的沟通协调。但由于传统的工程管理模式中，各参建单位不能及时对接工作，特别是在处理变更的过程中，各参与方信息不能及时共享和发布，导致信息延误。

1.2.3 缺乏对变更发生后的合理控制和职责划分

如果项目缺乏完善的工程变更实施流程和严格的管理制度，导致对变更的处理存在不同的意见，现场管理困难，会影响变更的处理效率，阻碍项目建设的合理、高速进行。

1.2.4 信息化水平滞后，信息共享不及时

传统工程项目变更管理，信息传递主要通过相关管理人员纸质书面文件沟通，逐级传递，但由于工程项目的体量庞大，过程文件繁多，过程中存在很多弊端。除此之外，工程变更的管理未能有较及时闭合流程，领导不能及时掌握变更的处理情况。

1.3 基于BIM技术的变更管理优势

1.3.1 三维模型便于设计查漏补缺，减少设计阶段图纸错误

在项目设计阶段创建三维模型，设计师更容易发现设计错误，便于修改。BIM技术具有可视化、参数化等特点，利用BIM技术构建模型，能够为审核人员提供更为直观的参考。

1.3.2 可视化直观反应碰撞位置，减少变更发生

三维模型具有可视化的特点，能够更好地展现各专业的空间布局、管线走向，通过BIM碰撞检测功能对不同专业模型进行碰撞检测分析，尽早发现各专业之间的碰撞点，反馈给设计单位修改，减少施工过程中的返工，减少后期变更的可能。

1.3.3 信息传递更方便有效

施工过程中运用BIM技术，在发生工程项目变更的时候，可通过三维模型对工程变更信息进行动态管理，一旦发生工程项目变更，技術人员对三维模型做出修改调整，其他各参建单位的相关人员拿到的模型相关数据也随之变化更新，信息得以及时传递。

1.3.4 变更信息实时反映

项目过程中产生的变更及附件资料，通过BIM技术能实时提取变更前后工程量，把这些变更量化后上传到信息平台，对数据集成，实现变更前后的对比。

2 案例分析

2.1 项目介绍

某综合楼项目占地面积9323.89m2，总建筑面积50480m2，其中地上面积39760m2，地下面积10460m2，室外横跨电信路架空连廊面积260m2。该项目于2019年5月11日开工，预计2020年12月底竣工，工程项目工期紧张，在整个施工过程中，需要合理组织各阶段的施工工序内容、施工流程、各工序的持续时间及搭接关系，编制详细的施工进度计划，其重难点主要体现在以下方面：

2.1.1 施工环境条件复杂，协调困难

本工程的施工区域狭窄，从环境来讲，本项目地处市中心地带，交通拥堵，影响施工环境的因素较多，本项目与周边小区紧邻，施工需要与相关居民协调。

2.1.2 本工程涉及专业众多，总承包协调管理难度大

本项目涉及到众多的专业分包工程、独立工程等，工艺工法复杂，对各专业各工序的协调管理尤为重要，因此总承包的管理工作也是该项目建设过程中的难点之一。

2.2 基于BIM的变更管理实施策划

本项目关注度高，机电系统复杂，因此更需要先进的施工技术及项目管理模式，将BIM技术应用到工程项目建设管理过程中，特别是成本管理和工程项目变更管理中的信息管理。对工程项目的变更管理过程中BIM技术应用的具体过程、实施组织架构、数据协同平台的管理进行合理的规划。针对设计阶段和施工阶段，对影响BIM辅助变更管理的应用点做了策划。变更发生后，对初始各专业模型做出调整，进行动画展示，对工程项目变更管理的信息数据动态化集成管理，上传至BIM协同管理平台。[2]

2.2.1 项目BIM技术应用组织架构

本项目为提高质量、缩短工期、节约经费、优化项目设计和后期运维，同时提升工程建设项目质量管理水平，打造该项目成为BIM技术信息化建设的标杆性项目。项目全面开展BIM技术应用，形成以业主为主导、BIM咨询策划和协调、各参建单位共同参与的BIM工作组织模式。

2.2.2 项目变更管理中的各方职责

2.2.2.1 建设单位的职责

建立项目BIM领导小组，对项目的BIM辅助变更管理工作的开展提出要求，并且对变更管理的方案及流程进行审核，对平台的使用提出意见和建议，对成果进行确认。

2.2.2.2 BIM咨询单位的职责

统筹管理BIM工作，按建设单位要求策划和编制项目基于BIM的变更管理制度和实施流程，组织协调各方BIM应用，并对BIM辅助变更管理的实施提供技术支持。基于各阶段实时BIM模型提取工程量对比分析，审核各建设阶段工程项目各参建方提交的BIM技术成果。搭建协同管理平台，对平台定期进行管理与维护。

2.2.2.3 设计单位的职责

负责设计阶段BIM模型创建及施工阶段的配合服务，利用BIM模型在方案阶段及初设阶段对建筑性能分析，利用BIM的可视化特点发现二维平面图设计不合理的地方并作出优化，避免因设计不完善造成的变更。

2.2.2.4 造价咨询单位的职责

负责造价控制方面的BIM应用，在发生变更后，能够运用BIM技术进行工程项目设计变更前后的造价对比，提高算量精度。

2.2.2.5 施工总承包单位的职责

接收设计单位提供的模型，并对设计模型进行校核和调整和深化设计，根据变更实时调整BIM模型。发起变更管理的信息化流程并提交相关资料。

2.2.2.6 监理单位的职责

监理单位应该具备基本的软件操作能力，能审阅BIM模型，应配合BIM咨询单位对施工单位提供的BIM成果进行审查。

2.3 基于BIM的变更管理实施应用

2.3.1 设计阶段

2.3.1.1 设计模型创建

根据项目要求，设计阶段通过创建BIM技术三维模型，满足后期施工及工程项目变更管理的信息化需求，为项目的信息管理建设夯实基础，创建了包含土建模型、机电模型为一体的项目BIM模型。

2.3.1.2 设计图纸问题发现

结构图纸在建模阶段共发现问题28处，建筑专业在建模阶段共发现问题15处，结构与建筑存在冲突的位置共计18处，并在早期图纸会审中提出，减少了在施工过程中变更的发生，不仅节省了工期约15天，还避免了因返工造成的费用约35万元。机电安装专业通过BIM建模发现的图纸问题共计33处，其中暖通专业11处，给排水专业10处，电气专业3处，特殊部位回旋加速器房间9处，预计节约工期7天，节约成本0.7万元。

2.3.2 施工阶段

2.3.2.1 场地布置

该项目施工场地狭窄，若不能合理规划安排场地布置，会导致材料设备进场后的二次搬运，甚至造成变更，项目在施工阶段利用BIM技术对某医学综合楼项目三维场地进行建模，解决了二维图纸难以解决材料合理堆放、设施设备进场、生活办公区布置等问题。

2.3.2.2 碰撞检测

三维模型具有可视化的特点，通过对BIM技术的三维模型进行碰撞检测能及时发现设计中的错漏碰缺，避免施工过程中发生返工返修的情况。借助Fuzor软件的虚拟漫游功能，提前深入建筑内部发现设计不合理和各专业具有冲突的地方，从而做到对工程变更的预先控制。

2.3.2.3 深化设计模型

设计单位移交的成果模型往往精度上达不到施工要求，会遗留一些问题需要在施工阶段解决，施工单位BIM工作人员需将模型进行深化，特别是管线方面，施工单位需根据项目特点及施工工序安排等综合考虑，对各专业管线进行综合排布，该项工作要在机电安装进场之前完成，可减少大量返工，节约工期及成本。

2.3.2.4 净高分析

净高分析是基于优化的机电管线排布方案，对建筑物构筑物的竖向设计空间进行检测分析，利用BIM技术三维可视化，调整各专业管线排布，最大化提升净空高度，优化后的净空高度同设计方案对比，提前向业主展示，得到业主方的认可方可施工，可避免后期施工过程中因为净高的问题产生变更。对管线综合后的模型进行净高分析，记录吊顶标高不满足设计要求的部位，邀请建设单位、设计单位、监理单位等参加会议并进行讨论。

2.3.2.5 5D平臺应用

为了提高该项目的信息化管理水平，项目搭建了BIM协同管理平台，对工程中的进度控制、质量安全控制、成本管理与BIM技术三维模型结合进行PDCA的动态系统管理，及时将施工现场情况上传至工作信息云平台上进行存储和分享。

基于BIM5D技术的施工现场变更管理是利用BIM5D技术的信息平台创建工程项目各项变更任务，通过现场手机拍照等方式记录问题后，发起任务流程，将图纸，照片等文件传递给相关单位及管理人员，各参建单位相关负责人在收到信息提示后，按时整改。整改完成后资料自动归档，达到工程项目变更管理的有效真实记录，可追溯、可查询的目的，让工程项目变更管理过程更加透明化，实现工程项目的信息管理高效化。[3]

2.4 基于BIM的变更管理小结

工程建设项目全过程管理均会发生各种各样的工程变更，有些变更是有益且必要的，而有些却是非必要且具有破坏性的，如果过程中不能有效规避，或者做到合理的管理，那么将会产生很高的代价。

3 结束语

第一，BIM技术具有可视化、参数化等的特点，大幅度提高了设计质量及精度，减少设计的错漏碰缺现象。通过各专业间的碰撞检测，及时发现并减少碰撞点，优化各专业的空间布局，在项目前期达到预先控制的目的。第二，该项目利用BIM技术创建的基于BIM5D的变更信息共享云平台，实现了对工程项目变更信息的可视化动态管理。三维模型承载的相关信息随着模型的变更而及时更新相关数据，对变更工程量及变更工程款的变化实时追踪。第三，BIM5D平台提供了让各参建方在同一平台上实现变更技术的及时共享，提高了各参建方之间的沟通协调能力。同时将工程项目相关变更信息及时反馈到建设单位，便于整个建设项目管理三大目标的实现。

参考文献

［1］余雷，张建忠，蒋凤昌等.BIM技术在医院建筑全生命周期中的应用[M].同济大学出版社，2017.

［2］郝敏，李立军.基于BIM技术在工程变更信息共享平台的创建[D].大连理工大学硕士学位论文.2018.6.

［3］刘素琴，杜晓玲.BIM技术在工程变更管理中设计阶段的应用研究[D].南昌大学硕士学位论文.2014.5.