建筑行业数字化转型下基于BI M技术的EPC项目协同管理研究

方铭

（杭州市安居集团有限公司，杭州310000）

1 引言

近年来随着城市化的推进，建筑行业也得到了大力发展，此时更需要先进科学的技术手段辅助大规模的建筑施工及后续的管理，因此，将建筑工程建设管理同计算机相关技术结合成为建筑业发展的必然趋势[1]。但目前数字化转型的建筑工程管理中存在一些重要问题，需要使用现代化的信息技术进行应对。例如，如何在保证基础的安全与质量的前提下，最大限度地降低成本，减少污染，提升施工进程以及后期维护管理的效率。

目前，建筑业数字化转型的发展势不可挡。 本文从建设业主方面着手，探究BIM 技术在方案设计、施工以及运营阶段协同管理中的应用，以期高效准确地管理建筑EPC 工程项目，实现各参与方的协同管理，最终实现参建各方的管理目标。

2 BI M技术与协同管理的理论分析

2.1 BI M技术的概述与分析

BIM 技术能为建筑工程项目建设进程中的决策提供强有力的技术支持，进而更好地体现自身的价值。BIM 技术具体的关系流动情况如图1 所示。

图1 BI M技术具体的关系流动情况

在图1 中，具体的BIM 技术关系流动如下：通过BIM 技术及其标准构建数字模型支持建筑EPC 工程项目全过程的管理、进程优化以及建造质量，最后应用在实际中。 BIM 技术能通过数字化方式表现建筑实体， 得到实际施工过程中的各种信息，以得到可视化结果，进而实现信息共享，提升工程项目的施工效率，优化施工质量，是建筑业数字化转型中极其重要的辅助手段。

BIM 技术的优势有以下3 点：（1）结果的三维实体可视化呈现，可以将设计方案立体化地呈现出来，与建筑实体视觉差别变得更小[2]。 此外，在EPC 项目的全局进程中，BIM 技术可通过可视化结果同相关人员建立更加高效的联系与沟通。 （2）可协调性，施工前期，设计师的方案与后续的施工建设可能缺乏交流，在前期容易出现各种专业问题，频繁变更设计也会影响后续的项目进程，BIM 技术的应用便于不同专业的设计人员在前期进行共同讨论，以避免上述问题。 （3）可优化性，BIM技术能通过信息的汇总为项目的优化提供更好的决策方案。

2.2 协同理念的概述与分析

协同理念是针对变化产生新的有序结构， 反映系统内部协作与转变带来的影响，通过系统内部的子系统重排与重组，进而形成一种竞争—合作—协同的能力，实现1+1＞2 效果的理念。 根据该理念可以创造协调合作的机会，完善相关体系，建立统一目标，最终实现利益的最大化。 目前，建筑工程项目协同管理中，应用较为广泛的有业主聘请管理承包商模式，具体分为EPC 交钥匙模式等，该模式下建筑业主的风险会转移到承包商，造成承保风险增加，因此，总包单位必须制定各种策略避免各项风险的影响。 随着经济全球化的迅速扩展，信息一体化建设与建筑业数字化转型逐渐向协同管理与信息共享发展，协同共享理念逐渐成为建筑行业的重要组成部分。

3 BI M技术在EPC项目全阶段协同管理中的应用

3.1 BI M技术在设计、方案阶段的协同管理应用

BIM 技术在EPC 项目全生命周期各阶段的应用中，需要以建设业主为着眼点，规划不同阶段的协同管理应用，如图2 所示。

图2 BI M技术在EPC项目全生命周期协同管理中的应用

3.1.1 BIM 可视化技术在方案设计阶段中的应用

基于BIM 可视化技术，可利用Revit 建模和相关软件进行三维空间建模。 Revit 软件中包含EPC 项目中需要的全部数据的数据库，这样不仅可以直接提取或修改模型的相关参数，还能基于此进行三维虚拟漫游设置，直观展示项目整体。此外，通过可视化功能，项目不同专业的负责人可以通过模型判断设计方案是否合理，并可直接调整方案，确定最优设计方案。

3.1.2 基于BIM 技术的在方案设计优化

确定设计方案后， 为了避免管线等构件因位置交叉而出现碰撞，需要应用BIM 技术进行碰撞检查。 BIM 技术中的碰撞检查包括可视化分析与BIM 技术碰撞检查和优化。通过可视化分析检测综合管线的分布并出具检测报告，从而实现优化设计。

3.1.3 BIM 的深化设计

三维施工图深化设计， 包括各专业深化设计、 多方案比较、设备机房深化、综合支吊架设计等。 直接根据BIM 模型对各专业深化设计成果进行集成、协调、修订与校核，根据不同专业的不同性质、不同功能和不同施工要求，结合建筑整体要求进行统筹深化设计，解决各专业、系统的碰撞，优化设计方案，为设备、管线、钢结构、幕墙预留合理的安装及操作空间，减少占用及使用空间。 在深化设计完成后，出具相应的模型和图纸，指导现场的材料采购、加工和施工，能够显著提高工作效率以及深化设计工作的效率和质量。

3.1.4 BIM 技术在建筑性能分析中的应用

BIM 技术可以提供便捷的建筑性能分析，比如，建筑日照分析、建筑能耗分析、室内外环境分析、环境光污染分析、环境噪声分析、建筑温度分析、垂直模拟交通分析、应急模拟分析等。

在建筑项目设计，BIM 模型中包含的大量建筑信息为建筑性能分析提供了便利的条件。比如，BIM 模型中的围护结构传热信息可以直接用来模拟分析建筑的能耗， 玻璃透过率等信息可以用来分析室内的自然采光，提高了能耗分析的效率。再根据模拟结果改进建筑及设备系统分析， 达到方案的综合最优。 将BIM 模型直接输入节能分析软件中，可以根据BIM模型中的信息预测建筑全年的能耗， 再根据能耗调整建筑结构设计的各个参数，以实现最终的节能目标。

3.2 BI M技术在施工阶段的协同管理应用

BIM 技术在施工阶段协同管理中的应用主要包括场地布置管理、施工方案模拟、进度管理、成本管理、安全管理与质量管理等。

3.2.1 BIM 技术在EPC 项目施工中应用的优势

BIM 技术可以将施工现场的平面元素三维可视化， 帮助施工管理人员更直观地规划各个阶段的场地布局， 综合考虑各个阶段的场地转换，结合绿色施工中节约用地、永临结合的理念对场地进行优化，避免重复布局，在节能环保的基础上实现成本节约。 根据高程网格及地形，提前规划全场道路系统、排水系统、塔吊、施工电梯、加工场等临时设施的位置，制订最优的布局方案，提高场地利用效率，降低二次规划搬运成本，在不同施工阶段对场地布局进行提前规划和转换。 同时利用软件统计功能自动生成临时工程量，减少计算工作量。

3.2.2 基于BIM 技术的施工方案指导与选择

在工程的关键节点，重难点部位及危大工程施工前，可运用BIM 三维模型进行虚拟施工指导，展示工艺流程和操作方法，为施工技术人员、管理人员、操作人员进行可视化的三维模型技术交底。 BIM 技术还可以对多个施工方案进行模拟比较，为施工方案的选择提供决策依据。

3.2.3 基于BIM 模型的EPC 项目施工进度管理

根据资源限制和总工期要求，把工程结构进行分解，综合施工方案、施工工艺及流水段划分，编制项目基于层、段、组合类型的施工进度计划，对接BIM 模型，建立可视化施工进度，实现整体施工进度模拟。 同时基于BIM 技术的进度协同管理将BIM 模型同EPC 项目进度相结合， 进而实现信息整合，使相关人员高效直观地掌握实时工程进度， 并根据项目实际施工情况进行灵活调整， 最后将BIM 模型与Project 软件关联，实时反映施工的进度。

3.2.4 基于BIM 平台的成本管理

成本管理需要在前期建模与集成的过程中， 将不同专业间的碰撞与不合规的问题搜寻出来， 以便从根本上解决后期设计的频繁变更，减少变更成本。 并且可根据区域、限额领料等方法进行支付审核以及管理资金的使用。 同时导入清单价格到BIM 平台，通过实际完成的工程量可实时得到目前阶段已经完成工程羡慕的费用，然后同初始目标成本进行对比，不仅能从成本角度控制施工进程，还能有效防止成本的疏漏。

3.2.5 基于BIM 模型与VR 设备的施工安全保障

安全管理人员通过BIM 模型可提前识别临边洞口，更高效地进行安全风险评估和措施制定， 提前在模型中进行安全防护，并将防护布置完善。 对项目的重点安全部位，如深基坑工程、脚手架工程、高大模板支撑工程等，利用BIM 模型及VR 设备进行安全施工模拟、安全操作交底，以保障施工安全。

3.2.6 基于BIM 技术的质量管理

质量管理是针对EPC 项目在施工中存在的质量问题，在此过程中质量跟踪较为困难，可使用BIM 技术进行多方协同管理，使用软件进行现场各种数据的收集与上传，以此实现各方的远程监控与远程管理[3]。 通过AR 技术辅助施工检查的实际应用（见图3）。 由此保障项目的施工质量。

图3 AR技术辅助施工检查的实际应用

3.3 BI M技术在运营阶段的协同管理应用

BIM 技术在EPC 项目运营阶段的协同管理应用，主要包含空间管理、设备维护管理与资产管理3 部分。 空间管理中，BIM 技术可根据该模型的空间信息进行后续管理、 展示与分析，如物业管理、遇到突发情况时逃生路线的模拟等。 维护管理中，通过设计与施工阶段累计的构建信息，可实现对设备运行监控等方面的管理。 同时BIM 模型和消防等智能子系统的对接，可实现建筑设备的监控与集成管理。 资产管理中，BIM模型结合重要资产上的RFID 标签， 可在模型中查询相关参数，并实现精准定位以及建筑的资产管理。

4 结语

目前，建筑业作为我国国民经济的支撑产业，在推动国民经济增长与社会长久健康发展方面具有重要的促进作用。为了扩展BIM 技术在实际EPC 工程项目中的应用，研究以建筑业为着眼点，融入协同理念，将BIM 技术应用在建筑工程建设的全过程，切实有效地解决了现阶段实际存在的工程问题，全面系统性地对EPC 项目进行管理，实现了专业间的流畅衔接，减少了对后期施工质量带来的损失，完成最终进度最优。