BIM正向设计协同管理挑战与对策

摘要：当前，BIM技术处于深度融合阶段，BIM正向设计扮演着关键角色。尽管BIM正向设计具有诸多优势，但其在实施过程中仍面临诸多挑战，协同管理挑战尤其不容忽视。因此，从组织、流程和技术三个层面揭示BIM正向设计面临的协同挑战，提出相应的解决策略。以前海珑湾国际人才社区项目为案例，验证策略的实施效果。研究成果旨在为类似项目BIM正向设计的实施提供实践指导和经验借鉴。

关键词：BIM正向设计；协同管理；挑战与对策

0 引言

近来年，工程建设领域对数字化转型的需求日益迫切^[1]。建筑信息模型（BIM）作为工程建设行业数字化应用最广泛的创新技术之一，目前正处于深度融合阶段^[2]。当前，基于CAD构建的BIM翻模方式给BIM应用带来了诸多问题，如工作量增加、时间成本高、图模不一致，无法高效协同以满足项目的集成数字化需求等，BIM正向设计正是解决这一问题的重要模式和发展趋势。我国住房和城乡建设部发布的《“十四五”工程勘察设计行业发展规划》（建质〔2022〕38号）明确提出加快推进BIM正向协同设计，倡导多专业协同、全过程统筹集成设计，优化设计流程，提高设计效率。

BIM正向设计是一种以三维模型为基础完成建筑设计并将模型数据传递到后期施工、运维等阶段的设计方法^[3]，其在提高设计质量、效率等方面具有巨大潜力。BIM正向设计的实施通常涉及多专业、多参与主体，以及复杂的技术和软件应用，其在实际应用过程中面临多重挑战，其中协同管理的复杂性及其带来的影响尤为显著^[4]。

BIM技术的应用在国外起步较早，虽没有与BIM正向设计相对应的术语，但其提倡的BIM全过程应用实践与正向设计的理念一致，即在项目生命周期深度集成和应用BIM技术，并通过这种方式实现工作高效协同。在理论研究层面，学者们提出了多种基于协同的BIM应用框架^[8-9]，但在实际实施过程中，这些框架的具体性和可操作性仍存在不足，理论与实际应用之间仍存在差距，现实中的专业壁垒和信息孤岛现象仍然存在。国内对于BIM正向设计的研究已较为全面，覆盖了桥梁、轨道交通和住宅等多个工程领域，并涉及结构、机电等不同专业^[10-12]。现有研究探讨了BIM正向设计在不同领域的应用情况，但往往集中于单一专业或单一维度，缺乏跨专业或多维度的综合性研究^[5]。

综合来看，尽管BIM正向设计在理论和实践上都取得了一定的进展，但其在全面实施和深度整合方面仍然面临诸多挑战，在实践方面也缺乏相应的参考和经验。本文旨在探讨如何通过优化参与主体间的沟通、明确任务与职责的划分及保障数据流转的流畅性与完整性，加强BIM正向设计的协同管理，从而促进项目的成功实施。同时，以前海珑湾国际人才社区项目为例，分析该项目中BIM正向设计的具体实践，以期为类似项目BIM正向设计的实施提供参考与借鉴。

1 BIM正向设计协同管理挑战分析

协同管理的核心在于整合与协调，旨在确保管理对象与管理系统之间内在联系的完整高效，从而提升整体系统的协调性和效能，形成紧密、高效的有机整体。从管理角度出发，协同分为团队协同、环境协同和过程协同三个维度^[10]。本文探讨的是BIM正向设计的协同管理，结合建设项目BIM正向设计的实际情况，将协同管理面临的挑战分为组织协同挑战、流程协同挑战和技术协同挑战三大方面。

1.1 组织协同挑战：参与主体合作与沟通

对于建设项目而言，BIM正向设计贯穿从方案设计到运营管理的全生命周期，每个阶段都需要不同的参与主体进行专业化工作。然而，传统的组织架构大多基于层级分明的部门化设计，这种结构虽然清晰，但因其固有的层级界限，往往容易形成沟通壁垒。这些壁垒不仅限制了信息的流通，也阻碍了参与主体之间的合作、沟通与交互，无法满足BIM正向设计对高效协同工作的要求。因此，需要重新审视和设计组织架构，以打破沟通壁垒。

1.2 流程协同挑战：任务与职责划分

BIM正向设计要求项目各阶段的参与主体紧密协作。然而，项目包含多个阶段，每个阶段涉及多个并行或顺序执行的具体工作流程，这些流程之间的协调与整合构成了主要的协同挑战。具体而言，任务与职责划分不清晰导致资源浪费和工作效率低下。此外，流程中过多的交互步骤和审批环节使流程冗长且容易出错。因此，设计一个简洁高效的BIM正向设计实施流程至关重要。这要求深入理解BIM技术及其在不同阶段的应用，同时精确识别并明确各参与主体的职责，确保这些职责与整体工作流程紧密结合，实现各阶段的高效协同。

1.3 技术协同挑战：数据的集成与传递

BIM正向设计的实施，使得传统的二维协同变为三维协同^[2]。不同单位采用不同的BIM软件或建模标准，常出现数据格式不一致的问题，影响数据互操作性和协同效率。此外，跨专业团队之间的沟通障碍、数据不一致、信息更新不及时及缺乏规范的数据传递机制，都增加了项目执行的不确定性和风险。为了克服技术协同挑战，项目需要确保BIM相关数据在传递过程中的完整性和规范性，如确保数据在流转过程中不被遗漏、不被篡改，符合行业标准和规范等，以保证设计的精准性和统一性。

2 BIM正向设计协同管理对策分析

为了实现BIM正向设计的有效协同管理，本文提出三个主要对策：首先，引入具备丰富BIM应用经验的BIM咨询单位，并在项目设计和施工阶段前置运营单位，优化传统组织架构，打破沟通壁垒，实现信息高效流通；其次，创新全生命周期流程管理，建立清晰的BIM正向设计实施流程，明确各阶段的具体任务和责任主体，突出跨学科团队合作，确保流程衔接顺畅；最后，构建BIM信息集成管理平台，制定统一的数据传递标准和流程，保障数据安全，实现BIM模型及数据在各阶段的无缝传递和实时更新。BIM正向设计协同管理对策框架如图1所示。

2.1 组织架构优化设计

为了加强BIM正向设计参与主体间的组织协同，需要对传统组织架构进行优化设计。关键措施包括引入BIM咨询单位和实施运营前置策略。

BIM咨询单位作为业主的代表，承担BIM全面管理职能，是项目BIM应用的协调者和组织者。凭借丰富的BIM应用经验和专业知识，BIM咨询单位能为项目提供全面的技术支持和咨询服务。通过BIM咨询单位的协调和管理，传统组织架构中的沟通壁垒被打破，信息实现顺畅流通和共享，工作流程得以优化，BIM正向设计的效率和质量得到提高。

在项目完成设计和施工后，BIM及其相关数据将传递至运营单位，以支持智能化运维平台的建设和日常运营管理工作。因此，为了确保BIM技术在全生命周期内的高效应用，运营单位与设计、施工单位之间必须建立紧密的沟通与协作机制。通过提供运营需求和规划，运营单位能够帮助设计和施工单位更准确地把握实际需求，并在设计和施工过程中充分考虑运营因素。同时，通过与设计和施工单位的深入交流，运营单位可以实时了解项目实际建设情况，为未来的运营管理工作奠定坚实基础。这样的合作模式，确保了项目的顺利推进和稳定运行。

2.2 全生命周期流程管理创新

为解决流程协同挑战，本文建立了清晰的BIM正向设计实施流程，BIM正向设计职责划分与实施流程如图2所示，其明确了项目各阶段的任务与参与主体的职责，具有三大优势：

（1）任务与职责明确。通过梳理BIM正向设计过程中的具体任务，明确每个任务的责任主体，确保每项任务都能得到高效执行。

（2）强化跨专业协同。突出不同参与主体间的交互与协同，强调模型及数据的传递、信息共享和流程衔接，确保BIM数据传递的高效性和连贯性。

（3）全流程监控与反馈。引入监控与反馈机制，确保任务按时完成，并且能及时发现并解决问题。

该流程分为若干个主要阶段，每个阶段又包含具体的任务和活动。业主方扮演核心角色，全程参与项目的指导和审批。BIM咨询单位在项目初期负责制定全面的BIM实施方案、构建信息集成管理平台、与各单位合作编制BIM的联合策略，并在后续阶段参与审批和技术支持工作。初步设计单位负责方案和初步设计阶段的任务，并为后续阶段提供必要的支持。施工图设计单位主要负责施工图设计阶段的相关工作。施工总承包单位负责审核并整合分包单位的模型及数据，形成施工作业模型。运营单位从设计初期开始提供反馈，并负责BIM运维管理平台的构建。这种结构化的流程设计加强了参与主体间的协作，提高了BIM正向设计的实施效率。

2.3 BIM信息集成管理平台建设

为确保BIM模型及数据在项目各阶段的无缝传递与准确集成，本文提出由BIM咨询单位主导构建一个BIM信息集成管理平台。该平台将作为数据传递的中枢，各参与主体间的BIM数据传递和交接都通过该平台进行，确保BIM数据和相关文件按照统一标准进行规范存档，以实现模型的有效集成及设计信息的实时更新与共享。

BIM信息集成管理平台工作流程如图3所示。根据2.2的内容可知，随着项目不断推进，BIM正向设计的主导权会在参与主体间不断转换。在这个过程中，该平台将扮演数据传递的核心角色，进行数据的输入与输出工作，辅助BIM正向设计的

流程管理和项目管理的可视化。当数据上传至该平台后，BIM咨询单位的专业人员会进行模型数据的标准化整合与集成，以及其他文件的标准化和存档工作。相关单位可通过平台下载标准化的模型数据和文件，以支持后续的BIM正向设计工作。此外，该平台还提供提资管理、问题管理、成员管理及授权管理等基础功能，旨在加强数据安全保护，确保数据传递过程中的安全性和可靠性。

3 案例分析

前海珑湾国际人才社区项目（以下简称“珑湾项目”）由深圳市前海人才乐居有限公司投资建设，该项目贯彻落实了国家、省市对前海区域的战略定位，旨在通过吸引和汇聚高端创新人才，进一步推动人才特区建设。作为前海管理局BIM正向设计审批的试点工程，珑湾项目在设计过程中严格遵循BIM全流程应用、全领域协同及全部门参与的“三全”原则，确保项目的高品质与高效能。项目致力于打造一个集高品质、纯租赁、国际化于一体的人才社区，助力前海建设国际人才高地，为前海提速发展提供创新动力。

在实施BIM正向设计的过程中，珑湾项目面临多重挑战。首先，项目总建筑面积约16万m²，建筑类型包括超高层公寓、商业、地下车库、人防工程、室外工程等多个专业，须全过程应用BIM，技术难度高；其次，项目实行建、管、运一体化模式，对BIM全生命周期应用设定了更高的标准。同时，作为正向设计的试点工程，项目的设计过程复杂且周期长，对设计工作的稳定性和BIM咨询的协同作用提出了更高要求；最后，项目涉及多个专业和参建单位，管理组织架构复杂，协调难度大。

3.1 珑湾项目BIM正向设计组织模式

为加强珑湾项目在BIM正向设计过程中的协同管理，业主方委托第三方BIM咨询单位代表其承担BIM管理职能，确保BIM技术在项目各个阶段得到高效应用。为实现各参与主体间的充分沟通与交互，项目设计了相应的组织模式。在设计阶段，初步设计单位和施工图设计单位将充分进行数据传递和设计交流，确保设计方案的精准性和连贯性。进入施工阶段，施工总承包单位和专业分包单位也将充分利用BIM辅助施工，实现数据的高效传递和施工流程的精确控制。同时，为确保建、管、运一体化模式的成功实施，珑湾项目的运营单位在项目设计和施工初期便积极参与其中。其从运营的角度出发，为项目提供了宝贵的反馈和建议，确保项目的设计和施工能满足未来的运营需求，也为项目运营阶段“基于BIM的安全与消防管理系统”的构建奠定了坚实基础。珑湾项目BIM正向设计模式如图4所示。

3.2 珑湾项目BIM实施标准

面对多参与方及境外合作带来的BIM标准、设计习惯、工作模式、制图标准等多方面的差异，珑湾项目以《前海BIM实施方案及技术标准》为依托，结合境内外相关的行业标准和实践经验，为所有参与方制定了一套统一的BIM实施标准，旨在解决地域差异与合作方背景不同带来的协同挑战，确保项目BIM正向设计全过程高效、有序进行，同时兼顾各方工作需求与特点。

3.3 珑湾项目信息化协同平台

建立统一的BIM实施标准后，珑湾项目以该标准为基础并结合实际应用需求，以BIM咨询单位自主研发的漫拓云平台管理为核心，构建了各单位内部管理平台。通过实行内部平台管理、外部大平台管控的管理机制，项目信息的及时共享与高效协同得以实现，珑湾项目BIM正向设计组织模式如图5所示。同时，BIM咨询单位依据与各方共同制定的BIM信息模型联合策略，负责创建并维护联合信息模型，为珑湾项目解决跨专业数据交互挑战提供了有力支撑。例如，项目进行结构风洞试验时，设计方提供的图样难以直接用于风洞软件建模，致使BIM模型数据传递困难。为了解决这一问题，BIM咨询单位牵头，积极探索并尝试了多种数据传递方案。最终，团队成功采用Inventor作为两款软件的中间桥梁，实现了三维数据的有效传递和利用^[14]。

4 结语

本文结合建设项目BIM正向设计的研究现状和实践中的关键问题，深入剖析了BIM正向设计协同管理面临的挑战，主要包括三个方面：一是组织协同层面，各参与主体间的合作与沟通问题；二是流程协同层面，任务分配与职责划分问题；三是技术协同层面，数据集成与传递问题。针对这些问题，本文提出了相应的解决策略：一是优化组织架构；二是创新全生命周期流程管理；三是建设BIM信息集成管理平台。本文还通过深入剖析珑湾项目，阐述了BIM正向设计在具体实践中的挑战及其解决方案，旨在为类似项目的BIM正

向设计实施提供经验借鉴和实践指导。

鉴于不同项目在规模、复杂程度和资源条件上的多样性，未来研究可以探索如何根据项目实际情况对方案进行定制化调整和优化，以提高BIM正向设计协同方案在不同项目环境中的适应性和有效性。另外，引入BIM咨询单位虽然有助于解决组织协同问题，但这种模式应被视为一种过渡性解决方案。随着项目团队中核心专业人员对BIM技术知识的掌握和应用能力的不断提高，BIM咨询单位的角色应被逐步淡化。未来研究可深入探讨如何在传统项目管理组织架构中有效融入BIM正向设计团队，从而更好地实现BIM正向设计在项目全流程中的高效应用。

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收稿日期：2024-06-13

作者简介：

夏石泉（1977—），男，高级工程师，研究方向：城市开发、区域整体开发、重大工程项目管理。

李红（1985—），女，高级工程师，研究方向：重大工程项目管理。

李攀（1985—），男，高级工程师，研究方向：建筑设计可视化。

查涌（通信作者）（2000—），男，研究方向：项目管理。