建筑信息模型BIM在施工过程中的协同管理与优化

摘要：建筑信息模型BIM技术在施工过程中的应用，有效促进了工程项目的协同管理与优化。探讨BIM技术在施工阶段的应用现状、优势及存在的问题，重点阐述BIM在施工协同管理、进度控制、质量管理、成本控制等方面的应用，并提出相应的优化策略。研究表明，BIM技术的应用可显著提高施工过程的协同效率、降低风险、节约成本，对于推动建筑业的信息化发展具有重要意义。

关键词：建筑信息模型；BIM；施工过程；协同管理

0" "引言

建筑信息模型BIM是建筑行业信息化发展的重要成果，近年来在设计、施工、运维等阶段得到了广泛应用。特别是在施工阶段，BIM技术可有效促进各参与方的协同合作，优化施工管理流程，提高工程项目的整体效益。本文围绕BIM在施工过程中的协同管理与优化进行探讨，旨在为相关研究提供参考。

1" "BIM在施工阶段应用现状

1.1" "发展历程

BIM技术起源于20世纪70年代，经过多年的发展，已成为建筑行业信息化的重要工具。早期的BIM技术主要应用于建筑设计阶段，通过三维建模和信息集成，提高设计效率和质量。随着技术的不断成熟，BIM在施工阶段的应用日益受到重视。近年来，各国政府和行业组织纷纷出台相关政策和标准，推动BIM技术在施工领域的应用与发展，使其成为提升工程项目管理水平的重要手段[1]。

1.2" "应用优势

BIM技术在施工阶段具有显著的应用优势。BIM模型可直观呈现工程项目的三维信息，为施工方案的优化和可视化管理提供依据。BIM技术可促进施工过程中各参与方的协同合作，实现信息共享和交互，提高沟通效率。基于BIM的施工进度模拟和质量管控，可及时发现和解决问题，减少返工和延误。BIM技术还可优化资源配置、控制成本风险，为施工组织管理提供科学决策支持。

1.3" "应用中存在的问题

尽管BIM技术在施工阶段具有诸多优势，但其应用仍面临一些问题和挑战。譬如：部分建筑企业对BIM技术认识不足，应用意愿和能力有限。BIM技术应用缺乏统一的标准和规范，数据交换和共享存在障碍。BIM专业人才匮乏，相关培训和教育有待加强。BIM技术与传统施工管理模式的融合不够深入，有待进一步优化。BIM技术的应用成本较高，中小企业难以承担。针对以上问题，需要政府、企业、高校等多方共同努力解决。BIM技术在施工阶段的应用现状调查如表1所示。

2" "BIM在施工协同管理中的应用

2.1" "基于BIM的施工协同管理模式

2.1.1" "核心技术

基于BIM的施工协同管理模式以BIM技术为核心，各参与方基于统一BIM模型开展工作，通过模型可视化、参数化等特点实现信息实时共享和更新。设计、施工、监理部门可在BIM平台协同作业，及时发现解决问题[2]。BIM技术还可与物联网等集成，实现施工现场实时监控管理。该模式提高了协同效率、优化资源配置，但需调整组织架构、流程，建立新的工作机制和标准规范。

2.1.2" "实施步骤及效果

BIM协同管理平台实施步骤包括建立BIM标准和规范，搭建协同平台，组织培训，试点应用并优化。应用基于BIM的施工协同管理有助于确保数据安全，建立沟通机制，明确责任划分，持续评估改进。如某大型商业综合体项目应用BIM协同管理后，设计变更时间缩短30%，施工冲突减少50%，显著提高了项目管理效率。

2.2" "BIM在施工进度管理中的应用

BIM技术在施工进度管理中具有广阔的应用前景。传统的施工进度管理主要依靠甘特图等二维工具，难以直观反映工程项目的空间信息和逻辑关系。而BIM模型可在三维环境下对施工进度进行可视化模拟和动态控制，为进度管理提供更为直观、准确、全面的依据[3]。

通过BIM模型，可对施工进度进行提前预演和优化，合理安排施工顺序和资源配置，及时协调和调整施工计划。在实际施工过程中，可将BIM模型与实际进度进行对比分析，及时发现偏差并采取措施，确保项目按期完成。基于BIM的施工进度管理与传统方法的对比如表2所示。

4D BIM进度管理步骤如下：建立3D模型，制定进度计划，关联形成4D模型，进行模拟优化，持续更新比对。应用基于4D BIM的进度管理时，要建立规范WBS，选择合适软件，确保模型准确完整，并持续改进创新保证模型更新及时性。

2.3" "BIM在施工质量管理中的应用

BIM技术为施工质量管理提供了新的手段和方法。传统的质量管理主要依靠图纸审核、现场检查等手段，存在信息不完整、监管滞后等问题。应用BIM技术可在施工前对设计方案进行质量检查，识别并消除潜在的质量隐患。

在施工过程中，可基于BIM模型对关键工序和部位进行质量跟踪和控制，通过与实际施工数据的对比分析，及时发现质量问题并采取整改措施。BIM技术还可用于施工质量检查和验收，通过模型与实体的精确对应，实现质量缺陷的可视化标识和定位，提高检查效率和准确性。

BIM质量管理步骤如下：嵌入质量标准，移动设备检查更新，进行自动碰撞检测，建立问题数据库，生成分析报告。基于BIM质量管理需要确保模型精度，统一检查标准，整合移动应用，培养复合人才。

2.4" "BIM在施工成本控制中的应用

BIM技术为施工成本控制提供了新的视角和路径。传统的成本控制主要依靠定额计价和现场核算，难以全面考虑工程项目的复杂性和不确定性。应用BIM技术可在设计阶段对工程量进行精确计算，为成本估算提供可靠依据。

在施工阶段，可基于BIM模型进行工程量的动态跟踪和对比分析，及时发现成本偏差并调整控制措施[4]。BIM技术还可用于材料和设备的采购管理，通过与供应商的信息对接，优化采购计划和库存控制，降低材料浪费和资金占用。

5D BIM成本控制步骤如下：建立含成本信息的BIM模型，制定估算预算，关联形成5D模型，进行模拟优化，实时更新分析。基于5D BIM的成本控制需要确保工程量信息准确，建立统一成本编码，选择合适软件，并进行定期审核预测。同时需要克服数据量大、信息一致性等挑战，持续优化创新管理方法。

3" "BIM在施工过程优化中的应用

3.1" "施工方案优化

基于BIM的施工方案优化是利用BIM技术模拟、分析和改进施工方案，以提高效率、降低成本，确保质量安全。通过模拟比较不同方案的可行性、经济性和安全性，有助于选择最优方案。

BIM技术还可优化施工关键工序和复杂部位，进行碰撞检查和综合优化，减少变更和返工。优化后的方案可在BIM平台上进行可视化交底培训。基于BIM的虚拟施工模拟如图1所示。

3.2" "施工资源优化配置

基于BIM的施工资源优化配置，是指利用BIM技术对人力、材料、设备等施工资源进行合理调度和优化组合，以提高资源利用率，降低资源浪费，保障施工进度。

通过在BIM模型中集成施工资源信息，可实现资源的可视化管理和动态优化。例如，基于BIM的人力资源管理可根据施工进度和工作量合理配置人员，并进行技能匹配和培训管理；基于BIM的材料管理可优化材料采购和库存计划，减少余料和短缺；基于BIM的设备管理可优化设备调配和维护策略，提高设备使用效率[5]。

BIM技术还可与物联网、RFID等技术集成，实现施工资源的实时定位和跟踪，优化调度决策。基于BIM的施工资源优化配置可显著提高资源效率，降低成本风险。

3.3" "施工风险管控

基于BIM的施工风险管控利用BIM技术，对施工安全、质量、进度、成本等风险因素进行识别、分析、预警和控制。通过在BIM模型中集成风险信息，实现风险可视化管理和动态监控，如模拟危险源、检查设计缺陷等。

BIM技术还可与风险管理系统、大数据分析等集成，实现智能识别和动态预警。该方式有助于提高风险管理针对性和有效性，基于此企业建立完善的风险管理体系，提高人员风险意识和处置能力。

4" "BIM在施工阶段应用的优化策略

4.1" "加强组织管理

推动BIM技术在施工阶段的有效应用，需要加强组织管理。企业应成立BIM技术应用领导小组，统筹规划、协调和监督BIM技术的实施。要建立健全BIM技术应用的管理制度和工作流程，明确各部门的职责和权限。加强BIM技术应用的过程管控和绩效评估，建立激励机制，调动各方的积极性。

鼓励BIM技术应用的经验总结和持续改进，营造良好的应用氛围。建立跨部门的BIM协调小组，定期召开协调会议，及时解决应用过程中的问题。

4.2" "完善标准规范

BIM技术应用需要遵循统一的标准和规范。政府和行业组织应加快制定BIM技术应用的指南、规程和标准，规范BIM模型的创建、交换、交付和应用流程。企业应根据自身特点，制定BIM技术应用的操作规范和工作指引，确保应用过程的规范性和一致性。

同时，加强BIM技术应用的标准化培训和考核，提高项目人员的规范意识和执行力。积极参与BIM技术应用标准的研究和制定，推动行业规范的完善和共享。

4.3" "强化人才培养

BIM技术应用的关键在于人才。企业应制定BIM人才培养战略，建立多层次、多渠道的培训体系。加强与高校的产教融合，联合开展BIM专业人才的培养和实践教学。鼓励员工参加BIM技能认证和职业培训，提高其技术应用能力。重视BIM管理人才和复合型人才的引进和培养，打造高素质的BIM技术应用团队。要营造良好的人才发展环境，完善BIM人才的职业发展通道和激励机制。应建立“BIM技能认证”体系，将BIM能力与职业发展挂钩。某建筑集团实施后，BIM人才保留率提高30%。

4.4" "促进融合应用

BIM技术应与其他信息技术深度融合，发挥协同效应。要推动BIM技术与物联网、云计算、大数据等技术的集成应用，实现施工现场的实时监控和智能分析。探索BIM技术与人工智能、机器人等技术的结合，提高施工自动化和智能化水平。要加强BIM技术与移动互联、虚拟现实等技术的融合，促进施工信息的移动化应用和可视化管理。应积极开展BIM技术与其他信息技术融合的研究和实践，推动建筑业数字化转型。

5" "结束语

BIM技术在施工过程中的应用，为工程项目的协同管理与优化提供了有力支撑。随着BIM技术的不断发展和成熟，其在施工阶段的应用将更加深入和广泛。建筑企业应积极应对BIM技术带来的机遇与挑战，加强组织管理、完善标准规范、培养专业人才，促进BIM技术与其他信息技术的融合创新，不断提升工程项目的管理水平和整体效益，推动建筑业的数字化转型和高质量发展。

参考文献

[1]" 郝小涛.基于BIM的智能建筑施工过程协同管理研究[J].城市建设理论研究（电子版），2024（11）：133-135.

[2]" 孟磊.基于BIM技术的建筑施工过程协同管理探究[J].房地产世界，2024（3）：86-88.

[3]" 杨宝三.基于BIM技术的建筑项目造价全过程协同管理研究[J].中国建筑装饰装修，2023（23）：59-61.

[4]" 杨瀛.基于BIM的市政道路施工过程中的协同管理研究[J].城市建设理论研究（电子版），2023（19）：187-189.

[5]""""" 魏昌智，董笑笑，杜雨，等.施工单位视角的EPC项目设计全过程协同管理研究[J].施工技术（中英文），2022，51（11）：141-145.