基于BIM技术的工程项目管理

第三届工程建设计算机应用创新论坛论文集上海.2011PAGE基于BIM技术的工工程项目管管理探讨王宇赵赵清清刘岩（中国建筑科学学学研究院院，北北京10000013）【摘要】BIIM研研究的目的的的是从根根本上上解决项项目设设计、施施工、维维护管理理各阶阶段及应应用系系统之间间的信信息共享享问题题，实现现全过过程的工工程信信息管理理以及及建筑生生命全全周期的的管理理。本文文在分分析当前前工程程项目管管理存存在问题题的基基础上，分分析析BIM管理模式式如如何最大大程度度的整合合了资资源、提提高了了效率，并并探探讨了如如何借借助于工工具软软件将BIM理念在实实践践中得以以应用用。【关键词】工程程程项目；；生命命周期管管理；；BIM引言目前，我国是世世世界上工工程建建设项目目最多多的国家家，投投资额度度巨大大，建设设项目目正在向向大规规模、多多专业业协同的的方向向发展，如如何何有效对对建设设工程项项目进进行管理理，对对于保障障资金金安全，强强化化质量监监控，控控制工程程造价价，提高高投资资效益及及建筑筑行业的的综合合竞争力力，具具有积极极的作作用。一般来讲，工程程程项目的的主要要参与者者，包包括业主主、设设计方、施施工工方、咨咨询方方与主管管部门门等，他他们大大都围绕绕自身身的需求求不停停地积累累各种种信息，采采用用先进的的计算算机技术术对自自身的工工程信信息数据据进行行管理。但但各各参与方方限于于各自所所处项项目中的的业务务领域不不同和和缺乏有有效的的协同和和沟通通技术，大大都都采用各各自的的工程数数据模模型，很很难或或者不能能完整整地与其其他方方进行信信息交交流和共共享，即即彼此之之间的的信息是是独立立的或有有限范范围内的的共享享。工程程项目目的管理理往往往以切割割成块块的模式式来处处理，甚甚至直直到项目目竣工工时，项项目各各参与方方所能能够拥有有的项项目信息息都不不是完整整的。从整个建筑行业业业的角度度看，这这种“割据”形成大量量的的重复工工作，造造成资源源浪费费和效率率低下下。因此此，如如果项目目各参参与方能能建立立统一的的工程程数据模模型，就就意味着着成本本的节约约，并并能从根根本上上解决项项目各各参与方方基于于纸介质质方式式进行信信息交交流形成成的信信息断层层和应应用系统统之间间信息独独享问问题。传统的管理模式式式已经无无法应应对项目目管理理难度增增加的的趋势。建建筑筑信息模模型或或工程项项目信信息集成成化管管理系统统（BIM，BuillddinggIInfoormmatiionnMooldding）的发展展为为实现工工程项项目生命命周期期内各环环节和和专业间间采用用统一数数据模模型实现现信息息共享成成为可可能，从从而进进一步提提升建建筑工程程项目目管理的的水平平。当前工程项目管管管理存在在的问问题工程项目管理的的的重点在在于对对成本进进行有有效的控控制，工工程项目目建设设中概算算超估估算、预预算超超概算、决决算算超预算算的现现象经常常存出出现，影影响着着建设工工程投投资效益益，这这与传统统建设设项目管管理方方式有很很大的的关系。例例如如，注重重某一一阶段或或局部部成本控控制，而而忽视了了整个个项目成成本管管理；重重视竣竣工结算算而忽忽视初步步设计计、施图图设计计阶段的的成本本管理；；重视视工程招招投标标而忽视视中标标后索赔赔的成成本增加加影响响；重视视工程程成本的的审核核而忽视视工程程成本的的控制制。这些现象与工程程程项目数数据量量大、各各环节节数据流流通效效率低等等问题题增加了了工程程项目成成本的的管理难难度有有关，以以下几几点是在在成本本管控环环节中中常遇到到的一一些困难难。（1）专业间设设计计图纸碰撞撞撞问题增增加施施工难度度。建建筑设计计有建建筑、结结构、给给排水、暖暖通通、电气气、安安全、通通信等等专业，每每个个专业的的设计计图纸单单独设设计不会会有问问题，但但是各各专业合合在一一起难免免会出出现问题题，虽虽然现在在工程程项目越越来越越复杂，但但建建筑设计计的时时间却可可能很很短。设设计单单位出图图时各各专业间间图纸纸碰撞问问题经经常发生生，这这是很难难避免免的。专专业间间的协调调不到到位，设设计图图纸碰撞撞问题题易导致致成本本增加和和工期期延误等等问题题，严重重的甚甚至影响响到工工程质量量安全全。（2）工程量计计算算的准确与与与否会影影响工工程造价价的高高低。工工程量量的计算算是造造价控制制最繁繁琐的环环节，工工程量计计算规规则多，工工作作量大，最最容容易出现现多算算、重算算或漏漏算的地地方。（3）项目施工工时时各方的合合合作与协协同不不到位。现现实实中项目目开始始实施后后会产产生大量量的工工程数据据，项项目管理理的各各部门、各各专专业获取取数据据的及时时性和和准确性性不能能保证。工工程程管理人人员获获取工程程数据据的能力力不足足，作业业时往往往凭借借经验验，各方方的合合作与协协同难难于实现现，难难免各自自为政政，最终终都会会增加工工程项项目的管管理成成本。工程项目生命周周周期管理理及BIM的引入工程项目的建设设设工作是是有始始有终的的，从从开始到到终结结的整个个建设设过程中中的各各个阶段段合在在一起就就构成成了该工工程项项目的生生命周周期。工工程项项目的生生命周周期从管管理层层次阶段段性工工作角度度可以以分成策策划阶阶段、准准备阶阶段、实实施阶阶段、完完工阶阶段四个个主要要阶段。其其建建设程序序从业业主管理理角度度划分为为项目目建议书书阶段段、可行行性研研究阶段段、设设计阶段段、实实施准备备阶段段、施工工阶段段、竣工工验收收阶段及及项目目总结评评价阶阶段。各各阶段段对应的的工程程成本类类型见见表1。表1：工程项目目生生命周期各各各阶段与与建设设程序和和成本本类型对对应关关系生命周期策划阶段准备阶段实施阶段完工阶段（生产运营）建设程序阶段划分项目建议书可行性研究设计实施准备施工竣工验收项目总结评价不同阶段成本类型投资估算设计概算施工图预算工程结算竣工决算正是由于程建设设设项目的的管理理过程被被分割割成相互互分离离的管理理阶段段，在不不同阶阶段中不不同参参与方建建立独独享的数数据信信息，造造成信信息沟通通和共共享的障障碍极极大，随随着业业主需求求的改改变以及及项目目管理技技术的的迅速发发展，项项目管理理已经经向集成成化、信信息化的的趋势势发展，为为了了应对这这种发发展趋势势，工工程项目目生命命周期管管理成成为必然然。工程项目生命周周周期管理理要求求实现在在项目目内各参参与方方之间的的建设设工程信信息共共享，即即逐渐渐积累起起来的的建设工工程信信息能根根据需需要对不不同阶阶段参与与项目目的业主主、设设计方、施施工工方、咨咨询方方与主管管部门门等保持持较高高度的透透明性性和可操操作性性。这一一方面面需要项项目各各参与方方改变变传统的的工作作方式，改改善善相互之之间的的工作协协调和和信息交交流渠渠道；另另一方方面需要要应用用最新的IT方法为信信息息的交流流和利利用提供供有力力的技术术支持持。纵观观建筑筑工程领领域，能能实现这这种可可能的途途径就就是BIM管理模式式。BIM是以3DDD技术为基基础础，集成成了建建筑工程程项目目各种相相关信信息的工工程数数据模型型，是是对该工工程项项目相关关信息息的详尽尽表达达。除了了对工工程对象象进行行3D几何信息息描描述外，还还包包括完整整的工工程信息息描述述，如对对象名名称、结结构类类型、建建筑材材料、工工程性性能等设设计信信息；施施工工工序、进进度、成成本、质质量以以及人力力、机机械、材材料资资源等施施工信信息；工工程安安全性能能、材材料耐久久性能能等维护护信息息；对象象之间间的工程程逻辑辑关系等等。BIM是数字技技术术在建筑筑工程程中的直直接应应用，以以解决决建筑工工程在在软件中中的描描述问题题，使使设计人人员和和工程技技术人人员能够够对各各种建筑筑信息息做出正正确的的应付，并并为为协同工工作提提供坚实实的基基础。BIM的价值在在在于实现现工程程项目生生命周周期内各各环节节和专业业间采采用统一一数据据模型实实现信信息共享享。随随着三维维建筑筑信息模模型数数据从规规划到到设计、施施工工、运维维各个个阶段不不断得得到完整整、丰丰富、整整合与与升级，其其核核心价值值如可可持续设设计、大大量数据据管理理、数据据共享享、工作作协同同、碰撞撞检查查、成本本管理理等也不不断地地得到发发挥。BIM理念的PPPKPM软件应用用设计阶段创建的的的大量信信息是是所有后后续阶阶段的基基础。相相关数据据显示示在工程程项目目开发过过程中中，对整整个项项目投资资的影影响，越越在前前期的时时候，对对成本的的影响响越大，越越到到后期对对成本本的影响响越小小。因此此，如如果在设设计阶阶段就能能迅速速准确地地统计计出建筑筑的工工程量，对对工工程成本本的控控制就会会更加加有力。目前工程概算采采采用的方方法大大都是根根据技技术经济济指标标等经验验数据据估算配配筋和和其他工工程量量，估算算结果果与实际际差异异较大；；或者者是根据据绘制制的施工工图进进行概算算工作作，但工工作量量又较大大，不不方便在在结构构初步设设计时时采用。这这种种状况影影响了了造价控控制工工作的开开展，业业主和设设计人人员需要要一种种可以在在初步步设计阶阶段时时就能够够准确确快速统统计工工程量的的工具具。PKPM系列软件件，可可以帮助助设计计人员完完成此此项工作作。PKPM软件的的的设计思思想体体现了BIM的核心价价值值理念，PKPM系列软件件集集建筑设设计、结结构设计计、设设备设计计、节节能设计计及概概预算、施施工工软件于于一体体，模型型数据据可以在在多数数模块间间共享享。在国国家部部署BIM发展战略略格格局下，PKPM也开始向BIM模式方向向发发展。通通过PMCAAD和STATT--S已经能实实现现结构设设计和和工程概概算的的协同。设设计计人员在在确定定设计方方案的的同时，可可以以方便的的知道道整个工工程和和各分项项工程程的混凝凝土量量和钢筋筋量。根根据这些些材料料用量指指标，设设计人员员若要要调整设设计方方案，只只需修修改PM模型数据据，然然后重新新统计计材料工工程量量即可。这这两两项指标标为后后续施工工阶段段的成本本控制制提供重重要依依据。所所以借借助于PMCAAD和STATT--S可以很方方便便地得到到建筑筑工程的的各种种信息，而而且且能极大大地减减少因方方案调调整带来来的“返工”成本（图2）。借助PKPM软软件件建立统一一一的建筑筑数据据信息模模型拥拥有两大大优势势：一是是操作作简便，点点菜菜单即可可完成成数据输输入；；二是读读取的的数据完完整，从从结构基基本信信息到钢钢筋细细部构造造均能能正确读读取，只只需用户户输入入少量附附加信信息。由STATT--S软件接力PKPM结构设计计数数据作为为一种种完全的BIM模型数据据共共享策略略，将将预算人人员从从繁琐的的录入入工作中中彻底底解放出出来。在初步设计阶段段段，设计计人员员使用PMCAAD建立模型型并并布置荷荷载，使使用结构构软件件SATWWE等计算结结构构的内力力及各各构件的的配筋筋面积信信息。这这一阶段段的钢钢筋是由SATWWE等软件以以面面积的形形式给给出，STATT--S软件可以以接接力SATWWE的数据，根根根据计算算配筋筋面积自自动配配置钢筋筋进行行钢筋用用量的的汇总统统计。由由于自动动配筋筋过程中中综合合考虑了了结构构分析软软件的的计算结结果和和规范中中的相相关规定定，因因此配筋筋结果果与施工工图设设计阶段段生成成的实际际配筋筋相差无无几，统统计得到到的钢钢筋用量量准确确性很高高，完完全满足足初步步设计阶阶段进进行方案案比较较和控制制经济济技术指指标的的要求。图2PKPPPM软件工程程量量统计的的流程程在施工图设计阶阶阶段，结结构软软件给出出各构构件的实实际配配筋并将将其保保存在数数据库库中。STAT算量软件件可可以直接接读取取SATWWE等结构软软件件生成的的配筋筋数据，进进行行钢筋统统计并并生成满满足预预算要求求的统统计报表表。当当需要调调整设设计方案案时，只只需要返返回到到模型中中调整整相应构构件的的布置信信息，然然后重新新进行行工程量量汇总总统计即即可。设计阶段建立的的的模型数数据，可可以在施施工、竣竣工验收收等后后续阶段段中继继续使用用，可可以在此此模型型数据的的基础础上加入入施工工等后续续阶段段的相关关信息息，分别别实现现施工图图预算算、工程程结算算及竣工工决算算的编制制工作作。结束语工程项目生命周周周期管理理和BIM理念代表表着着建筑行行业的的发展趋趋势。实实现BIM的关键在在于于软件、硬硬件件、网络络、团团队、流流程、标标准的协协调与与整合，这这是是一个长长期过过程。BIM的实现需需要要一系列列以建建模软件件为中中心的各各类分分析、可可视化化、模拟拟、成成本管理理、运运营管理理、成成果发布布等软软件的支支持。在在依靠高高效的的专业软软件实实现各专专业内内信息共共享的的基础上上，逐逐步构建建和完完善融合各专业业间间信息共共享的的BIM体系是可可行行的发展展之路路。参考文献[1]丁士昭昭昭．工程程项目目管理[M]．中国建建筑筑工业出出版社社，