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BIM技术及在工程项目管理模式中的应用
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内容提示：BIM技术的引入以及广泛使用实现了我国建筑工程信息化管理的重大变革,尤其是在当前建筑工程行业竞争激烈、项目过大导致信息数据管理难度增大的情形下,以BIM技术为支撑的建筑工程项目管理信息化的实现,助推了建筑行业效率和利润的有效增长。正是基于此,有必要对BIM技术的基本特征进行分析,探讨我国当前在建筑工程项目管理中的不足,并指出基于BIM技术的工程项目信息管理模式的构建对工程项目信息管理的优势及效能,为推动建筑行业的科学发展提供参考。
作为第二大世界经济体，尤其是在我国城市化进程不断推进的情形下，实施大规模的建筑工程建设已在中国全面铺开。建筑工程的发展，信息技术是关键，CAD（Computer Aided Design）技术的出现和革新，为建筑工程的设计留下了“汗马功劳”。然在建筑工程领域，仍有更大的问题亟需解决，这一问题无疑就是项目规划、设计、施工、运营各个阶段之间出现信息断层问题，影响了整个工程项目的有效贯通。为此，探讨如何实现建筑工程的信息化管理，并构建实效性强的工程项目信息管理模式，正是摆在众多建筑信息工作者面前的难题。（参考《建筑中文网》）
据有关数据显示，我国建筑业信息化率仅约０.０２７％，与国际建筑业信息化率０.３％的平均水平相比，差距高达１１倍。如此重大的差距与我国的经济发展水平是严重不协调的。更有甚者，由于建筑行业信息化的极不完善，导致在工程项目各职能部门之间信息传递效果差，信息协同性不强，信息意思表达不够明朗，信息利用价值不高等等状况，极大地弱化了建筑行业的经济效益和社会效益。
BIM（Building Information Modeling）技术的创新为解决建筑行业中存在的棘手项目工程管理信息化带来了“福音”，有学者甚至将BIM 技术称为自CAD技术之后的建筑行业技术革新的第二次革命性变革。它的引入解决了长期以来困扰建筑行业发展的项目工程信息管理的难题，实现了项目工程内部各职能部门的信息共享以及对项目工程的全生命周期管理，使建筑工程项目管理实现了“质的飞跃”。
１ BIM 的技术特点分析
何谓BIM，美国的BIM 国家标准做出了如下的解释：“对一个建筑工程项目的物理和功能特性的数字化表达；一个信息共享的平台；一个实现建筑工程全生命周期管理的信息过程；一个实现建筑项目不同阶段信息插入、提取、更新以及修改的协同化作业平台。”从BIM 的标准中，我们可以发现BIM 所具有的可视化、协同性、模拟性、关联性和一致性的技术特点。
１.１ 可视化
所谓的可视化，即是说在BIM 技术的支持下，实现对建筑实物的立体化展现，这种近乎“逼真”的效果可以有效避免施工过程中的损失。在以往的建筑施工过程中，一般是应用平面的施工图纸做导向，但图纸最大的缺陷就是立体感明显不足，仅是设计人员的凭空想象，直观性不强，势必会对建筑物重要功能产生遗漏而不得不重新施工，造成了极大的损失。然BIM 技术的引入，以其三维、四维、甚至Ｎ维的可视化强大功能，可以实现对建筑物物理结构和功能特性的数字化表达，使一个超乎真实的立体建筑物模型得以呈现在人们的面前（如图１）。更有甚者，BIM 不仅在建筑设计阶段实现可视化，在施工、运营的过程中同样可以达到可视化的效果。
图１ 基于BIM 技术下的水立方可视化模型
１.２ 协同性
由于建筑项目工程涉及的部门较多、包括了施工部门、设计部门、监管部门、甚至融资部门等等，实现各方的信息的有效沟通以实现建筑项目的协同性是项目顺利开展的关键环节。此外，由于各方对于项目相关技术参数的掌握和理解程度有所偏差，假使在施工之前未能实现充分的沟通，就有可能导致“临时抱佛脚”甚至施工事故的产生，不仅对项目的进度产生重大影响，也会导致相关部门的信誉度遭受重创。为此，在问题为暴露之前实现各方“未雨绸缪”的有效沟通无疑是“共赢”的最佳表达，而BIM 技术所特有的对项目各方的意见、建议进行交流和汇总的强大功能，并通过计算机程序来对施工工序进行模拟，不仅有效避免了建筑事故的发生，还能做到发现问题，协调沟通的理想效果。
１.３ 模拟性
BIM 的模拟性技术特点，是指BIM 不仅能在项目设计阶段实现对建筑物的模型模拟，通过三维、四维的效果图来消除以往图纸设计的缺少直观性的缺陷，还能够在项目实施过程中达到模拟的效果，即是说模拟施工建设的整个过程。在建筑物设计阶段，BIM 会针对所设计的建筑物的各个部门的性能进行模拟，包括节能模拟、突发危机事件的人员疏散模拟、对建筑物的光照模拟、热能传导模拟等等；而在项目施工阶段，则表现为对项目的施工效果的三维模型进行４Ｄ模拟（如图２），即是说可以实现模拟施工流程，BIM的此种性能，不仅为建筑工程的施工方案的确定寻求依据，更为重要的是，在施工流程模拟中，项目各方可以及时发现问题，并实现工程造价成本的有效控制，为经济效益的提高“保驾护航”。
１.４ 关联性和一致性
所谓的关联性，是指在BIM 技术下，项目设计模型中的各项数据是彼此关联的，当某一数据参数发生改变时，与这一数据参数相关联的其他参数信息都会随之发生变化，以实现技术数据参数的吻合性。此外，在项目进度的不同阶段，这些技术数据参数信息无需重复输入，也不会发生改变，实现了项目数据信息的全生命周期的一致性。BIM 技术所具有的关联性和一致性的功能，保证了施工过程中各种数据参数信息的精确性，也实现了建筑工程全生命周期管理各个阶段信息资源的无缝链接。
图２ 基于BIM 技术下的施工模拟图
因此，在对BIM 技术特点的分析中，我们可以得出，BIM 技术是一种以信息技术为基础的，以计算机为载体的，能够对建筑工程全生命周期管理过程中的各种信息数据进行有效分析和整合的信息管理模式。
２ 当前建筑工程项目信息管理的现状与不足
对建筑工程项目进行科学管理，重点无疑是成本的管理和控制。在以往的建筑项目管理实践中，概算超估算、预算超概算、决算超预算的现象屡见不鲜，不仅影响了施工的进度，更是由于成本控制的不完善导致诸多“烂尾楼”的出现，这些不良结果的产生，与传统落后的项目信息管理模式“唇齿相依”。
在信息化、网络化不断迈进的今天，以计算机软件为载体来实现对建筑工程项目相关信息的科学化、规范化管理，可谓是形势之所需，发展之所求。然在《全国施工企业信息化建设现状与发展趋势调查报告》（２００９）提到：我国大中型建筑企业约２０％开展了信息化工作，达到对企业管理辅助应用水平的比例为３９％；６１％企业处于办公文字处理和简单工具软件的应用水平。由此可见，我国建筑企业的项目管理信息化仍然“任重而道远”，然是否实现项目管理信息化也就成为现代建筑企业与传统建筑企业的“分水岭”。由于大多数建筑企业为实现信息化管理，导致当前建筑工程项目信息管理中出现诸多不足，主要表现为以下几个方面：
２.１ 图纸化设计的“专业碰撞”导致施工难度增加
建筑工程的设计，并非某一个专业可以达成，必是各个专业发挥“主观能动性”并形成合力的最终结果。这些专业无疑包括了土木工程、电气自动化、通信安全、排水工程、建筑工程等等，对于某一个专业的设计图纸而言，是不存在问题的，然将所有的图纸设计综合在一起，问题将在所难免，尤其是现代建筑与以往建筑相比，结构更为复杂、功能更为齐全，愈加增加了设计的难度，出现图纸化设计的“专业碰撞”。然这种碰撞的结果，一方面是导致施工方“无所适从”、“难以下手”，出现工期延误和成本增加的不良后果；另一方面则表现为由于对施工图纸的似懂非懂，为赶进度，进而影响工程质量安全。
２.２ 信息沟通的不到位导致项目各方的协同性严重不足
由于建筑项目工程在设计、施工和运营阶段均涉及到诸多的数据参数信息，大量的工程数据在施工开始之后也会“批量”产生。对于项目相关各方来说，能否及时、准确地接收到工程信息对其进行深入分析和总结，并实现各部门之间的无缝隙交流，是保证工程质量安全和进度的基本条件。然在传统的信息管理模式中，由于缺乏信息化为支撑，项目各方在接收信息的过程中存在滞后性，使项目各方的沟通和协同性严重不足，导致工程项目管理成本的不必要的增加。
２.３ 工程量计算不得法导致工程造价“失准”
工程量是决定工程造价的关键部分，而工程造价又是建筑工程成本控制的重要内容。然在传统的工程量计算方法下，由于缺少科学、规范、高效的计算模型，而工程量又具有计算规则繁琐、涉及面广、工作量极大的特点，稍不谨慎，就会出现多算、重算或漏算，进而导致工程量计算“失准”不良状况，极大地影响了建筑工程的成本控制。
据有关数据显示，我国建筑业信息化率仅约０.０２７％，与国际建筑业信息化率０.３％的平均水平相比，差距高达１１倍。如此重大的差距与我国的经济发展水平是严重不协调的。更有甚者，由于建筑行业信息化的极不完善，导致在工程项目各职能部门之间信息传递效果差，信息协同性不强，信息意思表达不够明朗，信息利用价值不高等等状况，极大地弱化了建筑行业的经济效益和社会效益。
BIM（Building Information Modeling）技术的创新为解决建筑行业中存在的棘手项目工程管理信息化带来了“福音”，有学者甚至将BIM 技术称为自CAD技术之后的建筑行业技术革新的第二次革命性变革。它的引入解决了长期以来困扰建筑行业发展的项目工程信息管理的难题，实现了项目工程内部各职能部门的信息共享以及对项目工程的全生命周期管理，使建筑工程项目管理实现了“质的飞跃”。
１ BIM 的技术特点分析
何谓BIM，美国的BIM 国家标准做出了如下的解释：“对一个建筑工程项目的物理和功能特性的数字化表达；一个信息共享的平台；一个实现建筑工程全生命周期管理的信息过程；一个实现建筑项目不同阶段信息插入、提取、更新以及修改的协同化作业平台。”从BIM 的标准中，我们可以发现BIM 所具有的可视化、协同性、模拟性、关联性和一致性的技术特点。
１.１ 可视化
所谓的可视化，即是说在BIM 技术的支持下，实现对建筑实物的立体化展现，这种近乎“逼真”的效果可以有效避免施工过程中的损失。在以往的建筑施工过程中，一般是应用平面的施工图纸做导向，但图纸最大的缺陷就是立体感明显不足，仅是设计人员的凭空想象，直观性不强，势必会对建筑物重要功能产生遗漏而不得不重新施工，造成了极大的损失。然BIM 技术的引入，以其三维、四维、甚至Ｎ维的可视化强大功能，可以实现对建筑物物理结构和功能特性的数字化表达，使一个超乎真实的立体建筑物模型得以呈现在人们的面前（如图１）。更有甚者，BIM 不仅在建筑设计阶段实现可视化，在施工、运营的过程中同样可以达到可视化的效果。
图１ 基于BIM 技术下的水立方可视化模型
１.２ 协同性
由于建筑项目工程涉及的部门较多、包括了施工部门、设计部门、监管部门、甚至融资部门等等，实现各方的信息的有效沟通以实现建筑项目的协同性是项目顺利开展的关键环节。此外，由于各方对于项目相关技术参数的掌握和理解程度有所偏差，假使在施工之前未能实现充分的沟通，就有可能导致“临时抱佛脚”甚至施工事故的产生，不仅对项目的进度产生重大影响，也会导致相关部门的信誉度遭受重创。为此，在问题为暴露之前实现各方“未雨绸缪”的有效沟通无疑是“共赢”的最佳表达，而BIM 技术所特有的对项目各方的意见、建议进行交流和汇总的强大功能，并通过计算机程序来对施工工序进行模拟，不仅有效避免了建筑事故的发生，还能做到发现问题，协调沟通的理想效果。
１.３ 模拟性
BIM 的模拟性技术特点，是指BIM 不仅能在项目设计阶段实现对建筑物的模型模拟，通过三维、四维的效果图来消除以往图纸设计的缺少直观性的缺陷，还能够在项目实施过程中达到模拟的效果，即是说模拟施工建设的整个过程。在建筑物设计阶段，BIM 会针对所设计的建筑物的各个部门的性能进行模拟，包括节能模拟、突发危机事件的人员疏散模拟、对建筑物的光照模拟、热能传导模拟等等；而在项目施工阶段，则表现为对项目的施工效果的三维模型进行４Ｄ模拟（如图２），即是说可以实现模拟施工流程，BIM的此种性能，不仅为建筑工程的施工方案的确定寻求依据，更为重要的是，在施工流程模拟中，项目各方可以及时发现问题，并实现工程造价成本的有效控制，为经济效益的提高“保驾护航”。
１.４ 关联性和一致性
所谓的关联性，是指在BIM 技术下，项目设计模型中的各项数据是彼此关联的，当某一数据参数发生改变时，与这一数据参数相关联的其他参数信息都会随之发生变化，以实现技术数据参数的吻合性。此外，在项目进度的不同阶段，这些技术数据参数信息无需重复输入，也不会发生改变，实现了项目数据信息的全生命周期的一致性。BIM 技术所具有的关联性和一致性的功能，保证了施工过程中各种数据参数信息的精确性，也实现了建筑工程全生命周期管理各个阶段信息资源的无缝链接。
图２ 基于BIM 技术下的施工模拟图
因此，在对BIM 技术特点的分析中，我们可以得出，BIM 技术是一种以信息技术为基础的，以计算机为载体的，能够对建筑工程全生命周期管理过程中的各种信息数据进行有效分析和整合的信息管理模式。
２ 当前建筑工程项目信息管理的现状与不足
对建筑工程项目进行科学管理，重点无疑是成本的管理和控制。在以往的建筑项目管理实践中，概算超估算、预算超概算、决算超预算的现象屡见不鲜，不仅影响了施工的进度，更是由于成本控制的不完善导致诸多“烂尾楼”的出现，这些不良结果的产生，与传统落后的项目信息管理模式“唇齿相依”。
在信息化、网络化不断迈进的今天，以计算机软件为载体来实现对建筑工程项目相关信息的科学化、规范化管理，可谓是形势之所需，发展之所求。然在《全国施工企业信息化建设现状与发展趋势调查报告》（２００９）提到：我国大中型建筑企业约２０％开展了信息化工作，达到对企业管理辅助应用水平的比例为３９％；６１％企业处于办公文字处理和简单工具软件的应用水平。由此可见，我国建筑企业的项目管理信息化仍然“任重而道远”，然是否实现项目管理信息化也就成为现代建筑企业与传统建筑企业的“分水岭”。由于大多数建筑企业为实现信息化管理，导致当前建筑工程项目信息管理中出现诸多不足，主要表现为以下几个方面：
２.１ 图纸化设计的“专业碰撞”导致施工难度增加
建筑工程的设计，并非某一个专业可以达成，必是各个专业发挥“主观能动性”并形成合力的最终结果。这些专业无疑包括了土木工程、电气自动化、通信安全、排水工程、建筑工程等等，对于某一个专业的设计图纸而言，是不存在问题的，然将所有的图纸设计综合在一起，问题将在所难免，尤其是现代建筑与以往建筑相比，结构更为复杂、功能更为齐全，愈加增加了设计的难度，出现图纸化设计的“专业碰撞”。然这种碰撞的结果，一方面是导致施工方“无所适从”、“难以下手”，出现工期延误和成本增加的不良后果；另一方面则表现为由于对施工图纸的似懂非懂，为赶进度，进而影响工程质量安全。
２.２ 信息沟通的不到位导致项目各方的协同性严重不足
由于建筑项目工程在设计、施工和运营阶段均涉及到诸多的数据参数信息，大量的工程数据在施工开始之后也会“批量”产生。对于项目相关各方来说，能否及时、准确地接收到工程信息对其进行深入分析和总结，并实现各部门之间的无缝隙交流，是保证工程质量安全和进度的基本条件。然在传统的信息管理模式中，由于缺乏信息化为支撑，项目各方在接收信息的过程中存在滞后性，使项目各方的沟通和协同性严重不足，导致工程项目管理成本的不必要的增加。
２.３ 工程量计算不得法导致工程造价“失准”
工程量是决定工程造价的关键部分，而工程造价又是建筑工程成本控制的重要内容。然在传统的工程量计算方法下，由于缺少科学、规范、高效的计算模型，而工程量又具有计算规则繁琐、涉及面广、工作量极大的特点，稍不谨慎，就会出现多算、重算或漏算，进而导致工程量计算“失准”不良状况，极大地影响了建筑工程的成本控制。
原文网址：http://www.pipcn.com/research/201305/15242.htm
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