基于BIM的管理流程与组织结构及其对项目绩效的影响研究

刘亚静 陈帆 陈爱珠 谢丽萍

摘 要：为了解决传统的项目管理模式与BIM环境下的项目管理产生的冲突，首先，结合国内应用BIM技术的工程实际，研究了BIM环境下的项目管理流程与组织结构，提出了一套具体的BIM的跨组织、跨部门的项目管理流程与组织结构，该流程将复杂的项目管理工作具体化、逻辑化，该矩阵式组织结构实现了不同部门间分工明确又协同共享的工作机制。其次，分别对BIM环境下形成的这种新式的项目管理流程与组织结构对项目绩效产生的影响进行了分析，重点分析其对项目进度的影响。研究发现，BIM的管理流程与组织结构能够很好地控制项目的质量、进度和成本，有利于应用BIM技术的建筑企业实现高效的创新管理，提高项目绩效。

关键词：BIM；项目管理；协同共享；管理流程；组织结构

中图分类号：TU 712 文献标识码：A 文章编号：1672-7312（2016）06-0667-06

0 引 言

建筑工程是一个涉及多个专业领域，综合性很强的系统工程，它包含的大量信息需要强有力的技术手段去采集、分类、分析、检索和传输，而建筑行业相对于其他行业而言割裂性比较明显，在设计、施工、监理、运维等各个阶段相关部门协调性较差，不能实现信息的有效共享，进一步加大了建筑工作的难度。近年来，随着信息技术日新月异的发展，我国各个行业的技术水平、管理能力得到了有力的提升。BIM作为数字建筑技术中出现的新概念、新理念和新技术，为建筑行业的进步提供了有力的技术支持，促进了决策流程和成本控制的优化（如图1），成为建筑企业核心竞争力之一，使传统的项目管理模式、管理流程以及管理人员的管理理念发生变化，它在工程项目中的应用无疑是建筑行业的又一次重大变革[1]。为了充分发挥 BIM的功能，提升BIM应用成熟度，应将 BIM嵌入到项目管理的整个过程，实现 BIM与传统的项目管理的充分融合，从而促进BIM技术在建筑行业的可持续发展。因此，许多国内外大型工程项目都采用了BIM技术，相应地出现了异于传统的跨组织、跨部门的项目管理流程与组织结构。这种BIM环境下的项目管理流程与组织结构是文中研究的重点内容，其优点在于各参与方都以项目任务为中心，以BIM信息平台为中心共享信息，积极开展协同工作，这样不仅提高了信息流通的效率和项目人员的工作积极性，也在一定程度上实现了缩短工期、节约成本、提高项目质量的目标。

1 建筑信息模型

BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型），是指在设计、施工、运维过程的整个或者某一阶段中，应用3D或4D信息技术，进行系统设计、虚拟建造工程量计算、协同施工、造价管理、设施运维的一种新型建造技术和管理手段。BIM的建筑模型具有三维模型可视化、设备和构件参数化、任务划分与管理明确化等特点，而且可通过远程与移动平台工作，相关人员只要把现场图片上传并同步到服务器的项目BIM模型上，其他技术员便可在电脑上或客户端上，查看接收相应的标记内容，确保管理人员身在办公室就能掌握现场的真实情况。此外，同一BIM信息平台的多专业多团队的工作模式，辅以实时协同、阶段性协同、三维校审的工作方法，4D进度跟踪及时解决各种错漏碰缺，避免劣质返工现象的发生，实现高效的项目管理[2]。

如图1所示，应用BIM技术可以减少甚至消除各种可能导致工期延误和造价浪费的设计隐患，利用BIM信息平台强大的数据支撑和技术支撑能力，提高项目全过程精细化和信息化管理水平，从而大幅提升项目效益。此外，要想最大化工程项目的产出必须在项目的前期就引入BIM技术，而且一些重要的决策主要发生在设计阶段，相比传统的项目决策发生在施工阶段，BIM的决策流程大大减少了工程变更成本，此外，在项目的后期得到的BIM模型、BIM专业人才以及BIM管理经验也是工程的隐形价值所在。

根据Eastman的描述，BIM起源于欧美，它的相关概念、方法和方法论可以追溯到二十世纪七十年代，而人们称之为“BIM”已经有15年的时间[3-4]。任何新事物从它的产生到被大众接受并成功应用创造价值，都要经历一段漫长的时间，BIM也不例外。Linderoth认为即便是在欧美，BIM从单纯的应用在设计阶段、设施管理到最后在全生命周期内的成功使用，都是企业、科研单位等经历了很长一段时间的探索和反复试验得到的成果[5]。二十一世纪初，BIM被引进中国，从此建筑领域掀起了一股学习、应用BIM的浪潮，一些重要的大型项目都纷纷采用BIM技术。十多年来，与BIM相关的研究得到高度重视并快速发展，政府部门也陆续出台了一些政策。到2016年，政府投资的2万平方米以上的大型公共建筑，申报绿色建筑项目的设计、施工都要采用BIM技术，扶持相关部门研发具有我国自主知识产权并且符合工程实际需要的BIM应用软件。

BIM作为一种新技术，它的使用对传统的项目管理提出了挑战。此，文中分析了BIM在嵌入传统工程项目管理过程中产生的新式项目管理流程与组织结构及其对项目绩效产生的影响，并对企业如何在BIM环境下有效地实现项目管理流程与组织结构给出了几点建议。

2 BIM的项目管理流程与组织结构分析

BIM信息平台可将设计协同、施工协同、管道碰撞、建筑漫游、采光分析和仿真分析的数据集中在统一平台上进行存储和分析，各专业人员在以BIM模型为中心的信息平台上进行有效的沟通和配合，既减少了不同专业间的冲突，又实现了数据信息与BIM模型的相互关联[6]。但是，实际工程项目中如何实现不同业务之间的有效协同，并定制适用于业务人员、管理人员和决策人员不同需求的功能模块，为业务人员提供业务实现工具，为管理人员提供管理控制手段，为决策人员提供决策分析依据[7]，也是实际项目管理对BIM应用提出的新挑战。为了探索以上问题的解决方法，实现项目各方的充分协同，严格控制项目的质量、进度和成本，文中在结合现有项目应用BIM技术的工程情况下，研究了BIM对传统项目管理流程及组织结构2个方面的影响，即由BIM在项目中的应用所产生的BIM项目管理流程与BIM项目组织结构，指导BIM应用项目建立符合工程实际的管理流程和组织结构，提高工程绩效。

2.1 BIM的项目管理流程

工程项目管理的内容涉及项目建设的全过程，包括项目立项、设计、施工、使用和维护，在此过程中围绕项目所进行的所有工作都属于项目管理的范畴[8]。随着项目规模的增大，所要求的技术和信息量也越来越复杂，再加上建筑行业的割裂性，项目管理变得愈加困难。近年来，BIM在我国的成功应用为项目管理带来了曙光。通过BIM技术在项目上的成功应用，项目各成员间的协同成为可能，项目中的设计、施工、监理、运维等各方专业人员和管理人员之间的沟通都是以BIM平台中的3D/参数化模型为中心，各参与方在项目的不同阶段不断地在BIM平台上更新模型信息，有效地避免了模型在不同专业间传递时由于疏忽或缺乏专业知识而产生的错误。相比传统的项目管理流程，BIM的项目管理流程各阶段任务更具体化、逻辑化，具体表现如图2，图3所示。

对比图2，图3发现，项目管理总流程中的阶段划分不变，但是每个阶段所涵盖的工作内容有所不同，在设计阶段不再需要概念设计，方案设计，初步设计，施工图设计等等步骤而简化为运用BIM技术建模与修改的过程。因为BIM建模涵盖了图纸设计、方案设计等工作，且BIM构件模型储存了大量的材料、施工工艺、建筑时间等多项信息，方便各方人员查阅，为后续施工阶段提供一套系统、便捷的管理资料。在施工管理阶段，管理的核心都被涵盖在以 BIM 模型为基础的虚拟建筑之中，管理人员可以将项目实际的质量、进度、成本信息与BIM模型中的信息进行比较，及时发现问题，多次虚拟施工方案直至达到最优，避免质量不达标而返工等影响工程质量和工期现象的发生，项目三控制（质量、工期、成本）的管理核心反映在BIM反复建模的过程中，以此来压缩项目管理的流程也是BIM 思想的初衷。交付使用阶段除了将实体工程项目交付使用之外，还将汇集了关于施工进程中遇到的各种问题相关信息的BIM 模型一并交付给业主，为业主的后续使用维护提供技术支持，此时的 BIM 模型成为能够真正反映建筑物真实面貌的最终成果，进一步简化了竣工结算的工作量。在项目交付使用后的维护运营阶段，传统项目管理只是以最终的二维图纸及相关资料对设施进行更新维护，无疑加大了难度和时间成本。而BIM模型真正模拟了建设项目的真实情况，其中包含的大量属性信息成为设施管理和设备更新的可靠依据，就算项目的使用寿命终结拆除之后，BIM 模型仍然能够作为项目经验的积累，为探索更加成熟的 BIM 项目管理提供参照。

2.2 BIM的项目组织结构

BIM应用项目中的各参与方以承载BIM模型的信息平台为中心进行沟通和信息共享，完成了信息传递渠道从多对多到一对多的转变，满足了多参与方在大型复杂项目中对协同管理的需求。例如，根据现场钢筋成本管控、结算审计需要，运用BIM参数化机电模型，快速统计开关插座的数量，结合现场实际，准确对开关插座固定钢筋的用量统计汇总，多专业BIM运用取得良好的经济效果；浇灌混凝土可以查询计划混凝土用量，钢筋采购可以查询不同直径钢筋需求量等，保证了提料的精确性，减少了二次运输的成本，提高了工作效率。BIM的应用在协同项目各方的同时也使项目管理组织结构发生变化，形成了图4所示的矩阵式组织结构。

在矩阵式组织结构中，横向与纵向以不同划分标准来划分。横向可以按照职能划分，如设计部，商务部，采购部，工程部等等，而纵向可按照分包商和施工阶段来划分。在图4所示的BIM的项目管理矩阵式组织结构中，每一个职能部门下的纵向模块代表了该职能部门所做的工作，且都以虚线隔开，横向只列举了分包商提供材料用量计划及统计实际材料消耗量2项工作，与上述职能部门间交叉合作。以某项建筑材料为例，项目正式开始后由设计部提供设计图纸，BIM小组根据设计图纸建模，技术部进行模型审核，分包商根据施工现场实际情况提供材料用量计划并明确其具体的需求时间和使用部位，考虑材料运输途中的损失量及预留的备用量，结合工程部BIM系统提取计划用量，这样既考虑了现场真实情况又确保了计划用量的精确性。在商务部通过材料用量计划的审核之后，采购部购买材料。此后，BIM小组将施工模型上传MC、BE系统，由工程部在BIM系统中统计施工所需要的材料数量与分包商提供的实际材料消耗量对比分析，由技术部寻找计划用量与实际用量产生差异的原因，工程部针对该项问题组织相关人员采取措施。

在此过程中，职能部门和不同阶段分包商相互之间紧密合作，信息共享，实现了高效的项目管理。

3 BIM的项目管理流程与组织结构对项目绩效的影响研究

3.1 BIM的项目管理流程对项目绩效的影响研究 BIM在项目中的协同管理、精细化、信息化管理大大提高了项目的效益，主要表现为质量、进度和成本。BIM的项目管理流程每个阶段涵盖的工作模块相互之间可以反复循环，确保工作结果达到最优才会进行下一阶段的工作，增强了工作人员的责任感，同时也保证了工程质量。相比于传统项目管理中简单的阶段到阶段的管理流程，BIM的项目管理流程更加详细具体，每个阶段下的子流程增强了不同专业、不同部门间的联系，项目各方以BIM数据平台为中心协同解决工程问题，既能人尽其才、取长补短，提高工作效率，节约时间成本和进度成本，又能提高项目管理的透明度，有效防止某些管理人员滥用职权贪污受贿。BIM中的每个构件模型都涵盖了详细的3D几何信息和产品信息，施工的时间及先后顺序，所需要的相关资源、材料等信息都可以在此构件模型中获得，系统自动生成的材料用量清单提供了精确的成本估算，BIM构件模型中存储的施工方法及工艺参数能够提供一套有效的质量控制系统，监督人员以此为质量标准对现场施工情况进行检验，确保工程质量符合要求。工作人员可以同时监控项目的质量、进度和成本，压缩了项目的管理流程，而且各阶段下的子流程反复循环直至工作结果达到最优，确保每个环节都准确无误，严把质量关避免因返工而造成的工期延误、成本超支等现象的发生。

3.2 BIM的组织结构对项目绩效的影响研究

矩阵式组织设计的好处是保证了信息渠道的通畅，项目各专业各部门在BIM数据平台上进行信息交流和共享，将工程中存在的问题及时上传到BIM平台，遇到复杂问题可以及时跨组织跨部门跨工种协调解决，能够提高企业和项目对环境变化以及工程问题的快速反应能力，从而实现建筑施工企业管理水平和技术水平的提升。此外，各职能部门工作模块的划分也是对各自工作内容的界定，出现工程问题时可以在第一时间找负责此项问题的职能部门解决，防止各部门间推诿扯皮现象的发生，建立了一套快速有效的追责机制。矩阵式组织结构的柔性管理模式下，不同职能部门的人员与各专项工作人员的结合相互之间取长补短，提高工作效率，职能部门与专项工作人员之间不再像以往的组织结构中需要上级的协调才能顺利开展工作，而是以项目任务为中心主动的展开交流，不仅有利于团队整体能动性的发挥，而且充分调动了组织成员的积极性[9]，当企业员工认识到自身价值得到重视才会更加主动地投身到项目中去，遇到问题积极地寻求解决办法而不是被动地等待上级部门指令。

BIM的矩阵式组织结构在企业或项目中形成的这种协同共享机制，一方面激发了员工的工作积极性，带动员工成为工作的主人而非制度下的奴隶，主动地投身到项目工作中去，提高项目对工程问题的快速反应能力，采取有效措施使项目损失达到最小，最大化地创造项目效益。另一方面，纵向划分的职能模块界定了各自的工作内容，防止出现工程问题时各部门间相互推卸责任，项目在这样的企业文化环境实现了高效的项目管理，保证了工程项目的质量、进度和成本都能实现预期的目标。

BIM的管理流程与组织结构打破了传统的项目管理模式，开创了一套更符合工程实际的弹性管理模式，各部门间积极的协同共享及便捷的BIM数据平台实现了高效的项目管理，能够严格控制项目的工期、质量和成本，以最小的投入获得最大的项目效益。此外，BIM应用在项目中比较常见且效果显著的就是对进度的管理，因此，文中将重点对BIM的管理流程与组织结构影响项目绩效的指标之一——进度进行分析。以往的项目管理中反映项目进度的主要有横道图、网络图，而且通常是根据关键线路法（CPM）制定项目进度的。关键路线法一般由计划人员制定，主观性较强，但计划人员一般不参与现场施工，不能准确地描述项目的限制条件，只能根据经验主观地判断影响进度的因素，既耗时又经常出现错误[10]。BIM技术的三维模型，所有的构件都是参数化的，从而构成了完整的三维模型。平台下的施工模拟技术是将三维建筑信息模型空间上增加时间维度形成4D模型[11-13]，在BIM的项目管理流程与组织结构下，各部门间职能明确又相互配合，不同专业人员之间相互合作使用高性能计算机进行施工过程的模拟，每个阶段下的子流程循环模拟就是为了得到一个最优的进度模型，严格控制项目进度在计划预期内，达到进度管理的目的。

图5为BIM的进度模型框架，由BIM模型得到的进度模型还可以结合现场施工信息，与计划进度进行比较，对影响项目进度的因素进行分析，在保持成本不变的前提下，重新调整资源配置，规划工序、改进工艺，预防类似延误工期问题的出现，这些都离不开各部门各专业间的相互配合，同时也要求设计阶段与施工阶段间紧密联系，因为在施工的同时可能仍需要设计阶段的建模人员结合现场信息调整进度模型。施工模拟技术是按照施工计划对项目施工全过程进行计算机模拟，在模拟的过程中诸如结构设计、安全措施、场地布局等各种冲突及风险问题会暴露出来，这些问题都会影响实际工程进度，甚至造成大规模窝工[14-15]。BIM的矩阵式组织结构，工作人员将现场数据上传到移动终端，建立现场质量缺陷、安全隐患等数据资料库，把更新的信息及时与BIM模型相关联，结构、施工、安装、安全、现场管理等各专业人员在BIM数据平台上进行自检和互检，将问题可视化，随时随地对问题的位置及详情准确掌握，及时统计分析质量安全风险因素，做好纠正预防措施，减少返工和整改，确保施工顺利进行，将项目进度严格控制在计划预期内。

4 结 语

BIM在项目中的应用将成为建筑行业的必然趋势，未来肯定会在大中型项目中普及。作为建筑业的一场技术革命，必然会逐渐推进工程建设从现有的二维模式进入3D时代，工程建设管理也将不断发展的电子信息技术，进入参数化模型共享和协同管理的新模式。BIM技术在项目中的应用正在潜移默化地影响着传统的管理模式，找出一条适合BIM环境的项目管理之道对当前的建筑业至关重要，它影响着BIM战略在建筑行业的顺利实施，也决定着第二次建筑技术革命能否在我国成功开展。

以上认识，文中结合国内一些应用BIM技术的工程案例，提出了一套更贴近工程实际的BIM的项目管理流程与组织结构，能够提高项目不同阶段的联系及各部门、专业人员间的协同共享，改善传统项目松散的管理现状，将复杂的项目管理工作具体化、逻辑化，提高项目人员的工作积极性，形成一套快速有效的追责机制和积极工作的企业文化氛围，有助于企业实现高效的项目管理，提高项目质量，有效控制项目工期和成本，最大化地创造项目效益。然而，由于BIM在我国的发展历程还比较短，缺乏成功的应用经验，对于应用BIM的企业来说，要想建立一套完善的项目管理流程与更适合工程实际的矩阵式组织结构来提高项目绩效，应该注意以下几点：

领导层及项目管理人员一定要在思想上正确认识BIM，使之成为企业的发展战略。在BIM软硬件及专业人才培养方面给予大力支持，安排员工多参加一些BIM学习交流会，项目管理人员要树立以BIM为核心的项目信息沟通理念，培养企业员工协同共享的合作意识，使BIM 观念深入人心。

向有经验的BIM应用企业或技术顾问学习经验，充分掌握BIM的工作机制以后，结合项目的实际情况进行阶段划分及各阶段各职能部门下的工作模块划分，并理清相互之间的逻辑关系。各阶段、部门间的任务划分要明确，同时各个专业抽调一些人员成立临时问题讨论组，共同解决工程中的突发状况。

建立完善的奖惩机制和监管机制。对于工作中表现积极且能运用自身专业知识主动解决工程难题的要予以奖励，以此来激励的工作积极性，更好地实现矩阵式的组织结构。对于在工程中为一己私利隐瞒或更改项目数据的一定要给予严惩，确保项目管理的透明化。同时要加强BIM总监的权力和义务，确保项目各阶段所需要的工程数据都已上传到BIM平台，及时检查数据的储存及共享状态，保证项目各方实时查阅最新的项目信息。

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