BIM技术在现代建筑工程项目管理中的应用研究*

李雅婷

(广东海洋大学，广东 湛江 524088)

BIM技术在现代建筑工程项目管理中的应用研究*

李雅婷

(广东海洋大学，广东 湛江 524088)

面对我国建筑行业升级转型的新形势,为推进BIM技术在建筑工程项目中的应用，通过文献分析和对比研究，建立了以BIM为核心的工程项目管理工作方法，以有效解决传统项目管理所造成的项目管理问题，提高项目各个参与方的管理水平和效率。BIM技术在现代工程项目管理中应用于提高项目进度、质量和造价管理水平，具有明显优越性。

BIM；工程项目管理；建筑工程

0 引言

2015年中国建筑业总产值达180 757亿元，与2014年相比增长2.3%，中国建筑业总产值首次出现增幅大幅减小、增速减缓的局面。传统建筑工程项目粗放式生产模式难以适应新形势下的建筑工程项目现代化进程的要求。对建筑工程项目的目标控制是现代建筑工程项目管理的核心，其内涵：涉及建筑工程项目的全过程管理，即工程项目决策阶段管理、实施阶段管理和运营阶段管理；涉及参与建筑工程项目的各个单位的管理。

1 传统建筑工程项目管理方法和存在问题

传统建筑工程项目管理将各个单位按照参与工程建设的时间阶段分割开来。各个单位站在各自利益角度完成各自的项目管理目标，盲目追求最低造价、最快进度的建筑工程项目管理目标，忽视工程项目质量目标。这使得我国建筑工程项目使用寿命远远低于世界平均水平，造成大量社会资源的浪费。

1.1 传统建筑工程项目的进度管理

建筑工程项目都是在一定时间节点内完成预定建设目标。项目是否按期完工直接关系建设投资方的资金效益。工程项目的进度目标是工程项目管理三大主控目标之一。为保障建筑工程项目时间目标的实现，通常会制订多种时间计划并严格执行。如表1所示，随着工程项目管理理论的不断发展，出现多种编制建筑工程项目进度计划的管理方法。

在工程实施过程中，虽然有多重详细进度计划和横道图、网络图等管理方法做支撑，但建筑工程项目进度“破网”问题依然存在，并对项目的整个进度进程和经济效益产生直接影响。传统建筑工程项目进度管理中存在的问题可归纳为：

(1)设计图问题。设计阶段的图样数量庞大，难免出现错误；各个专业设计分别独立开展，容易出现设计碰撞和设计矛盾，造成设计变更影响项目进度。

(2)网络计划执行问题。网络计划抽象，致使一线工人难以理解和执行，也易造成工程进度滞后。

表1 传统建筑工程项目管理中进度计划编制办法表

(3)工程建设信息交流不畅问题。二维CAD图的项目形象差，项目各个参与方对工程项目图和工艺有不同理解，致使工程延误。

(4)依据经验编制的进度网络计划的不合理编制问题。

(5)施工环境影响问题。

1.2 传统建筑工程项目的质量管理

建筑工程项目质量是指在满足国家有关要求前提下，通过设计和施工等活动实现建筑物安全使用且美观经济的综合要求[1]。建筑工程项目质量涉及工程的各个阶段和各个参与单位。项目质量管理是通过高效低价的管理工作来实现建筑工程项目质量标准要求[2]。建筑工程项目质量管理遵循动态控制原理，将不同阶段质量目标的值不断与工程建设过程的实际值做出对比，发现质量偏差，及时采取质量纠偏措施以保证项目建设活动顺利进行。最常见的传统建筑工程项目质量管理方法——项目的PDCA质量管理,可持续改善项目的质量。建筑工程项目的质量管理活动包括四个环节：①计划P：明确工程项目的质量目标和为了实现质量目标的质量控制方案；②执行D：实践工程项目的质量控制方案；③检查C：检查工程项目的质量控制方案的实践情况和实践结果；④行动A：对于发现的工程项目质量问题及时采取纠偏措施。在PDCA质量管理活动不断循环的过程中持续优化工程项目质量，达到既定质量目标(图1)。

图1 PDCA质量管理活动

传统建筑工程项目质量管理存在的问题主要体现在：

(1)人员问题。工程项目的决策人员、设计人员和施工人员素质直接影响建筑工程项目质量。人员素质问题在传统建筑工程项目质量管理中较少考虑。

(2)材料采购与应用问题。

(3)专业规范和技术标准实施问题。

(4)各个专业工种协调问题。

1.3 传统建筑工程项目的造价管理

建筑工程项目是在一定财力投入条件下完成的工程实体。建筑工程项目造价管理是项目管理的一项主要任务。项目造价通常是指建筑工程项目投资建成后所花费的全部造价与费用。项目造价管理是指在满足国家规定质量标准和使用功能的前提下确定拟建工程所需要的全部建设费用的目标，并为实现这一目标而进行的一系列管理活动[3]。传统建筑工程项目造价管理侧重于工程项目的预算编制。建筑工程项目工程预算编制工作用公式可表示为

项目总造价=∑(工程量×价格数据×消耗量指标)

由于建筑工程项目各个参与单位自身利益的不一致性，对项目造价管理内容的理解存在差别：对于建设单位表现为工程项目的投资控制，对于工程承包方则表现为合同造价目标下的施工造价控制。

由此可见，传统建筑工程项目造价管理都要面临以下问题：

(1)工程量确定问题。首先，项目各个参与方都会迅速快捷准确地确定工程数量；其次，建筑工程项目参与各方会重复计算工程项目的工程量。

(2)建筑工程项目数据变更问题。首先，建筑市场上人工、机械、材料的价格数据经常变化，国家或地区定额价格更新速度慢，直接影响工程项目的计价过程；其次，工程项目实施过程中设计变更、签证索赔等情况时有发生，导致工程项目的工程量和工程价格信息数据都要及时调整。

(3)定额消耗量指标问题。各个企业生产定额水平和各地政府颁布的定额水平存在较大差异，单纯利用政府制定的定额消耗量指标直接影响工程计价的准确性。

在教学中，教师首先要对文本插图进行深度研究，从中挖掘教学契机。人教版一年级《我们爱整洁》，这一节的内容旨在培养学生养成讲卫生、爱整洁的好习惯。教师首先利用多媒体出示整洁的桌面和不整洁的桌面，让学生观看并选择出自己喜欢的桌面。学生自然选择整洁的桌面，这时教师顺势导入新课。对整洁和不整洁有了初步认知后，教师让学生回忆生活中见到的不整洁的例子，学生一时想不起来。这时，教师借助文本中的三幅插图，让学生说一说插图中有哪些不整洁的现象。学生纷纷举手回答。回答结束后，教师引导学生思考：“这些不整洁的现象如何才能清除呢？你来帮帮他们吧，爱整洁的他们又会是什么样子的呢？”学生纷纷出谋划策。

(4)造价信息出现交流障碍问题。传统建筑工程项目各个参与方进行造价管理时，其造价人员分别计价，各自所掌握的造价信息缺乏共享，无法对项目进行多算对比，致使项目造价管理水平质量一般。

2 基于BIM技术的现代建筑工程项目管理

现代建筑工程项目管理理论越来越与计算机技术结合在一起。计算机仿真模拟技术的不断成熟，使得对工程项目全生命周期管理成为可能。建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)是一个设施物理特性和功能特性的数字化表达。BIM通过对建筑工程项目的各种数据信息整合模拟合成建筑物，而这个建筑物数字模型具有可见性、可调整性且可以输出图样。BIM模型是在开放的工业标准——工业基础类(Industry Foundation Class，IFC)标准下建立的模型，在不同的软件中完成数据转换和共享，使得项目建设的各个参与方实现协同作业和共享信息。

2.1 基于BIM技术的建筑工程项目进度管理

基于建筑信息模型的4D模拟施工技术可以有效解决传统建筑工程项目进度管理中出现的各种问题。具体工作步骤如下：

(1)业主根据自身建设要求收集建筑工程项目所必需的相关资料信息，委托设计单位开展工程项目各个专业三维模型的建立和整合。

(2)根据已建立的三维工程项目建筑信息模型(3D模型)，精确计算项目所需工程量。

(3)结合企业定额和项目总进度要求确定精细项目进度计划表和项目里程碑时间节点。

(4)3D模型与进度表相连接，建立4D模型，实现可视化的施工场地布置，同时对各种施工设备、设施及进度进行动态管理。

如表2所示，由于客观条件和滞后的管理技术，传统建筑工程项目进度管理存在一定的问题，造成工程项目进度滞后，但基于BIM的现代工程项目管理可以较好地解决这些问题。

基于BIM技术的现代建筑工程项目进度管理与传统建筑工程项目管理技术手段相比具有巨大的应用优越性。BIM技术成果是具有完整工程项目数据信息的高仿真三维立体模型。具有可视性和操作性特征的BIM模型可以帮助各个专业协同作业，避免设计图“碰撞”的问题。同时基于BIM模型的4D虚拟施工可提前模拟施工环境和可能出现的施工阶段问题，提前制定施工应对措施和最佳施工方案，保障项目进度计划目标的实现。

2.2 基于BIM技术的建筑工程项目质量管理

一方面，影响工程项目的质量因素多；另一方面，传统质量管理方法实际应用性能差。现代建筑工程项目管理应用BIM技术可以有效提高项目质量管理效率和水平，优化工程项目质量目标。

基于BIM技术的建筑工程项目质量管理步骤：

(1)建立工艺流程的质量标准和技术规范。

(2)依据已确定的技术规范和标准建立BIM模型。

(3)利用BIM模型输出各种建筑构件的数量规格，汇总建筑构件所需的建筑材料品种、规格和制作信息。

(4)项目管理者根据上述模拟信息实时监控建筑产品质量和施工技术质量实际信息，及时发现偏差，采取应对措施，保障工程质量。

影响建筑工程项目质量的因素众多，传统建筑工程项目质量管理工作的效率和水平受施工环境、劳动人员素质等客观、主观因素影响，应用现代化的BIM技术可以有效应对传统管理工作中出现的质量问题，并可以有效解决由于质量管理局限性所带来的问题(表3)。

由此可见，基于BIM模型的建筑工程项目质量管理虽然可以充分解决技术等客观因素造成的工程项目质量管理问题，但是无法解决由于人员主观意愿等主观因素造成的建筑工程项目质量问题。

表2 项目进度管理中的问题及其应用BIM技术的解决结果

2.3 基于BIM技术的建筑工程项目造价管理

建筑工程项目管理的核心是为了工程项目增值，并有利于工程项目投资控制。在对建筑工程项目全过程造价管理中，BIM技术极大地提高了造价管理效率和水平。基于BIM技术的建筑工程项目造价管理步骤：

(1)建立BIM模型。利用BIM软件将建筑工程项目的二维图元数据全部转化为三维数字信息。即将工程项目的建筑、结构、机电的各个构件信息、属性信息全部保留在可视化的BIM模型中，同时可迅速得出该项目的各个专业工程量。

(2)优化模型。一方面，在价值工程和限额设计帮助下，工程师可直接优化BIM模型控制造价，制定合理的项目造价控制目标；另一方面，检查模型是否充分适应业主未来运营使用要求及是否存在各个专业设计冲突问题，减少施工阶段的设计变更。

(3)监测和调整模型数据信息。进入项目建设过程，监控签证变更，及时在模型中修正变更的工程信息。

(4)确定项目当前造价。一方面，根据“项目的当前造价=合同价格+工程变更价格”原理，可迅速确定造价；监理和造价工程师能够及时监测项目进展，控制项目投资支出，充分利用建筑数字模型进行建筑工程项目成本管理[4]。另一方面，BIM模型可分阶段生成建筑工程项目造价文件，为工程进度款支付提供统计信息，实现工程项目全过程造价管理中的多算对比。

(5)建立数据库，共享建设数据信息。BIM模型数据上传至服务器，可实现建筑工程项目建设信息共享，项目各个参与方利用BIM模型可实现工程量网上复核。同时为未来同类型项目积累数据信息，为未来的工程项目投资建造提供依据和参考，推动建筑行业长远发展。

如表4所示，对于上文所提到的传统建筑工程项目造价管理由于管理方法和技术落后等造成造价管理人员管理水平低下的问题，以BIM为基础的现代建筑工程项目造价管理提供了一种全新的管理办法和思维方式。

表3 项目质量管理中的问题及其应用BIM技术的解决结果

表4 项目造价管理中的问题及其应用BIM技术的解决结果

(续)

由此可见，以BIM为基础的现代建筑工程项目造价管理具有巨大的优势，有利于项目各个参与方的造价人员提高管理工作效率和水平，实现工程项目全过程造价管理。

3 结语

新形势下，BIM技术是建筑业的一场技术革命。由于BIM模型具有三维可视、包含的项目信息全面、便于信息交流等特征，基于BIM技术的建筑工程项目管理在应对进度、质量和造价管理问题上具有巨大优势，也能极其有效地提升项目各个参与方的项目管理水平和效率。在建筑工程项目的各个参与方中推行基于BIM技术的工程项目管理方法是应对我国建筑行业升级转型的必然要求。不过BIM应用仍具有一定的局限性，一般侧重于解决由于管理方法和管理工具滞后、信息交流途径不畅等客观因素造成的项目管理问题，对于项目参与方人员素质、各地不同的计价政策等主观因素影响项目管理的问题，BIM技术尚难有效解决。

[1]丁士昭.工程项目管理[M].2版.北京:中国建筑工业出版社，2014:230-233.

[2]孙成双，江帆，满庆鹏.BIM技术在建筑业的应用能力评述[J].工程管理学报，2014(3):27-31.

[3]李先君，罗远洲.工程项目管理[M].武汉：武汉理工大学出版社,2009:125.

[4]王有群.BIM技术在工程项目三大目标管理中的应用[D].重庆：重庆大学，2012:31.PMT

广东海洋大学“创新强校工程”2015年省财政专项资金支持项目“BIM在现代工程项目管理中的应用研究”，课题编号：2015KQNCX057(GDOU2015050235)。

2016-04-01