基于BIM技术的建筑协同管理研究综述

阮 林

(重庆交通大学经济与管理学院 重庆 400074)



基于BIM技术的建筑协同管理研究综述

阮 林

(重庆交通大学经济与管理学院 重庆 400074)

建筑行业的信息化发展使我国对建筑信息模型(BIM)技术的重视与日俱增。但要发挥BIM的价值，需要信息化软件支撑。本文通过对已有文献的分析，总结了我国在BIM技术上的研究现状以及存在的问题BIM的概念、研究现状以及基于BIM技术的建筑协同管理的研究成果，提出了网络环境下的BIM协同管理信息系统的概念。目的在于通过该网络平台系统，实现多方交流和协同作业，促进建筑行业信息化发展。

建筑信息模型；建筑协同管理；信息集成；工程信息化

引言

BIM中文翻译为建筑信息模型，它既是储存信息的载体，也是创建、管理和使用信息的过程[1]。BIM的技术的核心问题是建筑信息建筑全寿命周期过程中的信息共享与转换，实现数据互通与共享，来解决建筑行业中出现的“信息孤岛”的问题[2]。然而，建筑业具有信息密集的特点，一个项目往往涉及众多参与方，如业主、承包商、施工单位、监理单位等等。为了达到建筑目标，众多参与方参与同一个项目必然会产生如何协同管理的问题。BIM技术虽然能解决信息互联、技术兼容等问题，却无法解决协同作业的问题，建筑协同管理系统作为建筑信息管理平台，通过网络来传送数据，创建共享平台来连接各个参与方，能够有效地解决这一问题。因此，基于BIM技术的建筑协同管理的研究对建筑行业的发展具有重要意义。

近几年，很多研究人员对BIM技术的应用情况以及BIM技术与建筑协同管理进行了研究，本文对他们的研究成果进行了汇总、整理和分析，在此基础上提出了使用BIM的存在的问题以及解决的方法—建筑协同管理信息系统，并对未来BIM的发展方向做出展望。

一、BIM的理念与应用现状

(一)BIM的理念

BIM是建筑行业信息化发展的产物，也必将在未来的建筑行业中发挥重要作用。1975年，美国乔治亚技术学院的“BIM之父”Dr.chuck Eastmen最早提出了”Building Description System”[3]；之后Jerry Laiserin也对其概念进行了定义[4]；80年代，美国学者Robert Ashi为其命名为”Building Modeling”[5]；BIM理念进入中国以后，国内的学者也对BIM的概念做了进一步的研究。其中，何关培提出BIM是帮助业主实现房子升值、减少追加预算、保证项目进度、控制成本、实现后期运营维护等众多目标的工具，BIM咨询师的观点，认为BIM是过程与模型的综合，一方面它是一个存储信息的数字模型，另一方面又是一个利用模型里面的信息来对工程项目全寿命周期进行高效率管理的过程，核心是信息[1]。尚庆元则定义BIM为建筑物在设计和建造过程中创建和使用的“可计算数字信息”[6]。

(二)BIM的应用现状

随着建筑行业信息化的高速发展，CAD的功能已经不能满足建筑业信息频繁变更与信息共享的需求。BIM在CAD的基础上发展起来，能够根据建筑工程项目的相关信息数据建立起三维数据模型，与CAD相比较，BIM的可视性和可协调性能够更好地实现数据的存储和分享，能够实时在各阶段实现模拟和优化[7]。

近年来，一些北美、欧洲国家的BIM技术发展迅速，国外权威机构调查指出，其中北美地区的工程项目采用BIM技术的比例从07年的28%到09年的45%在上升到了到12年的71%，3/4的北美公司都采用了BIM技术[8]。美国多家大型的设计、施工企业在运用BIM技术后收益情况都普遍增加。2012年，运用BIM技术后收入最多的前10家公司都取得了过亿的成绩[9]。随着国外对BIM应用的普及和国内BIM的发展，BIM技术在建筑行业的影响力与日俱增，越来越多的国内外学者对BIM在建筑行业地应用应用进行了广泛的研究。杨德磊主要针对美、英、德、加拿大、韩国日本等国外发达地区，从BIM体系的完善、与新技术的集成、跨领域应用这三个方面来研究了BIM在国外的应用现状[10]。在国内，王翔主要对BIM技术在建筑设计阶段的推广应用做了研究[11]；刘启先则全面总结了BIM技术在建筑规划阶段、项目设计阶段、项目施工阶段、项目运营阶段的应用并分析其带来的价值[12]；贺灵童，李晓芬等人提出要在国内推广BIM技术，以求在“三期叠加”新常态下，实现建筑企业的最佳布局[13]；陈俊，祝叶结合我国应用BIM的具体案例，研究了BIM技术在我国“南京青奥会议中心”、“上海国家会展中心”和“武汉绿地中心项目”中的具体应用，得出BIM技术能够减少30%的项目成本，减少20%的交付时间，提高工程建设效率[14]。相关研究还有张俊，刘洋的基于云技术的BIM应用现状与发展趋势[15]。

二、BIM应用的优势与障碍研究

BIM技术贯穿建设项目的整个生命周期，要实现它在建设项目中的价值，就要了解BIM在建设项目中所发挥的优势，综合以往的研究，可将其能力与优势大致总结为一下几点：(1)集成工程中的数据信息，实时存储工程数据；(2)分享实时数据，避免或减弱工程中出现的信息孤岛问题，为各阶段决策提供依据；(3)提升协同效率，减低工程成本；(4)将业务的运营模式从一对一信息沟通方式发展为一对多的信息共享协同模式。

我国建筑行业规模巨大，但是信息化水平还远低于美国、英国、德国等发达国家。综合分析原因有以下几个：国产软件体系不健全；国内没有形成BIM统一标准；高等院校推广度低；各阶段缺乏协同管理系统，需要重复建模，不能解决协同作业的问题。国内研究者对此也有相关的研究。其中张春霞指出，我国的BIM主要在设计院应用较多，在其他阶段的应用还不普遍，并站在不同参与方的角度，提出并分析了BIM在我国建筑行业运用和推广中存在的各种障碍[16]。12年，何清华，张静提出了BIM在施工企业应用的11个障碍因素[17]。13年，何关培总结了BIM在建筑行业中的三大隐藏忧患：工程任务和BIM应用没有有机结合；非资深员工牵头企业BIM应用；拒绝二维，全员BIM[18]。潘佳怡，赵源煜首先通过一下几个步骤来总结了我国BIM发展的障碍因素：(1)查阅文献、专家访谈等手段来确定了国内BIM发展的普遍障碍要素；(2)通过问卷调查得出BIM在中国建筑行业发展的41项阻碍因素；(3)综合分析后提出15个关键因素，从而提出了“克服关键阻碍因素来”来促进我国BIM应用的方案[19]。

三、BIM与建筑协同管理的研究成果分析

(一)建筑协同管理在工程中的应用研究

长期以来，建筑业在我国的管理水平都远低于其他发达国家，一方面，这是由于我国建筑行业规模巨大，集中度低且具有多样性导致，另一方面，这主要是由于我国建筑行业有资源浪费严重、参与方总众多而交流匮乏、技术创新不足、信息技术水平低、管理人员能力不足等问题。建筑协同管理能够以低廉的价格，无需额外添置设备和培训就把哥哥项目参与方联结在一起，是我国建筑行业未来发展的方向。程磊深入分析了协同管理在建筑管理中的应用情况，从工程承包商和项目管理者、项目经理和相关职能部门、项目经理部门、项目经理和业主等几个方面探讨了协同管理的应用[20]。赵永良重点阐述了施工招标和项目管理中的协同管理应用问题[21]。张静晓、王引等人则讨论了基于信息共享的建设项目协同管理模式的研究[22]。

(二)基于BIM的建筑协同管理研究

建筑行业地的息化发要求建筑项目的管理技术也必然向着信息化发展。将BIM技术与建筑协同管理相融合，也是目前我国建筑行业管理的一个新趋势。目前国内基于BIM的建筑协同管理研究越来越多，不同的研究者从不同的角度出发，可以划分为以下几个方面：

一是设计阶段基于BIM的建筑协同管理上的研究。目前我国的BIM主要应用于设计阶段，特别是一些大型设计院，因此我国对于BIM的设计阶段的协同设计研究较多。冯涛，姬晨辉从Revit操作层面和制度层面来分析了协同设计的协同准备要点和方法并对BIM协同设计模式的推广提出了细化建模深度要求、统一BIM建模标准等注意事项[23]。封赟分析了BIM技术在建筑结构设计协同中的难点，并以剪力墙结构为例来分析了BIM的结构协同设计[24]。周艳，李宗煜将BIM设计与传统设计相比较，提出了BIM协同平台的功能要求[25]。王翔则从战略高度、组织层面、实践应用等方面来探讨了如何推广BIM在建筑设计中的推广应用的问题，并提出了自己的建议[26]。唐玥结合数字化技术，探讨通过建立工程信息库的方法来应用于建筑设计协同工作[27]。

二是对基于BIM的建筑协同管理系统的研究。要实现BIM模型的数据分享和交换，需要一个基于BIM的信息共享工作平台，这个平台主要是指基于网络技术的一个信息系统，通过网络构建工程项目数据库来实现信息提取和协同作业。何关培曾在2011年提出，要实现BIM的价值，需要三大，分工具，别是：IFC(工业基础分类)、IDM(信息交付手册)和IFD(国际字典框架)，三者分别起到定义信息交换格式、定义交换何种信息以及保证信息一致性的作用[28]。张连营，于飞从见建筑项目进度与建筑项目成本两个角度进行了协同管理系统框架构建，并结合某住宅原型，运用该管理系统来分析了BIM技术在在建设项目和成本管理上的优越性[29]。钟炜，姜腾腾将BIM定义为一种机制，通过IFC标准来建立BIM标准，创新性地引入熵值来表示系统有序的程度，在BIM标准和信息模型的基础上提出了建筑项目全寿命周期的建筑协同框架[24]。陈远，李洪欣开发了基于移动计算机的BIM协同工作平台[30]。陈彦，戴红军等人通过对比传统的工程项目管理信息系统(PMIS)与基于BIM和BS构架下的PMIS的优劣，来研究了BIM在工程项目管理系统中的框架中应该具备的功能以及这个系统如何在建筑全寿命周期中集成运行[31]。王勇，李久林对于在建筑设计阶段的BIM管理模型机制进行了探索[32]。张建平，曹铭等主要研究了BIM在施工阶段的应用管理，建立了基于IFC标准和BIM的建筑施工4D管理系统[33]。魏小朝，洪文霞等人则结合工程实例，说明了BIM技术在建筑信息化协同管理中的重要性[34]。

四、基于BIM的建筑协同管理信息系统

不管是对于基于BIM的一些建筑信息管理系统、机制和框架的研究，还是BIM技术在设计阶段的协同管理研究，都是关于BIM技术应用于建筑工程协同管理的研究，虽然关于BIM使用平台的研究很多，但建筑信息模型如何实现的问题还没有完全解决。基于此，本文提出一个可以实现BIM模型的工作平台—建筑协同管理信息系统。

建筑协同管理信息系统是基于网络的信息管理系统，主要目的是创建一个信息共享平台来实现项目各参与方的协同作业。该系统核心是数据库的建立，通过IFC、IDM、IFD等标准来处理和转换数据信息，设计方可以将建立的BIM模型数据信息和其他信息存入数据库，其他各参与方可以通过外网直接在这个系统中提取自己需要的信息，系统通过赋予他们相关权限，来实现多方联结。系统除了数据库之外，还包括客户服务、用户界面等等。建筑协同管理系统的主要功能分类包括系统管理、文件管理、工作源和任务管理、通讯和附加工具等几项[35]。

五、BIM的未来发展方向展望

理实践证明BIM技术在工程的信息化管理中有着显著的作用，国内越来越多的企业开始重视BIM技术的推广和应用。本文通过对BIM研究的相关文献进行汇总分析，主要总结了BIM在国内的应用现状、存在的问题以及基于BIM的建筑协同管系统，在此基础上，提出了一个BIM的网络应用平台—建筑协同管理信息系统，并简要分析了该系统的功能要素和工作模式，将BIM技术与建筑协同管理信息系统相见结合，能更好的发挥出BIM技术的优势与价值。不久之后，基于BIM的协同管理系统必将是建筑行业工程项目管理的重要手段更好地完善这一工作系统，必须完善以下几个方面：(1)建立和完善国内的BIM标准；(2)培训BIM技术与管理人才，增加BIM的使用人数；(3)完善建筑外网平台的功能与权限；(4)开发BIM应用市场。

现在国家建筑部将建筑信息化和BIM技术提到了一个相当高的位置，地方各个地区也都分别置定了BIM的发展计划。基于BIM的建筑协同管理系统能很好的解决BIM目前使用中的障碍，通过建筑外网管理平台来实现BIM的数据信息共享和协同作业，是未来BIM发展的方向，也是建筑部信息化纲要的要求。

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阮林(1993.04-)，女，汉族，重庆人，本科，重庆交通大学，研究方向：基于BIM的建筑协同管理。