BIM技术在全过程工程咨询企业中的应用初探

陈继东，胡 灿，林文敏（武汉宏宇建设工程咨询有限公司， 湖北 武汉 430010）

近几年来，BIM 技术在工程方面的应用越来越受到行业和企业的重视，国内诸多知名设计、施工企业也相继组建了 BIM 团队，并将 BIM 技术大量运用于工程管理实践中。从 CAD 技术到 BIM 技术，建筑行业正在经历一场史无前例的变革。对于建设工程而言，BIM 技术采用现代信息技术，通过数字建模，实现了建筑的三维表达，还原了建筑的三维原貌；通过多维成果的运用，提高了项目设计、建造和管理的效率及投资效益比，给采用 BIM 技术的企业带来了极大的新增价值。从目前建筑业的发展来看，BIM技术应用是大势所趋，也给从事全过程工程咨询的企业向设计端、运营维护端延伸服务，提供了切实可行的实现路径和手段。

1 BIM 技术是一种新的管理模式

BIM 技术是通过各类专业工程软件对整个建筑的信息纳入、整合和分析来实现的。在工程全寿命周期中，BIM可以实现集成管理，因此这一模型既包括建筑物的信息模型，同时又包括建筑工程管理行为的模型，将建筑物的信息模型同建筑工程管理行为模型进行完美的组合。建设工程领域 BIM 技术的运用，实质上是建设相关方工程建设组织实施方式的根本性变化，即工程管理由传统方式向高度信息化、智能化模式的转轨。BIM 运用在不同建设阶段的功能各有侧重：规划设计阶段重在建设方案和建设目标的科学、合理与优化；施工阶段可以预先模拟实际的建筑工程施工，减少实际建设中遇到的种种问题，通过搭建各方共享的 BIM 平台，大大提高建设效率，节约成本，有效控制并缩短工期；运维阶段强调工程数据库集成的准确性、完整性及使用的便捷性，为更好地服务于使用单位提供技术保障。所以说，BIM 技术不是一款软件，而是一种全新的管理模式，各参建方对其重要性、必要性与紧迫性都需要有深刻的认识。运用这种新的管理模式，全过程工程咨询企业可以向上游设计端延伸、向下游运维端延伸，打破工程设计、项目管理、工程监理、招投标管理、造价咨询等各个模块的分割，形成一体化管理平台。

2 BIM 在全过程工程咨询中运用的优势

2.1 设计阶段的优势

目前大部分的设计院还停留在运用 CAD 进行二维设计的阶段，那么全过程工程咨询企业向设计阶段延伸的利器就是 BIM 技术。在设计院进行了二维设计的同时，全过程工程咨询企业就可以介入进行 BIM 建模设计，让建设单位通过建模后形成的三维图直观地了解工程设计的情况，并且在设计阶段就参与其中，所见即所得。

如果建设单位有修改意见，在设计阶段就能与设计师进行沟通和修改。这样，即使建设单位专业技术能力不强，也可以在全过程工程咨询企业的帮助下，通过 BIM 建模技术达到对建筑的功能设计、外观设计、空间设计等的控制和效果评估，使建筑产品在设计阶段就可以达到建设单位的理想预期。

从设计阶段开始介入监理的说法有很长时间了，但落地却很少、很难。全过程工程咨询企业如果能借助 BIM 技术实现对设计阶段的设计监理和对设计的优化，将为咨询企业介入前期规划设计工作提供可能。

(1) 全过程工程咨询企业现阶段的优势之一，就是在施工阶段的实际管理经验和工程实践的数据积累。咨询企业可以在 BIM 建模过程中，从建设管理的角度对设计进行优化，提出合理化建议，便于下一步实施。这是全过程工程咨询企业独具的优势，也是设计单位在自行建模的过程中难以补齐的短板。

(2) 在设计阶段就跟踪建模，可以提前对各专业(建筑、结构、给排水、电气工程，空调工程等)的碰撞问题进行协调，生成协调数据，对照积累的工程数据提出设计优化意见。这个阶段提出的设计优化建议，更容易让设计师接受，也减少了后期图纸会审后修改图纸的工作量；可以使招标工程量更加精确，后期变更及费用索赔会更少，从而从根本上解除了拆改带来的风险。

(3) 建模完成后的工程量可以即时计算，这就为限额设计提供了非常大的帮助，可以分阶段对工程量和造价进行计算。如果设计有超概算的情况可及时对设计进行调整。精确算量还为建设方资金计划和招标采购策划等提供了技术保障。

2.2 招投标阶段的优势

招标采购工作关系到全局目标，责任重大、政策性强、风险点多，是咨询工作的重点之一。在全过程工程咨询中，招投标工作会贯穿整个工程施工的全过程。从设计阶段介入建模后，BIM 技术对全过程工程咨询项目的招标工作的优势，体现在如下几方面。

(1) 在设计阶段介入建模后，工程量的计算会更快速和精准，招标使用的工程量清单也会更准确，后期的造价控制风险会大为减少；如果需要提供拦标价的话，拦标价也会更加精确，可以有效杜绝招投标工作中因时间仓促导致的算量不准、漏项等给建设单位和全过程工程咨询企业带来的综合风险。

(2) 可以根据 BIM 技术的模拟施工技术，制订比较详细可靠的采购计划指导项目招投标工作，使招投标工作和总进度计划相匹配。

(3) 在现阶段的招标工作中，特别是对总包单位的招标，图纸中对很多设备只能采用暂估价。这就给后期的造价控制工作带来了一定的风险。BIM 建模技术中很多设备是可以在设计阶段根据族库进行选型的，设备型号固定后其价格区间也就好确定了，很多暂估价就可以在招投标中进行明确，减少了后期全过程工程咨询企业造价控制的风险。

(4) 对招标的中标结果进行复核。通过对中标单位的不平衡报价的分析，为合同的洽商及条款的制定和签订提供有力、有利的依据。

2.3 施工阶段的优势

现阶段，全过程工程咨询企业的优势之一是在施工阶段的管理能力。在施工过程中运用 BIM 技术，从工程监理和项目管理角度对总(分)承包单位及供应商进行管理，并提出合理化建议以便于下步施工，是全过程工程咨询企业在施工阶段对 BIM 技术的具体实践。BIM 在施工组织运用中，主要体现在以下几个方面。

2.3.1 现场布置方案的审核和优化

随着建筑业的发展，对项目的组织协调要求越来越高。施工现场作业面大，各个分区施工存在高低差，现场复杂多变，容易造成现场平面布置不断变化的难题。项目周边环境的复杂，往往会带来场地狭小、基坑深度大、周边建筑物距离近、绿色施工和安全文明施工要求高等问题。

BIM 技术为全过程工程咨询企业进行施工平面布置和管理，提供了一个很好的平台。在创建好工程场地模型和建筑模型后，通过对总承包单位报送的整体平面布局方案进行布置模拟演示，可以发现脚手架、塔吊、材料加工区域的布局是否合理，是否影响后期的建筑施工，达到方案审批合理、提出针对性优化方案的效果。

2.3.2 工程重大危险源的辨识及方案的计算复核

要在二维平面图中寻找复杂而大型的工程的重大工程危险源，并不是太方便。例如高支模区域的判断、起重吊装构件的跨度(重量)的判断等。通过 BIM 三维建模后，可以很方便地找到工程中需要专家论证的重大危险源，可以及时提示施工单位尽快组织方案的编写，进行专家论证，避免工期延误。

目前，大部分施工单位方案的计算都采用专业软件。作为全过程工程咨询中的工程监理方，在对方案的审核时，可以运用 BIM 技术中的一些专业安全计算插件对方案进行技术复核。这样，通过 BIM 技术对施工方案中的施工方法的模拟、计算来进行复核，工程监理的方案审批工作将更加科学和可靠。

2.3.3 进度审批科学，计划可优化

建筑工程项目进度管理是全过程工程咨询中的重要工作，而进度审核是进度管理的关键。BIM 技术可实现进度计划与工程构件的动态链接，并通过施工动态模拟形象直观地表达进度计划和施工过程，以及重要环节的施工工艺。在模拟过程中如发现总承包单位报送的进度计划存在需要调整和协调的问题，可以及时发现并加以修正，也为全过程工程咨询单位和建设单位直观了解工程项目情况和管理工程进度提供了便捷的工具。

2.3.4 工作面管理

在施工现场，不同专业在同一区域、同一楼层交叉施工的情况是正常现象。一些大型工程和超高层建筑项目，由于分包单位众多、专业间频繁交叉施工，对于不同专业之间的协同、资源的合理分配、工作过程的衔接等问题是工作重点，全过程工程咨询企业可以进行综合协调。比如根据施工模拟，可以确定部分分包单位的合同签订的时间、进退场的时间等，并且在模拟施工的前提下进行垂直运输、外脚手架等资源的合理分配，让分包单位出总包配合费的时候能量化双方的责权利。

2.3.5 质量、安全管理精细化

BIM 技术能与现场管理的一些手机端 APP 的功能相结合，使全过程工程咨询中的监理环节能充分发挥作用。现场监理发现问题后直接可以在 BIM 模型中反映出问题的位置及类型，方便参建的施工单位据此进行整改和回复。同时，可以形成一定的施工数据，统计某类问题发生的概率和频次，制订有针对性的改进措施，提高工程质量安全的管理水平。

2.3.6 工程资料信息化、无纸化管理

由于工程的规模大、工期长，过程资料必然会杂而多，因此资料的整理也是工程的一大重点。BIM 数据平台可以为我们节约大量的整理成本。将各分部分项对应的工程资料上传到 BIM 平台后，可以通过三维模型实时查阅相关资料，做到无纸化办公。当构件与资料一一对应时，查看起来就非常方便，同时也便于施工过程中的查漏补缺和竣工资料的归档。

2.4 运维阶段的优势

资产维护运营的过程则是 BIM 价值最大化利用的阶段。根据我国工程建设的实际情况，在以上各阶段，由于设计单位、施工单位、运维单位各自自成体系，“自扫门前雪”，也就把全寿命周期的 BIM 应用分割成了各阶段的 BIM 使用。全过程工程咨询企业具有综合协调工程各阶段、各角色的能力，并贯穿于全寿命周期，可以从全过程工程咨询的角度，自设计阶段建模开始就考虑运维阶段的投入，并在施工过程中将工程的变更及施工中的问题在BIM 模型中得到如实反映，为移交建设单位进行后期资产维护运营提供了信息化的先进管理手段。这往往也是建设单位最希望获得的除建筑产品之外的附加服务成果。

BIM 技术的出现，使建筑运维阶段有了新的技术支持，大大提高了管理效率。主要体现在以下几个方面。

(1) 提供空间信息。BIM 模型集成了建筑的三维几何信息、构件的位置与尺寸等参数信息、管线的布局及建筑的材料信息、基本设备的生产厂家信息等，为建筑运营期间设施的维护提供了参考。

所有数据和信息均可以从模型里面调用，进行建筑和设施维护。例如：设备安装时间、更换周期、设备参数等信息都一目了然，便于后期准确定位需要更换的构件。不至于因大面积更换而增加成本；或者等到设备损坏了再更换，影响了设备正常的使用功能。

建筑的使用者利用建筑空间开展业务，空间管理自然离不开“面积”和“位置”的信息，而这两个信息在建筑竣工后的 BIM 模型中有现成的数据可供使用。例如：二次装修的时候，哪里有管线、哪里是承重墙，这些在 BIM 模型中一目了然。

(2) 信息更新迅速。建筑物在漫长的营运使用期间，其结构体里的设施设备皆各有其耐用年限，建物局部的维护修理、修建、改建、增建等行为会不断发生，有些维修是即刻需要的。由于 BIM 是构件化的三维模型，新增或移除设备均非常快速，也不会发生数据不一致的情形。

(3) 故障影响分析。在建筑发生事故时，如人为地去查询事故原因、进行紧急维修，会导致日常的生产或生活受到很大的影响。如果采用 BIM 技术，则可以直接导入运维信息，与模型匹配。三维模型可以直观显示设备通路，快速查询分析故障和开关的位置，以及停用设备所影响的房间范围，并进行紧急维修。

2.5 全过程造价控制的优势

全过程工程咨询的项目也好，EPC 的项目也好，造价控制是为自身企业创造效益，为建设单位提供价值的核心竞争力。BIM 技术可以实现从设计阶段到运维阶段全过程的造价控制。BIM 在设计阶段和招投标阶段的造价控制的优势，前文已经谈到了。其在施工阶段和竣工阶段主要表现在如下方面。

(1) 工程进度款结算准确、方便和快捷。引入 BIM 技术后，全过程工程咨询企业的造价人员在进行进度款支付时，只需依据当地工程量计算规则，在 BIM 软件中相应调整和扣减计算规则，系统将自动完成扣减的运算，更加精准、快速地统计出工程量信息。基于 BIM 的自动化算量方法，将造价人员从繁琐的计算中解放出来，极大地提高了工作效率，同时可以使工程量计算摆脱人为失误的因素。

(2) 设计变更、索赔管理更科学。引入 BIM 技术可以直接将设计变更的内容关联到模型中去。当发生变更的时候，只需将模型稍加调整，软件就会快捷而准确地汇总相关工程量的变化情况。在模型中，甚至可以将变更引起的成本变化直接导出。全过程工程咨询项目中的管理人员由此可以直观地看清方案的变化对成本造成的影响，决定是否采纳变更方案。

(3) 快速进行结算造价比对工作。传统的合同价与结算价的对比，在 BIM 技术下将被彻底颠覆。根据 BIM 模型中的参数化信息，从时间、工序、空间三个维度进行分析对比，对于及时发现问题并纠正和降低工程费用，至关重要。这将大大地减少全过程工程咨询企业在造价控制工作上花费的人力、物力和财力，相应缩短了结算、竣工决算的审核和协商时间，有效降低了商务争议发生的可能。

(4) 造价数据的高效共享。BIM 的技术核心是一个由计算机三维模型所形成的数据库，任意构件的工程量及市场价格信息、工程变更等，都会形成一个 BIM 的数据库。这不仅避免了传统造价工程师由于在数据上无法完全与其他工程师共享而导致工作上的协同性下降，更可以避免由于造价工程师的流失导致公司核心业务数据质量的下降。

3 BIM对于全过程工程咨询企业转型的契机

利用 BIM 实现工程的信息化功能在当前建筑领域各个环节的应用中都有一定的局限。例如：基于自身利益的考量，施工单位不会主动运用碰撞检验减少变更，因为这会对索赔产生的利润有影响；基于委托合同的职责约定，造价咨询单位对 BIM 技术的应用主要集中在算量和造价控制，对其他功能则不会予以关注；基于现行设计成果的强制性审查要求，设计单位则很少采用 BIM 技术进行设计和提交全套 BIM 设计成果，往往只是在 CAD 设计完成后由其他部门进行建模，作为设计单位的一个职能部门就很难如前文谈到的对设计成果进行调整和优化，设计单位对BIM技术其他应用成果的提供既无义务也不感兴趣。

BIM 技术的应用对建设单位是最全面的，效益也是最大的。但是，BIM 应用需要各类专业能力的综合保障，而重点项目、新型项目对很多建设单位而言通常是一次性的。受限于自身能力和资源，业主自主运用 BIM 会带来成本增加和应用效果不佳的问题，如单独从外部市场聘请BIM 咨询公司，则与施工、设计、招投标、造价咨询等协作单位存在沟通协调的诸多不便。

作为专业的全过程的咨询企业，在具备科学高效的项目管理流程、规范的作业标准、有效的管理手段、专业管理团队等优势的基础上，结合项目需求组建 BIM 团队融入项目全过程管理，以全过程工程咨询的视角，将设计、施工、监理、招投标、造价咨询、运维等从 BIM 技术的角度进行综合管理，最能发挥使用效率和效果，最能发挥 BIM人才的优势，最能使 BIM 技术的使用成本降低，最能为建设单位创造价值。

4 全过程工程咨询企业开展BIM业务转型的重点和步骤

咨询企业作为服务企业，主要承担项目的策划、组织、协同、控制和管理的职能，不需要投入大量硬件设备进行生产。BIM 除了对软件技术的需求外，基本都是建立在工程项目管理和传统的资产管理需求上，也可视为服务的一种增值。全过程工程咨询企业对 BIM 技术的运用能力和对 BIM 技术人才管理能力的要求很高，其进行 BIM 业务转型的重点是一种管理思维和管理方式的转变。

(1) 作为全过程工程咨询企业，不应单纯地从建模和寻找应用点的角度去实施 BIM 技术，而应该从 BIM 技术的角度对咨询企业的流程进行改造，让项目管理、工程监理、造价咨询、招投标代理等模块在 BIM 技术的统筹之下，发挥应有的作用和优势。

(2) BIM 人才不仅仅是建模人才，而应该定位为具有综合管理能力的项目经理级管理人才。通过让项目经理级人才学会 BIM 技术或从 BIM建模人才中寻找项目经理人才，增加其对建筑设计理解能力和造价管理能力的培养，让BIM 技术人才成为整合全过程项目管理工作的复合型管理人才。

(3) BIM 技术的运用不是另起炉灶式的管理模式，而应对接咨询企业业已成熟的管理体系、程序、标准和手段，把企业的既有优势和服务能力通过 BIM 技术的运用放大和用 BIM 技术改造传统管理模式，最大化地提升自身的服务价值。

5 结 语

如果将规划看作是 BIM 的起步阶段，那么设计则是BIM实施的基础阶段，施工则是 BIM 的集中利用阶段，后期资产维护运营则是 BIM 价值最大化的获益阶段。从行业的发展方向来说，工程咨询行业应该向全过程的工程咨询方向发展，全过程的工程咨询必然要从 BIM 技术入手，在从规划设计到运营维护的全过程中为客户提供增值服务。而这正是 BIM 技术作为全寿命周期工程建设技术产品的价值所在。应在全过程工程咨询的思路上充分挖掘 BIM 技术的价值，将其转化为企业的核心竞争力。