工程监理在BIM技术运用上提供服务的探讨

孙光政（中咨工程建设监理公司， 北京 100048）

0 引 言

经过多年的发展，工程监理在我国建筑行业的发展中发挥着至关重要的作用，监理的行为也愈发成熟。GB/T 50319—2013《建设工程监理规范》定义监理为“工程监理单位受建设单位委托，根据法律法规、工程建设标准、勘察设计文件及合同，在施工阶段对建设工程质量、进度造价进行控制，对合同、信息进行管理，对工程建设相关方的关系进行协调，并履行建设工程安全生产管理法定职责的服务活动”。监理介入工程建设的时间段是“施工阶段”，而现阶段国家和市场都要求监理工作能从施工阶段向全生命周期上下游阶段扩展，进而提供全过程工程咨询服务。

近年来，BIM技术在我国建筑行业有突破性应用，建设方、设计方、施工方都在积极探索 BIM技术的应用且取得了重要成果。监理方也需要对 BIM技术运用进行探索和开发，将 BIM技术运用于建设管理，更好地为建设单位和工程建设提供优质服务。

BIM是源自于“Building Information Modeling”的缩写，即“建筑信息模型”，通过数字化手段，在计算机中建立出一个虚拟建筑，该虚拟建筑会提供一个单一、完整、包含逻辑关系的建筑信息库。BIM具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性 5 大特点[1]。BIM可以在整个流程中将统一的信息创新、设计和绘制出项目，还可以通过真实性模拟和建筑可视化来更好地沟通，以便让项目各方了解工期、现场实时情况、成本和环境影响等项目基本信息[2]。这些数据能贯穿项目的整个寿命期，对项目的建造及后期的运营管理持续发挥作用。

1 BIM在工程建设上的运用

BIM技术可以运用在工程建设的各个阶段，在前期策划阶段、设计阶段、施工阶段和运营阶段都有较好的运用(如图1 所示)。

1.1 项目前期策划阶段

项目前期策划阶段对整个建筑工程项目的影响很大，美国 HOK 建筑师事务所麦克利米曾提出著名的麦克利米曲线图，认为在项目前期的优化对于项目的成本和功能影响是最大的，而优化设计的费用是最低的；而在项目后期优化对于成本和功能影响在逐渐变小，但优化设计的费用却逐步增高[3]。因此，BIM技术在项目前期的应用价值较大。

BIM技术应用在项目前期的工作有很多，包括现状建模与模型维护、场地分析、成本估算、阶段规划、规划编制、建筑策划等。

1.2 设计阶段

BIM在建筑设计阶段的应用范围非常广泛，无论是在设计方案论证，还是在设计创作、协同设计、建筑性能分析、结构分析，以及在绿色建筑评估、规范验证、工程量统计等许多方面都有广泛的应用。

图1 BIM技术可在工程项目建设各阶段发挥重要作用

在用二维 CAD 技术进行设计时，绘图的工作量很大，设计师无法花很多时间对设计方案进行仔细推敲。应用BIM技术，只要完成了设计构想，确定了 BIM模型的最后构成，就可以根据模型生成各种施工图，而且由于 BIM技术的协调性，后期调整设计的工作量是很小的，这样就能为设计质量和图纸质量提供保障。

1.3 施工阶段

BIM技术在施工阶段可以有如下多个方面的应用：三维协调/管线综合、支持深化设计、场地使用规划、施工系统设计、施工进度模拟、施工组织模拟、数字化建造、施工质量与进度监控、物料跟踪等[4]。

在施工开始前利用 BIM模型的可视化特性对各个专业(建筑、结构、给排水、机电、消防、电梯等)的设计进行空间协调，检查各个专业管道之间的碰撞以及管道与结构的碰撞。如发现碰撞及时调整，这样就较好地避免施工中管道发生碰撞和拆除重新安装的问题。

在 BIM模型上对施工计划和施工方案进行分析模拟，充分利用空间和资源整合，消除冲突，得到最优的施工计划和方案。特别是对于新形式、新结构、新工艺和复杂节点，可以充分利用 BIM的参数化和可视化特性对节点进行施工流程、结构拆解、配套工器具等角度的分析模拟，可以改进施工方案实现可施工性，以达到降低成本、缩短工期、减少错误和浪费的目的。

通过 BIM技术与 3D 激光扫描、视频、图片、GPS、移动通讯、RFID (二维码等射频识别技术)、互联网等技术的集成，可以实现对现场的构件、设备以及施工进度和质量的实时跟踪[5]。另外，业主、设计方、预制厂商、材料供应商等可利用 BIM模型的信息集成化与施工方进行沟通，提高效率、减少错误。

1.4 运营阶段

在运营维护阶段，BIM可以有如下这些方面的应用：竣工模型交付；维护计划；建筑系统分析；资产管理；空间管理与分析；防灾计划与灾害应急模拟。竣工模型交付与维护计划：施工方竣工后对 BIM模型进行必要的测试和调整，再向业主提交，这样运营维护管理方得到的不只是设计和竣工图纸，还能得到反映真实状况的 BIM模型，里面包含了施工过程记录、材料使用情况、设备的调试记录以及状态等资料[6]。BIM能将建筑物空间信息、设备信息和其他信息有机地整合起来，结合运营维护管理系统可以充分发挥空间定位和数据记录的优势，合理制定运营、管理、维护计划，尽可能降低运营过程中的突发事件。

2 BIM运用存在的问题

2003年我国引进 BIM以来，BIM在建设工程上的运用已有了较大的探索，其运用优势越来越明显，但仍存在一些不足(如图2 所示)，阻碍了 BIM的运用。

2.1 运用标准不全

BIM技术作为一种协同工作的集成，如果没有一套行业标准的规范，各专业的协同工作将面临困扰。在以 CAD运用为主的时代，CAD 制图就有一整套完善的标准，以规范各专业和各种结构、器件的运用。但是，BIM作为一种新引进的技术，目前国内并没有形成相应的标准体系。

BIM运用的标准体系可分为两类，其一是设计和使用的标准，即制图的标准；其二是行业规范和法律法规。目前，这两类标准体系在我国都不完善，导致了 BIM在国内推广和实施遭受阻碍。然而就我国目前建筑市场来说，各主体的价值驱动不同，对BIM平台的完善度和市场认识度就不同[7]，也就使得标准体系的建设推进缓慢，阻碍了 BIM技术的运用。

图2 BIM运用过程中存在的不足

2.2 BIM技术运用面临协同困境

BIM作为建筑行业的一种革命型技术，其意义不仅仅在于软件的运用，也就是说不仅仅只是作为 CAD 等制图软件的升级。BIM的核心意义在于为不同专业、建筑工程不同阶段的协同作业提供一个平台，各责任主体和专业间可以在这个平台上，实现协同作业和管理。

然而现在国内 BIM运用不能实现协同，呈现出一种离散和孤立的状态。一方面是设计建模的孤立，首先土建专业根据需要进行了 BIM建模设计，做好了以后，交给安装装修专业进行后续设计，也就是仍延用 CAD 制图的相应流程，仅仅是运用 BIM的部分功能，对各专业进行协调。另一方面是使用的孤立，参建各方不能在统一整合的 BIM模型平台上实施项目管理，使得设计模型同使用模型不能协同，工程信息不能及时交互，这就不能充分实现 BIM技术提升建设生产率的功能。

2.3 BIM模型的可靠性不能证明

目前，国内 BIM模型的提供都存在可靠性不能证明的问题。一方面，由设计方或施工方提供的 BIM模型不能作为中间验收的依据，不能为竣工验收提供可靠信息，尤其是施工方提供的 BIM模型，只能为施工方现场管理提供依据。另一方面，在模型使用过程中缺乏监督，使用过程中的变更无法得到建设单位和政府监管机构的认可。

可靠性不足就会使 BIM模型在使用过程中存在限制，不能完全发挥 BIM技术特有的优势。在中国现有建设体制环境下，不能得到认可的工程资料，不能作为施工和管理的依据，仅能为部分建设方作为内部工程管理使用。

可靠性也会影响 BIM模型的可交付性。也就是说，基于 BIM技术的工程模型不能得到第三方的认可，那么模型的使用方有理由拒绝接受最终模型，BIM模型的提供方不能将成果进行交付以获得相应的报酬。

3 工程监理运用BIM技术提供服务

BIM技术作为一种新的建设管理工具，对技术本身的运用可划分为两个阶段：建立模型阶段和使用模型阶段。建立模型阶段主要针对的是工程建设全生命周期的决策阶段、设计阶段，使用模型阶段主要针对的是施工阶段和运营阶段。当然，这两个阶段没有绝对的划分界限，使用模型阶段也需要根据工程的实际情况对模型进行调整和优化，也算是建立模型的一方面。因此，这两个阶段是相互融合的，是不能完全独立的。

3.1 工程监理为BIM建模提供统筹服务

建立 BIM模型是技术运用重要的基础性工作，需要根据工程项目实际情况确定：专业之间的统筹协调，建立过程的监督，模型成果的可靠度等。

BIM的统筹问题包含两方面的内容，即技术协调和组织协调。其一，在 BIM建模过程中，可供选用的软件较多，国内市场就有 30 多款 BIM软件，各个专业需要不同的软件进行编辑和读取。几个部门各成一套体系，分别从不同角度出发，选用不同软件进行适应自身需要的模型建设，这就涉及到建模过程中技术性协调统筹问题。其二，从目前我国工程建设运用 BIM技术的实际情况来看，BIM模型的建立方主要有设计方、施工方和委托的第三方，而使用方有多方，各方的需求也不尽相同，这就涉及到组织协调的问题。

工程监理的重要职责就是协调各方关系，因此能在BIM建模和使用过程中，将各阶段各部门有机结合，更有效地建立基础 BIM模型，在设计阶段考虑下游施工 BIM模型和成本 BIM模型的后期延伸，将真正有效实施项目全生命周期一体化 BIM管理。工程监理单位代替建设单位建立由各参建方组成的信息沟通平台，协调各方需求和存在的问题，有效且迅速地解决问题。

统筹服务的重要工作是建立基于 BIM的工程管理体系，工程监理可以将现行的工程管理体系与 BIM结合，统筹现行体系和信息化体系的优缺点，完善 BIM实施标准和BIM应用流程，提高 BIM的生产效率，发挥 BIM真正的作用，防止实际操作无人跟进的情况发生。这样就能使 BIM更好地运用和服务于工程建设，真正地将 BIM有效运转起来，结合相应的流程和标准来对 BIM成果进行落实。

3.2 工程监理为BIM模型建立提供可靠性服务

工程监理参与 BIM模型的建立过程，对模型建立的每一个步骤都有清晰的认识，可以提供认证服务[8]。在关键步骤或结构模型完成后，设置工程监理专属加密认证章，对已完成模型进行认证。

工程监理审核 BIM建模过程，为模型建设方期中费用支付提供审核服务。由于 BIM模型建造过程是一个数字文件形成的过程，没有一个形象的实体作为期中支付的依据，造成期中支付的困难。如果仅仅是按照合同时间支付，可能存在完成质量不满足合同要求的情况，对使用和支付单位不利。因此，需要一个第三方监督建模过程，并对建模进度和建模质量提供可靠认证，以此作为期中支付的依据。工程监理协助确定模型设计关键节点，并审查建模方是否完成进度以及模型节点设计成果的完成质量，以便业主根据关键节点的完成进度进行相应的期中支付。

在使用过程中，根据现场情况和工程需要变更，BIM模型也需要实时调整，以调整后的 BIM模型作为施工和造价的依据，需要得到工程监理的签证认可，才能够生效，这样能防止无效、多余的变更。目前，一般设计单位仅在设计阶段提供 BIM模型，到了施工阶段，模型的变更及优化都由施工单位完成，为防止施工单位在模型中加入对自身有利的变更以及建设单位对变更模型的质疑，有必要引入工程监理对模型变更进行监督和认可。

施工过程中，使用 BIM模型进行验收时，根据现场验收的情况，适时在 BIM模型中加入经过工程监理认可的验收信息，使得每一步验收记录都能在BIM模型中得到反映。同时，加入模型的验收信息都能被工程监理认可，方便工程竣工验收，为竣工模型交付提供可靠性。此外，竣工验收合格的 BIM模型，对后期的运营维护、扩建、翻新改造等都能提供有效的历史信息。

因此，工程监理作为第三方管理单位，能对 BIM建模提供专业性认证服务，科学、公正地为工程建设服务。

4 结 语

本文在分析 BIM技术在工程建设方面运用的基础上，分析了 BIM技术运用过程中存在的问题，而后从工程监理为 BIM技术应用提供统筹服务和可靠性服务两方面，指出工程监理能为 BIM技术应用和推广起到积极推动作用。

BIM技术对于工程建设及管理是一项革命性技术，对工程行业的发展有重要的推动作用，一方面能提高工程行业的生产率，另一方面也能促进管理效率的提升，能为工程建设全过程提供技术支撑。

工程监理在我国推行以后，也为工程行业的发展起到了积极促进的作用，成为工程建设管理不可或缺的主体。因此，在 BIM技术于工程行业推行及发展的过程中，工程监理也能起到重要作用。工程监理能为 BIM技术在工程上提供统筹服务，包括各专业软件选择接口的统筹和各参与方使用方面的统筹。工程监理还能为 BIM技术应用提供可靠性服务，主要表现在对项目 BIM模型的认证方面，为设计关键节点提供认证，为工程模型变更提供认证，为竣工验收模型提供认证等方面。通过工程监理的技术认证，BIM模型更能为各方所认可，可靠性也得到了保障。

随着 BIM技术与工程建设的不断融合，工程监理通过实践不断创新和总结，还能在其他方面发挥作用，共同为工程建设行业发展提供动力。

参考文献：

[1]李立，高䶮，杨震卿，张晓玲，宋萍萍. BIM在施工阶段工程管理的应用价值[J].建筑技术，2016,47(8)：698-700.

[2]蔡伟庆.BIM的应用、风险和挑战[J].建筑技术，2015,46(2):134-134.

[3]Wilson W．S．Lu．Building information modeling andchanging construction practices[J]. Automation inConstruction，2011(20)：99-100.

[4]何关培.施工企业BIM应用技术路线分析[J].工程管理学报，2014(2)：1-5.

[5]周春波.BIM技术在建筑施工中的应用研究[J]．青岛理工大学学报，2013(1):51-54.

[6]李建平．BIM技术(建筑信息模型)在施工阶段的应用[J]．中国新技术新产品,2014(4):69-70.

[7]何清华，钱丽丽，段运峰，李永奎.BIM在国内外应用的现状及障碍研究[J].工程管理学报，2012(1)：12-16.

[8]Ricardo Jardim-Goncalves．Building information modeling and interoperability[J]. Automation in Construction,2010,19：387．