基于BIM的装配式建筑IPD管理模式探析★

陈会萍

(河南建筑职业技术学院，河南 郑州 450000)

1 概述

随着我国经济的发展，我国的各行各业都已成功转型，实现了产业化和电子信息智能化的巨大进步，进而极大的提高了人们的生活水平和便利性。而唯独作为我国经济支柱产业的建筑行业在住宅产业化的道路上发展缓慢，依然处于小作坊化，手工化的发展模式[1]。

近年来，海绵城市、智慧城市、BIM、装配式建筑、绿色建筑、全过程工程咨询、工程总承包等新型理念、新技术、新模式不断的被提出，国家各级政府也相继出台了一系列促进行业转型、升级和发展的政策和措施。为了适应现阶段建筑行业的发展现状，多阶段，多任务，多组织，多岗位，多专业，多接口的项目协同管理和集成管理变得越来越重要。目前，国内的学者也在不断研究新型管理模式以适应复杂建筑的技术与管理需要。建设项目IPD(Integrated Project Delivery)集成化项目管理模式在国内虽然还处于发展阶段，但不少具有前瞻性与战略眼光的工程类企业和学者已经开始尝试把先进的BIM技术与IPD管理模式结合运用在装配式建筑项目中，以此来提升项目管理水平与企业核心竞争力。陈燕(2019)[2]通过分析认为在装配式建筑中建立基于BIM的IPD协同工作模型，可以促进装配式建筑技术、组织和流程的整合，从而实现装配式建筑技术、信息和管理一体化；范如君(2018)[3]认为IPD模式下，BIM技术与装配式建筑项目结合是未来建筑发展热点和趋势，BIM技术有助于装配式建筑实现协同管理；孙晓翔等(2019)[4]通过总结装配式建筑的特点，总结了一套初步的装配式建筑项目流程和管理方案。段羽等(2018)[5]通过多角度分析得出，在装配式建筑中引入基于BIM的协同管理方法，有助于提高工作效率和装配式建筑施工质量，实现一体化、系统化的管理模式。根据大量科研资料分析和实际调研，本文将在BIM技术的基础上，探析项目集成交付管理(IPD模式)在装配式建筑中的综合应用，以期找到符合装配式建筑管理工作流程的新的管理模式。

2 装配式建筑及现阶段的项目管理模式

装配式建筑是指建筑的部品部件在预制工厂预制，在施工现场通过机械装配而成的建筑。早在1956年国务院就提出要积极有步骤的实行工厂化、机械化施工，逐步完成对建筑工业的技术改造，实现向建筑工业化的过渡[6]。近十几年来，装配式建筑市场规模发展迅速，从2011年的43.2亿元，逐步增长到2018年的3 969亿元，新建装配式建筑面积从2014年0.56亿m2增长到2018年的2.9亿m2，据测算，未来装配式建筑增量依然可观。然而现阶段，我国建筑工程项目的管理模式多为DBB管理模式、DB管理模式、CM管理模式。这样的管理模式对应的是任务驱动的利益模式。项目的各参与方关注自身的利益多于项目的整体利益。装配式建筑产业链被分割成多个碎片化阶段，上下游之间缺乏有效的协同和信息沟通，从而导致出现了施工成本高、难度大、产业管理不完善、质量监管不力、工期不减反而增加等现象[7,8]。

现阶段必须突破传统项目管理模式，找到一种新的严谨、充分协作的管理模式，打通装配式建筑全产业链，实现信息有效传递。目前IPD模式随着BIM技术的发展在国内得到了关注和推广。按照美国建筑师协会(AIA)专业组织对IPD的定义，这种项目交付模式是一种基于信任的专业团队成员间的高度团结协同，通过新技术的应用，让所有的团队参与者能够更好的发挥自己的经验和才能，以整个建设项目全生命周期的价值最大化的交付方式。这种做法与现阶段装配式建筑施工所提倡的“技术前移，管理前置”思想十分吻合，能够保证装配式建筑设计、生产、施工、运营维护一体化。

3 基于BIM的装配式建筑IPD(集成化项目管理)模式探析

BIM(Building Information Modeling),它的基本定义是指在建设工程及设施全生命期内，对其物理和功能特性进行数字化表达，并依此设计、施工、运营的过程和结果的总称[9]。B代表的是BIM的广度，也就是整个建设领域；I就是基于全寿命周期的信息及信息化。M是模拟，代表的是BIM的力度和BIM的实际应用。因此BIM技术具有可视化、协调性、可模拟、可优化等特点。早在2001年，彭勇等就在《虚拟建设——新型的项目管理组织模式》中提出建筑业将被信息技术和通讯技术推动发生变革[9]。BIM技术应用的最大价值就是打通建筑的全生命周期，这种方法支持建筑工程的集成管理环境，正好与IPD模式的“集成，全生命周期、合作”等思想相契合，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率、大量减少风险。BIM技术作为IPD模式的技术支撑，使IPD项目管理模式实现目标价值最优化[10]。本文将构建基于BIM的装配式建筑IPD管理模式下的工作流程、信息协同模型、管理框架以及组织机构，并分析该模式下相关工作的要点。

3.1 基于BIM的装配式建筑IPD模式工作流程

基于BIM的装配式建筑IPD管理模式下，装配式建筑全生命周期是由概念设计、标准设计、详细设计、实施文件设计、机构评审和施工运营阶段组成。各阶段工作内容大致如下：

1)概念设计阶段：IPD团队成员共同参与，通过BIM信息输入，从成本、安全、质量、进度等角度分析，提出概念性相关信息，为下阶段工作打下基础。

2)标准设计阶段：构建设计方案。通过BIM信息数据模块比选，优化初步设计方案。

3)详细设计阶段：此阶段是IPD管理模式的重点阶段，需要投入大量人力、物力。团队成员须在此阶段密切配合，各尽其能。施工方、运营方、PC构件生产方可根据实际项目需要和工作经验提出相关设计建议，同时融合BIM手段，建立建筑信息模型，协同结构、机电、建筑、装修等专业设计。

4)实施文件设计阶段：进一步完善设计成果。通过BIM技术模拟施工，优化方案，制定实施性指导文件。

5)机构评审阶段：利用BIM进行信息整合，做好相关准备工作。各团队成员相互配合完成各部门审查工作。

6)施工阶段：构件生产商利用前阶段设计成果在此阶段按计划完成装配式构建的生产和运输工作。各团队成员通过BIM技术收集装配式建筑资源信息，及时更新建筑信息模型，利用BIM技术手段辅助实现装配式建筑进度、质量、成本、安全等目标控制。

7)交付和运营阶段：通过BIM装配式建筑信息竣工模型的移交，业主(运营商)进行后期运营管理。

3.2 基于BIM的装配式建筑IPD模式信息协同模型的建立

基于BIM的装配式建筑信息模型是对装配式建筑各生产要素、资源、设计信息及其之间关系的数字化表现。利用装配式建筑信息模型的可获取性，建立BIM信息工作协同平台，实现各专业协同、同专业可分工、信息传递及时、准确等优势。根据装配式建筑IPD管理模式下的工作流程，BIM在装配式建筑全寿命周期内的建筑信息模型可分为三大块(见图1)。

1)集成的设计信息模型。

在项目的前期设计阶段，通过BIM技术建立装配式建筑集成设计模型。该设计模型综合建筑、机电、结构等专业信息，以满足装配式建筑不同方面的功能需要。通过对集成模型信息的处理和分析，为后期各工作流程的实施提供技术支撑。

2)施工信息模型。

施工信息模型是基于集成的设计模型，根据施工条件和需要进行优化完善所形成的建筑信息模型。利用BIM技术三维可视化、可协调、可模拟、可出图等特点在施工阶段之前进行同一专业间，不同专业间的碰撞检查，优化设计，尽可能查找出后期可能遇到的所有错误和缺失，输出能指导实际施工和生产、可操行性强的设计成果。

3)运营信息模型。

在装配式建筑的交付阶段，可将项目后期使用和维护过程中所需要的相关信息融入到施工模型或设计模型中，生成包含装配式建筑部品部件生产信息，厂家联系方式，维修等信息的运营模型。在此模型基础上，业主(运营单位)可对装配式建筑部品部件进行管理，极大的提高了运营阶段管理的便利性。

在装配式建筑全生命周期内，为保障BIM技术的充分利用，实现装配式建筑项目各参与方完美协同，专业团队之间需要针对BIM技术的应用设定相关工作计划。通过建立BIM信息交换计划切实保障BIM信息模型信息有效及时交换；同时建立BIM模型协同计划有利于装配式建筑信息模型的应用和维护。

3.3 基于BIM的装配式建筑IPD模式协同管理框架的建立

基于BIM的装配式建筑IPD模式下的协同管理框架(以下简称该框架)是针对装配式建筑的集成特点和IPD管理模式的协同思想，利用BIM信息手段建立的。该框架强调事前目标控制，及早发现问题，有效解决问题，着眼全局，统筹安排。该框架可分为两个层面(见图2)。

一是利用BIM信息手段建立基于行业的信息数据库，IPD团队成员可在数据库中提取或输入相关信息，建立基于BIM技术的信息协同管理框架。协调装配式建筑全生命周期的建筑、机电、装修、结构等专业，实现多专业标准化、一体化设计。二是建立基于IPD管理模式下的装配式建筑工作流程协同管理框架。IPD团队成员在装配式建筑概念设计阶段就参与进来，充分发挥各自经验，专业能力和社会资源，共同决策，保障项目顺利开展。在设计阶段，统筹考虑项目后期的PC构件生产、施工装配、机电安装、装饰装修等环节，设计成果模数化、标准化、实用性强。

3.4 基于BIM的装配式建筑IPD模式的组织机构

IPD模式作为一种新型项目管理交付手段，在装配式建筑中运用的关键是建立合适的项目组织体系。该组织体系的建立不同于传统的项目组织机构，需要在团队组建、项目组织模式、管理决策方面慎重考虑、重点明确。本人在梳理文献综述的基础上，分析认为在装配式建筑中运用IPD管理模式，以BIM技术为保障，需要建立一支信息沟通流畅、互相尊重信任、协同工作的团队。根据装配式建筑复杂程度和项目实施环境，选择合理适用的合同范本。通过多方参与合同条款约定IPD团队参与时间，制定项目目标，界定各方目标和责任，确定风险与利益，明确基于价值决策的手段和方法。

4 结语

基于BIM技术支撑的装配式建筑IPD管理模式在中国的应用还处于初级阶段，相关项目案例还很少。但是这种管理模式和BIM信息技术结合，能够有效解决装配式建筑的发展困境。装配式建筑全流程各参与方从项目开始就不再分离，相互协作，共同决策，基于BIM技术进行信息协调和沟通，直至项目结束。本文也正是基于打通装配式建筑各生产流程而探析了基于BIM技术支撑的IPD模式。通过分析此模式下装配式建筑的工作流程模型、信息协同模型、协同管理框架和组织机构模型，以期能够为从事相关行业的人员提供一种思路，推进装配式建筑和BIM技术的发展。