BIM 技术助力施工精细化管理

高晟伟（上海市浦东新区建设（集团）有限公司，上海 201206）

随着建筑业信息技术的不断发展，越来越多的建筑施工企业将建筑信息模型（Building Information Modeling， BIM）技术用于施工过程的成本、安全、质量、进度等方面的管理，通过 BIM 技术的应用改善传统的项目管理模式中的管理低效、效益低下等情况。应用 BIM 技术的核心是利用信息技术优势，助力施工管理方式的信息化转变。根据相关建筑业 BIM 应用分析报告，以 BIM 技术为核心的建筑业信息化技术在施工管理的过程中，具体效益很难进行量化，施工企业在应用 BIM 技术的过程中很容易出现技术投入增加、成本增加、工作内容增加等“负收益”性质的情况。主要原因是多数施工企业在应用 BIM 技术时，未将其融入工程项目管理的流程中，而是将 BIM 工作作为一个位于管理流程之外的独立的工作流。为了特定的管理工作需求而开展 BIM 技术应用工作，如：投标、工程评优及应付国家政策及当地政府政策等，并由此聘请第三方 BIM 咨询公司或者招聘相关人才等，增加了企业成本，但并未给施工企业创造实质性的效益。因此，如何有效利用新的技术资源改善传统的项目管理模式，是摆在建筑施工企业面前的一个亟待解决的问题。本文以某大道改建工程项目为例，通过传统施工管理与 BIM 等建筑业信息技术的流程结合，使得项目管理效率得以提升。

1 工程概况

某大道改建工程项目（4 标）位于上海市浦东新区，沿线经过张江镇、金桥镇、唐镇、合庆镇，工程范围西起内环线张江立交以东，与现状 G 1501 立交相接，路线全长 13.85 km，主线等级为快速路，高架采用双向 6 车道规模，沿线共设 8 对出入口，地面以上采用全预制结构。项目规划、建设、运维各方对运用 BIM 等信息化技术，增强规划管理、提升建设品质，改善管理效率等提出了不同需求。 BIM 应用过程中，由建设方组织各方参与形成项目 BIM 实施的整体流程及制度，由建设单位委托的设计单位进行初始 BIM 模型创建，经施工单位 BIM 团队根据实际施工工艺审查完善后，形成精度为 LOD 400 的 BIM 模型，用于施工指导，并引入基于 BIM 模型的项目管理平台，以此为基础实现对工程施工过程的各项目标进行有效管理。

2 管理目标及实现方式

本工程属于市属重点道路拓宽改造工程，交通流量大，需在保证车辆正常通行情况下组织施工；地下综合管线复杂，全线施工总平面布置、材料及二次搬运工作量大，为贯彻相关建设方对质量、安全、工期、文明施工、环境保护等各方面要求，推进项目施工，确保工程优质、安全、快速完成，我们对 BIM 技术在提升各项施工管理目标中的作用进行如下分析。

2.1 质量与安全管理

工程采用预制拼装方案，施工过程要严格保证主要构件的施工安全及坐浆质量、材料质量、施工放线及安装、套筒灌浆作业质量，在制订各项质量管理措施同时，将信息化手段融入传统管理流程中，加强了各项质量和安全管理的监督与执行力度。

施工工长通过手机端录入现场照片及施工过程视频记录，管理人员通过现场施工情况与 BIM 模型的比对，把现场施工过程中出现的质量、安全问题与 BIM 模型相应构件及设备进行关联，并标记质量与安全问题的部位及工序，通过项目 BIM 协同管理平台发送给责任人员，让其限期整改。通过照片、视频等方式进行实时记录，摆脱了抽象的文字，丰富了沟通媒介，更能有效帮助负责整改的人员理解现场质量问题与危险源识别等，避免由于理解偏差而引起的整改不到位的情况出现，实现了项目质量、安全管理的目标可控。

2.2 进度管理

工程总工期 884 d，在坚持月平衡、周调度，确保总进度目标实现前提下，运用 BIM 及 BIM ＋ 无人机等技术，充分分析和利用施工空间，科学组织立体交叉作业，实现管理增效。

采取数据处理手段，将施工模型各预制构件与总进度计划相关联，运用进度管理系统整合 BIM 信息模型及相关施工机械、材料及资金等资源信息。施工计划进度可通过 BIM 模型动态展示，将其与无人机实时拍摄施工现场进度情况进行分析对比，及时对工程进度偏差进行动态调整，从而有效管理工程进度。与传统的工程进度管理模式相比较，本项目基于 BIM 技术的工程进度管理支持管理人员实现“先试后建”的管理流程，摆脱了传统模式的被动管理现状，实现主动管理，降低了项目进度风险。

2.3 预制构件管理

工程重要构件采用工厂化预制，且构件超长、超重，道路运输、存储、施工等存在很大的限制。为保证生产、运输、施工等过程的连续性，充分利用 BIM 等信息技术进行过程信息管理，实现高效高质。

通过对 BIM 模型预制构件进行编码，预制构件管理平台按编码记录预制构件的订单、计划、生产、仓储、运输、吊装等信息。施工管理人员将施工进度计划及实时施工进度上传至管理平台，预制构件生产厂商按照现场施工进度进行构件生产及运送，有效减少了施工现场的材料堆积，并能进行管理溯源。

2.4 协调管理

2.4.1 交通组织管理

某大道主线交通繁忙，重型集卡较多，施工期间交通组织是本工程施工重难点之一。交通组织需要保证现有机动车、非机动车及行人通行，在确保现有流量和行车安全的基础上压缩车道，进行施工作业。开工前期，根据施工组织方案，利用 BIM 技术预先对施工道路交通组织方案进行动态模拟（图 1 ），进行方案比对，并不断优化组织方案，确定合理交通组织方案，提升方案可行性，从而确保了施工道路交通安全畅通。

图1 交通组织方案模拟

2.4.2 信息管理

传统施工管理模式在信息沟通、传递及管理过程中，存在会议周期长，内容冗杂等问题，为充分提高内部管理效率，提升管理质量，信息管理过程中要充分利用 BIM 及 BIM管理平台。在项目例会上，将 BIM 工作列为例会讨论议项， BIM 团队直接拉取管理平台内的工程数据汇报 BIM 工作。结合 BIM 数据的汇报方式，直观展示各分包方的施工进展及在施工过程中遇到的问题，加强了各方沟通效率。基于 BIM 管理平台的汇报模式（图 2），方便快捷，也进一步实现了“无纸化”“透明化”“高效化”办公。

图2 基于 BIM 管理平台的汇报展示

通过 BIM 管理平台，对项目各参与方的施工过程资料及数据进行统一协调和管理，大大提高了信息传递的效率，提升了管理水平。项目各参建方通过管理平台发布与项目相关的各项指令，处理与自己相关的工作，有据可依，有责可追。

3 BIM ＋ 智慧工地

建立“智慧大脑平台”，实现施工管理各目标信息的有效、及时传递，并将 BIM 技术融入平台建设中来，促进管理信息的可视化表达。一个完整的项目信息管控中心，将施工全过程数据数字化，以文字、图表、视频等形式，实时展示项目进度、安全、质量、人员、材料、设备、环境等各方面的信息（图 3），实现对项目关键信息的实时监控与管理，提升管理决策的及时性与有效性。

图3 BIM ＋ 智慧工地管理平台

3.1 人员管理系统

为加强施工现场劳务实名制管理，如作业人员的日常考勤和进出、折返等行为的安全管理，要充分利用物联网及平台功能。劳务实名制管理下，进场人员信息通过 RFID 电子标签粘贴在安全帽内，项目现场搭建配套的软、硬件系统，进行施工区域入口人员人脸及安全帽佩戴情况识别，实现对施工人员入场信息与行为的规范管理，对不符合要求的情况进行预警，提升施工人员考勤管理及安全管理信息化水平。

3.2 施工现场数字化监测

该工程拟创建区、市“文明工地”和上海市示范工地，为提升现场环境保护智能化水平，项目现场借助先进的监测设备及传感技术，结合 BIM + 智慧工地理念实现管理人员对施工现场在整个施工过程中的噪声、扬尘等情况进行实时监测和设备物联控制，加强绿色施工管理，提升文明管理形象。

3.3 “端云一体”的实现

BIM + 智慧工地实现 “端云一体”的应用思路，管理人员通过手机 App 端对项目实际情况进行实时查看、接收施工现场作业人员、环境、安全报警等各种信息，及时掌握施工现场的状况。基于 BIM 云平台的项目管理模式和智慧工地 App 的完美结合，使得基于 BIM 的项目管理系统从平台（PC）端延伸到了手机端，很好地解决了施工人员工作场所不稳定的问题，提升了管理工具的适用性。

4 结 语

以 BIM 技术为核心的信息技术为施工精细化管理带来的提升主要有以下 4 个方面：

(1) BIM 技术与传统施工管理方式融合，促进了技术进步的实用性和管理方式的数字化便捷性。BIM 技术的项目管理和传统的项目管理模式是相互融合的，将 BIM 模型作为开展各项管理工作的基础，提高了各项管理决策的科学性和合理性。

(2)“BIM ＋”让 BIM 成为施工管理方式上的各种信息化工具的承载体，更多的信息化工具的出现为施工质量、安全、成本、进度以及环境等方面管理手段的改进带来了可能。

(3) BIM 技术的项目管理需要借助媒介发挥效用，BIM 应用平台在充分发挥信息化工具整合作用，创造和提升施工精细化管理可能性上具有优势。

(4) 智慧工地的建设实现了从以前的比较粗放式的管理模式向精细化管理方式的转变，需要管理者改变传统的管理理念，这对管理者提出了新的要求。