通过BIM 与企业数字化管理平台协同应用实现数字建造

杨吉 YANG Ji；郑宇宁 ZHENG Yu-ning

（云南城投众和建设集团有限公司，昆明 650200）

0 引言

面对“新冠肺炎”疫情前所未有的挑战，各行各业为应对疫情所面临的困境可谓前所未有，挑战之下也影射出了行业发展的趋势。疫情加速了建筑企业运营和管理转型升级的步伐，加快建设企业的信息化技术、推进工程项目管理数字化，将成为建筑企业发展改革的大趋势，是彰显建筑企业竞争优势的关键。着眼当下，科技创新理念逐步成为企业聚焦的热点，建立精细化管理体系，推动项目管理模式的转型升级，必将成为企业发展的核心驱动力。

在政府相关政策的大力扶持和市场趋势的推动下，BIM技术已经成为建筑行业转型升级的重点。目前BIM技术的主要应用还是基于利用模型对设计图纸进行深化，实现场地布置的三维模拟和规划。公司通过BIM技术与数字化管理平台的协同应用，有效提高了工程项目管理过程中的各层级，各阶段之间的数据集成和共享；促进技术、成本和管理三个层面的互通与协同，更好地支持方案优化；有力保证工程项目在实施过程中成本的快速确定；有效控制设计变更，减少返工，降低成本，提高质量,大幅度提升了建设项目的综合经济效益。

1 现状分析

新冠疫情带来的不利影响是短暂的，但建筑施工企业利润低、管理粗放等问题却是长期存在的。疫情后，缺乏核心能力的企业生存空间将被进一步压缩，但选择了数字化转型的企业借助数字化技术，核心能力将获得提升，实现提质增效、节本降耗、价值创新，实现蜕变并获得重生。

对于建筑企业而言，数据资产是数字化转型的重要依托，通过打造企业数字化管控平台，用“数字化”手段，结合“云大物智移”新技术的应用，构建覆盖业务全流程、全产业链和全生命周期的数据链，不断积累企业数据资产，加工利用数据，形成并释放数据价值，提高企业决策、运营管理及风险管控水平，优化配置资源，增强市场竞争能力，对公司的市场开拓、企业经营、内部管理形成有力的支撑，快速实现众和建设战略目标，才能成功推进企业的高质量发展。

但按照建筑工业化发展的产业路径，将建筑业提升至现代工业化水平，将传统施工企业打造成“数字企业”，还存以下不足：

①内部数据资源分散在各个业务系统中，表现为“数据大”但是无法进行“大数据”分析，特别是底层设备层和过程控制层无法互联互通，形成“数据孤岛”。

②与外部数据融合度低，无法及时全面获知来自市场、客户和供应商数据的分布与更新，对数据的应用还处于起步阶段，无法对业务开展预测性和决策性分析，数据资产的潜在价值不能挖掘和体现。

③基于BIM技术的信息化应用，将施工企业数字化从简单记录生产和管理的关键信息，转向实时反映实际业务管理的动态过程方面，仅是刚刚起步。对实现工程项目管理与工地现场的在线化，各参与方基于一个可视化的模型平台实时互动，工地现场人机料法环的在线化连接与互感互知，数字建筑与实体建筑的相互映射，实时互动，还任重道远。

④通过生产管理系统、视频监控系统、劳务管理系统、数字平台的建设，仅仅是对项目的质量、安全、进度、绿色施工等实现数字化、智能管理与监管的初步探索，距离通过数字手段，结合“云、大、物、智、移”新技术获得更为全面、实时和准确的信息，基于这些数据的分析，辅助开展管理和监督，提供决策者数据支持，研究应用还不够深入。

2 实践应用

2.1 工程项目建设准备期利用模型信息数据作为支撑，对工程进行预测、评估，实现工程前期的策划和部署精准合理

先拟建再施工，早发现早解决。首先，利用公司自主研发的“数字化管理平台及其业务系统”（以下简称“平台”），线上组织各专业人员协同对三维模型可视化审查。将各专业三维模型碰撞检测报告，通过“平台”标记存在问题的模型位置，快速准确的定位，基于模型实体形象客观地进行线上优化。实时记录，将各方确认后的图审报告上传至“平台”，在二次深化设计中，利用“平台”存储的模型数据和信息，为二次深化设计提供数据支撑和技术支持。然后，利用软件模拟施工方案和措施，分析可行性和经济效益，进行方案和措施的优化。通过模型的动态模拟，在施工还未开始时，利用BIM模型展示不同构件及单体在场地中的作用及位置关系。综合分析可能产生的安全冲突问题，对可能存在安全隐患的位置进行重点提示，并且可对发现的问题快速提出合理有效的解决方案。

利用三维动态模拟形象，直观的进行技术交底和安全交底。对一些复杂的结构做法和钢筋节点，运用BIM协同软件对各专业工法、工艺、复杂节点制作3D模型动画演示，上传到“平台”管理系统中，作为内部知识共享库，实现线上指导和学习。接下来，通过“平台”系统对BIM模型二次处理，实现构件提量自动化、智能化、精细化。有效提高项目预算成本编制的精准度、目标成本编制和分析的可靠性，为项目施工过程中阶段性的资金管理提供真实有效的数据。对优化后的模型，定义各类构件的清单编码，调整构件的计算规则，可根据需求选择楼层或构件清单编码，由“平台”系统根据BIM模型自动分类汇总出所需工程量，为施工备料、筹措项目资金提供可靠的数据。

2.2 利用BIM（建筑信息模型）与企业数字化管理平台的协同应用，实现了管理与数据并行

工程项目建设过程中，项目模型信息与项目管理相关联，公司通过BIM(建筑信息模型)与企业数字化管理平台（图1）的协同应用，实现管理与信息有机结合，通过数据信息反映管理工作的有效性。

图1 公司数字化管理平台

2.2.1 通过BIM模型衔接施工进度信息，细化施工管理工作

应用系统及手机APP分解进度计划目标，在线推送工序任务，跟踪工序完成、验收状态，通过BIM模型可视化显示形象进度。实时共享数据。利用BIM模型的时间信息维度，以“平台”作为模型与施工进度信息的衔接，将施工进度信息作为BIM模型的时间维度体现，利用数字信息技术仿真模拟工程项目的真实施工进度信息，实现阶段化的安全、质量、材料、成本信息管理，提高管理工作的精细度，有效加强对各层级管理工作的协调性。

通过实体工作在系统进度中的录入以及系统中进度计划与模型的关联挂接，实现任意时间点现场实时进度的三维动态展示，管理人员可以通过三维模型视图实时展示现场实际进度，可以获取任意时间点、时间段工作范围的BIM模型直观显示。有利于施工管理人员进行针对性工作安排，尤其有交叉作业及新分包单位进场情况，真正做到工程进度的动态管理。

2.2.2 安全管理与数据信息融合，在施工过程中实现全程监管

在实施安全管理层面，对现场设施进行合理的布置，施工塔吊、临时设备、钢筋加工棚、材料防护棚、卸料平台与运输道路等各个平面布置的优化，分析主要方案评价指标的实施科学性和合理性。借鉴以往发生的安全事故进行分析和总结，结合BIM模型进行信息分析，对项目施工过程中可预见安全风险制定预防和处理措施，对不遇见安全风险进行规避。

应用系统及手机APP在线进行安全质量检查、验收，在线采集照片，填写检查数据，推送验收、整改任务消息，同步生成检查记录；可在线进行实测实量检查，生成二维码检查记录并利用手持设备打印上墙；通过BIM模型可将检查、验收信息绑定到具体部位。实时共享数据。模型信息和现场管理工作协同进行，多层级、多方位实时跟进监管，管理与信息同步，进行相关资料的查询、审批、标记及沟通，从而为现场办公和跨专业协作提供极大的便利。

2.2.3 工程质量信息的完整性和传递的便捷性，充分体现出BIM技术的信息化管理和数字化管理的优越势

在工程项目建设的全生命周期，对工程质量的把控都是关键。利用“平台”作为载体，在质量管理的过程中现场传送的照片，记录项目的质量信息、存储管理数据，缩短信息反馈时间。在开展不同层级的监管工作时，可通过查看“平台”模型信息进行监管和评价。利用无线网络将数据信息传至“平台”，对信息和数据进行汇总分析，为各个阶段的工程质量管理与控制，提供了信息和数据的支持，确保质量管理工作的高效便捷。

2.2.4 实现材料管理工作系统化，加强管理数据、材料信息获取的实效性，确保材料量可管可控

应用系统及手机APP在线填报材料计划（通过BIM模型算量获取材料计划量）；进行材料进场统计，在线推送材料进场见证检测任务消息；进行材料耗用统计分析（生成报表），自动对耗用超量预警提醒。实时共享数据。通过“平台”系统中完整的材料数据库，对各类材料计划、材料进场、材料耗用、材料库存各个阶段的信息实时记录，把材料各阶段发生的数据与阶段模型关联，“平台”系统结合阶段模型信息和材料数据计算形成材料库存或量差。各层级的协同管理，能准确掌握材料使用量、时间，明确材料使用位置，作为材料核量、控量的主要手段，真正的实现材料量可管可控。利用模型中存储的构件材料耗用量和质量信息、供应商信息，实现后期工程项目质量有据可寻、有迹可依。

2.2.5 基于BIM技术的信息化工程成本管理控制模式，实现成本阶段化的动态管理，工程项目直接成本的集成体现

采用BIM信息分析技术结合“平台”整理的信息数据，进行工程成本管理的阶段化分析和预测,实现成本管理的信息化、精细化，将成本精细化管理目标落实到工程项目全过程中的具体环节中去。有效控制工程成本的投入,提高企业的内部管理和控制能力，提升建设项目的经济效益。见图2。

图2 模型算量功能

2.2.6 确保工程资料与工程施工进度同步完成，利用“平台”管理系统对工程资料进行存储，方便查阅管理

通过信息与管理工作的融合，对工程项目施工过程中的信息数据是否符合现行工程建设相关规范、标准、规定，是否满足合同要求和设计规范，进行全方位的核查。确保工程施工过程中，工程资料收集的真实性、明确性。以“平台”管理系统作为载体进行数字存储，提高了资料存储的效率和查阅的便捷性。[1]

2.3 利用“平台”管理系统记录的工程信息和管理数据进行科学的分析和优化，形成内部的“参数”、“经验”数据库，为企业的项目管理工作提供行之有效的数据支撑

通过“平台”管理系统对BIM模型的安全、质量信息进行现场实物资料和管理数据的同步记录，作为安全管理和质量管理过程中借鉴和预测的依据。

在实施项目安全、质量管理工作中，对信息数据进行收集和分析，是优化安全、质量检查及控制的有效手段。构筑系统化的项目信息库，为搭建项目全生命周期的安全、质量信息提供数据支持。

分析市场材料的价格波动规律，同时结合“平台”对工程阶段材料用量信息进行数据统计分析，逐步建立健全科学的材料价格数据类型分布特征集。利用数据特征值为项目各阶段材料备料的预测时段提供参考数据。

建立信息化控制工程成本管理的约束参数,采用全样本数据分析方法进行成本信息化管理控制。分析工程的运行管理成本数据特征，提取工程成本管理的数据类型分布特征集。利用数据信息特征进行工程成本管理方案的统计和检验，从而通过“平台”管理数据库，对信息化控制工程管理成本的方案进行优化预测。[2]

利用“平台”系统收集的项目建设中每一个实施环节中的信息数据，分析信息数据在整个项目建设过程中的作用及影响，有效利用工程项目在实施过程中产生的数据资源，从而提高企业在施工技术、工程造价、工程管理方面的控制能力，提升企业的行业竞争力。[3]

3 结束语

通过“平台”整合公司内部各管理系统，将各独立系统数据集成到一个平台，通过算法处理，形成公司宏观生产、经营数据信息，让公司决策层能从“平台”数据大屏上便捷、直观地获取核心指标数据，并从时间、组织机构等不同维度对核心指标进行分析，帮助领导进行决策管理。

综上所述，通过BIM技术仿真拟建工程项目数字化信息模型，将项目模型信息与项目管理相关联，细化建设项目每个阶段的管理工，实现各层级，各阶段之间的数据集成和共享，促进技术、成本和管理三个层面的互通与协同。充分利用数字化管理手段在工程建设项目实施过程中的应用优势，能有效提升企业的内部管理和控制能力，提高建设项目的综合经济效益。