BIM 在项目管理中的应用

王晨杰，邓 伦，张 乔

（中国长江电力股份有限公司三峡水力发电厂，湖北 宜昌 443133）

0 引言

随着需求的增大，我国建筑行业的发展已经到了一个新的高峰，但是在辉煌的成果背后，暴露出的漏洞日益严重。同时也受到我国特殊国情的制约，以至于与行业相关的管理方法和理念止步不前[1]。项目管理包含的概念广泛也杂乱，但是国内的建筑企业大多将工期视为第一要素，成本稍次之，其他的一些职能（如质量和安全）则人为地“让路”，显然我国工程管理的相关研究和理念还存在着很大的空白区域需要完善[2]。

1 BIM 技术的优势

1.1 BIM 技术在数据处理方面的优势

BIM 模型能够处理并传达各种图形及参数信息，它将整个建筑工程的相关数据和一整套设计图纸集为一体，同时所有资料信息都被参数化处理，这样可以帮助各方面参与者更清楚地认识到项目的情况。在BIM 技术实现之前，施工方、监理方和业主方都需要从一张张粗略而繁琐的图纸和表格中来认识工程进行状态，而在BIM 技术的帮助下可以快速的查询到想要了解的信息，对于建设过程中的算量任务有着很大的帮助和便利[3]。如图1 所示。

图1 建立参数化建筑模型

以广联达GTJ 算量软件为例进行操作，首先将软件打开后，选择“图纸导入”选项，便可以将电子版图纸导入软件，以便进行下一步操作（这里的电子版图纸可以有很多格式，比较常见的有DWG 格式，该软件经过不断地开发与优化已经能够兼容多种格式的图纸文件，并且出现识别错误以及需要人工判定的构件都会有醒目标注）。第二步，也是关键性的一步就是同步轴网，这样就可以保证不同图纸之间由于缩放的关系形成的误差。然后依次类推，直至将所有图纸导入之后，便可以使用“构件识别”功能，遵循由低到高，由简单到复杂的原则，从柱、墙开始，到梁、板等复杂构件全部完成参数识别以及人工修正，使工程在电脑上重新形成一个参数化整体。

随着各种 BIM 软件的各项功能的不断完善，使用者从一个项目的决策阶段逐步参与进来，直到后面的设计、施工以及竣工验收交付使用阶段的进展，效率得到大幅度提升[4]。

1.2 BIM 技术在结构处理方面的优势

在参数化工程的基础之上，通过电脑技术将项目的形态模拟出来，形成一个立体的结构。相对比较重要的功能可以通过调整可视化选项来看见不同的构件。比如选中“柱”之后，就有且仅有柱结构显示，每个不同的构件会使用不同颜色标记出来。例如板构件、梁构件和墙构件被分别表示为不同的颜色。实际效果如图2 所示。将传统二维的图纸构造为三维的空间实物模型具象化地表现出来，构件与构件之间、系统与系统之间、甚至项目与项目之间都可以交互式变更。

图2 将二维图纸转化为三维立体模型

1.3 BIM 技术在输出处理方面的优势

传统管理方法是“术业有专攻”，即施工图主要归专业施工人员管理，定额归属于相关管理人员来负责，主要突出的是专精这一个特点。这样在任务都正常运转的时候是很高效的，但是土木工程施工十分复杂，难免会有意外情况发生[5]。以广联达GTJ 算量2018 这款软件为例，目前可以支持导出的格式有GFC、FC、GSHMD，这些是能够被大多数软件所兼容的格式，包含了这个工程相关的信息例如楼层信息、标高、钢筋等。

1.4 BIM 技术在信息处理方面的优势

随着技术发展，工程也变得越来越复杂，与之相对应的是信息量的增加，但是按照传统的工作和管理的方法来看，数据收集的难度越来越大，处理与应对的效率越来越低，无法满足现代工程高周转的要求。所以我们可以发挥出BIM 作为一个平台的功能来进行辅助。

这个功能建立在上述两个特点的基础上，即参数化和输出多样性。参数化保证工程能够在由网络传输，输出多样性则能够使得工程人员获取的信息准确且便利。作为一个云端平台，权限管理是很关键的控制枢纽，避免相同信息在不同部门或者员工之间被重复处理，以此减少信息传递过程中的时间和精力损失，从而极大程度地提高整体工作效率，而权限限制也可以减少重要信息外泄的风险。

1.5 BIM 技术在修正处理上的优势

这一个有点可以理解为立体型结构的延伸，两者之间是有一定的相互联系的，但是也有区别设计上的变更在土木工程施工过程中是家常便饭，对于工期和成本两个要素而言，这些都是需要消除的不利影响。及其原因主要有以下几点：勘察工作出现失误、设计本身有遗漏、现场施工标准的提高、场地发生变化等。以传统的工作经验来看，重新绘制图纸然后再进行检验是最有效的办法[6]。但是在进行后续作业如算量时十分麻烦，且无法保证更改后的设计方案能够符合要求。在使用BIM 技术后，设计单位可以直接调整冲突部分的结构模型进行修改，软件会自动汇总计算工程量及计算出费用，依靠其碰撞检查技术也可立即检查设计变更是否合理，可以截取任意时间段任意项目的工程量进行分析，数据的上传，修改和分析可以随时与项目紧密同步。如图3 所示。

图3 碰撞检测和修正示例

2 BIM 技术的劣势

2.1 BIM 技术在应用方面的劣势

我国建筑企业从业人员大多数学历或者职称并不高，这个现象在施工人员部分尤为明显，而能够熟练运用BIM 对于使用计算机的能力有一定要求，再加上施工人员平时作业任务繁忙，即使能够抽出来时间和精力学习，也不会起到很好的效果，反而会使得企业浪费资源；反观管理人员，虽然有一定的资质来学习BIM，但是在现场施工的收效甚微，形成“光杆司令” 的局面[7]。最后便是相关软件的版权费，目前在使用率上排名靠前的软件都是由国外公司进行研究、开发和创造的，由于各个国家和地区的行业标准有所不用，也就造成了难以交流的局面，需要花费相当一部分资源来合法使用软件[8]。

2.2 BIM 技术在交流方面的劣势

这个可分为主观因素和客观因素。主观上来说，BIM 的数据库作为一个有着自身平台的云端信息储存库，所包含的工程信息理论上是任何使用过BIM的项目的集合体。这本应该是BIM 的最大的优点之一，但是之所以现在施工过程中对于云数据库的运用较少，就是因为应用BIM 的工程的企业较少，难以形成一定规模，极大程度上降低了参考价值[9]。久而久之，对于这部分功能的运用也就越来越少，最后到了一个可有可无的尴尬境地，反过来又和上述主观原因形成了一个恶性循环。

2.3 BIM 技术在操作方面的劣势

就结果而言，将一个庞大的工程项目实现信息化是一件十分困难的事，对电脑的硬件要求很高，这样就提高了这项技术的门槛，其中最为重要的就是BIM 核心建模软件。从上个世纪七十年代开始， BIM 软件的开发与制作，国内外很多建筑企业都参与其中，但是真正能够被认可和使用的少之又少[10]。除开AutoCAD2007 之外，其他的软件要么操作繁琐，内容复杂，要么就是无法和其他软件一起使用，需要再次转换输入和输出。这也就造成了企业在面对花样繁多而有着相似功能的软件时无从下手的情况，更重要的是在涉及到与其他项目其他公司合作时，难以协商以哪一个为准。在项目信息流通过程中非常容易造成缺失、遗漏和误解，这对于精益求精的施工来说是不能接受的。

3 案例分析

3.1 工程概况

工程名称：住宅小区B 区4 号楼项目，工程性质：砖混结构临街商住一体式建筑。建筑规模：四号楼由4 个单元楼组成，地下室为商服五类库房，一层、二层为商品用房，三层～六层为单元式一梯两户住宅。总占地面积：1 068.03 m2；总建筑面积6 901.34 m2；地下建筑面积：934.15 m2，地上面积：5 569.75 m2。

要求：（1）保证本次工程的顺利开展，在质量上严格把控，同时合理安排工期是本工程的重难点。（2）施工场地位于市区内人口密集住宅区，科学安排工序，在现场管理上合理调整，保证设备工作效率减少对工地周边环境的影响，确保周边车辆、小区居民正常的工作生活满意度是重中之重。（3）工程工期紧张。本工程建筑面积6 901.34 m2，工期安排为285 d，施工难度和相关工程量较大。

3.2 BIM 技术的具体应用措施

整体思路：在土木工程施工中使用BIM 技术来辅助项目的顺利实施，从决策阶段开始直到竣工验收阶段，保证完全贯彻到项目的完整生命周期。有效地运用BIM 技术来操作施工，不仅可以达到实时管理的效果，还可以保证信息交流的速度，间接地降低成本。

具体方法：

（1）使用project 软件进行施工组织设计来满足总工期的要求，列出流水步距表。

（2）利用广联达GTJ 算量软件对建筑进行信息化处理和工程量汇总计算。

（3）运用BIM 软件对工程进行模拟和演示，对需要修改的环节进行及时调整。

3.3 BIM 在实际施工中的效果分析

（1）工期管理

通过使用Microsoft Project 软件对项目的施工流水进行编排并列表，将土方开挖、混凝土垫层、支模板、绑扎钢筋和浇筑混凝土等部分分项工程的工作开始时间、完成时间以及所需工日等参数输入软件，再进行工作关系的划分，最后再对各项重要时间节点例如节假日等进行微调。当出现意外情况需要工期变更时，只需要修改其对应的参数，其他部分就可以自动发生变化，提升了工作效率，间接地节约了成本。相比较而言，传统的Excel 表格排班不仅不能提供项目时间信息，而且在修改时需要将整个表一起重新制作。如图4 和图5 所示。

图4 使用Project 软件编制的施工进度表

图5 使用Excel 绘制施工进度表

（2） 算量管理

在使用广联达GTJ2018 软件对项目进行算量时，整体思路为“先繁后简”，即先进行一些大型结构的构建，然后对照图纸进行细节的微调。首先将项目分解为不同的楼层和不同的结构，然后利用CAD 图纸识别技术将整个项目信息化，然后就可以直接算出钢筋或者土建的工程量，还可以利用系统自带的合法性检验工具来粗略地进行检查。其中，对于不同地区的不同的图集和计算规则可以在官网上下载相关数据，在进行最后计算之前调整。还可以随时查看任何一个构件的详细信息。如图6 所示。

图6 单个构件钢筋用量、钢筋计算规则以及明细表、土建工程量明细表

4 结语

建筑行业一直以来都是我国的第一产能，在我国总经济中占有很大的比重，本文选取项目管理方法在土木工程施工中的具体应用进行研究。（1）提出了通过建筑信息化发展来处理土木工程施工中的问题的具体思路，然后由理论部分开始，逐步递进。并通过实际案例来对理论部分进行佐证，体现了BIM技术的动态性、多样化和立体性三大优势。（2）针对BIM 技术无法大量普及并运用到实际施工的原因，本文阐述了BIM 技术的数据共享困难、短时期内无法获得收益、需要消耗资源以及技术门槛较高的缺陷，使得BIM 技术的整体展示较为全面，能够在相关的研究方面对他人起到一定帮助。