基于BIM 的工程建设全过程质量管理信息化探析

沈治宇

（重庆市住房和城乡建设工程质量总站，重庆 400014）

0 引言

BIM 是当前我国大力推广的建筑信息化技术，其基于通用标准对多种建模工具进行集成， 针对工程实际情况和相关数据进行建筑结构模拟与可视化展示，通过收集信息并创建、管理和应用信息,进行设计优化与材料管理、进度管理和工程量统计等操作。 为了实现建设项目全过程精细化管理，在建筑工程项目全寿命周期中，可以通过BIM 来使项目各参建方以及不同单位与专业之间实现信息共享、信息交换和协同工作。 目前，我国部分建筑设计院、大型建筑企业等相关单位，已经开始使用BIM 技术，以提高工程建设质量和建设效率，节约工程成本。 由于现代建筑具有规模大、复杂性高、建设难度大等特点，利用BIM 技术的模拟性、可视化和协同性特征，在建筑施工各阶段实现信息化管理，可有效保障工程质量。

1 现阶段工程建设质量管理面临的主要问题与解决思路

现阶段，工程质量管理面临的问题主要有以下几个方面。第一，无法实现工程信息公开与信息共享，不同单位之间信息交流障碍多[1]。 比如，设计单位与施工单位之间不能进行充分的信息交流，施工单位不能充分理解设计方案的情况屡屡出现，容易导致施工中出现质量问题。事实上，涉及多方参与的决策、设计、施工以及运营等各阶段工作，都需要各参建方人员随时保持沟通，密切配合、协同工作，以完成工程建设目标。第二，施工材料种类多、质量波动大，工序质量控制不完善，材料管理工作繁琐。 第三，由于施工人数众多，对施工人员的施工信息不能做到详细统计，出现质量责任时难以追踪到个人，也难以找到出现质量问题的原因，因而不能有针对性地控制施工质量，质量管理效率不高。 第四，存在信息流失的问题。 工程建设中，通常需要多方相互合作、共同参与，而现代工程规模越来越大，参与方也更多，各方介入工程的时间、方式和介入程度各不相同，传统的信息传递方式通常以纸质文件为载体，很容易发生信息在流动和传递过程中流失的情况，因此对实现工程管理信息化的要求便越来越迫切。此外，在施工管理方面，传统的管理模式通常以施工图纸为中心，即设计、施工、监理、监督等各参建方的工作一般都围绕施工图纸展开[2]，客观条件及相关技术限制阻碍了建设相关方的有效沟通和协调， 质量管理人员很难对工程进行管控，往往造成工程质量难以得到保证的问题。

为解决上述问题，BIM 技术可以发挥巨大的作用[3-4]。 BIM 是一种建筑信息化模型，通过将建筑工程项目设计、施工等各方面的数据如实、直观地反映出来，可将设计和施工等环节紧密联系起来。 BIM 提供的建筑数据资源，成为了建筑工程项目施工管理与质量管理的保障条件之一。BIM 有三个显著特点：一是可视化，通过BIM 技术可以对整个建筑工程进行三维（或四维）立体展示，使施工人员得以对各建筑部件进行清楚辨认，对各施工过程进行预先的直观理解，间接减轻了质量管理人员和其他管理人员现场指导的负担，对提高施工质量和工作效率具有很大帮助；二是模拟性，即BIM 能够模拟设计出建筑模型。当然，BIM 还可对需要模拟的事物进行模拟实验；三是协同性，在建筑工程建设中，利用BIM 技术的协同性， 可以强化质量管理方与其他部门之间的联系，使各方之间的沟通与交流变得更加简捷、高效，大大减少由于沟通不畅所引发的各种问题[5]。

2 基于BIM 的工程建设各阶段质量管理信息化

将BIM 的管理理念运用到工程管理之中， 能够有效弥补传统管理方法的不足，提高各方协作效率，提升施工水平，保证施工质量。基于BIM 技术在建设工程各阶段实现质量管理信息化的讨论涉及下述几个方面的内容。

2.1 施工准备

将BIM 技术的应用贯穿到建筑工程的整个施工过程是现代质量管理模式的重要特征。 在正式施工前确定质量目标时，管理人员需将质量目标上传至BIM 信息平台，作为开展后续工作的依据，供各参建单位查阅、比较与分析，做到心中有数。

其次，BIM 模型在很大程度上能够减轻图纸会审的难度和工作量。 结合模型中获得的准确信息，可实现对大小问题及早发现，发现后及时对设计图纸进行更改， 尽最大可能减少设计问题，减少后期设计变更，避免返工等施工质量相关问题。

第三，在技术交底中，也可利用BIM 技术对施工过程进行模拟，特别是对施工任务中的重难点进行模拟，可让施工方对设计方案的理解更为透彻，有效减少施工过程的质量问题。 技术人员与施工人员一起，通过模拟直观展示整体施工组织计划，及时发现施工中的问题，共同参与施工组织方案的优化设计。 此外，还可进一步模拟关键工序的施工，这样就可以使交底工作更加透彻简明，保障施工质量。

2.2 材料管理

材料管理涉及材料供应商、材料质量、进场时间、使用情况等多方面信息，承包单位可以通过BIM 来对施工材料进行全方位管理。 基本内容为：对上述材料相关信息进行系统记录，形成材料数据库，施工方可以随时将材料信息与项目进展相关联。 为了保证材料的质量和用量，监理人员、质监人员可以在项目的整个生命周期中，对工程所用材料进行查询跟踪，兼以分析改进，以达到提高资源利用率、提升管理效率的目的。

2.3 施工阶段

在施工阶段，涉及施工单位的施工进度、材料管理和施工安全情况，以及质量管理人员掌握的现场质量情况，建设单位所提出的要求或指示，都可以在BIM 平台上进行填写。 通过BIM 平台快速获取上述生产数据，方便了各参建方的在线合作，有利于随时掌握项目进展情况，协助质量管理人员和项目其他管理人员有效管控现场施工状态。

此阶段，质量管理方协同施工方，通过BIM 信息管理平台对技术流程、材料质量和施工质量进行实时控制，在处理施工质量问题的过程中， 所有相应的资料都被保存在BIM 信息管理平台中。 在当前以及后续施工过程中，质量管理及其他各参建方可以随时查阅历次质量问题及其处理情况， 避免同样的问题再次出现，同时实现即使出现问题也可以更快更好地得到解决。

2.4 进度管理

传统的进度管理方法难以实现现代建筑工程施工的高效管理， 应用BIM 技术来优化现代进度管理是一种切实可行的途径。具体来说，就是利用BIM 的可视化、模拟性和协同性特征来实现管理效率与质量的提升。 首先，通过对建筑工程具体施工过程进行模拟，一方面可以及时发现建设过程中对施工进度产生影响的各个层面的问题；另一方面，通过对施工过程的充分了解与分析，使进度计划中的数据参数得到进一步明确，在此基础上可以改进与优化不合理参数，使工程进度计划编制变得更科学、合理可行。其次，通过观察和分析建筑模型，施工单位方可更好控制把握施工材料的供货时间，更有针对性地制定材料使用方案，从而使材料管理流程更加科学，保障施工作业的顺利进行。

2.5 设计变更

应用BIM 技术可以实现三维甚至四维立体施工图的设计，使得设计内容变得直观易懂，从而让设计、监理和施工人员都可以全方位、多角度地理解工程设计蓝图，有利于各方提出对施工图进行设计变更和优化的建议[6]，据此进行的设计变更操作也简单易行， 可以减少由于设计变更延误所造成的影响施工进度的问题。

2.6 工程后期与验收

在工程后期与验收阶段，需要通过BIM 技术全面收集和分析工程全过程施工信息与管理信息，包括采集到的建筑工程设计数据、开工数据、旁站检查记录、质量验收记录、指令文件、变更数据等，为后期制订各项决策措施提供准确的数据依据。 在此阶段，施工方借助BIM 技术对上述信息进行全面分析与归纳， 对工程质量可能存在的问题进行全面剖析。 同时，建设与施工单位可以在BIM 平台直接提交质量检验报告、工程验收报告等文件，由此，在工程验收过程中， 各有关部门就可直接在BIM 平台进行审核，或在现场评估中借助平台工具随时调用检查， 节省工程验收时间，提高验收效率。

3 结语

在建筑工程质量控制的过程中，建设工程过程管理应用BIM技术对于提高工作效率、提升施工质量具有很大帮助。 本文研究了基于BIM 技术的工程建设全过程质量管理信息化问题，提出了在施工前期、中期以及后期验收等阶段的质量管理工作中进行信息化管理的具体措施。 当前，BIM 技术在我国建筑业中的实际应用仍处于初级阶段，在具体应用的经济、技术层面还有诸多要素有待完善。 但在国家大力引导、工程建设单位积极参与的情况下，通过加快培养BIM 专业技术人员，推动BIM 与大数据技术、地理信息系统（GIS）技术等前沿技术协同发展等措施，以实现建设管理信息化，进而实现建筑工业现代化是切实可行的。