基于BIM的精益建造关键技术集成实现与优势分析

赵俊

（浙江省建工集团有限责任公司，杭州310012）

1 引言

近年来，我国建筑工程项目取得了质的蜕变，逐渐向标准化、规模化方向发展，建筑规模也在不断增大，以往传统的建造生产方式和建造理念已无法满足建设领域的需求。建筑信息模型、精益建造等技术的出现，为我国建筑领域的各方面带来一定的改变，并在我国一些工程中均取得了较好的应用效果。国外也有学者对精益建造和BIM 之间的关系进行了深入探究，认为这两者之间并无密切的联系，相当于两个相互独立的个体，即其中一个体系的实施可不用依靠另一体系进行。如何实现两个体系的融合，还需要进一步研究。将BIM 结合精益建造，可以表现出更加良好的效应[1]。同时，美国LCI（精益建造协会）在研究精益建造项目的过程中发现，当计划完成度接近100%时，项目经济效益和生产利润会获得明显提高。通过对其进行进一步的研究发现，未使用精益建造前，计划完成度通常只会停留在30%左右，而归根究底是信息混乱导致，并且没有明确的根本原因。

同时，外国研究人员Khanzode 尝试以可视化设计为基础，建设精益项目交付流程（Lean Project Delivery System，LPDS），确定了概念设计的框架，发现精益项目的交付流程得到了有效提升[2]。

2 基于BIM的精益建造关键技术集成模式

精益建造的最终目的是优化生产流程，通过减少项目全周期过程，来减少资源浪费。想要确保项目顺利实施，需要确保项目工作人员对工程项目信息有全面的了解。随着工程项目规模不断扩大，传统的数据表达方式已无法满足现代项目管理要求，BIM 的出现正好满足了项目各方面对海量信息处理的要求。BIM 作为特殊的数字表达，在项目全生命周期内，从项目概念开始阶段提出信息资源共享，让不同利益方进行通力合作，再将各种设施信息收集到BIM 软件中，以支持各自角色的岗位职责所需。

精益建造是一种先进的建造体系，与传统建造方式具有较大差异。在组织结构方面，精益建造是利用团队工作为基础，构建合理的组织结构；在生产建造体系方面，其采用拉动式生产方式；在质量管理方面，用全面质量管理措施保持不间断的优化和创新；在项目安排和组织中，采用并行工程的思想[4]。

3 基于BIM的精益建造关键技术集成分析

3.1 并行工程

并行工程是一种特殊的工程方法，它面向建筑产品的全生命周期实施设计，注重协同工作效应。并行工程的核心在于缩短开发时间，控制开发成本。并行工程是通过构建信息平台，及时掌控各项工作信息，让项目各参与方能进一步了解工程进度，将可以并行的工作同时展开，节约时间。并行工程能将不同工作项目进行调整，同时要求“并行团队”成员展开深入沟通。而交流与以往的“成果总结”不同，其是用信息流促进各管理层次、不同的并行工作小组进行沟通，使物质流和信息流保持同步，确保信息的及时性和准确性。而根据国际相关部门对BIM 的定义，可将BIM 作为给决策提供可靠性信息的交互中心，即BIM 是知识资源共享平台。BIM 所具有的特点在于能给并行工程提供健全的信息平台，给建筑工程提供最便利的沟通和交流空间。人们将所有与项目有关的信息集中在BIM 内，并贯穿整个项目管理的整个周期[5]。

3.2 拉动式、准时化生产方式和BIM

拉动式、准时化是精益建造的特色，主要是利用LPDS体系构成，由下道工序向上道工序、下个活动向上个活动、顾客向建造商提出要求来完成基本工作。在整个建造体系内，供应商要将材料在规定时间内送到现场，财务同样要及时调配资金，销售要准时将建筑产品按市场要求销售出去。由此可见，各种信息流、物流、人流之间是相互合作、不可分割的，并且具有较强的即时性。这种模式对信息准确性、复杂性、及时性的要求，决定了BIM 在实现拉动式生产方式上所发挥的作用。

精益建造需要项目各参与方之间进行合作，尤其是分包商和承包商间进行合作，要将有限的资源使用在最关键的环节，从而确保建设工作的顺利进行。由于BIM 可支持模型，其所衍生出来的任务能自动关联到BIM 构件上，一旦进度表出现变化，施工安排同样会出现变化，使得在进度需要时，提示管理人员进行材料的购置与分配，避免因材料进场滞后而影响施工进度。因此，基于BIM 的即时性信息发布、计划改进、进度保证，可以实现有据可依、有源可溯，实现人、料、机的即时性。

3.3 价值管理

精益建造追求价值最大化。采用价值管理，以顾客为中心，以最大限度地满足市场多元化的需要为宗旨，在最短的时间内提高建筑物的质量。精益建造要求与最终用户之间保持密切的联系，在设计阶段要考虑到顾客的要求，BIM 就是满足这一要求的最佳工具。因为BIM 是一个共享环境下具备功能特性的数字表达技术，可以根据价值工程的思想，实现项目功能与成本的即时比对，使其价值达到最大化。

在设计过程中，应用BIM 技术可以快速生成多个方案并进行评价。通过更改一个模型的参数，可以自动生成详细组件的布局，并进行效果预测与分析，如能源分析、结构分析等，并且可以导出相关的预处理数据作为第三方分析工具的基础进行规则检测，评价设计意图和计划是否符合顾客的需求。通过在线的数据来源自动估算成本，生成构件组合，充分评估成本影响，对不同方案的成本进行利弊权衡，保证客户价值最大化。同时，因为BIM 可提供知识共享平台，可以实现决策圈的扩展，获得更加广泛的知识基础，从而做出更正确的决定。通过全面考虑，能够提高选对最佳方案的概率。

4 基于BIM的精益建造关键技术集成优势分析

4.1 项目级优势分析

项目在BIM 应用基础上，通过并行工程和团队工作理念，实现以BIM 为平台的项目各方面经验和专业知识的整合，从而解决二维图纸中的不合理问题，通过三维模型将信息以图文、表格、数据等方式显示在工作人员面前，并且随着模型的不断升级，模型拥有自动更新功能，这极大地提升了项目的可建造性和实施性。根据拉动式准时化的精益建造技术将及时性和无缝流程融入设计生命周期管理内，从而将施工内存在的问题在BIM 模型设计阶段进行有效协调，虽然不一定可以缩短单项工作活动的工期、分部分项工程的周期，但是可以减少后期工作的对抗性，缩短项目总周期[6]。

4.2 企业级优势分析

建筑业作为传统产业，在信息化管理过程当中，要确定自身升级目的，不能盲目地提高投资金额，一味地升级硬件，这与信息化发展目的背道而驰。想要确保建筑企业实现信息化发展，要优化企业管理流程，利用BIM 精益建造技术的集成优势，根据企业实际情况优化流程。通过精益建造的一系列流程管理和优化，让BIM 在实际应用过程中能将自身作用完全发挥出来，帮助企业内部改变管理模式和组织结构，利用BIM 平台让信息获取逐渐趋向于异地化和即时化，提升企业运行效率、核心竞争力和经济效益。对于企业外部而言，能加强企业之间的技术交流，让上下游企业的合作更加容易，实现多方资源利益共享，形成战略结盟，实现建筑企业可持续发展[7]。

4.3 行业级优势分析

精益建造作为一种独特的管理模式，以理念知识和关键技术为基础，为工程施工提供决策支持与依据。并且精益建造是一个精益求精的过程，尤其在信息化时代背景下，BIM 的发展已逐渐成为构建精益建造体系的重要环节。而科学使用BIM 精益建造技术集成，不仅能较好地促成设计业与建筑施工之间的集成，还能帮助工作人员建筑高质量建筑物，缩短项目建造时间。从这个方面而言，BIM 所提供的基础性结果就是精益建造与其想要传递的。

在信息化时代背景下，我国现代建筑业的发展规模不断拓展，其中出现了大量的信息数据，导致出现很多方面的问题，如信息流整体化严重不足，资源浪费等问题，使精益建造一直无法突破粗放型发展的道路。因此，基于BIM 技术不仅能加强团队意识和合作意识，还能形成统一利益共同体。

5 结语

综上所述，基于BIM 的精益建造关键技术集成解决了精益建造实施过程中的信息流难掌控、价值流难控制的问题。在实际应用过程中，要以精益建造的理念体系作为基础，对BIM 应用流程进行优化，利用BIM 内在的技术功能和数据集中储存特点，为项目决策提供丰富的数据支持，实现精细建造关键技术，才能让两者表现出良好的应用，并实现客户价值最大化。