基于BIM技术的工程项目协同课程建设

覃亚男

摘要：为满足建筑生命全周期管理日益精细化需求，BIM技术提供高效开放平台，为项目管理、建筑信息共享及多部门协同工作提供重要支撑。BIM技术在对接建筑行业数字化、智能化发展中具有重要作用，相关高质量技术人才培养需进一步加强。对建筑工程技术专业高职教育中的BIM知识技能培养进行分析研究，明晰基于BIM技术的工程项目协同课程定位、体系架构及实施方案。

关键词：BIM；课程建设；工程项目协同；职业教育

一、前言

建筑信息模型（BIM）是基于数字化技术构建智能可视化交互式的建筑3D模型[1]，可应用于建筑生命全周期。随着BIM技术广泛应用于建筑行业，BIM技术人才需求日益增大。当前，BIM人才培养主要依托企业项目训练，对于人才培养的方案制订及培训缺乏系统性。基于此，文中对建筑工程技术专业高职教育中的BIM相关知识技能培养进行分析研究，明晰BIM课程定位及体系架构。

二、BIM技术发展现状及人才培养意义

建筑信息模型BIM为“Building Information Modeling”简称，最初由美国查克·伊士曼在20世纪70年代提出的“建筑产品模型”演化而来，并在Autodesk公司的发展下形成被当下熟知的建筑信息模型（BIM）概念。BIM在三维模型基础上可添加多种建筑信息，包括建筑空间位置、尺寸、材料及其功能、施工工艺、进度成本等信息。

BIM发展至今已形成庞大的软件开发及应用体系。在建设可行性研究及设计阶段有Autodesk公司开发的REVITR软件，主要包括建筑专业模块Revit Architecture、结构专业模块Revit Structure、机电专业模块Revit MEP，并同时能实现模块间的协同沟通。Bently公司开发的同名建筑信息模型软件，在市政桥梁设计项目中应用较为广泛。CATIA由法国达索公司开发，广泛应用于汽车轮船等领域，也在桥梁等建筑工程中得到应用。在施工协同阶段的应用软件主要有Navisworks，主要进行轻量化三维视图可视化交底展现及施工场地模拟构建等。BIM在项目管理过程中与大数据物联网等技术融合发展，主要体现协调的功能，常应用在VR虚拟场景体验、施工场布策划、进度计划编制、5D动态模拟施工及智慧工地管理平台[2]。

目前，BIM技术人才的培养主要是依托企业的项目训练，对于人才培养方案的制订及培训缺乏系统性。卡洛琳娜·M·克莱温格尔[3]认为在教学中加入BIM课程单元，通过以整个项目贯彻课程实践的方式可提高学生BIM竞争力。目前我国高职院校对于BIM人才的培训深度还不够[4]，其中涉及到师资缺乏实际项目工程经验、BIM相关实训室建设不完善及缺乏专业团队对课程内容进行支撑等问题。广东科学技术职业学院建筑工程学院建立了BIM协同中心，基于Revit、Navisworks、Lumion及BIM运维软件开展BIM实训项目，将1+X建筑信息模型职业技能融通到课程教学，提高了校企合作质量，就业率达到95%以上，学生平均薪酬上升2-3%，学生的核心竞争力能够满足企业生产工作的需求[5]。

三、BIM课程建设

职业院校土建类专业的人才培养应立足于建筑行业专业化、智能化发展，加强数字化建设。建立BIM相关的课程体系应基于现行企业对BIM人才的需求和BIM相关的1+X职业技能等级证书要求，完成建筑行业数字化、智能化发展需求对接。文中对BIM课程建设进行研究，确定BIM课程主要侧重“协同”方向；以高职类职业院校学生对应的企业工作任务确定课程培养目标及课程实施方案，提高土建类专业技术人才的BIM实践能力，以更好适应建筑业发展。

（一）BIM协同设计课程建设

BIM设计是建筑各专业技术人员协同作业的3D建筑信息模型建立过程。BIM模型可实现最大限度信息共享，包括建筑构造、结构构件、设备管道信息，减少各专业融合障碍。模型各参数联动，确保建模过程高效且准确，为后期建筑成本控制、施工管理提供基础的模型信息。现阶段建筑信息模型设计多为“反向翻模”，即依据现有的二维设计图纸进行二次加工，二维转化为三维。目前的建筑工程资料提交往往包含BIM模型。BIM建模技能是土建类高职院校毕业生就业的重要技能，故BIM协同设计课程的设置有其现实必要性。

1.BIM协同设计课程目标

BIM模型包括结构、建筑及机电模块，在结构和建筑模块完成后可进行机电建模，在机电图纸建模中应遵守机电管综排布原则。设计阶段需要解决建筑各构件的碰撞问题，并进行可视化交底。BIM协同设计课程目标是培养高职类院校学生利用BIM软件基于二维建筑施工图构建三维建筑模型的专业能力，包括熟悉软件的模块及建模步骤，能够依据给定图纸完成建筑模型实操训练，培育严谨细致的职业精神和团队合作的职业素养。

2.BIM协同设计课程实施

BIM协同设计课程实施是在学习者具有建筑工程识图能力基础上开展，侧重知识技能项目实操。以具体的项目建模实践过程为依托，结合培训对象的知识技能储备，合理设置操作任务，在渐进式任务训练中完成知识技能的掌握，最终能独立完成项目的综合建模任务，详见表1。

（二）BIM协同施工组织管理课程建设

建筑工程项目施工阶段涉及部门众多，包括项目投资单位，项目勘察设计单位、施工单位、监理单位及相关行政管理单位等。建筑工程项目施工方部门包括工程技术、质量安全、物资设备及财务等部门，大型项目设置有专项实验室、综合管理部门等。工程施工阶段人员涉及多部门跨单位、跨专业、跨学历等复杂状况。工程进度计划涉及人员、材料、机械及环境影响。工程项目的管理应综合上述因素，实时选取合理的工作方案，时刻选择最优解是当下管理层的主要挑战。现阶段建筑项目管理主要利用BIM三维模型与大数据、物联网等技术融合，加强工程项目的数字化管理[6]。土建类专业特别是建筑工程技术专业技术人员的就业方向主要是施工员、监理员及质量安全方面的岗位。基于上述岗位工作需求和土建类人才培养标准，需培育学生对于建筑施工合同及技术资料管理、进度计划管理、安全质量控制和成本控制能力。故BIM协同管理课程有其现实必要性。

1.BIM协同施工组织管理课程内容

当前我国建筑业BIM协同施工过程包括施工场地布置模拟、土方开挖、放线定位、建筑材料设备进场、主体结构施工、模板工程施工、脚手架工程施工、竣工验收及交付使用等多个阶段。项目管理涉及施工方案的制订、人员管理协调、时间成本管控，还包括安全质量管理等。现阶段施工项目组织管理主要是以5D协同平台为主，即在原有的建筑BIM 3D模型基础上拓展出时间（4D）和成本（5D）两个维度。协同平台将建筑三维模型导入平台实时分析及可视化交底，利用进度计划模块导入平台与BIM模型融合形成施工模拟进度以更加高效控制时间成本，利用平台人员类型权限及应用模块设置等协调施工现场管理，利用Iot/AI 等技术增强施工现场感知与反馈，最终基于工地云平台高效率实现项目运行智能化、智慧化管理。

BIM协同施工组织课程目标是培养高职类院校学生基于BIM施工类应用软件对建筑工程技术资料、施工计算、安全质量及成本控制的专业能力，包括熟悉BIM施工类应用的模块及建模步骤，能够依据施工组织管理要求完成实操训练，培育团队合作及依据规范施工严谨认真的职业素养。

2.BIM协同施工组织管理课程实施

BIM协同施工组织管理课程实施是在学习者掌握建筑施工技术、建筑施工组织管理及成本控制技能基础上开展。课程将繁杂的知识技能要点融入到项目管理实践中，分角色演练管理组织架构及项目实施流程，内容详见表2。

四、结论及成果

BIM建模技术及基于BIM模型的各类软件应用教学是适应建筑行业数字化发展、培养高质量BIM技术人才的重要途径。本文分析了BIM在建筑行业的应用现状，依托于岗位职业能力及高职类院校的人才标准，确定基于BIM技术的工程协同设计及管理课程的建设内容。探索BIM技术应用的教学实施，以期为建筑数字化发展提供切实可行的人才培养课程建设方案。

参考文献

[1]M. Oraee， M.R. Hosseini， D.J. Edwards， H. Li， E. Papadonikolaki， D. Cao， Collaboration barriers in BIM-based construction networks： a conceptual model， Int. J. Proj. Manag. 37 （6） （2019） 839–854.

[2]崔天伦.BIM技术在建筑工程管理中的应用[J].江西建材，2022（08）：182-183+186.

[3]卡洛琳娜·M·克莱温格尔，麦哈迈德·奥兹别克，斯考特·格里克，等.将BIM纳入施工管理教育[J].建筑创作，2012（10）：40-47.

[4]王镇西.高职土建类专业BIM师资培养探索[J].科教导刊（上旬刊），2018（11）：77-78.

[5]孙会雨.建筑行业BIM人才职业技能培养模式的研究[D].杭州：浙江大学，2020.

[6]田林倩，姜仁贵，朱记伟，等.基于BIM5D的建筑工程施工阶段动态管理及优化研究[J].建筑经济，2022，43（S1）：487-491.