談BIM技術(shù)在建筑工程信息管理中的應(yīng)用

魏小朝 洪文霞 楊 帆 姜振堯

(青島理工大學(xué)管理學(xué)院，山東 青島 266520)

談BIM技術(shù)在建筑工程信息管理中的應(yīng)用

魏小朝 洪文霞 楊 帆 姜振堯

(青島理工大學(xué)管理學(xué)院，山東 青島 266520)

在介紹BIM技術(shù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出傳統(tǒng)建筑工程全生命周期內(nèi)信息管理存在的問(wèn)題，分析了問(wèn)題產(chǎn)生的主要原因，結(jié)合相關(guān)問(wèn)題提出解決問(wèn)題的途徑——建立基于BIM環(huán)境下的信息管理優(yōu)化模式，針對(duì)項(xiàng)目管理中的質(zhì)量，進(jìn)度，資源等因素提出基于BIM技術(shù)的優(yōu)化信息管理框架結(jié)構(gòu)，以期把BIM信息模型移植到項(xiàng)目信息管理中，實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)性，虛擬化的應(yīng)用功能，并結(jié)合工程實(shí)例，說(shuō)明BIM技術(shù)在信息管理中的重要性。

BIM技術(shù)，信息管理，信息優(yōu)化

0 引言

信息管理作為對(duì)于工程信息的匯集，處理，存儲(chǔ)，跟蹤化處理的一系列總稱(chēng)，是作為項(xiàng)目全生命周期的重要組成部分，能否及時(shí)、準(zhǔn)確化地搜集信息是決定項(xiàng)目信息管理的重要前提，傳統(tǒng)全生命周期內(nèi)中的信息管理，由于工程信息量比較浩大，信息類(lèi)型復(fù)雜多樣和對(duì)于工程信息的及時(shí)反饋有限，導(dǎo)致信息管理中存在著大量的不連續(xù)性信息分離化現(xiàn)象，全生命周期內(nèi)的信息管理作為工程項(xiàng)目管理中不可或缺的一部分，但一直在實(shí)際施工管理中成為一種“邊緣化”的活動(dòng)，大大地降低了信息管理本身的應(yīng)用意義。

因此，信息管理急切需要一個(gè)具有連續(xù)性、協(xié)同性的信息優(yōu)化、處理、反饋的環(huán)境，降低實(shí)際施工管理中的各參與方之間的溝通局限性和信息傳遞過(guò)程中的自然流失。通過(guò)建立基于BIM環(huán)境下的信息管理優(yōu)化模式，使復(fù)雜無(wú)序的工程信息數(shù)字化，管理在施工管理中設(shè)計(jì)、施工，運(yùn)營(yíng)階段的工程信息數(shù)據(jù)，通過(guò)信息管理優(yōu)化模式分享于各參與人員，主動(dòng)管理項(xiàng)目各階段的工程信息，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)分析控制，大幅度提高信息可利用率，對(duì)全生命周期內(nèi)的信息進(jìn)行追蹤化處理，是今后項(xiàng)目信息管理的重要發(fā)展方向。

1 BIM技術(shù)簡(jiǎn)要概述

1.1 BIM定義[2]

BIM(建筑信息模型)技術(shù)作為在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)上逐步發(fā)展起來(lái)的多維信息集成化、數(shù)字管理化模型，在施工管理過(guò)程中，可以為設(shè)計(jì)，采購(gòu)，施工，運(yùn)營(yíng)和維護(hù)進(jìn)行全過(guò)程信息管理，以便在不同項(xiàng)目階段過(guò)濾、修改、更新信息，合理控制項(xiàng)目高效化運(yùn)行。

1.2 BIM技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

BIM技術(shù)在美國(guó)、歐洲、韓國(guó)及新加坡等地區(qū)的研究較為成熟，其主要研究方面為三個(gè)方向：第一個(gè)方向針對(duì)BIM數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)——IFC標(biāo)準(zhǔn)的研究，這方面也基本建立了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)體系；第二個(gè)方向是BIM技術(shù)軟件研究，在這方面的研究成果也相當(dāng)豐富，軟件種類(lèi)也特別多；第三個(gè)方向?yàn)锽IM技術(shù)的具體應(yīng)用研究，包括功能應(yīng)用研究及與其他專(zhuān)業(yè)技術(shù)相結(jié)合的研究，主要是將BIM技術(shù)應(yīng)用與成本預(yù)算和BIM技術(shù)與結(jié)構(gòu)模型相結(jié)合的應(yīng)用模式。近年來(lái)，在政府的大力支持和引導(dǎo)下，已在全國(guó)各省市成立了相關(guān)BIM協(xié)會(huì)，并在BIM技術(shù)的基礎(chǔ)上提出了全新化的集成性管理，隨著該技術(shù)的逐步發(fā)展，漸漸被建筑行業(yè)所認(rèn)可。目前，我國(guó)的BIM技術(shù)研究仍?xún)H限于理論研究的階段。

2 傳統(tǒng)建筑工程信息管理現(xiàn)狀分析

2.1 傳統(tǒng)項(xiàng)目信息管理中的缺陷

1)各項(xiàng)目階段的信息不連續(xù)性。

在項(xiàng)目管理過(guò)程中，規(guī)劃，設(shè)計(jì)，采購(gòu)，施工，運(yùn)營(yíng)，維護(hù)等各階段所使用的工程技術(shù)軟件不能有效地進(jìn)行信息化集成，導(dǎo)致信息的過(guò)濾、處理，以不同階段為特征而呈現(xiàn)，不能隨著項(xiàng)目本身的運(yùn)行形成完整的連續(xù)性信息流，一旦要修改和核對(duì)信息，需要花費(fèi)更多的時(shí)間和精力，為后續(xù)的項(xiàng)目管理造成不必要的損失。項(xiàng)目運(yùn)行的一般模式見(jiàn)圖1。

2)工序信息的不定時(shí)流失。

項(xiàng)目是由工序作為基本單位組成，工序之間存在很強(qiáng)的邏輯性，工序數(shù)據(jù)信息無(wú)疑成為工序之間對(duì)接的決定性因素，由于不同工序之間數(shù)據(jù)信息的量綱不同，在銜接過(guò)程中必然會(huì)造成數(shù)據(jù)的自然流失。而且，以計(jì)算機(jī)作為簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)傳輸方式，在一定程度上提高了不必要信息傳輸?shù)闹貜?fù)率，加重了信息出現(xiàn)錯(cuò)誤的概率[3]。

3)項(xiàng)目參與各方的信息溝通不足。

現(xiàn)行工程項(xiàng)目管理下，大多以計(jì)算機(jī)傳輸項(xiàng)目信息流，各個(gè)項(xiàng)目利益相關(guān)方通過(guò)計(jì)算機(jī)終端掌握項(xiàng)目信息流，以確定項(xiàng)目的關(guān)鍵路徑，實(shí)時(shí)進(jìn)度，里程碑等重要因素，以便合理控制項(xiàng)目運(yùn)行，及時(shí)監(jiān)督和掌握項(xiàng)目的運(yùn)行。但在項(xiàng)目的全生命周期內(nèi)，眾多參與方之間掌握利益相關(guān)性信息較多，參與方之間缺乏合理有效的溝通，導(dǎo)致關(guān)鍵性信息與非關(guān)鍵性信息關(guān)聯(lián)度較低，顯性信息與隱含信息之間關(guān)聯(lián)度較低[1]。項(xiàng)目主要參與方掌握的信息流見(jiàn)表1。

表1 項(xiàng)目主要參與方掌握的信息流

4)以計(jì)算機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)單信息傳遞缺乏系統(tǒng)性。

建筑工程的參與人員眾多，在不同的項(xiàng)目階段均有人員介入，僅僅通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)單的文件傳輸，使得不同時(shí)間介入的項(xiàng)目參與各方掌握著不同階段的項(xiàng)目信息，信息與信息之間缺乏及時(shí)的反饋，更新，追蹤和調(diào)整，存在嚴(yán)重的系統(tǒng)性缺乏現(xiàn)象，易形成孤立的信息族。

2.2 信息管理問(wèn)題存在的原因

建設(shè)項(xiàng)目各個(gè)參與方掌握著不同階段的信息流，是造成信息不連續(xù)性，缺乏系統(tǒng)性的重要原因，而且現(xiàn)行工程技術(shù)軟件進(jìn)行工序處理的時(shí)候不能完成工序與工序之間的完全對(duì)接，缺乏比較統(tǒng)一的工序技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，只有部分廣泛應(yīng)用的工序數(shù)據(jù)信息能夠完成軟件與軟件之間的技術(shù)對(duì)接，缺乏一個(gè)能夠貫穿整個(gè)項(xiàng)目全生命周期的系統(tǒng)，合理完成信息的過(guò)濾，加工以及處理，及時(shí)跟隨項(xiàng)目運(yùn)行共享完整項(xiàng)目信息，即是要建立合理有效的信息管理優(yōu)化模式。

2.3 BIM技術(shù)在項(xiàng)目信息管理中的可行性

BIM技術(shù)由于其系統(tǒng)性，協(xié)同化，虛擬應(yīng)用的功能特性，將其引入項(xiàng)目信息管理當(dāng)中，通過(guò)建立基于BIM技術(shù)環(huán)境下的信息管理優(yōu)化模式，對(duì)項(xiàng)目全生命周期的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)化管理，合理優(yōu)化現(xiàn)行信息管理模式中的缺陷，BIM技術(shù)在信息管理中的可行性具體表現(xiàn)在：

1)BIM技術(shù)是對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的完整數(shù)字化表達(dá)，在BIM模型中包含了項(xiàng)目整個(gè)壽命周期的一切信息，而這些信息的來(lái)源與使用對(duì)象正是在項(xiàng)目的建造過(guò)程主要參與方相互提供與補(bǔ)充完善的，在協(xié)同共享的項(xiàng)目建造過(guò)程中，真正實(shí)現(xiàn)BIM在信息管理中的完整性表達(dá)；因而，BIM技術(shù)的加入無(wú)疑為項(xiàng)目的信息管理提供了必不可少的條件。

2)在BIM技術(shù)環(huán)境下開(kāi)發(fā)的軟件，具有高度的存儲(chǔ)，協(xié)調(diào)性，能夠很好地避免工程技術(shù)軟件中不能直接集成化問(wèn)題，使項(xiàng)目本身形成連續(xù)性信息流，更加準(zhǔn)確地掌握項(xiàng)目運(yùn)行時(shí)的信息。

BIM軟件模型之間的數(shù)據(jù)信息對(duì)接見(jiàn)圖2。

3)BIM技術(shù)的應(yīng)用不需要任何軟件支持，本身即可以作為獨(dú)立的數(shù)據(jù)載體，過(guò)濾，整合，調(diào)整，追蹤不同時(shí)點(diǎn)，不同來(lái)源的數(shù)據(jù)信息，對(duì)于多方提供的不同數(shù)據(jù)加以系統(tǒng)性整合，并且可以重復(fù)地使用，在一定程度上避免了部分非關(guān)鍵性信息以及隱含信息的流失。

4)BIM技術(shù)下的信息管理優(yōu)化，能夠合理協(xié)調(diào)錄入和修改后的信息，建立全生命周期內(nèi)的核心數(shù)據(jù)庫(kù)，信息流與信息流之間的關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，符合項(xiàng)目特性，從一定程度上合理規(guī)避了由于計(jì)算機(jī)的單方面?zhèn)鬏敹斐傻男畔⒆骞铝F(xiàn)象。

3 基于BIM技術(shù)環(huán)境下信息管理優(yōu)化模式的框架結(jié)構(gòu)

為了合理有效地解決現(xiàn)行信息管理中存在的信息流失和缺乏系統(tǒng)性的問(wèn)題，因此，提出基于BIM技術(shù)環(huán)境下的信息管理優(yōu)化模式的框架結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖3)。

3.1 BIM初始數(shù)據(jù)管理

BIM初始數(shù)據(jù)管理是由核心數(shù)據(jù)庫(kù)提供原始數(shù)據(jù)，BIM技術(shù)環(huán)境下的初始數(shù)據(jù)管理中包括基本性數(shù)據(jù)管理，過(guò)渡性數(shù)據(jù)管理，延展性數(shù)據(jù)管理。基本性數(shù)據(jù)管理是由原始數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)BIM技術(shù)的合理過(guò)濾，篩選，擬合而成的數(shù)字化信息；過(guò)渡性數(shù)據(jù)管理主要是利用BIM技術(shù)將項(xiàng)目工序之間起連接性作用的直接和間接信息，顯性和隱含信息進(jìn)行邏輯化處理，使得工序之間的過(guò)渡性信息合理突出，有助于各個(gè)層面的項(xiàng)目信息管理；延展性數(shù)據(jù)管理是對(duì)于財(cái)務(wù)層面，技術(shù)層面和監(jiān)督層面的資料和文件及文檔進(jìn)行分類(lèi)性管理。項(xiàng)目信息復(fù)雜多變，以便于信息使用者迅速地找到自身所需要的信息，為信息的交流，存儲(chǔ)提供便利。

3.2 IFC數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)，交流

依照 IAI(國(guó)際協(xié)同工作聯(lián)盟組織)提出的IFC數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，合理解決因項(xiàng)目參與各方使用不同的技術(shù)型軟件而無(wú)法與BIM數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行有效轉(zhuǎn)換的問(wèn)題。為了方便各個(gè)利益相關(guān)方進(jìn)行項(xiàng)目信息交流，在IFC標(biāo)準(zhǔn)下的BIM數(shù)據(jù)庫(kù)具有良好的數(shù)據(jù)共享功能，可根據(jù)不同利益相關(guān)方的需求，設(shè)置不同的權(quán)限范圍。這樣，BIM數(shù)據(jù)庫(kù)因不同參與方的需求不同，將BIM數(shù)據(jù)庫(kù)合理結(jié)構(gòu)化，如果相關(guān)參與方變動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)信息，需要及時(shí)反饋，使質(zhì)量，進(jìn)度，資源等重要項(xiàng)目因素的信息得到及時(shí)的更新，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)際性[4]。

3.2.1 質(zhì)量信息管理

項(xiàng)目的質(zhì)量信息管理是綜合性的工作，涉及到所有的項(xiàng)目信息管理的職能和過(guò)程，包括項(xiàng)目前期策劃信息，計(jì)劃信息，實(shí)施和控制的質(zhì)量信息，以及范圍信息管理，工期信息管理，成本信息管理，組織信息管理，溝通管理，風(fēng)險(xiǎn)信息管理，采購(gòu)信息管理等管理職能。BIM技術(shù)下的質(zhì)量信息管理主要表現(xiàn)在建設(shè)過(guò)程中的施工階段，以質(zhì)量報(bào)告信息和質(zhì)量驗(yàn)收信息為核心將工程質(zhì)量信息進(jìn)行分類(lèi)和整合，形成完整化的質(zhì)量信息管理體系，確保工程質(zhì)量與質(zhì)量目標(biāo)協(xié)同統(tǒng)一。

3.2.2 進(jìn)度信息管理

進(jìn)度信息管理的基本對(duì)象是項(xiàng)目范圍內(nèi)的工程活動(dòng)信息，由于工程進(jìn)度是一個(gè)復(fù)雜多變的動(dòng)態(tài)過(guò)程，持續(xù)時(shí)間，可交付成果數(shù)量描述，已完成工程量，資源消耗等因素決定了施工進(jìn)度的綜合性，通過(guò)BIM軟件可以對(duì)數(shù)據(jù)信息模型進(jìn)行4D施工進(jìn)度模擬，虛擬化施工階段的進(jìn)度，將計(jì)劃施工進(jìn)度和實(shí)際施工進(jìn)度對(duì)比分析，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制和整合，保證施工按原定計(jì)劃完成。

3.2.3 成本信息管理

成本信息管理是通過(guò)信息管理的手段，在達(dá)到預(yù)定質(zhì)量和工期要求的前提下，優(yōu)化信息，過(guò)濾，篩選有效性成本信息，利用其中關(guān)鍵性信息采取成本控制措施，將項(xiàng)目的總成本控制在合理的范圍之內(nèi)。BIM技術(shù)通過(guò)5D施工成本模擬將成本預(yù)算因素加入施工模擬中，使成本預(yù)算在工程設(shè)計(jì)中可視化、數(shù)字化、協(xié)同化，給設(shè)計(jì)單位、建設(shè)單位、工程造價(jià)審核單位帶來(lái)了便捷和高效。

3.3 設(shè)計(jì)信息模型(BIM的集成化處理)

在信息管理體系中，信息模型發(fā)揮著重要作用，是信息決策的基礎(chǔ)，也是連接數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)交流，存儲(chǔ)的紐帶。將各個(gè)利益相關(guān)方的信息關(guān)系模型化，建立項(xiàng)目信息門(mén)戶模型(Project Information Portal Modeling)用于獲取、共享、交流信息(見(jiàn)圖4)，能夠最大限度地滿足各利益相關(guān)方對(duì)于項(xiàng)目信息的要求，實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)信息之間的相互轉(zhuǎn)換，提高信息處理的集成性，及時(shí)為各利益相關(guān)方提供項(xiàng)目預(yù)警信息和動(dòng)態(tài)變化情況。

4 基于BIM信息管理優(yōu)化模式的應(yīng)用

實(shí)例：常州九州花園。常州九州花園主體結(jié)構(gòu)是由高層，P3平臺(tái)和地下室組成(見(jiàn)圖5)?？偨ㄖ娣e為5.7萬(wàn)m2。項(xiàng)目管理過(guò)程中，建立了BIM數(shù)據(jù)中心，對(duì)于數(shù)據(jù)信息進(jìn)行了篩選和過(guò)

濾，合理控制項(xiàng)目數(shù)據(jù)信息，并且在施工過(guò)程中及時(shí)建立工程檔案資料庫(kù)，便于項(xiàng)目各信息的更新和處理，優(yōu)化項(xiàng)目整體信息，突出體現(xiàn)BIM技術(shù)在信息管理中的重要性，為項(xiàng)目的信息反饋?zhàn)龀隽酥卮蟮呢暙I(xiàn)，從而節(jié)省了項(xiàng)目運(yùn)行的整體成本，合理有效地控制了項(xiàng)目的造價(jià)。在整個(gè)項(xiàng)目過(guò)程中，通過(guò)BIM技術(shù)在數(shù)據(jù)信息管理中的應(yīng)用，做到了全過(guò)程的數(shù)據(jù)處理，信息管理，文檔管理，施工流程控制，取得了高效的成果，凸顯了BIM在項(xiàng)目信息管理的優(yōu)勢(shì)。

5 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證實(shí)BIM技術(shù)在項(xiàng)目信息管理中具有突出的作用，也是項(xiàng)目信息管理的進(jìn)一步發(fā)展的方向，BIM技術(shù)作為數(shù)據(jù)化的虛擬模型，合理有效的完成了對(duì)于項(xiàng)目全生命周期的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)控制，是項(xiàng)目數(shù)據(jù)信息交流的樞紐，同時(shí)也是項(xiàng)目各參與方的數(shù)據(jù)信息庫(kù)，通過(guò)BIM技術(shù)在信息管理模式中的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了BIM技術(shù)在項(xiàng)目管理中的更高追求。

[1] 李 勇，管昌生.基于BIM技術(shù)的工程項(xiàng)目信息管理模式與策略[J].工程管理學(xué)報(bào)，2012,26(4)：17-21.

[2] 何關(guān)培.那個(gè)叫BIM的東西是什么[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012:56-58.

[3] 孫 悅.基于BIM的建設(shè)項(xiàng)目全生命周期信息管理研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2011:42-46.

[4] 岳 荷.基于BIM協(xié)作平臺(tái)的工程監(jiān)理信息管理研究[J].蘭州交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2015,34(1)：180-183.

Application of BIM technology in information management of construction engineering

Wei Xiaozhao Hong Wenxia Yang Fan Jiang Zhenyao

(QingdaoTechnologicalUniversityManagementSchool,Qingdao266520,China)

In this paper based on BIM technology are briefly introduced, summed up the full life cycle of the traditional construction engineering information management existing problems, analysis of the problems arising from the main reason, combined with related problems put forward the way to solve the problem——based on BIM environment information management optimization model. In view of project management of quality, schedule, resources factors is proposed based on BIM technology information to optimize management framework, hope the BIM information model transferred to the project information management, realize the coordination of the BIM technology, virtualization of application functions. With the engineering examples, the importance of BIM technology in information management is explained.

BIM technology, information management, information optimization

1009-6825(2015)30-0254-03

2015-08-11

魏小朝(1991- )，男，在讀碩士； 洪文霞(1964- )，女，碩士，碩士生導(dǎo)師，教授； 楊 帆(1991- )，男，在讀碩士； 姜振堯(1992- )，女，在讀碩士

TU712

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