工程監(jiān)理在BIM技術(shù)運用上提供服務(wù)的探討

孫光政（中咨工程建設(shè)監(jiān)理公司， 北京 100048）

0 引 言

經(jīng)過多年的發(fā)展，工程監(jiān)理在我國建筑行業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，監(jiān)理的行為也愈發(fā)成熟。GB/T 50319—2013《建設(shè)工程監(jiān)理規(guī)范》定義監(jiān)理為“工程監(jiān)理單位受建設(shè)單位委托，根據(jù)法律法規(guī)、工程建設(shè)標準、勘察設(shè)計文件及合同，在施工階段對建設(shè)工程質(zhì)量、進度造價進行控制，對合同、信息進行管理，對工程建設(shè)相關(guān)方的關(guān)系進行協(xié)調(diào)，并履行建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理法定職責的服務(wù)活動”。監(jiān)理介入工程建設(shè)的時間段是“施工階段”，而現(xiàn)階段國家和市場都要求監(jiān)理工作能從施工階段向全生命周期上下游階段擴展，進而提供全過程工程咨詢服務(wù)。

近年來，BIM技術(shù)在我國建筑行業(yè)有突破性應(yīng)用，建設(shè)方、設(shè)計方、施工方都在積極探索 BIM技術(shù)的應(yīng)用且取得了重要成果。監(jiān)理方也需要對 BIM技術(shù)運用進行探索和開發(fā)，將 BIM技術(shù)運用于建設(shè)管理，更好地為建設(shè)單位和工程建設(shè)提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

BIM是源自于“Building Information Modeling”的縮寫，即“建筑信息模型”，通過數(shù)字化手段，在計算機中建立出一個虛擬建筑，該虛擬建筑會提供一個單一、完整、包含邏輯關(guān)系的建筑信息庫。BIM具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性 5 大特點[1]。BIM可以在整個流程中將統(tǒng)一的信息創(chuàng)新、設(shè)計和繪制出項目，還可以通過真實性模擬和建筑可視化來更好地溝通，以便讓項目各方了解工期、現(xiàn)場實時情況、成本和環(huán)境影響等項目基本信息[2]。這些數(shù)據(jù)能貫穿項目的整個壽命期，對項目的建造及后期的運營管理持續(xù)發(fā)揮作用。

1 BIM在工程建設(shè)上的運用

BIM技術(shù)可以運用在工程建設(shè)的各個階段，在前期策劃階段、設(shè)計階段、施工階段和運營階段都有較好的運用(如圖1 所示)。

1.1 項目前期策劃階段

項目前期策劃階段對整個建筑工程項目的影響很大，美國 HOK 建筑師事務(wù)所麥克利米曾提出著名的麥克利米曲線圖，認為在項目前期的優(yōu)化對于項目的成本和功能影響是最大的，而優(yōu)化設(shè)計的費用是最低的；而在項目后期優(yōu)化對于成本和功能影響在逐漸變小，但優(yōu)化設(shè)計的費用卻逐步增高[3]。因此，BIM技術(shù)在項目前期的應(yīng)用價值較大。

BIM技術(shù)應(yīng)用在項目前期的工作有很多，包括現(xiàn)狀建模與模型維護、場地分析、成本估算、階段規(guī)劃、規(guī)劃編制、建筑策劃等。

1.2 設(shè)計階段

BIM在建筑設(shè)計階段的應(yīng)用范圍非常廣泛，無論是在設(shè)計方案論證，還是在設(shè)計創(chuàng)作、協(xié)同設(shè)計、建筑性能分析、結(jié)構(gòu)分析，以及在綠色建筑評估、規(guī)范驗證、工程量統(tǒng)計等許多方面都有廣泛的應(yīng)用。

圖1 BIM技術(shù)可在工程項目建設(shè)各階段發(fā)揮重要作用

在用二維 CAD 技術(shù)進行設(shè)計時，繪圖的工作量很大，設(shè)計師無法花很多時間對設(shè)計方案進行仔細推敲。應(yīng)用BIM技術(shù)，只要完成了設(shè)計構(gòu)想，確定了 BIM模型的最后構(gòu)成，就可以根據(jù)模型生成各種施工圖，而且由于 BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)性，后期調(diào)整設(shè)計的工作量是很小的，這樣就能為設(shè)計質(zhì)量和圖紙質(zhì)量提供保障。

1.3 施工階段

BIM技術(shù)在施工階段可以有如下多個方面的應(yīng)用：三維協(xié)調(diào)/管線綜合、支持深化設(shè)計、場地使用規(guī)劃、施工系統(tǒng)設(shè)計、施工進度模擬、施工組織模擬、數(shù)字化建造、施工質(zhì)量與進度監(jiān)控、物料跟蹤等[4]。

在施工開始前利用 BIM模型的可視化特性對各個專業(yè)(建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、機電、消防、電梯等)的設(shè)計進行空間協(xié)調(diào)，檢查各個專業(yè)管道之間的碰撞以及管道與結(jié)構(gòu)的碰撞。如發(fā)現(xiàn)碰撞及時調(diào)整，這樣就較好地避免施工中管道發(fā)生碰撞和拆除重新安裝的問題。

在 BIM模型上對施工計劃和施工方案進行分析模擬，充分利用空間和資源整合，消除沖突，得到最優(yōu)的施工計劃和方案。特別是對于新形式、新結(jié)構(gòu)、新工藝和復雜節(jié)點，可以充分利用 BIM的參數(shù)化和可視化特性對節(jié)點進行施工流程、結(jié)構(gòu)拆解、配套工器具等角度的分析模擬，可以改進施工方案實現(xiàn)可施工性，以達到降低成本、縮短工期、減少錯誤和浪費的目的。

通過 BIM技術(shù)與 3D 激光掃描、視頻、圖片、GPS、移動通訊、RFID (二維碼等射頻識別技術(shù))、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的集成，可以實現(xiàn)對現(xiàn)場的構(gòu)件、設(shè)備以及施工進度和質(zhì)量的實時跟蹤[5]。另外，業(yè)主、設(shè)計方、預制廠商、材料供應(yīng)商等可利用 BIM模型的信息集成化與施工方進行溝通，提高效率、減少錯誤。

1.4 運營階段

在運營維護階段，BIM可以有如下這些方面的應(yīng)用：竣工模型交付；維護計劃；建筑系統(tǒng)分析；資產(chǎn)管理；空間管理與分析；防災(zāi)計劃與災(zāi)害應(yīng)急模擬。竣工模型交付與維護計劃：施工方竣工后對 BIM模型進行必要的測試和調(diào)整，再向業(yè)主提交，這樣運營維護管理方得到的不只是設(shè)計和竣工圖紙，還能得到反映真實狀況的 BIM模型，里面包含了施工過程記錄、材料使用情況、設(shè)備的調(diào)試記錄以及狀態(tài)等資料[6]。BIM能將建筑物空間信息、設(shè)備信息和其他信息有機地整合起來，結(jié)合運營維護管理系統(tǒng)可以充分發(fā)揮空間定位和數(shù)據(jù)記錄的優(yōu)勢，合理制定運營、管理、維護計劃，盡可能降低運營過程中的突發(fā)事件。

2 BIM運用存在的問題

2003年我國引進 BIM以來，BIM在建設(shè)工程上的運用已有了較大的探索，其運用優(yōu)勢越來越明顯，但仍存在一些不足(如圖2 所示)，阻礙了 BIM的運用。

2.1 運用標準不全

BIM技術(shù)作為一種協(xié)同工作的集成，如果沒有一套行業(yè)標準的規(guī)范，各專業(yè)的協(xié)同工作將面臨困擾。在以 CAD運用為主的時代，CAD 制圖就有一整套完善的標準，以規(guī)范各專業(yè)和各種結(jié)構(gòu)、器件的運用。但是，BIM作為一種新引進的技術(shù)，目前國內(nèi)并沒有形成相應(yīng)的標準體系。

BIM運用的標準體系可分為兩類，其一是設(shè)計和使用的標準，即制圖的標準；其二是行業(yè)規(guī)范和法律法規(guī)。目前，這兩類標準體系在我國都不完善，導致了 BIM在國內(nèi)推廣和實施遭受阻礙。然而就我國目前建筑市場來說，各主體的價值驅(qū)動不同，對BIM平臺的完善度和市場認識度就不同[7]，也就使得標準體系的建設(shè)推進緩慢，阻礙了 BIM技術(shù)的運用。

圖2 BIM運用過程中存在的不足

2.2 BIM技術(shù)運用面臨協(xié)同困境

BIM作為建筑行業(yè)的一種革命型技術(shù)，其意義不僅僅在于軟件的運用，也就是說不僅僅只是作為 CAD 等制圖軟件的升級。BIM的核心意義在于為不同專業(yè)、建筑工程不同階段的協(xié)同作業(yè)提供一個平臺，各責任主體和專業(yè)間可以在這個平臺上，實現(xiàn)協(xié)同作業(yè)和管理。

然而現(xiàn)在國內(nèi) BIM運用不能實現(xiàn)協(xié)同，呈現(xiàn)出一種離散和孤立的狀態(tài)。一方面是設(shè)計建模的孤立，首先土建專業(yè)根據(jù)需要進行了 BIM建模設(shè)計，做好了以后，交給安裝裝修專業(yè)進行后續(xù)設(shè)計，也就是仍延用 CAD 制圖的相應(yīng)流程，僅僅是運用 BIM的部分功能，對各專業(yè)進行協(xié)調(diào)。另一方面是使用的孤立，參建各方不能在統(tǒng)一整合的 BIM模型平臺上實施項目管理，使得設(shè)計模型同使用模型不能協(xié)同，工程信息不能及時交互，這就不能充分實現(xiàn) BIM技術(shù)提升建設(shè)生產(chǎn)率的功能。

2.3 BIM模型的可靠性不能證明

目前，國內(nèi) BIM模型的提供都存在可靠性不能證明的問題。一方面，由設(shè)計方或施工方提供的 BIM模型不能作為中間驗收的依據(jù)，不能為竣工驗收提供可靠信息，尤其是施工方提供的 BIM模型，只能為施工方現(xiàn)場管理提供依據(jù)。另一方面，在模型使用過程中缺乏監(jiān)督，使用過程中的變更無法得到建設(shè)單位和政府監(jiān)管機構(gòu)的認可。

可靠性不足就會使 BIM模型在使用過程中存在限制，不能完全發(fā)揮 BIM技術(shù)特有的優(yōu)勢。在中國現(xiàn)有建設(shè)體制環(huán)境下，不能得到認可的工程資料，不能作為施工和管理的依據(jù)，僅能為部分建設(shè)方作為內(nèi)部工程管理使用。

可靠性也會影響 BIM模型的可交付性。也就是說，基于 BIM技術(shù)的工程模型不能得到第三方的認可，那么模型的使用方有理由拒絕接受最終模型，BIM模型的提供方不能將成果進行交付以獲得相應(yīng)的報酬。

3 工程監(jiān)理運用BIM技術(shù)提供服務(wù)

BIM技術(shù)作為一種新的建設(shè)管理工具，對技術(shù)本身的運用可劃分為兩個階段：建立模型階段和使用模型階段。建立模型階段主要針對的是工程建設(shè)全生命周期的決策階段、設(shè)計階段，使用模型階段主要針對的是施工階段和運營階段。當然，這兩個階段沒有絕對的劃分界限，使用模型階段也需要根據(jù)工程的實際情況對模型進行調(diào)整和優(yōu)化，也算是建立模型的一方面。因此，這兩個階段是相互融合的，是不能完全獨立的。

3.1 工程監(jiān)理為BIM建模提供統(tǒng)籌服務(wù)

建立 BIM模型是技術(shù)運用重要的基礎(chǔ)性工作，需要根據(jù)工程項目實際情況確定：專業(yè)之間的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，建立過程的監(jiān)督，模型成果的可靠度等。

BIM的統(tǒng)籌問題包含兩方面的內(nèi)容，即技術(shù)協(xié)調(diào)和組織協(xié)調(diào)。其一，在 BIM建模過程中，可供選用的軟件較多，國內(nèi)市場就有 30 多款 BIM軟件，各個專業(yè)需要不同的軟件進行編輯和讀取。幾個部門各成一套體系，分別從不同角度出發(fā)，選用不同軟件進行適應(yīng)自身需要的模型建設(shè)，這就涉及到建模過程中技術(shù)性協(xié)調(diào)統(tǒng)籌問題。其二，從目前我國工程建設(shè)運用 BIM技術(shù)的實際情況來看，BIM模型的建立方主要有設(shè)計方、施工方和委托的第三方，而使用方有多方，各方的需求也不盡相同，這就涉及到組織協(xié)調(diào)的問題。

工程監(jiān)理的重要職責就是協(xié)調(diào)各方關(guān)系，因此能在BIM建模和使用過程中，將各階段各部門有機結(jié)合，更有效地建立基礎(chǔ) BIM模型，在設(shè)計階段考慮下游施工 BIM模型和成本 BIM模型的后期延伸，將真正有效實施項目全生命周期一體化 BIM管理。工程監(jiān)理單位代替建設(shè)單位建立由各參建方組成的信息溝通平臺，協(xié)調(diào)各方需求和存在的問題，有效且迅速地解決問題。

統(tǒng)籌服務(wù)的重要工作是建立基于 BIM的工程管理體系，工程監(jiān)理可以將現(xiàn)行的工程管理體系與 BIM結(jié)合，統(tǒng)籌現(xiàn)行體系和信息化體系的優(yōu)缺點，完善 BIM實施標準和BIM應(yīng)用流程，提高 BIM的生產(chǎn)效率，發(fā)揮 BIM真正的作用，防止實際操作無人跟進的情況發(fā)生。這樣就能使 BIM更好地運用和服務(wù)于工程建設(shè)，真正地將 BIM有效運轉(zhuǎn)起來，結(jié)合相應(yīng)的流程和標準來對 BIM成果進行落實。

3.2 工程監(jiān)理為BIM模型建立提供可靠性服務(wù)

工程監(jiān)理參與 BIM模型的建立過程，對模型建立的每一個步驟都有清晰的認識，可以提供認證服務(wù)[8]。在關(guān)鍵步驟或結(jié)構(gòu)模型完成后，設(shè)置工程監(jiān)理專屬加密認證章，對已完成模型進行認證。

工程監(jiān)理審核 BIM建模過程，為模型建設(shè)方期中費用支付提供審核服務(wù)。由于 BIM模型建造過程是一個數(shù)字文件形成的過程，沒有一個形象的實體作為期中支付的依據(jù)，造成期中支付的困難。如果僅僅是按照合同時間支付，可能存在完成質(zhì)量不滿足合同要求的情況，對使用和支付單位不利。因此，需要一個第三方監(jiān)督建模過程，并對建模進度和建模質(zhì)量提供可靠認證，以此作為期中支付的依據(jù)。工程監(jiān)理協(xié)助確定模型設(shè)計關(guān)鍵節(jié)點，并審查建模方是否完成進度以及模型節(jié)點設(shè)計成果的完成質(zhì)量，以便業(yè)主根據(jù)關(guān)鍵節(jié)點的完成進度進行相應(yīng)的期中支付。

在使用過程中，根據(jù)現(xiàn)場情況和工程需要變更，BIM模型也需要實時調(diào)整，以調(diào)整后的 BIM模型作為施工和造價的依據(jù)，需要得到工程監(jiān)理的簽證認可，才能夠生效，這樣能防止無效、多余的變更。目前，一般設(shè)計單位僅在設(shè)計階段提供 BIM模型，到了施工階段，模型的變更及優(yōu)化都由施工單位完成，為防止施工單位在模型中加入對自身有利的變更以及建設(shè)單位對變更模型的質(zhì)疑，有必要引入工程監(jiān)理對模型變更進行監(jiān)督和認可。

施工過程中，使用 BIM模型進行驗收時，根據(jù)現(xiàn)場驗收的情況，適時在 BIM模型中加入經(jīng)過工程監(jiān)理認可的驗收信息，使得每一步驗收記錄都能在BIM模型中得到反映。同時，加入模型的驗收信息都能被工程監(jiān)理認可，方便工程竣工驗收，為竣工模型交付提供可靠性。此外，竣工驗收合格的 BIM模型，對后期的運營維護、擴建、翻新改造等都能提供有效的歷史信息。

因此，工程監(jiān)理作為第三方管理單位，能對 BIM建模提供專業(yè)性認證服務(wù)，科學、公正地為工程建設(shè)服務(wù)。

4 結(jié) 語

本文在分析 BIM技術(shù)在工程建設(shè)方面運用的基礎(chǔ)上，分析了 BIM技術(shù)運用過程中存在的問題，而后從工程監(jiān)理為 BIM技術(shù)應(yīng)用提供統(tǒng)籌服務(wù)和可靠性服務(wù)兩方面，指出工程監(jiān)理能為 BIM技術(shù)應(yīng)用和推廣起到積極推動作用。

BIM技術(shù)對于工程建設(shè)及管理是一項革命性技術(shù)，對工程行業(yè)的發(fā)展有重要的推動作用，一方面能提高工程行業(yè)的生產(chǎn)率，另一方面也能促進管理效率的提升，能為工程建設(shè)全過程提供技術(shù)支撐。

工程監(jiān)理在我國推行以后，也為工程行業(yè)的發(fā)展起到了積極促進的作用，成為工程建設(shè)管理不可或缺的主體。因此，在 BIM技術(shù)于工程行業(yè)推行及發(fā)展的過程中，工程監(jiān)理也能起到重要作用。工程監(jiān)理能為 BIM技術(shù)在工程上提供統(tǒng)籌服務(wù)，包括各專業(yè)軟件選擇接口的統(tǒng)籌和各參與方使用方面的統(tǒng)籌。工程監(jiān)理還能為 BIM技術(shù)應(yīng)用提供可靠性服務(wù)，主要表現(xiàn)在對項目 BIM模型的認證方面，為設(shè)計關(guān)鍵節(jié)點提供認證，為工程模型變更提供認證，為竣工驗收模型提供認證等方面。通過工程監(jiān)理的技術(shù)認證，BIM模型更能為各方所認可，可靠性也得到了保障。

隨著 BIM技術(shù)與工程建設(shè)的不斷融合，工程監(jiān)理通過實踐不斷創(chuàng)新和總結(jié)，還能在其他方面發(fā)揮作用，共同為工程建設(shè)行業(yè)發(fā)展提供動力。

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