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项目管理中BIM技术的应用价值分析

 方园

(四川良友建设咨询有限公司,四川成都 610000)


   摘 要BIM技术是当前时代下建设行业对自身效能和价值再提升的一次重要尝试,也是国家提出的信息化建造战略的具体体现。本文通过讲述笔者所经历项目中BIM技术应用对传统项目管理的改变,分析和比较BIM管理模式与传统模式在管理及整体效益方面的增益,并从中提炼BIM技术的价值应用点。同时,也证明了BIM技术在未来的工程管理中将起到更为重要的作用。

  关键词:BIM技术工程管理应用点价值

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近年来,在国家的大力推行下,BIM技术在项目管理中的应用有了很大的发展,许多应用点相对而言已经非常成熟,在前期工程设计阶段对设计方案的优化,工程实施阶段对过程数字化管控方面都有较为突出的价值点。在未来数字化城市建设、管控的浪潮中,BIM技术将会发挥更为重要的作用。

1 BIM技术概念及主要特征

1.1 BIM技术概念

BIM“Building Information Modeling”的简写,其中文意思是建筑信息模型。这项技发源于上世纪70的美国,其主要功能是建立集成工程项目全生命周期各阶段的各种信息的三维模型,并通过计算机三维技术模拟工程项目从设计到运营的全过程。

BIM技术的出现对推动建设工程领域快速发展具有重要意义,其最大的优势在于它可以贯穿工程项目的方方面面,从工程进度到质量监督、造价控制都有所渗透。即实现了以模型为载体的信息数据统筹管理,同时也以信息模型做为项目实施过程控制的重要技术手段。

1.2 BIM技术的主要特征

1.2.1 可视化

传统图纸中多为二维线条、符号表达设计意图,表现抽象,而且二维表达常常出现表达不清的情况,需要施工人员具备一定的空间想象能力和较为丰富的经验才能满足现场施工需要。随着BIM技术的应用,通过三维立体的形式展示设计意图,能够极大方便现场人员对设计师思想的理解,可以保证设计信息的准确传达。如图1所示。

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1项目外立面方案展示

   1.2.2 优化性

在设计阶段,建立对应方案的三维BIM模型,并通过BIM软件,对各个方案进行功能性模拟,收集模拟数据,并对各个方案所体现出对业主所提出的功能需求的响应程度进行多方位的综合比较,可以在较短的时间内分析出各方案的优点,并为设计单位从技术层面优化提供数据支持。通过BIM技术辅助设计的项目,其设计成果的准确性要远高于传统设计工作流程成果。

1.2.3 模拟性

BIM技术的模拟性更多的体现在施工阶段,通过创建的施工BIM模型,可在现场实际施工之前对施工过程进行模拟施工。施工单位可通过模拟施工过程发现各种问题,例如,原有设计中的隐藏问题、不便于施工的部位、成本管控的盲区等等。提前发现,提前预判,为后续实际施工做好万全之策,确保工程顺利开展。

1.2.4 协调性

传统项目工程管理中,各个单位、部门之间容易形成数据孤岛,信息的传递大都依靠纸质文件、图纸做为载体,数据形式单一、不及时、信息量小。而以BIM技术做为主要手段能够大大弥补这一弊端BIM平台做为媒介,BIM模型做为载体,能够让参与项目的各单位之间及时而又快捷的交换信息,确保各方的信息统一、一致,杜绝了数据孤岛的产生,同时能让各阶段的数据信息延续下来,并做为下一阶段的工作开展的数据支撑。

2 实际工程中较有价值的BIM应用

目前由于我国工程管理行业信息化才刚刚开始,BIM技术的应用和推广也处于起步阶段,BIM技术相关的标准处于制定阶段,BIM技术应用和发展也受到了限制和阻碍在这种情况下,笔者结合于自身所经历的多个项目汇总了目前以来BIM技术在实际工程管理中的几个已经推广并在逐步完善的应用点,以供大家参考。

2.1 提升设计成果质量及效率

在笔者经历的多个项目中,目前BIM技术应用价值体现最为明显的还是在设计阶段的方案优化上。在某个大型商业综合体项目中,BIM团队从方案设计阶段就介入项目方案设计阶段通过创建方案BIM模型,并通过BIM相关软件对多个设计方案进行技术指标验证,并且在初设及施工图设计阶段,持续配合设计单位工作,通过BIM模型进行设计方案优化论证,并排查设计图纸中所存在的各类问题上千处之多,极大提升设计成果质量

最后测算,采用BIM技术后,极大节省了初期方案比选周期至少20%以上。同时,解决了85%以上图纸设计问题,为业主挽回千万以上的损失,规避施工阶段大量的变更和洽商,获得业主方的肯定。 

2.2 建造成本管控

BIM技术在辅助造价方面的价值应用也在逐步显现。在一商业住宅楼盘项目中,通过BIM平台中BIM模型与标价工程量清单相关联,实现了工程产值按现场实际施工情况自动计算,节省每个周期的产值审核时间,简化工程造价过控工作,并且整个审核流程公开、透明,可随时供多方查阅。

项目结束后,经项目部评估,相对于传统工程造价过程审核流程,可节省70%以上的时间。

2.3 虚拟施工

利用BIM技术进行模拟施工也是比较成熟的应用点。在进入施工阶段前,BIM团队辅助施工单位根据设计图纸和施工方案制作了施工阶段BIM模型,并用模型的三维特性,对施工班组进行三维施工交底,提升交底效果,让作业工人对工作要求更明晰,并且节省30%以上沟通时间成本,同时,二维码分享的三维交底模型可随时、重复查阅。

对施工中的重难点,特别是造型奇特、复杂,通过二维方式不易表达的节点部位,通过BIM技术可为使用者提供一个全新的三维视角,帮助使用者理解设计意图,降低施工准备时间,提升管理工效。

模拟化施工在实际应用中也有较为突出的价值体现。通过模拟施工过程,BIM软件可对整个过程进行分析和测算,于施工之前反复、多次对方案进行验证,以具体数据做为方案可行性的论证依据,杜绝经验管理的不足,做到风险能看见,同时也能找到最有效的规避措施。

同时,模拟施工还可以对多个侧重点不同的方案在相同维度下进行比对论证,最终找到成本最低、风险最小、经济价值最高的方案,从而实现工程施工的最优化配比。如图2所示。

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2预制成品楼梯吊装三维模拟施工

BIM虚拟施工所创建的施工模型也在安全质量风险监控方面有着巨大价值。例如外爬升脚手架、高支模体系、深基坑支护体系这些具有重大安全风险的项目中,BIM的应用价值尤为突出。BIM模型可对大型复杂体系进行高效的力学及安全性测算,在方案阶段规避掉设计风险,在方案实施与维护过程中,通过自动监控传感器与BIM平台模型联动,能够建立一个自动的可视化风险实时监测体系,做到全天候监控、自动预警,保障现场作业安全。

2.4 综合管线排布

通过BIM技术来实现机电综合管线排布的应用也已经非常成熟了,在多个项目中均有应用,并且成果显著。以上商业综合体项目为例,在充分了解了业主方的空间及使用需求后,BIM团队制定了一套完整的管线综合排布实施方案,在设计阶段根据已有设计文件完成初步多专业模型创建,并对整体设计进行评估,从BIM角度提出各专业的优化建议,并与设计团队持续性沟通,通过测算三维空间的利用情况,并考虑后续施工、维护的相关因素,确保最终优化方案的可行性。如图3所示。

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3地下室机电管综优化模型

进入施工阶段,以优化后的模型做为指导现场施工的依据,确保施工成果与设计相符,满足业主的使用需求。

除此之外,BIM模型的可直接生成工程量清单,可对施工材料配置、合约管控给予数据方面的支持。

三维宣传视频将是提升项目形象的重要手段三维化的展示,可以让让业主、参观者能够更为直观的了解项目信息、实施动态,并且可以让项目以一种更为生动、形象的姿态展现在大众面前。

同时, VR技术的应用,创建BIM+VR体验中心的方式,让参观者可以走进项目中,切身看到项目完成后的样子,这样的体验给人带来的震撼是不言而喻的。如图4所示。

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4BIM+VR三维沉浸式体验

   3 BIM技术应用价值点分析

BIM技术在实际项目管理中的应用可以感受到带给我们的巨大改变,全方面颠覆了我们对工程管理的固有理解,我简单归纳了几个点供大家参考。

3.1 信息数据共享

工程项目从开发到最后寿命终结是一个漫长的过程,在这个过程中的每一个阶段都会产生海量的数据,但是由于现有合约、制度和承发包模式的限制,往往这些数据都不能得到很好继承和利用,往往绝大部分都遗留在了各参与单位中形成了信息孤岛。BIM技术就是一个打通各个信息孤岛的桥梁,让工程整个寿命周期内的所有数据都能在一个平台上进行流转和保留,让参与方实时了解工程每一个阶段的动向,共享每一个参与方的经验和技术积累,让信息成果活用起来,提高参与方的工作效率和质量。

3.2 多专业超领域协作管理

BIM技术的应用也给传统的工程建设企业带来了全新的思想和理念,从根本上全面革新了传统的管理模式。

超协作BIM所提倡的协作式项目交付模式,将工程项目实施的各责任主体从项目启动开始就保持相互协作的态势,各方不仅仅考虑自己的工作内容,而是各方都能在各阶段提出自己的观点和利益考量,从而产出的成果能够充分平衡和考量到各种隐含风险。

同平台BIM技术的一大特点就是建立统一的高效沟通平台,业主的需求变动通过平台第一时间传递给对应单位,并建立实时沟通;设计的设计意图第一时间通过平台传递给总包单位;施工单位可以就设计中的问题及时询问设计,并从现场施工的角度给与设计建设性意见,从而在设计阶段就大量规避了施工阶段出现因返工、错误纠正、施工难度较大而造成的成本、工期、质量不可控风险。

3.3 所见即所得

BIM技术的一大特色就是建立了虚拟空间与现实的对应关系虚拟空间中可以重复多次对一项目进行调整、重构、分析、论证,在充分了解了项目的各项特性和实施的重难点,并且做好充分的评估和测算过后,形成的实施方案也是现实中进行实施的最优化方案。BIM模型中有的现实中就一定会有,即是模型中所见的就是现实当中存在的。这种特性也就确保了业主的各种需求得到了最完整的响应,而非施工过程中各种因素影响后的结果。

3.4 提升项目投资总体投资回报

通过测算,BIM技术应用的价值不仅仅体现在工程项目建设过程中,而是在工程项目的整个生命周期中都会有持续性的体现。

早在2008年由麦格劳-希尔公司所发起的一项研究表明:一般应用BIM技术所带来的项目投资回报率在11%-30%。许多公司按自身特性得出的投资回报率数值甚至更高。

调查中指出,投资回报率有贡献的主要有三方面:

1)改善项目产出和团队合作(如更少的资料变更和现场协调),占79%

2)三维可视化更便于沟通,占79%

3)提升企业竞争力,占66%

4 BIM技术在其他层面价值的体现

BIM技术所带来的价值除了体现在项目管理层面,在其他层面的体现也逐步显现出来,主要体现在以下几个层面。

4.1 工程实施层面:以数据支持管理

BIM技术所提供的不仅仅是一个数据汇集的平台,更重要的意义在于对信息数据的收集分析,并通过分析结果优化下一步工作的既定方案。以广联达BIM系列软件为例,所构建的协同平台能够为使用各方提供工期分析、造价信息分析、工效分析、资源管控等的数据分析服务,极大提升了各方的管控能力。

在施工阶段,施工单位通过平台进行工期分析,随时调控现场的劳动力机械配比,让现场施工进度符合工期计划。通过平台的施工信息收集和大数据分析能力,分析现场施工能效,合理优化各作业班组配比,提升施工效率。

造价工程师通过平台数据分析整合不同调控方案对成本和造价的影响结果,并第一时间通过平台汇总至项目管理者处,从而给与管理者对方案选择和优化做出精准的数据参考。

可以遇见未来的BIM平台甚至能够根据数据自动制定、选择最优方案并监督实施,极大节省了管理人员的时间和人力成本。

4.2 公司管理层面:经验数据化

BIM的价值还体现在对人的解放上面,我们先看传统工程管理行业对人的限制:

传统工程管理行业要求从业者除了具备过硬的技能外还需要丰富的从业经验,而不管前者还是后者都需要大量的时间去积累、去成长;

一个工程企业的技术都是积累在这些具有丰富经验的工程师的大脑中的,人员如果流失,那对企业来说就是不可估量的损失;

大型工程往往需要一大批具有丰富的从业经验的工程师共同协助才能完成,所以一个工程所投入的管理成本是及其高昂的。

这些都是传统工程管理领域所存在的痛点,而BIM技术的出现是可以很好解决这一系列的痛点的。

BIM平台能够收集以往企业工程中的各种案例,将工程师的从业经验以数字化的形式保持于平台中,为新从业者提供大量的经验数据以供参考,大量减少一个合格工程师成长周期。

数字化的从业经验除了为工程师服务,也同样可以直接用于工程管理配合大数据技术对工程的各项指标进行分析,能够让管理者所做出的决策更为准确,从而减少风险。在未来,工程领域的人力成本将大大减少,以较少的人员完成大型项目全过程的管理工作将是未来的趋势,甚至是考核企业管理能力的重要指标。

4.3 行业需求层面:效率提升

从整个建设行业效率提升层面,BIM技术的应用也是有着相当显著的效果。

BIM技术所代表的精细化管控、信息化管控、提前化管控已逐步在整个建设行业中推广开来,并与大数据、AI技术相结合。这是一次对传统意义上的项目管理的巨大提升,工程师将原有工程管理经验与模拟数据结合的工作模式极大提升了工程实施的整体效能,同时降低了施工过程中的潜在风险。

可以预见,在BIM技术的加持下,工程管理实施将会变成一种低风险、高效能的工作。

4.4 城市管理层面:助力CIM技术

近年来,随着BIM技术的不断发展,更大范围的城市级数字信息管理技术(CIM)也正式进入大家视业当中。

可简单理解两种技术的联系,CIM技术是BIM技术的延申和成熟化应用。通过BIM技术将在建或已建建筑物进行数字化后,形成数字资产,再结合GIS信息,可实现在大尺度的层面上片区级的建筑信息的统一管理和使用,构建数字城市管理平台。而这也将成为未来城市管理的趋势。从这个角度看,BIM技术将是未来CIM技术实现的数据来源以及管控平台构建的基础。

5 结语

BIM技术在我国建设领域的应用还较为初级,各种应用都还比较分散,还未能形成规模化的价值体现,整个BIM技术应用还没有形成体系。因此现阶段来看,BIM应用的价值还仅仅局限在某几个点上。

BIM的数据集成、分析、优化的成熟应用是我国未来BIM技术应用发展的重要方向。同时,相对应的国家统一强制性标准的建立、编码体系的建立也是迫在眉睫。相信在经过一段时间探索和发展,BIM技术将充分融合中国建筑工程行业的特点,不断改进。

随着我国整体科技的快速发展,以BIM为代表的全新管理理念将对传统建筑工程管理带来颠覆性改变。


   参考文献:

   [1]张树理BIM技术在工程项目全寿命周期成本管理中的应用[D]长春工程学院2016

   [2]张辉我国工程项目管理中BIM技术应用的价值尧难点与发展模式北京城建集团有限责任公司 2013

   [3]王珺BIM理念及BIM软件在建设项目中的应用研究[D]西南交通大学2011.