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摘要：BIM技術(shù)的發(fā)展給建筑工程的施工管理帶來了極大的便利。以BIM技術(shù)在建筑工程管理中的應(yīng)用為研究重點(diǎn)，分析了BIM的特點(diǎn)及其全面應(yīng)用中的阻力。結(jié)合軟件特點(diǎn)，以進(jìn)度控制理論為指導(dǎo)，研究了BIM技術(shù)在建筑工程進(jìn)度管理中的應(yīng)用。從質(zhì)量信息檢索、存儲，質(zhì)量控制指導(dǎo)信息輸入和應(yīng)用及質(zhì)量信息反饋3個方面研究了利用BIM技術(shù)對建筑工程進(jìn)行質(zhì)量控制。

關(guān)鍵詞：BIM；項(xiàng)目管理；進(jìn)度管理；質(zhì)量管理

隨著我國改革開放的不斷深入，我國的現(xiàn)代化建設(shè)取得了舉世矚目的成績，各類現(xiàn)代化建筑層出不窮。雖然我國的建筑規(guī)模龐大，但在建設(shè)過程中其管理水平相對較低，建設(shè)中的信息化應(yīng)用程度不高，工程項(xiàng)目管理主要靠管理者的主觀經(jīng)驗(yàn)，具有較大的不確定性，這給項(xiàng)目管理工作帶來了極大的困難。因此必須改變以往的發(fā)展模式，利用更加精細(xì)化和更加智能化的管理方法。BIM（BuildingInformationModeling）技術(shù)是基于計算機(jī)信息技術(shù)的多維項(xiàng)目管理技術(shù)手段，它是工程可視化和量化分析的輔助方法，該方法能顯著提高工程項(xiàng)目的施工效率［1］；溫艷芳等在某建筑工程中首次運(yùn)用5D技術(shù)為項(xiàng)目的成本管理服務(wù)［2］；梁艷提出了利用BIM技術(shù)對建筑物進(jìn)行全生命周期管理，并從成本角度分析了該技術(shù)在項(xiàng)目管理中的優(yōu)勢［3］；汪荃，張玉峰通過BIM技術(shù)建立了某建筑物的多維施工信息系統(tǒng)，對施工中的各項(xiàng)資源的合理分配和成本控制做了統(tǒng)一部署［4］；馬智亮，李松陽等對國家游泳中心水立方的BIM技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了深入分析，對我國在BIM應(yīng)用中存在的問題給出了解決辦法［5］；付歡等對BIM技術(shù)在項(xiàng)目成本管理中的應(yīng)用作了重點(diǎn)研究，其結(jié)果表明對于建筑工程而言，相比較于傳統(tǒng)項(xiàng)目管理方法，BIM技術(shù)能對項(xiàng)目實(shí)施過程中各階段成本做到精準(zhǔn)把控，進(jìn)而節(jié)約工程成本［6］。

1BIM技術(shù)研究

BIM技術(shù)是一種多維度的建筑信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)以數(shù)字化的方式對工程的各類信息予以表達(dá)［7］。BIM技術(shù)具有共享性、全過程參與及多種軟件支撐的特點(diǎn)。在BIM系統(tǒng)中，某一項(xiàng)目的各類信息實(shí)現(xiàn)了共享，因此項(xiàng)目參與各方能實(shí)時獲取相關(guān)信息，提高其協(xié)作能力和管理水平。BIM技術(shù)的應(yīng)用貫穿項(xiàng)目的設(shè)計、施工及后期運(yùn)營整個生命周期，對項(xiàng)目的各個階段進(jìn)行過程控制。由于BIM技術(shù)是一個多維度的建筑信息系統(tǒng)，因此對項(xiàng)目不同信息的采集和管理必然需要不同的管理軟件，BIM技術(shù)包含了碰撞檢查、材料管理、成本管理等各類信息軟件。雖然BIM技術(shù)給工程管理帶來了革命性改變，但目前BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目管理中的應(yīng)用并非十分普遍，主要是因?yàn)椋孩貰IM軟件不成熟，雖然市場上相關(guān)軟件眾多，但各軟件間沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不同軟件間層次深度不一，無法有效銜接。②沒有形成良好的應(yīng)用環(huán)境，當(dāng)前建筑工程的項(xiàng)目管理信息化程度不高，經(jīng)驗(yàn)成份居多，因此很難在現(xiàn)有環(huán)境下大范圍推廣BIM技術(shù)。③BIM應(yīng)用主體不一致，目前我國的設(shè)計、施工和運(yùn)維單位基本不一致，在不同階段對BIM的應(yīng)用主體不同，銜接不暢。

2基于BIM的工程進(jìn)度管理

工程進(jìn)度管理指按照施工前編制好的計劃執(zhí)行，并采取一定的技術(shù)手段和控制措施以達(dá)到過程中的糾偏。由于工程進(jìn)度管理是一個復(fù)雜的、動態(tài)循環(huán)的過程，因此要遵循以下原則：①動態(tài)管理原則。項(xiàng)目的進(jìn)度管理是一個動態(tài)循環(huán)的過程，工程上常常稱為PDCA循環(huán)，分為計劃、執(zhí)行、檢查、行動4部分。②系統(tǒng)性原則。在進(jìn)行進(jìn)度管理過程中要將工程項(xiàng)目看成一個整體，用系統(tǒng)的思維解決遇到的問題，對于進(jìn)度計劃的編制，要從班組向上逐級分解進(jìn)度計劃。③信息反饋原則。項(xiàng)目管理的前提是信息采集和分析，針對過程中的管理信息要及時反饋，以便進(jìn)度計劃的調(diào)整和執(zhí)行。④彈性原則。進(jìn)度計劃的編制要根據(jù)實(shí)際情況，在工期合理的前提下留有一定的彈性空間，以便應(yīng)對可能出現(xiàn)的應(yīng)急情況。在BIM中制定進(jìn)度計劃的第一步是構(gòu)件項(xiàng)目的三維模型，三維模型創(chuàng)建過程中要根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)和軟件特性合理布局。而項(xiàng)目的進(jìn)度計劃是在項(xiàng)目進(jìn)行分解后利用Project軟件編制的，利用BIM中三維模型的關(guān)聯(lián)性將該計劃導(dǎo)入BIM中，如圖2所示。進(jìn)度計劃在導(dǎo)入BIM中的過程，本質(zhì)上是對模型升維的過程，將項(xiàng)目由三維的物理模型提升為四維的信息模型。進(jìn)度計劃導(dǎo)入模型后，利用軟件的功能模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)施工進(jìn)度的動態(tài)模擬，并將模擬結(jié)果以動畫的形式展現(xiàn)出來，其效果如圖3所示。進(jìn)度模擬能直觀分析工期合理性及施工關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，對于工期不合理之處及早做出調(diào)整。進(jìn)度管理的重要內(nèi)容是進(jìn)行進(jìn)度偏差分析，在BIM系統(tǒng)中利用進(jìn)度計劃模擬工具，根據(jù)進(jìn)度偏差計算理論，從系統(tǒng)中計算項(xiàng)目的進(jìn)度偏差，其過程可分為模型創(chuàng)建、掙值分析、偏差分析和預(yù)警監(jiān)測，具體過程如圖4所示。

3基于BIM的工程質(zhì)量管理

建筑工程質(zhì)量管理通過項(xiàng)目參與各方的管理以達(dá)到工程的質(zhì)量目標(biāo)。從施工要素構(gòu)成上分析，施工中質(zhì)量控制要從人、機(jī)器、材料、方法及環(huán)境5方面入手，通過對施工中項(xiàng)目信息的管理保證施工質(zhì)量。信息是指在施工建設(shè)與施工質(zhì)量管理過程中設(shè)計的從上而下、由下而上以及項(xiàng)目橫向部門間和項(xiàng)目與環(huán)境間的信息間總稱，包括文檔資料、圖紙文件、影音資料等［8~11］。在BIM技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行質(zhì)量管理的第一步是進(jìn)行管理信息存儲與檢索，因此需要建立建筑信息模型與管理信息接口，通過項(xiàng)目分解并編碼后，進(jìn)行項(xiàng)目模型信息集成及模型中各類構(gòu)件的屬性設(shè)計，其設(shè)計界面如圖5所示，完成屬性設(shè)計后，利用相關(guān)插件將BIM模型與管理信息關(guān)聯(lián)，完成管理信息的檢索和存儲功能。施工質(zhì)量控制的理論依據(jù)是各類質(zhì)量控制指導(dǎo)信息。工程項(xiàng)目質(zhì)量控制指導(dǎo)信息分為兩類：一類是適合于所有同類型工程項(xiàng)目的法律規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等通用指導(dǎo)信息；一類是適用于本項(xiàng)目的工程圖紙、合同條款等專用指導(dǎo)信息。在BIM中應(yīng)用這些指導(dǎo)信息之前，首先要對各類指導(dǎo)信息進(jìn)行語言編輯，以便于計算機(jī)識別和后期編輯。指導(dǎo)信息的作用是方便質(zhì)量控制人員對具體項(xiàng)目的質(zhì)量進(jìn)行精細(xì)化管理，因此要建立模型信息和指導(dǎo)信息的聯(lián)動機(jī)制，通過兩種信息的對比，判斷工程質(zhì)量是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。施工質(zhì)量控制的要點(diǎn)是通過施工中各類數(shù)據(jù)與目標(biāo)數(shù)據(jù)對比，將定性的描述采用量化的方法表現(xiàn)出來，因此重點(diǎn)是將施工中的相關(guān)質(zhì)量數(shù)據(jù)記錄下來，施工中數(shù)據(jù)主要分為：項(xiàng)目基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品屬性和控制要求數(shù)據(jù)、審批回復(fù)?；A(chǔ)信息數(shù)據(jù)主要涉及項(xiàng)目的一些基本信息，如工程名稱、施工單位、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人等信息，其在BIM軟件中的形式如圖6所示?；A(chǔ)信息能幫助相關(guān)管理人員精準(zhǔn)把控項(xiàng)目質(zhì)量責(zé)任主體并能在后續(xù)工作中合理協(xié)調(diào)面對的問題。產(chǎn)品屬性和控制要求數(shù)據(jù)是質(zhì)量控制的核心數(shù)據(jù)，該類數(shù)據(jù)在BIM軟件中通過現(xiàn)場人員對質(zhì)量控制指標(biāo)進(jìn)行測量、錄入，得到反映項(xiàng)目真實(shí)狀況的數(shù)據(jù)，在該類數(shù)據(jù)信息旁有相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，如圖7所示。審批回復(fù)信息數(shù)據(jù)與前面兩種數(shù)據(jù)是緊密聯(lián)系的，尤其是產(chǎn)品屬性和控制要求數(shù)據(jù)，該類數(shù)據(jù)是對施工單位及負(fù)責(zé)人的質(zhì)量責(zé)任的數(shù)據(jù)記錄，該類數(shù)據(jù)一般包含相關(guān)單位及責(zé)任人對于施工質(zhì)量意見或建議。施工質(zhì)量控制的最終目的要通過質(zhì)量信息的傳遞和反饋及時調(diào)節(jié)施工中的質(zhì)量問題，以達(dá)到預(yù)期質(zhì)量目標(biāo)。項(xiàng)目的施工過程是一個復(fù)雜的多系統(tǒng)工程，施工過程中會出現(xiàn)各類突發(fā)情況，如可能出現(xiàn)的設(shè)計變更。BIM系統(tǒng)利用其多方參與及數(shù)據(jù)共享的特點(diǎn)，通過對質(zhì)量信息的不同定義，在系統(tǒng)中對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行跟蹤分析。

4結(jié)論

BIM技術(shù)是多維度的建筑信息模型，該技術(shù)的應(yīng)用給傳統(tǒng)的建筑工程管理帶來了變革。本文以BIM技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目管理中的應(yīng)用為研究內(nèi)容，主要得出了以下結(jié)論。（1）BIM是一種多維度的建筑信息系統(tǒng)，在建筑工程中主要用于模型建造、碰撞檢查及成本分析等。但目前由于BIM軟件不成熟、應(yīng)用主體不一致及外部環(huán)境等因素致使其在全面推廣過程中遇到了一定困難。（2）利用BIM技術(shù)進(jìn)行進(jìn)度管理要遵循動態(tài)管理、系統(tǒng)性、信息反饋、彈性管理四項(xiàng)原則，在這些原則下建立建筑工程三維模型，并根據(jù)信息模型特點(diǎn)利用BIM技術(shù)的進(jìn)度分析模塊進(jìn)行進(jìn)度模擬和進(jìn)度偏差分析。（3）質(zhì)量管理是建筑工程管理中一項(xiàng)重要內(nèi)容，由于BIM技術(shù)能實(shí)現(xiàn)質(zhì)量信息共享，因此建立了管理信息庫并實(shí)現(xiàn)了檢索服務(wù)，通過對施工中三類數(shù)據(jù)與目標(biāo)數(shù)據(jù)的對比，實(shí)現(xiàn)了施工質(zhì)量控制，并利用BIM在信息傳遞和反饋中的優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量信息反饋。

作者:徐鵬飛 李晉 孫繼東 單位:北京理工大學(xué) 航天神舟智慧系統(tǒng)技術(shù)有限公司