BIM技术在工程管理信息化中的应用方式及其优化策略
时间：2023-02-17 11:30:07 来源：千叶帆 本文已影响人
赵秋子
（中国能源建设集团广西电力设计研究院有限公司建筑与市政工程公司，广西 南宁 530007）
建筑工程的业务总量在新的市场经济形势下日益扩大，建筑工程管理工作越来越烦琐，这就要求建设工程的管理水平日益提升。要保证合理地控制建设周期，有效地从建设中获取利益，需要在项目管理中注重各项目的紧密合作，以保证建筑工程的信息化管理质量的提升。在建筑工程领域发展势头良好的情况下，建筑工程管理信息化和BIM技术从中得到了广泛的应用，这对建筑行业的从业水平提升有着显著的积极作用。
工程项目信息化的内容十分丰富，在工程发展和变革过程中，其优势是信息技术渗透性强、进展速度快、工程本身复杂。在工程项目管理中，一方面可以增加相应信息网络系统的速度和信息网络系统反应速度，从而使信息网络变成了工程间信息沟通的主要载体，以便及时沟通、决策准确、提高效率，同时又可以减轻工程项目参与人在日常管理工作上的压力。不仅如此，还能满足各种工程项目信息的实时采集，方便对各个工程项目进行及时检查，以满足工程管理对信息的需求，进行规范管理，推动各类工程管理工作质量的提高。工程管理信息化与工程企业管理变革相互促进，加强4信息化工程建设，以创新的企业模式提高企业管理效率，可实现公司业务信息化的远程动态式实时数字化管理。笔者在此从数据挖掘、业务模式、人力支持和技术支持方面对BIM技术在工程管理信息化中运用的研究现状进行简要的阐述。
（一）关于数据挖掘研究
英国政府对3D-BIM做出了具体的规范，并明确提出需要在2016年前对建筑企业进行3DBIM的整体协调。美国政府自2003年开始，也出台了国家3D-4D-BIM的发展计划，并规定自2007年开始使用BIM完成了整个重大工程的空间规划。在韩国，已经有政府部门明确提出计划到2016年前实现全部公共建筑的BIM应用。在中国台湾省，政府主管部门已经建立了BIM项目的专项资金，并规划到2015年超八成的建筑业企业都将应用BIM。在北欧的许多国家如挪威、丹麦、瑞典和芬兰等，都已经形成了不少自己的建筑行业关键技术软件厂商集团。在日本，与建筑资讯等科技软件产业形成了本国的重要软件同盟[1]。
国内不论政府部门和业界的行业巨头，对BIM技术的发展预期均远不如上述国家明确乐观，对数字化目标和标准规划也表达得模糊不清，但是BIM的发展却已明朗。目前，很多招标工程项目要求采用BIM方法进行施工。很多企业把和BIM有关的信息数据挖掘流程加快，主要是为了将BIM进行工程量测算、投标决策等方面的利用，并对BIM进行整合项目管理。
（二）关于业务模式研究
国外建筑行业市场化、专业性、国家标准和规范性程度较高，并注重企业长远发展，工程计划拥有较完善环境和管理机制。一旦开始便会把BIM作风落实起来，不常变动。由于国内对近期收益的重视超过远期，导致管理粗糙，采用BIM初期往往需要投资巨大的时间与资金，且各种建设节奏往往与BIM有明显矛盾。
另一方面，由于中国甲方的经济地位要比外国的城市高得多，对BIM应用的直接驱动作用也要大得多。如果甲方项目经常变动，将会使建筑设计和施工单位增添许多工程量，从而直接降低了BIM的使用动力。此外，对于BIM将如何提高建筑设计单位和施工单位的利润，这一问题目前仍无具体回答。
（三）关于人力支持研究
在海外，业主们成立了一个专门的咨询组织，专门和建筑设计团队合作，他们对软件类型、数据接口、信息标准等都做出了严格的规定。但在本土，由于甲方的技术要求很难提出，因此BIM的应用势必造成工作量很大地倾斜到建筑设计机构。同时，社会对于与设计过程对接的BIM人员也有旺盛的人才需求，这就导致了尽管很多公司都在建设一个BIM团队，但其速度与品质都并不理想。老工程师也很难迅速地熟悉BIM，而更能快速地掌握BIM的新工程师，同时也相对缺少工程经验。
（四）关于技术支持研究
BIM技术是指海量二维数据的管理和三维数据的形成，对数据收集和管理产生了很大的科技要求。但和外国比较，目前中国建设的工业信息化基础设施还很薄弱。目前，许多企业的数据收集都是依赖于人工查看或者手动上传至管理系统中。不仅工作时限过长，同时精度也较差，并且不利于对之后的数据相互连接和模型进行合理的协调工作。和国外企业以BIM作为平台的定位不一样，目前中国国内企业大多使用BIM作为应用软件，但对BIM的项目管理研究成果则非常少。
（一）对BIM技术、工程项目管理信息化的界定
BIM（Building Information Modeling）技术是近十年来在CAD技术基础上发展起来的一种多维（三维、四维、五维、n维）模型信息集成技术，它可以使项目建设的所有参与方都能够在数字虚拟的真实建筑物模型中操作信息和在信息中操作模型，从而实现在建筑全生命周期内提高工作效率和质量，以及减少错误和风险的目标。BIM技术能够对各个阶段的建筑方案的情况进行全面的统计分析，为其从开工到建筑奠定了基础。BIM技术可以对不同时期的施工项目进行全面的管理，以达到对项目的有效管理。BIM技术不但能够实现建筑规划，还能够监控到工程预算，节约了工程支出。BIM技术能够将问题和冲突整合在一起，让工程管理变得更加科学化、精确化，决策质量得到改善。在现代信息技术的高度整合下，建设项目寿命周期已显著减少。尤其是在网络信息时代，BIM技术已经实现了高度电脑化的各类建筑元素[2]，并将进一步充分利用其艺术价值与吸引力，从而更好地推进建筑的发展。
信息化是指信息技术领域中信息资源的开发与运用，工程项目管理信息化指工程项目管理中信息资源的开发与运用，工程项目管理信息化是指工程项目管理中信息资源的开发与运用。工程建设的项目管理数据来源主要包括：一是工程组织资料、工程建设参与方的资料以及数据；
二是与质量相关的信息系统、质量安全管理的信息系统、合约管理工作信息系统、质量管理信息系统等质量管理类工程技术信息系统；
三是技术、工艺、材料相关的工艺信息等技术型工程项目信息系统[3]。
（二）BIM技术在施工项目管理中的运用方式
1.利用BIM技术加强施工安全
如果施工建设中出现了安全问题，不仅会使得国家、施工公司遭受重大损失，还会产生不必要的人员伤亡，进而危害社会的安定与和谐。所以，应当加强对项目施工安全监督管理，有效减少其安全事故。利用BIM技术在建设工程施工中的广泛运用，能够通过4D施工中安全信息建立的信息安全模式，可以在建筑施工过程中实现施工信息资源共享，从而对建筑施工过程中的安全问题及时实施监督。同时，也通过对建筑中施工材料特征的实时安全信息进行解析，有效地提高了建筑整体施工的安全。
2.利用BIM技术加快施工进度
因为施工建筑的施工工艺比较复杂，造成了整个施工的期限都比较漫长。大型建筑工程的施工项目设计各种不同的工种，它们之间的差异导致了工程过程中的各个信息无法及时地交流与共享，使得施工过程出现了施工信息孤岛，从而影响了工程的进度。使用BIM技术，能够更准确地了解建筑工程中的资料与场地信息，也可以做到建筑信息资料的共享，从而实现对施工数据的整合。使整个建设项目的实施阶段能够模拟化运行，确保实施阶段的有效实行。
3.建立基于BIM设计的共享数据边界
信息沟通是指用公平、科学、有效的方式实现信息沟通，但需要清楚信息内容的概念与界限。在所涉及的建筑领域的专利、商业秘密和建筑公司的管理需求的情况下，总是有一些信息容易产生泄露。所以，信息的安全性难题始终是一个有待破解的重要课题。在BIM设计的项目数据集成模式中，BIM模型的数据定义包括专有数据与共有信息，以确定数据合理、适当的公共空间，各机构、各专家、各项目都针对不同的数据模型，赋予不同的权限，由整个工作团队控制从访问特定项目到获取数据，以保证在整个数据提交流程中的安全策略得到加强[4]。
我国的BIM技术应用实践仍有许多需要解决的问题，与国外的差距仍然很大，表明我们还有许多提升空间。从信息化的角度来看，国内的建设工程数量遥遥领先其他国家，我国正在提升建设工程质量方面努力赶超世界先进水平。目前我国现阶段BIM技术在工程管理信息化运用中遇到的主要问题和瓶颈可归纳如下：
（一）BIM人员的能力问题
BIM技术从兴起以来发展到现在也就只有十来年。光有优秀的BIM人员，还不能建成广泛的应用型人才和研究型人才储备网络，所以目前最多的都是应用型人才。从整体的视角分析，建筑行业拥有工程技术与计算机技术应用跨领域人才的高级人员已经非常稀少，于是人们就容易发现在制定规范、工程运用技术等方面的问题，对高端理论问题则不容易发现。因此培养和重用高端BIM理论人才迫在眉睫。
（二）行业技术的瓶颈问题
当前中国国内BIM系统开发均是国外的产品，其最大的协同特点就是市场反应特别缓慢（国外厂商面向的是国际市场，对于国内的需求相应缓慢），而目前中国国内没有完全自主开发的系统软件，所以我国在现阶段所做的工作只是根据国外平台上提供的API进行二次开发插件，作用很有限。
（三）实施责任的主体问题
如同之前所说，项目整体全周期BIM应用，并不是由某个责任主体来进行（现在的认知部分还停留在设计基础上），而是通过对BIM数据的高效传递，使参与项目整体周期的各方责任主体都可以相互共享信息，协调互动，各司其职。但在现实应用中，往往要求各相关政府部门的协调，也要求在制度环境、法律规范下的等一些行业环境的保障，而目前这些并不健全。
（一）加强BIM技术人才的培养
BIM技术人员培养是一个全面的系统工程，首先要做好BIM人员在高校教师中的培训工作。而对于刚毕业的大学生来说，则需要先做好对BIM技能掌握和训练，使新学员对BIM建模的这一部分有所认识。然后，对于社区上的一些中层管理者来说，要加强对BIM软件的掌握和训练，建立一个整合高校、工程协会、企业公司的BIM培训体系，并鼓励社会各阶层的人都进行培训，以推动BIM技术的普及。最后，要建立以开发者和政府机构为主导的BIM技术应用技术体系，以企业管理与技术创新的重大战略机遇为基础，引导开发者运用BIM技术开展企业招标、工程设计与管理，以打造对中小企业与社会信息化工作的综合管理。
（二）推进以BIM技术为基础的信息分享
传统的商业开发管理模式下，建设信息内容很难资源共享与公开，尤其是对商业机密所涉及的大公司而言，由于信息系统边界沟通不便，信息资源共享更加困难重重。采用BIM技术设计的项目中央数据库，能够协助项目管理各个参加方获得科学合理的信息系统数据共享空间，从而满足了项目管理中多样化的信息管理模块，也能够为信息技术交流与项目管理中整合项目团队的优势资源。
（三）提高BIM技术的信息产权归属
由于BIM的存在，能够完成业主要求的设计、建造、生产、经营过程的统一管控，并由此造成业主之间的利益冲突。但是在BIM技术的广泛应用下，怎样构建一种对BIM模式、模型的交付标准化，已成为当前信息安全领域需要破解的问题。特别是关于第三方的信息安全质量保证、数据安全、信息采集管理、信息模型的所有权都需要由政府部门和业界来制订规范，受理申诉，对违反专业规范的行为进行经济制裁，并切实维护各主要参与者的利益，让不同主要参与者互相监管，预防违法的行为。
（四）加快BIM信息传播的模块化
BIM信息管理模块数据库内容非常丰富，要根据整个项目的信息管理功能需要逐步加以细化，进一步完善信息系统的功能，形成了一个集办公信息系统、资源管理系统、生产流程管理系统为一身的专业化体系。面向各个学科及各种技术人员，使之协调合作，既能够分工合作，也能够适应工程师对各种项目的要求以及各个阶段的需要[5]。
在工程信息化中，通过运用BIM软件对施工企业实施工程信息管理，能够有效地减少施工企业的生产成本，从而降低对人员、物资的耗费，提高企业的整体综合性能力。不过，在全世界范围内，仍处在促进状态下，尽管在一些实际工程中已经有了不错的效果，还存在有不少问题。我国在工程BIM技术与管理信息化层面稍微落后于国际范围内其他国家，在努力推进BIM技术广泛传播与应用的前提下，还需关注在解决上述问题时在实际应用中遇到的困难，加强我国建筑行业从事人员在此方面的核心竞争力。在政府部门、行业协会、软件开发公司等行业主体共同推动下，人们认识到BIM技术能够给工程领域的各行业创造更大的效益，并明确了正确的推广方向，BIM技术和工程管理水平的提升随着信息化时代的来临只是时间问题。
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