基于BIM技术的工程项目信息管理模式与策略.pdf

1、第 26 卷 第 4 期 工 程 管 理 学 报 Vol. 26 No. 4 2012 年 08 月 Journal of Engineering Management Aug. 2012 基于 BIM 技术的工程项目信息管理模式与策略 李 勇1，2，管昌生1 （1. 武汉理工大学，湖北 武汉 430070，E-mail：；2. 黄淮学院，河南 驻马店 463000） 摘 要：BIM 技术是建设行业的一项重大革新技术，基于 BIM 技术的工程项目信息化必将作为提高建筑行业效率和利润的有效途径之一。研究目的旨在构建当前我国基于 BIM 技术的工程项目信息管理模式与发展策略。在分析我国建设行业信息

2、化现状及 BIM 技术应用功能的基础上，提出了基于 BIM 技术的目标式工程项目信息管理模式，探讨了基于 BIM 技术的工程项目信息集成模型，最终给出基于 BIM 技术的工程项目信息管理人才培养、各参与建设主体积极推动、共享信息边界、信息产权归属等发展策略。为推动建筑业技术信息化、管理信息化提供重要参考价值。 关键词：建筑业信息化；BIM 技术；工程项目信息管理模式 中图分类号：TU17 文献标识码：A 文章编号：1674-8859（2012）04-017-05 Construction Project Information Management Based on BIM LI Yong1，

3、2，GUAN Chang-sheng1 （1. Wuhan University of Technology，Wuhan 430070，China，E-mail：； 2. Huanghuai University of Technology，Zhumadian 463000，China） Abstract：The construction project information management based on BIM will be one of the effective ways to improve the efficiency and profits of constructi

4、on industry. In order to establish Chinas construction project information management mode and develop strategy based on BIM，the status of Chinas construction industry in information management is analyzed，a construction project information management mode based on BIM and information integration sy

5、stem are presented. Strategies on training，promoting，information boundary sharing，and information ownership are given. The results may be helpful to improve information management level in construction industry. Keywords：construction industry information；BIM technology；project information management

6、 mode 据悉，我国建筑业信息化率仅约 0.027% ，与国际建筑业信息化率 0.3%的平均水平相比， 差距高达 11 倍1。 全国施工企业信息化建设现状与发展趋势调查报告 （2009）指出：我国大中型建筑企业约 20%开展了信息化工作，达到对企业管理辅助应用水平的比例为 39%；61%企业处于办公文字处理和简单工具软件的应用水平2，整体信息化管理水平很低。 由于缺乏有效的信息技术手段，加上建筑业产业结构的分散性、工程对象的单体性、工程信息的庞大复杂性等原因，目前建设项目决策、设计、施 工、运营各个阶段信息分离管理3，信息传递仍以纸介质为主， 信息协同性差， 信息意思不明确，信息利用价值低。

7、在建筑业现代化、工业化、信息化融合的整体战略下，信息化将作为提高建筑行业效率和利润的有效途径之一，信息化水平亟待提高。 1 BIM 技术 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，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（参见图 1） ，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 收稿日期：2012-04-01 基金项目： 河南省高等学校青年骨干教师资助计划项目(2012GGJS-21

8、7) 018 工 程 管 理 学 报 第 26 卷 具有可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性等特点。BIM 技术应用贯穿于项目决策、设计、施工、运营全过程4，具体如图 2 所示。 图 1 基于 BIM 的 4D 成本模型 建筑业现代化信息化工业化技术信息化（BLM）管理信息化（ERP）BIMPIM人事财务OA采购BIM可视化系统协调规范验证设备应急运营评估可加工性进度控制成本预算碰撞检查日照分析能耗模拟声学计算视频模拟有限元设施维护质量管理安全管理物业租赁环境分析温度分析 图 2 基于 BIM 的建筑业信息化 在项目决策阶段 BIM 应用可分为： 可视化、 环境分析（包括景观分析、日照分析

9、、风环境分析、噪声分析） 、温度分析、声学计算等；在项目设计阶段 BIM 应用可分为：能耗模拟、系统协调、规范验证、设计成果一致性检验即碰撞检查、结构有限元分析等； 在施工阶段 BIM 应用可分为： 视频模拟、成本预算、进度控制、质量管理、安全管理及预制件可加工性； 在项目运营阶段 BIM 应用可分为： 设施维护管理、物业租赁管理、设备应急管理和运营评估等。 基于 BIM 的可视化模型和信息技术进行碰撞检查、减少返工；虚拟施工、有效协同；三维渲染、 宣传展示； 满足不规则的项目要求和施工工艺；海量信息数据库数据调用，满足决策支持等。 BIM 技术经过 21 世纪的近 10 年在全球工程建设行业

10、的实际应用和研究，已经被证明是未来提升建筑业和房地产业技术及管理升级的核心技术。我国工程建设行业从 2003 年开始 BIM 技术在实际工程项目中的应用实施及研究工作。 据 Autodesk 公司统计，三维可视化可提高企业竞争力 66%，减少50%70%的信息请求，缩短 5%10%的施工周期，减少 20%25%的各专业协调时间5。 美国的一项研究显示， 因 BIM 应用提高了成本核算的准确性而使业主保留了比传统建设模式下更低的不可预见费6，如图 3 所示。在山景城医院综合办公楼项目上，BIM 的应用使得整个项目的返工只有 0.2%，各系统之间达到零冲突，现场因信息不明确而发出的问询单（Requ

11、est for Information）只有 2 份，建筑信息模型已被认为是大幅提高建筑业生产效率最有效的工具之一7。 英国机场管理局利用 BIM 削减希思罗 5 号航站楼 10%的建造费用8。恒基北京世界金融中心通过 BIM 应用在施工图纸中发现了 7753个冲突，估算这些冲突如果在施工时才发现，会给项目除了造成超过 1000 万元人民币及 3 个月的浪费外，更会大大影响项目质量和发展商品牌8。 中国工程建设 BIM 应用研究报告 2011调查问卷也显示 BIM 技术的巨大应用价值9（见图 4） 。 图 3 BIM 的应用使项目保留了更低的不可预见费用比例 图 4 调查问卷统计0%10%20

12、%30%40%50%60%估算概算预算 决算传统建设方式下项目需保留的不可见费占项目预算比例的上限 传统建设方式下项目需保留的不可见费占项目预算比例的下限 应用 BIM 的项目各阶段需要保留的不可预见费占项目预算的比例 %9080706050403020100 第 4 期 李 勇，等：基于 BIM 技术的工程项目信息管理模式与策略 019 BIM 的价值取决于 BIM 信息被使用的价值，BIM 的成功应用将会为建筑业信息化的成功实施提供强大的技术和流程支持。 2 基于 BIM 技术的工程项目信息管理模式 传统的信息管理模式中，信息浪费和冗余，信息不断流失，信息交换效率低下，无法从全局的角度进行

13、优化，并严重影响了信息的有效性。基于BIM 技术的信息管理模式，将建设全生命期、全方位信息连续打通和无缝连接，整合了离散的信息流程， 避免了信息的歧义和不一致， 减少了信息总量，信息共享和协同工作，为目标式的信息管理模式，具体如图 5 所示。 图 5 基于 BIM 技术的信息管理模式 与传统信息管理模式比较 基于 BIM 技术的信息管理模式极大地打破现有工程项目管理中的屏障，集成工程项目各阶段、各关键指标、各组织、各专业、各项目的信息融合，形成更加广泛的集成，协调工程项目系统目标、外部资源、内部资源的信息流网络（见图 6） 。 图 6 基于 BIM 技术的工程项目信息管理模式 BIM 通过计算

14、机 n 维模型形成的信息数据库，是建筑生命周期中大量、重要的信息数据。基于BIM 技术的工程项目信息管理模式在信息集成模型中的作用体现在如下几个方面： （1）BIM 中央数据库是信息流的枢纽，是沟通平台和存储中心。 BIM 中央数据库连接不同工程对象数据、过程和资源，是一个包含丰富数据、面向对象的、具有智能化和参数化特点的建筑设施的数字化表示，支持项目生命期中动态的信息创建、共享、更新和管理，保持信息的清晰度、一致性。 （2）通过网络交互平台，各阶段、各关键指标、各组织、各专业、各项目当前的供应信息共享不再局限于相邻成员之间，任何成员在共享信息范围内都可以和其他节点进行信息访问与共享需求。信息

15、的使用性可表现为一对一电子提交、小规模封闭群体之间数据交换和多对多集成和高水平协同作业，保持信息的及时性、交互性。 （3）随着工程项目的深入和进展，BIM 信息模型逐步深化、逐步细化，不断更新、修正和补充，使得项目全生命期的信息得到有效的组织和追踪。信息不仅要管理好当时的用途服务，还要管理好其在整个项目生命周期内重复利用的用途，保持信息的完整性。 （4）信息集成管理降低了信息不对称成本，提高项目收益。提高信息对称度能够增加项目收益，但同时需要支付更多的成本10（见图 7） ，用 Rf(x) 表示信息对称度与收益的关系；降低信息不对称度的单位成本逐渐增加，用 C1F(x1) 表示信息对称度和成本

16、的关系。图中三个区间：0，X1 区间，信息对称度小，收入 R成本 C；X1，X2 收入 R成本 C，信息不对称的适度区间；X2，时，当信息对称性发展到一定程度后，收入 R成本 C。信息串联共享后，降低信息不对称的成本减少，如曲线 C2 = F(x2)，此时信息不对称的适度空间扩大许多，为X1，X2，由此，取得同样的信息对称度，支付成本减少（C2 Cl） ，体现信息对工程项目服务的增值性。 图 7 降低信息不对称的成本和收益关系 020 工 程 管 理 学 报 第 26 卷 （5）通过信息集成管理对项目目标主动控制，动态优化。 基于 BIM 技术的信息集成管理可以进行设计中各专业协调、管线碰撞检

17、查、节能计算、能耗模拟、可持续分析、施工方案模拟、脚手架支撑体系验算模拟、进度控制、成本控制、安全管理等，对工程项目全过程实施动态优化，主动控制，进而提高工程设计、施工和维护管理的质量、工作效率和科学管理水平，体现信息对工程项目服务的动态优化性。如 Patrick MacLeamy 提出的 BIM 曲线11：项目决策时机的现实与理想 （见图 8） ： 曲线 1 表明：在工程项目开发过程中，对整个项目投资的影响，越在前期对成本的影响越高，越到后期对成本的影响就越小。曲线 2 表明：工程项目成本实际花费，越往后花钱越多。综合曲线 1 和曲线 2 可知，越在前期，项目花的钱越少，但是对项目成本影响的

18、可能却越大。曲线 3 表明：传统的设计流程把大量的时间花在施工图设计阶段（CD），错过了影响整个造价最佳时期。 曲线 4 是基于 BIM 的设计过程， 通过 BIM 技术实现把驼峰尽量往前移， 把曲线 3 的驼峰从施工图设计阶段移到曲线 4 的驼峰方案设计阶段和初步设计阶段，尽量把工程当中遇到的问题在施工前解决掉，起到动态优化、主动控制的目的。 图 8 项目决策时机的现实与理想 3 基于 BIM 技术的项目信息管理策略 （1）BIM 技术人才培养。BIM 技术涉及土木工程、工程管理、建筑学、计算机、控制工程等多学科知识， 基于 BIM 技术的建设工程信息管理是一项复杂的系统工程，BIM 专门人

19、才培养非常关键。美国 BIM 标准 （NBIMS Part 1 Version 1） 把跟 BIM技术有关的人员分成三类：即 BIM 用户、BIM 标准提供者、 BIM 工具制造商12。 其中 BIM 用户 （BIM专业应用人才）数量最大、覆盖面最广、最终实现BIM 业务价值的贡献也最大。 作为高等院校本科教育、 硕士教育可增设 BIM 技术的专业方向， 大力培养 BIM 技术专门人才，积极开展 BIM 应用研究，为 BIM 技术提供理论支持和标准研究；BIM 软件商从实践研发中加强 BIM 产品设计人才和软件开发人才培养， 并大力开展 BIM 应用专业培训； 建设企业应加大 BIM 技术应用

20、人才的培养和引进力度，构建企业级、 项目级、 专业级 BIM 人才结构的合理梯队； 政府为 BIM 人才培养积极引导和提供环境支持等，从多方面推动 BIM 专门人才队伍建设，为BIM 技术的研究、应用和创新提供强力支撑。 （2）各参与建设主体积极推动 BIM 技术应 用。 作为政府建设行政主管部门， 即基于 BIM 技术信息管理的监管者，具有直接带动建筑市场变化的优势，所以建议政府在公共项目中率先规定使用BIM 技术13；作为项目业主，即基于 BIM 技术信息管理的组织与管理者， 是基于 BIM 技术的信息管理的最大受益者，建议对房地产开发项目、BOT 建设项目、设计施工总承包建设项目等在建设

21、过程中业主与承包商合同较少，便于协调的项目优先推广 BIM 技术。 对政府和项目的业主也可采取奖励性政策， 以扩大 BIM 使用者的范围。 如在招投标阶段选择承包商时，采用加分制，鼓励投标商使用 BIM技术； 作为设计、 施工和项目管理企业， 即基于 BIM技术信息管理的执行者， 应把 BIM 看成能和其他公司建立差异化的战略机会，积极应用创新，构建企业级与项目级、后台与前端的信息流网络，使信息工作流程标准化、 子流程优化、 内外部流程集成化，同时加强企业级大后台信息建设，对项目形成强大的支撑和监控体系，实现项目群的集成信息管理。 （3）基于 BIM 技术的共享信息边界。信息协同是开放、及时和

22、可靠地信息共享，但需要清晰的定义信息以及信息的边界。当涉及到建筑业企业的知识产权、商业秘密，或者管理需求，都会有一部分是受控的信息，因此信息的安全问题是必须考虑的重要问题。 基于 BIM 技术的工程项目信息集成模型中， BIM 中央数据库信息定义分为专有信息和共享信息14，明确信息合理、适度的共享空间，各组织、各专业、各项目对应不同的信息模块，赋予不同的权限，整个项目团队有控制地访问一个共享的精确项目信息库，保证信息提交过程中安全政策得到加强。 （4） 基于 BIM 技术的信息产权归属。基于BIM 技术的信息网络和动态优化加强了业主、 设计 第 4 期 李 勇，等：基于 BIM 技术的工程项目

23、信息管理模式与策略 021 单位、施工单位、项目管理单位、运营单位的协同工作，必将带来不同参与方不同的利益结果。信息流通中数据的知识产权可能会被误用、套用以及盗用， 这些将会导致 BIM 模型信息的所有权与责任不够明晰，容易出现扯皮与纠纷。因此，应积极推行BIM 标准合同示范文本，明确 BIM 数据模型的条款、项目交付时的信息责任、项目整个过程中的信息管理、信息安全、信息质量保证、第三方信息收集方式、信息模型的所有权及责任方认定等内容。政府通过设立 BIM 技术部门来制定判断标准、 接受投诉、解决争端、对违例者实施经济上和行政上的处罚。企业和个人保持积极、开放的态度，在信息交流和分享的同时，注

24、意保护自身的权益，在 BIM项目中互相监督，防止知识产权的侵犯行为。 （5）工程项目信息的专业模块化发展。基于BIM 技术的工程项目信息是一个海量的信息数据库， 随着 BIM 技术的应用发展， 工程项目信息集成模型的功能应细分、强化和扩充。形成办公系统、资源管理系统、过程控制系统和项目管理系统等专业系统，以专业模块化结构面向市场，实现不同领域、 不同专业、 不同类型的 BIM 人员在同一个 BIM平台上使用支持项目所有阶段和所有参建方的软件工具，分工不同而又协同工作，满足工程项目不同单位和部门不同层次和要求的信息使用需要。 4 结语 BIM 技术深刻渗透和改变了建设行业的生产管理方式，被誉为工

25、程建设行业实现可持续发展的标杆。当今，日益复杂的工程项目及紧缩的预算和工期对工程项目环境提出更高的要求，更高效的沟通方式及工作流程管理已势在必行。 基于 BIM 技术的工程项目信息化协同解决方案将成为项目团队的重要业务工具，通过项目不同参建方之间的数据互用提供更好的沟通和协同，极大地方便各相关责任主体和监督管理部门对工程管理决策和质量的管理和监督，解决当前建设领域信息化的瓶颈问题，促进建筑生命期管理，实现建筑生命期各阶段的工程性能、质量、安全、进度和成本的集成化管理，推动建设工程精细化、集约化管理，横向打通了技术信息化和管理信息化之间的信息传递，实现建设项目管理信息化，提升建设行业效率和利润。

26、 参考文献： 1 中华人民共和国住房和城乡建设部2011-2015 年建筑业信息化发展纲要EB/OL，2011-5-10 2 中施企协全国施工企业信息化建设现状与发展趋势调查报告R2009-5-19 3 王 飞，洪宝南建设工程信息管理数据协作性研究J经济论坛，2009，470（22） ：111-113 4 葛文兰，于晓明，何 波BIM 第二维度项目不同参与方的 BIM 应用M中国建筑工业出版社，2011 5 王晓涛 建筑信息模型全面推广需七八年N 中国经济导报，2010-7-3（C01） 6 MUNROE CConstruction Cost EstimatingAmerican Societ

27、y of Professional EstimatorsEB/OLhttp：/www. 2009-03-15 7 Eastman C，Teicholz P，Sacks R，et a lB IM handbook：A guide to building information modeling for owners，managers，designers，engineers and contractorsMNY：John W iley and Sons，2008 8 何关培谈 BIM 与商业地产（五） http：/blog.sina. com. cn/s/blog_620be62e0100fdbi

28、.html 9 中国房地产业协会商业地产专业委员会等中国工程建设 BIM 应用研究报告 2011R2011-12-26 10 李玉宝， 于 蕾 建筑业市场信息的不对称研究J 工业技术经济，2002，122（4） ：87-88 11 邱 闯基于建筑信息建模（BIM）的工程项目管理革命R2011-1-17 12 何关培谈 BIMEB/OLhttp：/ pei 13 潘佳怡，赵源煜中国建筑业 BIM 发展的阻碍因素分析J工程管理学报，2012，26（1） ：6-11 14 许俊青，陆惠民基于 BIM 的建筑供应链信息流模型的应用研究J 工程管理学报 2011， 25 （2） ： 138-142 作者简介：李 勇（1975-） ，女，博士研究生，副教授，注册监理工程师，注册造价工程师，研究方向：建设工程信息化； 管昌生（1957-） ，男，教授，博士生导师，研究方向：建设工程信息化。