基于建筑信息模型的施工流程优化研究

林定学 张芹锋 张 川 夏 越 谢贤福

(中铁广州工程局集团深圳工程有限公司，广东 深圳 518040)

BIM的应用引领了建筑业信息技术走向更高层次，降低成本，提升效益。

中铁广州工程局作为国内工程建设行业信息化技术应用及科研领先单位，为了适应公司快速发展的需要，特别是面对十三五发展时期，公司内部承接的大量大型工程、复杂工程和超高层项目，随着建筑信息模型(BIM)技术及信息与通讯技术的不断发展，我国建筑业与信息化的融合势头强劲，信息化技术的充分利用逐渐成为提高大型项目群建设效率、降低投资成本的重要趋势和关键手段。为完成公司提出的精细化管理目标，公司积极推进BIM(建筑信息模型)作为新兴先进技术在建设行业的应用推广，进一步加快转变建设行业经济发展方式，为公司的重大工程提供差异化科技竞争优势，最大程度发挥BIM技术在“投资—设计—施工”一体化联动中的集约优势，全面促进公司内部健康持续发展。

本文以咸阳青年创业园为试点工程，在该工程施工阶段对BIM的应用点进行探索实践，进行基于建筑信息模型的施工流程优化研究，为今后公司BIM的理论研究积累了宝贵的工程经验。

1 基于BIM技术的项目管理方法研究进展

1.1 BLM项目管理方法

BIM作为数据化工具被应用，是实现建筑业信息化的基础手段，该技术的广泛应用，将影响到现有项目管理模式的改变，此时，学者提出BLM的概念，BLM(Building Lifecycle Management)即建设工程生命周期信息管理，指贯穿于建筑全过程，用数字化的方法创建、管理、共享所建造的资本资产信息[1]。它包括了三个维度：

第一维度：贯穿于项目的整个发展阶段，例如设计、施工、使用、维护、拆除；

第二维度：涵盖了项目所有参与方，例如设计方，建设方、施工总包、施工分包、监理方；

第三维度：包括了参与方一切信息操作行为，例如增加、修改、提取、交换、共享等。

该项目管理模式的采用，将项目的对立方变为协作方，各参与方的目标与项目总体目标达成一致，实现了BIM在运用时形成共同的协助管理模式，保证了BIM技术在各阶段产生最大的经济效益。适应了现代科学和市场经济需要，成为建筑企业在竞争中获胜的关键。

国内许多高校先后建立BIM/BLM试验室，开发并研究基于BIM技术的管理方法。2005年，华南理工大学与Autodesk联合创办了建筑物生命周期管理BLM-BIM实验室，意在将BLM/BIM技术理念运用到了施工全过程管理中。同济大学陈念等开发完成基于BLM的地产项目信息协同系统，随后，华南理工大学、清华大学、同济大学和哈尔滨工业大学共同编纂了国内第一本介绍建筑物生命周期管理及BIM理论与实践的中文课本《建设工程信息化BLM理论与实践丛书》[2]。

1.2 IPD项目管理方法

无独有偶，美国曾提出业主的领导力、集成项目交付(IPD)、公开信息共享和虚拟建筑信息模型(BIM)是解决建筑业浪费问题，实现建造过程集约化的重要手段。

IPD是信息技术、协同技术与业务流程创新相互融合所产生的新的项目组织及管理模式。BIM模型、协同工作流、基于价值的群决策机制是IPD模式能够实现高度协同的重要基础支撑，美国建筑师协会AIA率先对IPD进行准确定义并发布了IPD标准合同。国际上对于建筑信息模型(BIM)和集成项目交付(IPD)在促进建筑工程多参与方协同工作、提高建设投资效益方面的作用的关注与日俱增。

基于BIM技术的集成项目管理方法(IPD)被越来越多的学者研究。建筑工程中IPD和BIM技术是相辅相成的关系。IPD是最大化BIM价值的项目管理实施模式，而BIM则是支持IPD成功高效实施的技术手段。通过二者有机结合实现了基于项目共同价值的管理及决策，2010年AIA发布了IPD成功案例，美国卡斯特罗谷的萨特医疗中心的建造过程中工程师尝试在BIM基础上采用IPD管理方法，取得了良好效果，得到广泛关注。

2011年，清华大学马智亮申请了国家自然科学基金项目“基于BIM技术的建筑工程IPD网络平台研究”，旨在研制一个基于BIM技术的建筑工程IPD网络平台[3]，通过集成协同工作网络平台技术、视频会议系统技术和BIM应用工具三大技术，不仅可以支持大型公共建筑工程的多参与方基于IPD模式高效地协同工作，还可以推动IPD模式在我国的应用，提高大型公共工程的投资效益。2011年哈尔滨工业大学徐辒玺依托国家自然科学基金项目“基于BIM的建设项目成本和进度风险分析理论与方法研究”，对基于BIM的建设项目IPD协同管理方法进行了研究[4]，提出了以建筑信息模型为核心的建设项目综合项目交付管理模式，并构建了建设项目IPD协同管理框架，为进一步研究建设项目IPD协同管理提供了新方法。

2 基于BIM技术的项目施工流程优化

2.1 项目概况

咸阳青年创业园项目，位于陕西省咸阳市西咸新区金融能源贸易区CBD商圈区域，上林路和能源三路交界处。该项目是2017年西咸新区的重点工程，主要功能是满足入驻园区的创业企业、青年大学生的办公、居住以及相关配套功能与设施需求。项目总占地面积62 152.11 m2，总建筑面积117 466 m2，工程鸟瞰图如图1所示。由于其投资规模庞大、系统构成复杂、利益相关方多、实施风险大等特点，其管理面临着更加突出的“信息孤岛”问题，即大量信息自成体系、相互孤立，信息断层和失真，无法实现信息共享。考虑基于BIM技术，进行项目的施工流程管理与优化。

2.2 施工阶段应用计划

本项目中标后，由BIM中心指派一名工程师担任项目部BIM经理，根据项目申请编制施工工程BIM工作计划，并确定BIM工作团队，根据项目特点及各专业人员配置情况组建BIM团队，完成项目的各项BIM工作。

BIM计划的主要内容应包括以下主要内容[5]：

1)项目信息；

2)BIM应用目标及价值分析；

3)BIM工作流程制定；

4)人员组成及工作职责；

5)会议制度；

6)资料交换；

7)文件及文件夹命名形式；

8)专业模型实施要求；

9)专业信息模型拆分；

10)专业信息模型应用清单；

11)施工阶段基于BIM技术的管理；

12)资料交互与成果交付。

2.3 施工阶段优化内容

本文以碰撞检查为例具体介绍施工阶段BIM优化内容[6]。

碰撞检查内容包括：使用BIM模型技术改变传统的CAD叠图方式，使用防碰撞检查功能，找到项目中管网以及各类构件之间的碰撞之处，通过各专业自查，同时通过链接选项和其他专业进行碰撞检查，从而优化施工图设计方案。为设备及管线预留合理的安装及操作空间，减少占用使用空间。

碰撞检查基本流程：

1)BIM工作室根据各专业设计图纸分别建立模型，并在各自专业内分别运行碰撞检查，如发现有碰撞将会显示报告信息，将报告信息导出，提交计划协调部，由计划协调部提交总包相关部门，总包相关部门负责与设计院沟通进行修改，并反馈给BIM工作室进行模型更新，直至消除专业内部碰撞。

2)链接各个专业模型，开始专业之间的碰撞检查，如发现有碰撞将会显示报告信息，将报告信息导出，提交计划协调部，由计划协调部提交总包相关部门，总包相关部门与分包协调商讨解决方案，并将解决方案提交设计院及业主审核，总包负责与设计院沟通进行修改，并反馈给BIM工作室进行模型更新，直至消除专业间碰撞。

检查过程及检查报告见图2。

3 结语

深入探讨了基于BIM技术的项目管理方法研究进展，并针对咸阳青年创业园自身特点，基于建筑信息模型的可视化效果，进行施工流程优化研究，降低信息传递过程中的衰减，提高了该工程信息化、动态化的管理水平。