導語：BIM在建設項目輕量化的應用探析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】在工程建設管理bim技術中，建筑數(shù)據(jù)模型的可視化一直是其閃光點，也是造成使用成本居高不下、難以推廣的原因。然而大多數(shù)建設項目并不是很復雜，并不需要過分強調(diào)可視化模型管理。文章就如何回歸BIM管理技術的數(shù)據(jù)本質，實現(xiàn)輕量化BIM管理，通過解析建筑數(shù)字管理的核心內(nèi)容、即對于數(shù)字信息的管理入手，從勘察設計、招標投標、施工管理、竣工結算等幾個階段闡述了輕量化應用BIM技術的可行性；并結合實際應用示例工程，從平臺建立、數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)流轉、權限管理、過程控制等實際操作層面介紹了BIM輕量化的具體應用。文章旨在啟示項目管理者改變思路，讓大多數(shù)的建設項目都能在弱可視化的基礎上建立數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)快捷、便利的BIM輕量化運用，從而實現(xiàn)建設項目過程控制的更優(yōu)化管理。

【關鍵詞】項目實施;BIM;輕量化應用

一、引言

在國家支持全過程項目管理、大數(shù)據(jù)應用的背景下，BIM技術在工程建設行業(yè)正逐漸產(chǎn)生影響力，目前主流的BIM工作流程及工作目標著眼于大項目、大制作、追求視覺效果。而且，BIM管理系統(tǒng)往往單獨投資、單獨設立，獨立于傳統(tǒng)工程項目管理流程之外，極易陷入形式主義的窘境，難以給工程項目管理績效帶來明顯的改善，有時反而會給建設方和施工方帶來額外的負擔[7]。BIM的含義為BuildingInformationModeling（建筑信息模型），其目的是為了利用數(shù)據(jù)模型實現(xiàn)對項目更加便利和快捷的管理。在這種情況下，從務實、易用的角度來講，把Model-ing（模型）更多地理解為數(shù)字模型，淡化幾何模型、3D效果等視覺效應，讓BIM輕量化、大眾化，不失為BIM發(fā)展的一個途徑。模型的本質在于數(shù)據(jù)，它是數(shù)據(jù)的表現(xiàn)方式。建筑物一旦有了位置信息、材質信息、尺寸信息等，將這些信息導入計算機，數(shù)據(jù)模型就建立了，可以根據(jù)位置尺寸數(shù)據(jù)進行碰撞檢查，根據(jù)結構材質數(shù)據(jù)進行方案組織和組價，需要的時候可以將數(shù)據(jù)模型轉換為幾何模型或3D效果圖甚至動畫。大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)最有價值，或者叫數(shù)字化的信息。因此，在BIM管理過程中，模型并不是重點，數(shù)據(jù)才是關鍵。從廣泛的意義來講，只要是在建設過程中進行的數(shù)字化管理都可以稱為BIM，它不應該獨立于傳統(tǒng)工程項目管理流程。BIM的應用更不應該本末倒置，將重點放在模型的展示上面。從數(shù)據(jù)的本質出發(fā)，并結合案例來探討B(tài)IM在工程建設實施階段當中輕量化運用。由于篇幅有限，可行性研究和項目決策階段更多是進行市場和財務分析，不在本次討論范圍，運營階段也不重點討論。

二、輕量化應用模式的平臺建立

建設方對項目擁有最高控制權，所以通常BIM管理平臺應該由建設方主導建立，并且擁有數(shù)據(jù)平臺的最高權限。輕量化BIM管理平臺就是項目管理平臺，也是由建設方主導搭建。目前市場上主流的BIM平臺軟件例如BIM5D、魯班、Bentley等，都價格不菲，其主要功能還是在于集成、融合管理系統(tǒng)和復雜的建模及動畫系統(tǒng)。其工作流程是：二維數(shù)據(jù)（AutoCad、Glodon圖形）→第三方軟件建立三維模型（Revit、MagCAD、Naviswork等）→轉化為平臺（GlodonBIM5D、魯班、Bentley等）可讀取數(shù)據(jù)→平臺用戶可視模型（3Dmax、Lumion、Fuzor等）→修改數(shù)據(jù)→反饋至第三方軟件→反饋二維數(shù)據(jù)。該模式偏離了BIM管理的數(shù)據(jù)化核心，平臺重心都在可視化模型上。國內(nèi)某些建筑軟件公司借此大搞捆綁銷售，把很多不必要的功能都進行打包銷售。最終導致軟件成本居高不下，操作難度也很大，進而難以推廣。輕量化模式降低對模型可視化的要求后，一般的項目管理軟件就能實現(xiàn)BIM平臺功能。例如當下流行的釘釘系統(tǒng)、企業(yè)微信等等，這些管理軟件都是免費的。其工作流程可簡化為：二維數(shù)據(jù)→平臺讀?。ㄡ斸?、WPS）→用戶修改數(shù)據(jù)（釘釘、WPS）圮模型演示（3Dmax、廣聯(lián)達、Revit等專業(yè)軟件）圮反饋二維數(shù)據(jù)。該模式淡化了模型的作用，使模型依附于數(shù)據(jù)而存在。只是在需要的時候（實踐表明，模型用得最多的階段就是安裝工程設計施工過程中的碰撞檢查）才進行可視化轉換。在大多數(shù)情況下，對于大多數(shù)參與者只需要知道常用的辦公軟件即可操作。把專業(yè)的繪圖軟件、建模軟件、動畫軟件、算量軟件、計價軟件都一一剝離出來，按照需要進行數(shù)據(jù)上傳。筆者在北京市山區(qū)某680m暗挖隧道工程中，從實際出發(fā)，提出在本項目中采用BIM輕量化應用。該項目建設方重點關注造價、進度、質量控制，在建設方?jīng)]有額外資金支持的情況下，采用釘釘系統(tǒng)的項目管理子系統(tǒng)建立BIM平臺，大大節(jié)約了使用成本。因此，該平臺主要用于建設參與各方的溝通交流，執(zhí)行審批流程，反映項目的任務、文檔、動態(tài)、工時等動態(tài)信息?？梢暬Ｐ屯ㄟ^廣聯(lián)達市政算量軟件生成后以JPG格式上傳平臺進行分享。

三、輕量化應用模式的數(shù)據(jù)流轉

目前，平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉換、流通需要花很大的成本。出現(xiàn)這種情況，是因為一直以來工程建設各方都是各自為政，各有各的標準[2]。建筑信息模型應用的一個重要保證是信息的流暢傳遞、交互，為保證信息的有效傳遞，建筑工程中建設資源、建設進程與建設成果等對象的分類與編碼的統(tǒng)一是關鍵，該分類和編碼應該在建筑工程全生命期的信息應用中保持一致和統(tǒng)一[4]。《建筑信息模型分類和編碼標準》（GB/T51269—2017）規(guī)定了各類信息的分類方式和編碼辦法，這些信息包括建設資源、建設行為和建設成果。確定交付準備、交付物、交付協(xié)同三方面內(nèi)容（包括建筑信息模型的基本架構，模型精細度（LOD），幾何表達精度（Gx），信息深度（Nx）、交付物、表達方法、協(xié)同要求等）。在輕量化應用模式下，設計單位只要按照標準來做出設計圖紙，就相當于遵守了BIM規(guī)則，建立了BIM數(shù)據(jù)模型。建立BIM數(shù)據(jù)模型首先要建立數(shù)據(jù)庫的框架，最根本的問題即是建設方所關注的項目的造價、進度、質量三大約束性目標。建設過程中所有的管理活動都是圍繞上述三個目標展開的。BIM數(shù)據(jù)庫也主要由這三個模塊構成。通常還會加入安全目標和溝通目標。數(shù)據(jù)的流轉通過示例工程介紹如下：設計單位建立編號為15-03.00.00混凝土構件，可定義隧道初襯混凝土為15-03.00.00.01，二襯混凝土為15-03.00.00.02，可以按照鋼格柵距離每20m定義一段，編號為01~99；實現(xiàn)對隧道結構的精確控制。咨詢單位可以在造價管理模塊下引用混凝土構件設計數(shù)據(jù)編制清單控制價，建筑產(chǎn)品30-01.10.00混凝土構件（由承包單位更新）也可關聯(lián)15-03.00.00混凝土構件設計數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，更新后作為竣工數(shù)據(jù)轉交給運營方。該共享方式基于《建筑信息模型分類和編碼標準》建立，無須可視化演示。數(shù)據(jù)平臺剛建立的時候，建設方是唯一的用戶，隨著建設的進行，勘察、設計、監(jiān)理、造價、施工、分包、各參建單位會陸續(xù)進入平臺，平臺管理者根據(jù)參建方身份分配登錄ID，以后參建方登錄平臺，平臺會根據(jù)用戶身份來自動設置權限。權限問題是項目流程管理的核心問題，關系到建設各方的權利和義務。在建設過程的不同階段，項目主管也可以對權限進行修改，以適應不同的管理需求。例如設計單位負責人用ID號登陸平臺后，在設計階段可以有權修改所有的設計圖紙最后形成招標圖。一旦進入施工階段后，則任何人都不再有權限修改招標圖。建設實施階段各參建單位的任務及權限如表1所示。

四、設計階段的輕量化應用

設計階段是決定項目成敗的關鍵階段，BIM數(shù)據(jù)庫平臺也是在本階段搭設完成的。設計單位在建設工程BIM管理中的地位舉足輕重，首先要完成建筑物自身的數(shù)字化描述，從而在BIM數(shù)據(jù)流轉方面發(fā)揮標準引領作用。但目前如果沒有建設方的要求，設計單位則沒有動力去建立BIM模型，如果建設方要求，則又牽涉到額外的資金投入。如前文所討論，設計單位只要依據(jù)建筑工程設計信息模型制圖標準提供符合要求的設計文件，則基本上已經(jīng)做到了設計文件的BIM輕量化，即以后業(yè)內(nèi)的常規(guī)化要求。因此，不需要建設方額外要求和資金投入，設計數(shù)據(jù)已經(jīng)具備流轉的功能。在示例工程中，設計單位建立編號為01~999的初襯、二襯混凝土、鋼格柵、超前導管，并賦予構件工程做法、樁號、工程量等數(shù)據(jù)，此時數(shù)據(jù)模型已經(jīng)建立起來，在不影響下一步設計工作的情況下，并不需要進行可視化模型演示。上述構件信息同步到概算模塊，結合施工方案模塊確定常規(guī)狀態(tài)下的方案，例如掌子面支護、土方運距、構件運距、洞內(nèi)運輸、環(huán)保措施等，再設定計算規(guī)則、取費文件、價格文件后，即可生成概算文件和招標控制價，指導招標投標工作。在日后的施工過程中，施工方依據(jù)上述構件數(shù)據(jù)模型上報進度計劃，監(jiān)理就可以在進度計劃的基礎上做進度偏差報告。若需要，這些數(shù)據(jù)的可視化可另行通過Revit、廣聯(lián)達、魯班等專業(yè)軟件實現(xiàn)。如果設計單位不具備BIM技術能力，那么，把設計單位提供的二維數(shù)據(jù)轉換成標準的BIM數(shù)據(jù)就成了咨詢單位的任務。如果施工單位也不具備BIM技術能力，咨詢公司自然又承擔了BIM數(shù)據(jù)的更新任務。當然，在此情況下，咨詢公司承擔了大部分BIM的管理任務，其咨詢費用也是最高的，至少應包括模型可視化的費用。

五、招標投標階段的輕量化應用

目前在招標投標階段引入BIM技術還不太普及。主要原因是在當前的BIM模式下，BIM平臺的數(shù)據(jù)框架結構不一定是設計單位搭建的，由于版權的原因，設計單位不會主動分享原始數(shù)據(jù)模型，就算通過業(yè)主授權，眾多投標單位使用設計數(shù)據(jù)，也容易造成泄密或侵權。如果讓投標單位利用圖紙等二維數(shù)據(jù)去創(chuàng)建三維數(shù)據(jù)模型進行BIM演示，就會大大增加投標成本，也會增加招標、評標等的持續(xù)時間，這與BIM管理的便利目的是背道而馳的。在輕量化應用模式下，建設方搭建平臺，設計方建立數(shù)據(jù)模型框架，建設方賦予投標單位一個臨時用戶身份進入BIM平臺，根據(jù)設定的權限，引用統(tǒng)一標準的部分開放數(shù)據(jù)。根據(jù)這部分開放數(shù)據(jù)提交投標方案和報價。評標專家也需要一個臨時用戶身份，進入系統(tǒng)進行評標，目前各地建委標辦都有自己的電子評標系統(tǒng)，如何將項目的BIM系統(tǒng)數(shù)據(jù)與評標系統(tǒng)數(shù)據(jù)對接，還要得到官方的認可，是這個階段重點要解決的問題[3]。在輕量化模式下，設計單位如果已經(jīng)按標準提供了具備流轉條件的設計文件，投標單位就可以直接引用數(shù)據(jù)。長遠看來無論從技術層面、版權層面還是管理層面，問題都會逐步解決。

六、施工階段的輕量化應用

使用BIM受益最大的是業(yè)主，貢獻最大的是設計單位，動力最大的是施工單位。如前文所述，業(yè)主是利益的最終獲得者，設計單位要制訂框架、標準、和原始素材，是引領者。而當前的建設市場，由于建設方并未計劃專用資金投入BIM管理，大多數(shù)BIM技術都是要求施工方去做，例如買軟件、培訓人員、建模、修模等，都需要大量投入。其實，施工方在整個BIM管理模式中都不是主導角色，而是只需在BIM數(shù)據(jù)框架中利用數(shù)據(jù)、更新數(shù)據(jù)、優(yōu)化施工、降低成本。成本的降低主要來至于兩個方面：一是因標準統(tǒng)一，施工方在投標時就可以利用BIM數(shù)據(jù)（不是模型）對施工過程進行方案演算和成本測算，開工后可以大大提高施工組織、物料采購的效率。例如在進行二次設計時的碰撞檢查，是被認為將數(shù)據(jù)模型化后最實際的應用。目前大量的BIM應用案例都反復證明，對于施工單位而言，最大便利確實不過于此。二是加快了工程價款審核的進度，在審核進度或者變更費用時，傳統(tǒng)工作模式需要根據(jù)進度款的結算周期進行階段性的工程量計算，參建各方都需要投人較大的人力。BIM工作模式在初期搭建模型之后不再需要周期性地計算工程量，而是在已有BIM數(shù)據(jù)模型（可以以表格形式展示）上直接按照形象進度提取工程量作為參考。由于參建各方（包括施工、監(jiān)理、工程造價咨詢服務、建設單位等）使用的是平臺上的同一數(shù)據(jù)源，故輸出的工程量也是唯一的，不存在反復“報量、核量、確認”的過程，使管理效率明顯提升[6]。在示例的隧道工程中，BIM的輕量化應用對于小導管超前注漿的投資控制起到了很好的效果。在數(shù)據(jù)平臺的小導管注漿構件中，建立了以樁號劃分的觀測點位，監(jiān)理按照現(xiàn)場實際發(fā)生的注漿量對平臺數(shù)據(jù)進行更新，平臺會顯示實際注漿量與理論計算量，即設計注漿量的偏差，此偏差超過規(guī)定的限值后，即自動生成變更工程量，設計單位通過平臺權限簽字確定生成變更記錄，施工方根據(jù)確定的變更記錄上報變更款項，監(jiān)理、造價咨詢單位開平臺上進行電子簽字確認。相較于事后確定變更的傳統(tǒng)管理模式，通過BIM輕量化管理，建設單位在注漿過程中就可以對投資進行控制，設計單位可以實時預計下個樁號的注漿量變更概率，從而更好地指導施工。上述步驟沒有用到三維模型顯示，全部數(shù)據(jù)都通過樁號加表格在平臺上實現(xiàn)。

七、竣工結算階段的輕量化應用

BIM技術在竣工結算階段的貢獻相比其他階段應該是最小的。如果在施工過程中已經(jīng)順暢的運用了BIM平臺，那么，這個階段要做的事情就是收獲了。（1）新增項目、增補單價、實際完成工程量、變更單價、政策性調(diào)價、索賠、洽商等都在施工過程中得以確定，BIM甚至會分析出計劃投資與實際投資的動態(tài)曲線，結算價會牢牢地控制在實際成本附近。（2）竣工圖也自動定格在動態(tài)施工模型的最后一刻。帶著所有構件的材質、安裝、造價、質保等信息的數(shù)據(jù)庫也會移交給運營方。此時，數(shù)字模型與工程實體實現(xiàn)了完美重合[8]。（3）運營階段，通過模型去尋找構件的可能性已變得微乎其微，當建筑產(chǎn)品出現(xiàn)泄漏、坍陷、短路、變形等故障時，運營方直接通過代表該構件的數(shù)字編碼即可找到該構件所有的包括位置、材質等建設維護保修信息。

八、結語

文章旨在分析建設參與各方在BIM管理中的責任和權利，透視BIM數(shù)據(jù)與模型的關系，適當減少把數(shù)據(jù)模型可視化的成本，增加BIM技術的可操作性，讓BIM輕量化、廉價化、大眾化。畢竟大多數(shù)的建設項目都不是很復雜的，決策者更需要的是數(shù)據(jù)而不是看動畫。BIM回歸數(shù)字本質，放棄不切實際的形式主義，為國民經(jīng)濟建設添磚加瓦。

【參考文獻】

［1］國辦發(fā)〔2017〕19號.國務院辦公廳關于促進建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見[S].

［2］建質函〔2015〕159號.關于印發(fā)推進建筑信息模型應用指導意見的通知[S].

［3］建質函〔2016〕183號.2016—2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要[S].

［4］GB/T51269—2017.建筑信息模型分類和編碼標準[S].

［5］GB/T51235—2017.建筑信息模型施工應用標準[S].

［6］李勇，管昌生.基于BIM技術的工程項目信息管理模式與策略[J].工程管理學報，2012，26（4）：17-21.

［7］楊寶明.BIM改變建筑業(yè)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2017.

［8］楊寶明.突破重圍[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2015.

作者:鐘誠 單位:北京中城建華工程咨詢有限公司