導(dǎo)語：BIM在建設(shè)項(xiàng)目輕量化的應(yīng)用探析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，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(shè)管理bim技術(shù)中，建筑數(shù)據(jù)模型的可視化一直是其閃光點(diǎn)，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(shè)項(xiàng)目并不是很復(fù)雜，并不需要過分強(qiáng)調(diào)可視化模型管理。文章就如何回歸BIM管理技術(shù)的數(shù)據(jù)本質(zhì)，實(shí)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(shè)計(jì)、招標(biāo)投標(biāo)、施工管理、竣工結(jié)算等幾個(gè)階段闡述了輕量化應(yīng)用BIM技術(shù)的可行性；并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用示例工程，從平臺(tái)建立、數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、權(quán)限管理、過程控制等實(shí)際操作層面介紹了BIM輕量化的具體應(yīng)用。文章旨在啟示項(xiàng)目管理者改變思路，讓大多數(shù)的建設(shè)項(xiàng)目都能在弱可視化的基礎(chǔ)上建立數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)快捷、便利的BIM輕量化運(yùn)用，從而實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目過程控制的更優(yōu)化管理。

【關(guān)鍵詞】項(xiàng)目實(shí)施;BIM;輕量化應(yīng)用

一、引言

在國家支持全過程項(xiàng)目管理、大數(shù)據(jù)應(yīng)用的背景下，BIM技術(shù)在工程建設(shè)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(biāo)著眼于大項(xiàng)目、大制作、追求視覺效果。而且，BIM管理系統(tǒng)往往單獨(dú)投資、單獨(dú)設(shè)立，獨(dú)立于傳統(tǒng)工程項(xiàng)目管理流程之外，極易陷入形式主義的窘境，難以給工程項(xiàng)目管理績效帶來明顯的改善，有時(shí)反而會(huì)給建設(shè)方和施工方帶來額外的負(fù)擔(dān)[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(shí)現(xiàn)對項(xiàng)目更加便利和快捷的管理。在這種情況下，從務(wù)實(shí)、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(yīng)，讓BIM輕量化、大眾化，不失為BIM發(fā)展的一個(gè)途徑。模型的本質(zhì)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(zhì)信息、尺寸信息等，將這些信息導(dǎo)入計(jì)算機(jī)，數(shù)據(jù)模型就建立了，可以根據(jù)位置尺寸數(shù)據(jù)進(jìn)行碰撞檢查，根據(jù)結(jié)構(gòu)材質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方案組織和組價(jià)，需要的時(shí)候可以將數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換為幾何模型或3D效果圖甚至動(dòng)畫。大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)最有價(jià)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(diǎn)，數(shù)據(jù)才是關(guān)鍵。從廣泛的意義來講，只要是在建設(shè)過程中進(jìn)行的數(shù)字化管理都可以稱為BIM，它不應(yīng)該獨(dú)立于傳統(tǒng)工程項(xiàng)目管理流程。BIM的應(yīng)用更不應(yīng)該本末倒置，將重點(diǎn)放在模型的展示上面。從數(shù)據(jù)的本質(zhì)出發(fā)，并結(jié)合案例來探討B(tài)IM在工程建設(shè)實(shí)施階段當(dāng)中輕量化運(yùn)用。由于篇幅有限，可行性研究和項(xiàng)目決策階段更多是進(jìn)行市場和財(cái)務(wù)分析，不在本次討論范圍，運(yùn)營階段也不重點(diǎn)討論。

二、輕量化應(yīng)用模式的平臺(tái)建立

建設(shè)方對項(xiàng)目擁有最高控制權(quán)，所以通常BIM管理平臺(tái)應(yīng)該由建設(shè)方主導(dǎo)建立，并且擁有數(shù)據(jù)平臺(tái)的最高權(quán)限。輕量化BIM管理平臺(tái)就是項(xiàng)目管理平臺(tái)，也是由建設(shè)方主導(dǎo)搭建。目前市場上主流的BIM平臺(tái)軟件例如BIM5D、魯班、Bentley等，都價(jià)格不菲，其主要功能還是在于集成、融合管理系統(tǒng)和復(fù)雜的建模及動(dòng)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(zhuǎn)化為平臺(tái)（GlodonBIM5D、魯班、Bentley等）可讀取數(shù)據(jù)→平臺(tái)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(tái)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(jìn)行打包銷售。最終導(dǎo)致軟件成本居高不下，操作難度也很大，進(jìn)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(xiàng)目管理軟件就能實(shí)現(xiàn)BIM平臺(tái)功能。例如當(dāng)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(fèi)的。其工作流程可簡化為：二維數(shù)據(jù)→平臺(tái)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(dá)、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(shí)候（實(shí)踐表明，模型用得最多的階段就是安裝工程設(shè)計(jì)施工過程中的碰撞檢查）才進(jìn)行可視化轉(zhuǎn)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(dòng)畫軟件、算量軟件、計(jì)價(jià)軟件都一一剝離出來，按照需要進(jìn)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(shí)際出發(fā)，提出在本項(xiàng)目中采用BIM輕量化應(yīng)用。該項(xiàng)目建設(shè)方重點(diǎn)關(guān)注造價(jià)、進(jìn)度、質(zhì)量控制，在建設(shè)方?jīng)]有額外資金支持的情況下，采用釘釘系統(tǒng)的項(xiàng)目管理子系統(tǒng)建立BIM平臺(tái)，大大節(jié)約了使用成本。因此，該平臺(tái)主要用于建設(shè)參與各方的溝通交流，執(zhí)行審批流程，反映項(xiàng)目的任務(wù)、文檔、動(dòng)態(tài)、工時(shí)等動(dòng)態(tài)信息?？梢暬Ｐ屯ㄟ^廣聯(lián)達(dá)市政算量軟件生成后以JPG格式上傳平臺(tái)進(jìn)行分享。

三、輕量化應(yīng)用模式的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)

目前，平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、流通需要花很大的成本。出現(xiàn)這種情況，是因?yàn)橐恢币詠砉こ探ㄔO(shè)各方都是各自為政，各有各的標(biāo)準(zhǔn)[2]。建筑信息模型應(yīng)用的一個(gè)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(shè)資源、建設(shè)進(jìn)程與建設(shè)成果等對象的分類與編碼的統(tǒng)一是關(guān)鍵，該分類和編碼應(yīng)該在建筑工程全生命期的信息應(yīng)用中保持一致和統(tǒng)一[4]。《建筑信息模型分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)》（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(shè)資源、建設(shè)行為和建設(shè)成果。確定交付準(zhǔn)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(gòu)，模型精細(xì)度（LOD），幾何表達(dá)精度（Gx），信息深度（Nx）、交付物、表達(dá)方法、協(xié)同要求等）。在輕量化應(yīng)用模式下，設(shè)計(jì)單位只要按照標(biāo)準(zhǔn)來做出設(shè)計(jì)圖紙，就相當(dāng)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(shè)方所關(guān)注的項(xiàng)目的造價(jià)、進(jìn)度、質(zhì)量三大約束性目標(biāo)。建設(shè)過程中所有的管理活動(dòng)都是圍繞上述三個(gè)目標(biāo)展開的。BIM數(shù)據(jù)庫也主要由這三個(gè)模塊構(gòu)成。通常還會(huì)加入安全目標(biāo)和溝通目標(biāo)。數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)通過示例工程介紹如下：設(shè)計(jì)單位建立編號(hào)為15-03.00.00混凝土構(gòu)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(hào)為01~99；實(shí)現(xiàn)對隧道結(jié)構(gòu)的精確控制。咨詢單位可以在造價(jià)管理模塊下引用混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)編制清單控制價(jià)，建筑產(chǎn)品30-01.10.00混凝土構(gòu)件（由承包單位更新）也可關(guān)聯(lián)15-03.00.00混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，更新后作為竣工數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)交給運(yùn)營方。該共享方式基于《建筑信息模型分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)》建立，無須可視化演示。數(shù)據(jù)平臺(tái)剛建立的時(shí)候，建設(shè)方是唯一的用戶，隨著建設(shè)的進(jìn)行，勘察、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、造價(jià)、施工、分包、各參建單位會(huì)陸續(xù)進(jìn)入平臺(tái)，平臺(tái)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(tái)，平臺(tái)會(huì)根據(jù)用戶身份來自動(dòng)設(shè)置權(quán)限。權(quán)限問題是項(xiàng)目流程管理的核心問題，關(guān)系到建設(shè)各方的權(quán)利和義務(wù)。在建設(shè)過程的不同階段，項(xiàng)目主管也可以對權(quán)限進(jìn)行修改，以適應(yīng)不同的管理需求。例如設(shè)計(jì)單位負(fù)責(zé)人用ID號(hào)登陸平臺(tái)后，在設(shè)計(jì)階段可以有權(quán)修改所有的設(shè)計(jì)圖紙最后形成招標(biāo)圖。一旦進(jìn)入施工階段后，則任何人都不再有權(quán)限修改招標(biāo)圖。建設(shè)實(shí)施階段各參建單位的任務(wù)及權(quán)限如表1所示。

四、設(shè)計(jì)階段的輕量化應(yīng)用

設(shè)計(jì)階段是決定項(xiàng)目成敗的關(guān)鍵階段，BIM數(shù)據(jù)庫平臺(tái)也是在本階段搭設(shè)完成的。設(shè)計(jì)單位在建設(shè)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(zhuǎn)方面發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)作用。但目前如果沒有建設(shè)方的要求，設(shè)計(jì)單位則沒有動(dòng)力去建立BIM模型，如果建設(shè)方要求，則又牽涉到額外的資金投入。如前文所討論，設(shè)計(jì)單位只要依據(jù)建筑工程設(shè)計(jì)信息模型制圖標(biāo)準(zhǔn)提供符合要求的設(shè)計(jì)文件，則基本上已經(jīng)做到了設(shè)計(jì)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(shè)方額外要求和資金投入，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)已經(jīng)具備流轉(zhuǎn)的功能。在示例工程中，設(shè)計(jì)單位建立編號(hào)為01~999的初襯、二襯混凝土、鋼格柵、超前導(dǎo)管，并賦予構(gòu)件工程做法、樁號(hào)、工程量等數(shù)據(jù)，此時(shí)數(shù)據(jù)模型已經(jīng)建立起來，在不影響下一步設(shè)計(jì)工作的情況下，并不需要進(jìn)行可視化模型演示。上述構(gòu)件信息同步到概算模塊，結(jié)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(hù)、土方運(yùn)距、構(gòu)件運(yùn)距、洞內(nèi)運(yùn)輸、環(huán)保措施等，再設(shè)定計(jì)算規(guī)則、取費(fèi)文件、價(jià)格文件后，即可生成概算文件和招標(biāo)控制價(jià)，指導(dǎo)招標(biāo)投標(biāo)工作。在日后的施工過程中，施工方依據(jù)上述構(gòu)件數(shù)據(jù)模型上報(bào)進(jìn)度計(jì)劃，監(jiān)理就可以在進(jìn)度計(jì)劃的基礎(chǔ)上做進(jìn)度偏差報(bào)告。若需要，這些數(shù)據(jù)的可視化可另行通過Revit、廣聯(lián)達(dá)、魯班等專業(yè)軟件實(shí)現(xiàn)。如果設(shè)計(jì)單位不具備BIM技術(shù)能力，那么，把設(shè)計(jì)單位提供的二維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的BIM數(shù)據(jù)就成了咨詢單位的任務(wù)。如果施工單位也不具備BIM技術(shù)能力，咨詢公司自然又承擔(dān)了BIM數(shù)據(jù)的更新任務(wù)。當(dāng)然，在此情況下，咨詢公司承擔(dān)了大部分BIM的管理任務(wù)，其咨詢費(fèi)用也是最高的，至少應(yīng)包括模型可視化的費(fèi)用。

五、招標(biāo)投標(biāo)階段的輕量化應(yīng)用

目前在招標(biāo)投標(biāo)階段引入BIM技術(shù)還不太普及。主要原因是在當(dāng)前的BIM模式下，BIM平臺(tái)的數(shù)據(jù)框架結(jié)構(gòu)不一定是設(shè)計(jì)單位搭建的，由于版權(quán)的原因，設(shè)計(jì)單位不會(huì)主動(dòng)分享原始數(shù)據(jù)模型，就算通過業(yè)主授權(quán)，眾多投標(biāo)單位使用設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，也容易造成泄密或侵權(quán)。如果讓投標(biāo)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(jìn)行BIM演示，就會(huì)大大增加投標(biāo)成本，也會(huì)增加招標(biāo)、評標(biāo)等的持續(xù)時(shí)間，這與BIM管理的便利目的是背道而馳的。在輕量化應(yīng)用模式下，建設(shè)方搭建平臺(tái)，設(shè)計(jì)方建立數(shù)據(jù)模型框架，建設(shè)方賦予投標(biāo)單位一個(gè)臨時(shí)用戶身份進(jìn)入BIM平臺(tái)，根據(jù)設(shè)定的權(quán)限，引用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)方案和報(bào)價(jià)。評標(biāo)專家也需要一個(gè)臨時(shí)用戶身份，進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)行評標(biāo)，目前各地建委標(biāo)辦都有自己的電子評標(biāo)系統(tǒng)，如何將項(xiàng)目的BIM系統(tǒng)數(shù)據(jù)與評標(biāo)系統(tǒng)數(shù)據(jù)對接，還要得到官方的認(rèn)可，是這個(gè)階段重點(diǎn)要解決的問題[3]。在輕量化模式下，設(shè)計(jì)單位如果已經(jīng)按標(biāo)準(zhǔn)提供了具備流轉(zhuǎn)條件的設(shè)計(jì)文件，投標(biāo)單位就可以直接引用數(shù)據(jù)。長遠(yuǎn)看來無論從技術(shù)層面、版權(quán)層面還是管理層面，問題都會(huì)逐步解決。

六、施工階段的輕量化應(yīng)用

使用BIM受益最大的是業(yè)主，貢獻(xiàn)最大的是設(shè)計(jì)單位，動(dòng)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(shè)計(jì)單位要制訂框架、標(biāo)準(zhǔn)、和原始素材，是引領(lǐng)者。而當(dāng)前的建設(shè)市場，由于建設(shè)方并未計(jì)劃專用資金投入BIM管理，大多數(shù)BIM技術(shù)都是要求施工方去做，例如買軟件、培訓(xùn)人員、建模、修模等，都需要大量投入。其實(shí)，施工方在整個(gè)BIM管理模式中都不是主導(dǎo)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(gè)方面：一是因標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，施工方在投標(biāo)時(shí)就可以利用BIM數(shù)據(jù)（不是模型）對施工過程進(jìn)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(jìn)行二次設(shè)計(jì)時(shí)的碰撞檢查，是被認(rèn)為將數(shù)據(jù)模型化后最實(shí)際的應(yīng)用。目前大量的BIM應(yīng)用案例都反復(fù)證明，對于施工單位而言，最大便利確實(shí)不過于此。二是加快了工程價(jià)款審核的進(jìn)度，在審核進(jìn)度或者變更費(fèi)用時(shí)，傳統(tǒng)工作模式需要根據(jù)進(jìn)度款的結(jié)算周期進(jìn)行階段性的工程量計(jì)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(jì)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(jìn)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(jià)咨詢服務(wù)、建設(shè)單位等）使用的是平臺(tái)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(fù)“報(bào)量、核量、確認(rèn)”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(yīng)用對于小導(dǎo)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(tái)的小導(dǎo)管注漿構(gòu)件中，建立了以樁號(hào)劃分的觀測點(diǎn)位，監(jiān)理按照現(xiàn)場實(shí)際發(fā)生的注漿量對平臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，平臺(tái)會(huì)顯示實(shí)際注漿量與理論計(jì)算量，即設(shè)計(jì)注漿量的偏差，此偏差超過規(guī)定的限值后，即自動(dòng)生成變更工程量，設(shè)計(jì)單位通過平臺(tái)權(quán)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(bào)變更款項(xiàng)，監(jiān)理、造價(jià)咨詢單位開平臺(tái)上進(jìn)行電子簽字確認(rèn)。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(shè)單位在注漿過程中就可以對投資進(jìn)行控制，設(shè)計(jì)單位可以實(shí)時(shí)預(yù)計(jì)下個(gè)樁號(hào)的注漿量變更概率，從而更好地指導(dǎo)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(hào)加表格在平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。

七、竣工結(jié)算階段的輕量化應(yīng)用

BIM技術(shù)在竣工結(jié)算階段的貢獻(xiàn)相比其他階段應(yīng)該是最小的。如果在施工過程中已經(jīng)順暢的運(yùn)用了BIM平臺(tái)，那么，這個(gè)階段要做的事情就是收獲了。（1）新增項(xiàng)目、增補(bǔ)單價(jià)、實(shí)際完成工程量、變更單價(jià)、政策性調(diào)價(jià)、索賠、洽商等都在施工過程中得以確定，BIM甚至?xí)治龀鲇?jì)劃投資與實(shí)際投資的動(dòng)態(tài)曲線，結(jié)算價(jià)會(huì)牢牢地控制在實(shí)際成本附近。（2）竣工圖也自動(dòng)定格在動(dòng)態(tài)施工模型的最后一刻。帶著所有構(gòu)件的材質(zhì)、安裝、造價(jià)、質(zhì)保等信息的數(shù)據(jù)庫也會(huì)移交給運(yùn)營方。此時(shí)，數(shù)字模型與工程實(shí)體實(shí)現(xiàn)了完美重合[8]。（3）運(yùn)營階段，通過模型去尋找構(gòu)件的可能性已變得微乎其微，當(dāng)建筑產(chǎn)品出現(xiàn)泄漏、坍陷、短路、變形等故障時(shí)，運(yùn)營方直接通過代表該構(gòu)件的數(shù)字編碼即可找到該構(gòu)件所有的包括位置、材質(zhì)等建設(shè)維護(hù)保修信息。

八、結(jié)語

文章旨在分析建設(shè)參與各方在BIM管理中的責(zé)任和權(quán)利，透視BIM數(shù)據(jù)與模型的關(guān)系，適當(dāng)減少把數(shù)據(jù)模型可視化的成本，增加BIM技術(shù)的可操作性，讓BIM輕量化、廉價(jià)化、大眾化。畢竟大多數(shù)的建設(shè)項(xiàng)目都不是很復(fù)雜的，決策者更需要的是數(shù)據(jù)而不是看動(dòng)畫。BIM回歸數(shù)字本質(zhì)，放棄不切實(shí)際的形式主義，為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)添磚加瓦。

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作者:鐘誠 單位:北京中城建華工程咨詢有限公司