基于BIM的建筑施工过程协同管理方法探索.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 26 日 作者简介：唐超（1985），广西桂林人，研究方向基于 BIM 的建筑施工过程协同管理方法探索。-17-基于 BIM 的建筑施工过程协同管理方法探索 唐 超 广西建工集团第四建筑工程有限责任公司，广西 桂林 541000 摘要：摘要：本文探讨了建筑信息模型（BIM）技术在建筑施工过程中的协同管理方法。首先，文章概述了 BIM 技术的发展历程及建筑施工过程中协同管理的基本概念，然后深入分析了 BIM 技术在施工管理中的作用，特别是其对施工计划和控制的影响，以及在资源管理和优化中的应用。此外，文章还讨论了协同管理方法的框架构建，包括协同工作流程的设计和数据共享与信息交流机制。最后探讨了技术层面和管理层面的策略，包括 BIM 软件和工具的选择、数据标准和信息模型的构建，以及组织结构和团队协作模式的建立。关键词：关键词：BIM 技术；建筑施工；协同管理；施工管理 中图中图分类号：分类号：TU7 在当今建筑行业，随着技术的快速发展，建筑信息模型（BIM）技术已成为行业转型的关键驱动力。BIM技术通过提供详尽的建筑项目信息模型，不仅优化了设计阶段的工作流程，还在施工管理中显示出巨大潜力。然而，尽管 BIM 技术在改进设计效率和准确性方面取得了显著成效，其在施工过程中的协同管理应用却相对滞后。施工过程协同管理的挑战主要体现在多方参与者之间的信息共享、沟通协调以及资源优化配置方面。因此，本研究旨在探索 BIM 技术在建筑施工过程中协同管理的方法，以提高项目管理的效率和质量。1 概述 1.1 BIM 技术发展历程 建筑信息模型技术，作为一种革命性的数字化工具，自 20 世纪末以来在建筑行业中获得了迅速发展。其起源可追溯至 1970 年代初的“建筑描述语言”（Building Description Language），此后经历了从2D 绘图到 3D 建模的转变，逐渐演化为今天的高度集成的信息管理系统。BIM 技术的核心在于创建和管理建筑项目的物理和功能特性的数字表示，这一进步极大地提升了设计、建造和运营各阶段的效率与协作性。进入21世纪，随着计算能力的增强和云计算技术的兴起，BIM 不仅在设计和施工中发挥重要作用，还开始被用于设施管理和运营阶段，实现了建筑全生命周期的信息集成。1.2 建筑施工过程协同管理概述 建筑施工过程的协同管理是指在建筑项目执行阶段，通过有效的组织、沟通和资源配置，实现项目各参与方之间的有效协作与信息共享。在传统的建筑施工管理模式中，由于信息传递存在时滞和不精确性，常常导致项目延误、成本超支和质量问题。随着信息技术的发展，特别是建筑信息模型（BIM）技术的应用，建筑施工过程协同管理的模式和效率得到了显著改善。通过 BIM 平台，项目的多方参与者如建筑师、工程师、承包商和业主能够实时共享项目的详细信息，包括设计图纸、材料规格和施工进度等，从而实现信息的透明化和即时更新。此外，协同管理还强调跨学科团队的合作，通过集成设计和施工计划，以降低冲突和返工的风险。在此框架下，风险管理、供应链协调和质量控制等环节也能得到更为有效的管理。2 BIM 在建筑施工过程协同管理中的应用 2.1 BIM 技术在施工管理中的作用 2.1.1 BIM 技术对施工计划和控制的影响 在建筑施工管理中，BIM（建筑信息模型）技术的应用已成为促进项目效率和质量的重要因素。BIM 技术通过提供一个多维的、可视化的建筑模型，使得施工管理更为精准和高效。这一技术的核心优势在于其能够集成大量关于建筑项目的详细信息，包括几何结构、材料属性、时间安排和成本数据，从而为施工管理提供一个全面的决策支持平台。通过这种集成，BIM 技术显著提升了施工计划的准确性和透明度，使项目团队能够更好地理解和预测施工过程中的潜在问题，进而中国科技期刊数据库 工业 A-18-进行有效的风险管理和决策制定。是在施工计划和控制方面，BIM 技术的应用对于优化施工流程和缩短项目周期具有显著影响。通过 BIM，项目管理团队能够在施工前进行详细的模拟和分析，包括对施工过程的 4D（时间）和 5D（成本）模拟。这使得施工计划更加科学和合理，有助于优化资源分配、减少材料浪费，并提前识别和解决潜在的施工冲突。此外，BIM 技术在施工现场的实时应用，如通过移动设备提供实时的模型访问和更新，进一步加强了施工过程的动态控制能力。这种实时性不仅提高了施工现场的反应速度和灵活性，也为确保施工质量和安全提供了强有力的支持。2.1.2 BIM 在资源管理和优化中的应用 BIM（建筑信息模型）技术在资源管理和优化方面的应用，为建筑施工项目带来了显著的效益。在传统的建筑施工管理中，资源分配往往依赖于以经验为基础的计划和估算，这不可避免地导致资源浪费和效率低下。而 BIM 技术，通过其高度精确和动态的模型，使得资源管理更加科学和系统化。BIM 模型能够精确地展示建筑物的每一个组成部分及其所需的材料、设备和人力资源。这一特性使得项目管理者能够在施工前进行详尽的资源需求分析和预算编制，有效减少了资源的过量订购和浪费。此外，BIM 技术还支持对资源使用的持续跟踪和优化，通过实时数据反馈，项目团队可以及时调整资源分配策略，确保资源的最佳利用。在优化施工过程中的资源配置方面，BIM 技术同样显示出其独特优势。利用 BIM 进行的 4D（时间）模拟，不仅可以规划建筑施工的每一阶段，还能精确安排资源的投入，如工人、机械和材料的调度。这种精细化的时间-资源匹配，大幅提高了施工效率，同时减少了因资源闲置或短缺而导致的延误。进一步地，BIM 模型的 5D 功能（集成成本信息）允许项目管理者实时监控项目成本，及时识别成本超支的风险，并采取措施进行控制。2.2 协同管理方法的框架构建 2.2.1 协同工作流程的设计 在建筑施工领域，构建有效的协同管理方法是实现项目成功的关键，其中，协同工作流程的设计是核心环节，它涉及到跨专业团队之间的沟通、信息共享和决策制定过程的优化。有效的协同工作流程设计需要基于全面而详细的项目信息，确保各参与方在整个项目周期内保持信息的一致性和实时更新。在这个过程中，BIM 技术发挥着至关重要的作用。通过 BIM 平台，不同的项目团队成员可以访问统一的信息模型，共享设计变更、进度更新和资源分配等关键数据，从而确保所有相关方都基于最新的项目信息进行决策。此外，协同工作流程的设计还应考虑到项目管理中各个阶段的特定需求。例如，在项目的设计阶段，协同工作流程应促进建筑师、工程师和客户之间的密切合作，以确保设计方案的实用性和可行性。在施工阶段，重点则转移到施工团队、供应商和项目管理者之间的有效协调上，以实现资源的及时供应和施工进度的顺利进行，在这一过程中，采用灵活的工作流程设计和动态的沟通机制至关重要，以适应项目实施过程中可能出现的变更和挑战。2.2.2 数据共享与信息交流机制 在建筑施工过程中，数据共享与信息交流机制的有效实施对于实现项目的顺利进行和协同管理至关重要。高效的信息交流机制应保证项目相关各方能够及时获取、更新和共享关键信息，从而实现决策过程的同步和问题解决的及时性。在这个框架下，建筑信息模型（BIM）技术提供了一个集中的平台，使得设计数据、施工进度和成本信息等可以被所有利益相关方实时访问和更新。此外，云计算的应用进一步增强了这种信息共享的能力，通过云端服务，项目数据可以在任何地点、任何时间被团队成员访问和修改，极大地提高了信息流通的效率和灵活性。然而，数据共享并不仅仅是技术问题，它还涉及到管理和政策层面的考虑。为了有效地实施数据共享与信息交流机制，需要建立一套明确的规则和标准，包括数据格式、访问权限和安全策略等。这不仅有助于确保信息的准确性和一致性，还能保护敏感数据不被未授权的访问和滥用。在多项目和跨组织环境中，实施统一的数据标准和交流协议尤为重要，这有助于不同团队之间的无缝协作和信息共享。3 BIM 协同管理方法的实施策略 3.1 技术层面的实施策略 3.1.1 BIM 软件和工具的选择 在实施 BIM 协同管理方法的过程中，选择合适的BIM 软件和工具不仅影响着项目信息管理的有效性，也中国科技期刊数据库 工业 A-19-直接关系到协同工作流程的顺畅和高效。理想的 BIM软件应具备高度的功能性和灵活性，能够支持复杂的建筑设计、精确的施工模拟和详细的成本估算。此外，考虑到建筑项目通常涉及多个利益相关方，如设计师、工程师、承包商和业主，BIM 软件还需要具备良好的协作和数据共享能力，使得所有项目参与者都能够轻松访问和更新项目信息。在选择 BIM 软件和工具时，应考虑几个关键因素。首先，软件的兼容性至关重要，它需要能够与其他项目管理工具和系统无缝集成，以便于跨专业团队的协作；其次，软件的用户友好性和可定制性也不容忽视，这有助于加快团队成员对新工具的适应和掌握；此外，随着云技术的发展，云基础的 BIM 解决方案因其可扩展性、灵活性和数据即时访问性，正在成为一个重要趋势；最后，考虑到项目数据安全的重要性，选择的BIM 软件还应提供强大的数据安全和隐私保护功能。3.1.2 数据标准和信息模型的构建 数据标准的确立是确保信息在不同参与方之间有效共享的前提，而信息模型的构建则是实现项目信息精确管理的基础。对于数据标准，它包括了数据格式、结构、命名规则以及交换协议等方面。标准化的数据格式和结构确保信息能够在不同软件和系统间顺利传输，而统一的命名规则和交换协议则有助于降低理解和沟通的障碍。在 BIM 环境下，采用如 Industry Foundation Classes(IFC)等国际标准，可以促进更广泛的互操作性和协作效率。信息模型的构建则涉及到模型的精度、细节层级（LOD）、以及关联的属性信息。一个高质量的 BIM 模型应能准确反映建筑物的物理和功能特性，同时包含与建筑生命周期各阶段相关的信息，如设计参数、材料属性和维护信息。在模型构建过程中，重要的是确保模型的可持续性和可扩展性，这意味着模型应能够适应项目进展和变更的需要。此外，信息模型的有效管理还需要考虑到信息的更新和版本控制，确保所有参与方都基于最新的信息进行协作和决策。3.2 管理层面的实施策略 3.2.1 组织结构和团队协作模式 在 BIM（建筑信息模型）协同管理方法的实施中，管理层面的策略同样至关重要，尤其是在组织结构和团队协作模式的优化上。适宜的组织结构应能够促进跨专业团队之间的有效沟通和协作，确保信息流的顺畅和决策过程的高效。在传统的建筑项目管理中，组织结构往往呈现出层级分明的特点，这可能导致信息传递不畅和决策延迟。然而，在 BIM 协同管理环境中，推荐采用更为扁平化和灵活的组织结构，以便于快速响应和适应项目变化，同时鼓励各专业团队之间的直接交流和协作。团队协作模式的创新也是实施 BIM 协同管理的关键，这种模式强调的是团队成员之间的共同目标和相互信任，而非传统的命令与控制关系。这种模式鼓励团队成员进行开放式沟通，共享信息和知识，以及参与集体决策。为此，必须建立一套有效的团队协作机制，包括定期的项目会议、共享的工作平台和透明的工作流程。此外，考虑到 BIM 技术的特性，团队成员需要具备跨学科的知识和技能，以便更好地理解和应用 BIM 工具。因此，对团队成员进行 BIM 相关的培训和教育也是不可或缺的一环。3.2.2 管理流程和规范的制定 在 BIM（建筑信息模型）协同管理的实施中，制定明确的管理流程和规范是确保项目高效运行的关键。这些流程和规范不仅为项目团队提供了明确的指导，而且有助于维护项目的一致性和质量。在管理流程方面，应重点关注项目的各个阶段，如设计、施工准备、施工执行及竣工等，确保每一阶段都有明确的任务、责任分配和时间节点。特别是在多方参与的大型建筑项目中，明确的管理流程有助于减少误解和冲突，提高协同工作的效率。例如，通过引入标准化的项目管理流程，可以确保不同团队在设计审核、变更管理和质量控制等方面的工作都遵循一致的标准和步骤。同时，制定针对 BIM 实施的具体规范也是至关重要的，包括数据管理、模型创建和更新、以及信息共享等方面的标准，以确保项目信息的准确性和完整性。例如，在数据管理方面，需要制定关于数据格式、存储和备份的规范，确保数据的安全和可靠性。在模型创建和更新方面，规范应明确模型的精度、细节层级和更新频率等，以确保模型始终反映项目的最新状态。此外，信息共享规范应涵盖信息发布的时间、格式和授权等方面，确保项目相关方都能及时获得所需信息。4 结语 综上所述，BIM 技术不仅是一种建筑设计和施工中国科技期刊数据库 工业 A-20-的工具，更是一种促进协同和效率的管理方法。随着技术的不断进步和行业的发展，BIM 有望在建筑行业中发挥更加重要的作用，不仅提升建筑项目的质量和效率，也为行业带来更加可持续和智能化的未来。因此，对 BIM 技术的深入研究和应用，对于建筑行业的专业人士和利益相关者来说，是一个不断发展和探索的重要课题。参考文献 1 张 青 华,杨 冰,张 顺.基 于 BIM 技 术 的 建 筑 施 工 全 过 程 优 化 与 协 同 控 制 研 究 J.数 字 化 用户,2023(36):31-32.2 韩雪莹,周 清华,吴洋,等.基于 BIM 公 共数 据环境的 装配式建 筑协 同设计 J.铁道标准设计,2023,67(10):155-162.3 丁熠,潘在怡,郭红领.集成 BIM 的建筑项目设计模式与流程研究J.工程管理学报,2023,37(2):122-127.