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技术在上海建设工程项目管理中的应用研究

时间:2022-10-02 百科知识 版权反馈
【摘要】:这些强力推进政策,无疑也对上海建设工程项目管理咨询行业企业如何开展基于BIM技术的建设工程项目管理提出了挑战。为了有效推动BIM技术在上海建设工程项目管理中的应用,上海市工程咨询行业协会联合上海现代建筑设计集团工程建设咨询有限公司开展“BIM技术在上海建设工程项目管理中的应用研究”课题研究。

摘 要:推进BIM技术在工程建设全过程的应用,对于我国建筑业的创新发展具有重要的意义。本章从上海建设工程咨询行业、特别是项目管理企业开展基于BIM技术的工程管理的应用现状入手,深入分析了其中的推进难点和应用障碍,提出关于尽快完善“BIM标准”等基础,完善政策法规等条件的发展思路;同时,对政府、行业协会和相关企业提出了许多重要的有应用价值的措施和建议。

关键字:BIM技术;上海工程管理;应用现状;促进措施

引言

建筑信息模型(Building Information Modeling,以下简称BIM)技术能够给建筑业带来巨大收益和生产力的显著提高,已被国际上公认为是一项建筑业生产力革命性技术。“信息化是建筑产业现代化的主要特征之一,BIM应用作为建筑业信息化的重要组成部分,必将极大地促进建筑领域生产方式的变革。”[1]BIM技术对改造和提升我国传统的建筑行业有着重要意义。

我国对BIM技术发展和应用高度重视,已经提到国家发展战略高度。近年来国家和上海市颁布了一系列指导意见,提出了在建筑行业发展BIM技术应用的要求。住房和城乡建设部在2011年5月下发了《2011—2015年建筑业信息化发展纲要》,在总体目标中提出“加快建筑信息模型(BIM)、基于网络的协同工作等新技术在工程中的应用,推动信息化标准建设”的目标。2014年,在《关于推进建筑业发展和改革的若干意见》中提出“推进建筑信息模型(BIM)等信息技术在工程设计、施工和运行维护全过程的应用”的要求。并于2015年6月就推进建筑信息模型(BIM)的应用提出了指导意见,明确了具体发展目标和工作重点。

为了实现“BIM技术应用和管理水平走在全国前列”的战略目标,上海市政府出台了一系列相关推进政策,确定“通过分阶段、分步骤推进BIM技术试点和推广应用,到2016年底,基本形成满足BIM技术应用的配套政策、标准和市场环境,本市主要设计、施工、咨询服务和物业管理等单位普遍具备BIM技术应用能力。到2017年,本市规模以上政府投资工程全部应用BIM技术,规模以上社会投资工程普遍应用BIM技术。”[2]同时,为推动BIM技术在上海建筑行业的应用提出了各项具体落实措施。先后于2015年5月14日发布《上海市建筑信息模型技术应用指南(2015版)》;2015年6月8日成立上海BIM技术应用推广中心;2015年7月1日推出《关于印发上海市推进BIM技术应用三年行动计划(2015—2017)的通知》;2015年8月6日出台《关于报送本市建筑信息模型技术应用工作信息的通知》;2015年8月12日出台《关于上海市开展建筑信息模型技术应用试点工作的通知》。这些强力推进政策,无疑也对上海建设工程项目管理咨询行业企业如何开展基于BIM技术的建设工程项目管理提出了挑战。

工程管理涉及建设项目的全生命周期,包括建设项目决策期(前期论证分析)、实施期(设计阶段、施工阶段、采购活动等)与运营(运行)期。建设工程项目管理(以下简称为“项目管理”)属于工程管理一个部分,致力于“自项目开始至项目完成,通过项目策划和项目控制,以使项目的费用目标、进度目标和质量目标得以实现。”项目管理是一种增值服务工作,致力于为工程建设增值:确保工程建设安全、提高工程质量、有利于投资(成本)控制及进度控制。为了提高项目增值效果,从事项目管理的工程咨询机构其服务范围往往向前和向后延伸。

客观地说,我国目前项目管理的水平不高、管理能力尚显不足,工程咨询机构所提供的服务、为建设项目增值效果往往不令业主满意。项目管理实质上是工程项目信息处理过程,BIM技术的发展和成熟,可以带来强大的数据支撑和技术支撑。BIM技术在项目管理中的应用有利于突破以往传统建设项目管理技术手段的瓶颈,可以解决长期困扰工程管理的两大难题——海量基础信息全过程分析和工作协同,真正实现工程信息集成化管理,最大程度上实现为建设项目增值的目的。

近年来,不少学者和组织对我国建筑业BIM应用的现状进行了大量调研和分析,特别是对影响我国建筑业企业应用BIM技术的障碍提出了想法和建议。然而,这些研究主要是针对设计企业和施工企业。同时,国内外总结的在建设项目全生命周期内的BIM技术应用价值点,也主要针对设计企业和施工企业(部分针对项目物业运营企业)。对为业主服务的建设项目管理企业如何应用BIM技术,目前研究尚显不足。

为了有效推动BIM技术在上海建设工程项目管理中的应用,上海市工程咨询行业协会联合上海现代建筑设计集团工程建设咨询有限公司开展“BIM技术在上海建设工程项目管理中的应用研究”课题研究。

本课题的主要内容包括以下四个方面:

(1)梳理BIM技术的特点、BIM技术在建设项目全生命周期的典型应用,明确推进BIM技术在我国建筑业应用的意义。

(2)明确基于BIM技术的项目管理对管理组织变革要求,分析提出基于BIM技术的项目管理任务。

(3)通过调研分析,清楚上海工程管理咨询行业BIM技术应用在建设工程项目管理的现状以及存在的难点和障碍。

(4)针对推进上海工程管理咨询行业、特别是项目管理企业开展基于BIM技术的建设工程项目管理的难点和障碍,提出对策建议。

本课题研究将以调研上海市工程咨询行业协会下会员单位为基础,分析总结目前上海BIM技术的发展现状、对工程项目管理应用BIM技术所需要共同营造的市场环境条件、针对影响BIM技术在上海建设工程项目管理中应用的主要障碍,提出相关建议,为推动上海BIM技术在项目管理中的应用实践提供参考。

一、推进BIM技术在我国建筑业应用的意义

(一)BIM技术的特点

大量的研究表明,BIM应该包括建筑信息模.型、建筑信息建模和建筑信息管理三方面的含义:

(1)BIM是建设项目(设施)所有信息的数字化表达,是一个可以作为建设项目虚拟替代物的信息化电子模型,是共享信息的资源,即BIM可以理解为“建筑信息模型(Building Information Model)”。

(2)BIM是在开发标准和互用性基础上建立、完善和利用设施的信息化电子模型的行为过程,参与项目建设有关的各方可以根据各自职责对模型插入、提取、更新和修改,以及支持项目建设的各种需求,即BIM可以理解为“建筑信息建模(Building Information Modeling)”。

(3)BIM是一个透明的、可重复的、可核查、可持续的协同工作环境。在这个环境中,各参与方在设施全生命周期中都可以及时联络,共享项目信息,并通过分析信息,做出决策和改善设施的交付过程,使项目得到有效的管理,也就是“建筑信息管理(Building Information Management)”。

美国国家标准技术研究院对BIM的定义,受到广泛认可,即“BIM是以三维数字技术为基础,集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型,BIM是对工程项目设施实体和功能特性的数字化表达”。

BIM不仅仅包括一些数据,更重要的是它对整个过程的描述,以及这个过程中所需要的资源的表达。对过程进行表达指模型对象的关联关系,这个关联关系一定是清晰地描述了工程的逻辑关系。

总之,BIM技术是一项应用于建设项目全生命周期的3D数字化技术,它以一个贯穿其生命周期都通用的数据格式,创建、收集该设施所有相关的信息并建立起信息协调的信息化模型作为项目决策的基础和共享信息的资源。BIM技术有如下四个显著特点:

(1)操作的可视化。BIM技术的一切操作都是在可视化的环境下完成的,在可视化环境下进行建筑设计、碰撞检测、施工模拟、避灾路线分析等一系列的操作。

(2)信息的完备性。BIM是建设项目的物理和功能特性的数字化表达,包含建设项目的所有信息。除了对建设项目进行3D几何信息和拓扑关系的描述,还包含完整的工程信息的描述。信息的完备性还体现在BIM建模这一创建建筑信息模型行为的过程,在这一过程中,设施的前期策划、设计、施工、运营维护各个阶段的信息来自单一的工程数据源,包含建设项目所有信息。BIM模型内的所有信息均以数字化形式保存在数据库中,以便更新和共享。

(3)信息的关联性。一是在数据之间创建实时的、一致性的关联,对数据库中数据的任何更改,都马上可以在其他关联的地方反映出来;二是在各构件实体之间实现关联显示、智能互动。

(4)信息的互用性。应用BIM可以实现信息的互用性,充分保证了信息经过传输与交换以后,信息前后的一致性。

因此,BIM技术能够较好地解决建筑全生命周期中多工种、多阶段的信息共享问题,使整个工程的成本大大降低、质量和效率显著提高,为传统建筑业在信息化的发展展现了光明的前景。

BIM技术本身也在不断发展中,典型的BIM技术发展方向包括BIM与GIS的结合、BIM与物联网的结合等,也为智能化城市提供广阔前景。

(二)BIM技术在建设项目全生命周期的典型应用

BIM技术能够支持建筑设施全生命周期的信息管理,使得生命期的信息能够得到有效的组织和跟踪;BIM可以对各阶段的信息进行有机的集成、共享和管理,支持项目各参与方对其属性及工作流程的定义,从而实现建筑设施全生命周期信息的集成,形成信息知识库,并保证信息从一阶段传递到另一阶段时不会发生信息流失,减少信息歧义和不一致性。同时,BIM可以通过3D数字化技术为设备、设施提供虚拟模型,直观形象地展示各个设备系统的空间布局和逻辑关系,并可以通过模拟维护过程来帮助分析可能的冲突和错误,实现复杂设备维护工作。

2010年,美国宾夕法尼亚州立大学的计算机集成化施工研究组的成果《BIM项目实施计划指南》(第二版),归纳了美国市场上BIM技术25种常见的应用。

中国也开展了类似的研究,典型的研究成果如过俊的《BIM在国内建筑全生命周期的典型应用》[3]。该研究结合了中国的工程建设行业特点,列出了BIM技术在我国国内的20种典型应用,跨越了项目全生命周期的四个阶段,即规划阶段(项目前期策划阶段)、设计阶段、施工阶段和运营阶段,如表2.1所示。

表2.1 BIM技术在我国国内的20种典型应用

上海作为我国经济发达城市,近年来积极探索着BIM技术的应用,在总结本市BIM技术应用的经验基础上,提出了建筑项目各阶段基于BIM技术的23项基本应用[3][4],如表2.2所示。

表2.2 建筑项目各阶段BIM技术的基本应用

(续表)

(三)推进BIM技术在我国建筑业应用的意义

多年来,在传统建造模式下建筑业的生产效率不仅没有提高,实际上反而在下降。研究表明,美国建筑业生产效率在34年里实际下降了大约10%,而其他非农业行业的生产效率同期增长80%,如图2.1所示。而且建筑业生产效率低下甚至下滑不仅仅出现在美国,它是一个全球范围的问题,中国也绝不例外。

建筑业生产效率低下与建筑生产和管理采用传统建造模式有直接关系,“建筑业的低生产效率与它在信息技术使用方面的落后状况呈明显的强相关性,信息创建和流失重复的循环变化是建筑业生产效率低下的主要原因”。传统建造模式的局限性主要表现在以下六个方面:

图2.1 美国行业生产效率的变化情况

(1)二维表达的局限,采用传统2D割裂式的设计所产生的信息来表达3D实体,无疑导致严重失真;

(2)参与建筑生产的单位及其专业众多,而且存在行业壁垒,造成信息孤岛,建设期协同缺失导致协调效率低下;

(3)动态分析滞后,缺乏及时地动态分析和模拟,建筑性能不能实现;

(4)各种因管线碰撞、设计变更、业主反复等造成工程量和投资增加,导致投资控制效果差;

(5)施工可行性不足,对于复杂异形建筑构件,由于设计成果难以反映施工现实,造成现场施工难度骤增;

(6)运维阶段庞大琐碎的建筑信息的归档、调取、利用、更新效率低,导致运维阶段效率低。

BIM可应用于工程项目规划、勘察、设计、施工、运营维护等各阶段,BIM支持对工程环境、能耗、经济、质量、安全等方面的分析、检查和模拟,为项目全过程的方案优化科学决策提供依据,BIM支持各专业协同工作、项目的虚拟建造和精细化管理,为建筑业的提质增效、节能环保创造条件。

在我国建筑行业应用BIM技术的价值,体现在以下四个方面:

(1)BIM的应用首先是实现建筑全生命期的信息共享,然后能够使项目所有的参与方能够协同工作,实现工程项目的精细化管理,实现全生命期的信息共享。

(2)BIM的应用能够实现建筑全生命期的可预测性和可控制,也就是说BIM技术可以支持建筑环境、经济、能耗、安全等多方面的分析和模拟,所以它可以实现虚拟的设计、虚拟的建造、管理以及全生命期、全方位的预测和控制。

(3)BIM的应用能够促进建筑业生产方式的改变,因为BIM技术可以支持设计、施工以及管理的一体化,所以说能够促进建筑业生产方式的变革。

(4)BIM的应用可以推动建筑行业的工业化发展。BIM能够连接建筑生命期不同阶段的数据、过程和资源,所以它是能够支持建筑行业产品链的贯通,为工业化建造提供技术的保障,能够支持这个建筑行业的工业化发展。

美国斯坦福大学整合设施工程中心(CIFE)根据32个项目总结了使用BIM技术得到的效果:①消除40%预算外变更;②造价估算耗费时间缩短80%;③通过发现和解决冲突,合同价格降低10%;④项目工期缩短7%,及早实现投资回报。

自改革开放以来,我国国民经济呈现持续快速发展趋势。特别是20世纪90年代以来,发展的速度和广度非常的大。同时,我国工程建设也取得辉煌成就,完成了一系列设计理念超前、科技含量高、使用要求高、施工难度大、令世界瞩目的重大工程。2014年,建筑行业总产值已达到约为17.7万亿元,产业规模创历史新高,占国民生产总值20%以上,已经成为是国民经济的支柱产业。即使提高建筑业效益1%,也可以带来非常可观的经济效益。可见,推进BIM技术在我国建筑业的应用有着重要意义。

二、基于BIM技术的建设工程项目管理

(一)对基于BIM技术的项目管理思考

目前,我国建设工程项目管理的水平不高、管理能力尚显不足,工程咨询机构所提供的项目管理服务、为建设项目增值效果往往不能令业主满意。

建设工程项目管理实质上是工程信息处理过程,BIM技术的发展和成熟,可以带来强大的数据支撑和技术支撑。BIM技术在项目管理中的应用,有利于突破以往传统建设项目管理技术手段的瓶颈,可以解决长期困扰工程管理的两大难题——海量基础信息全过程分析和工作协同,真正实现工程信息集成化管理,最大程度上实现为建设项目增值的目的。

从建设工程项目管理角度出发,在建设项目中采用BIM技术的根本目的是为了更好地管理项目。BIM技术在建设项目管理中的应用目的体现在:有利于项目管理精细化;集成化管理和协同工作;管理成果的可视化;等等。BIM技术为项目的集成化管理提供支撑,建设生产效率得以提高并帮助业主实现经济效益最大化。BIM的充分应用可为集成创新模式提供组织集成、信息集成、目标管理、合同管理等各方面支持。因此,工程管理咨询单位作为业主顾问,应该把BIM技术应用于工程管理全过程,努力为项目建设增值做出自己应有的贡献。

本章从在建设工程项目管理中有效地应用BIM技术角度,提出如下基于BIM技术的项目管理的思考。

(1)BIM模型是建设项目信息的载体,是共享信息的资源。BIM不仅是三维数据信息模型,还意味着创建包括二维数据源文档、电子表格和其他内容在内的整体信息资源;而且,BIM模型的数据库是分布式的,动态变化的,在应用过程中将不断更新、丰富和充实。因此,基于BIM技术的项目管理应充分发挥BIM模型的价值,重视获取和完善项目信息资源,加强项目信息管理。

(2)BIM作为一种新的信息技术工具,本身不能产生效益,它要跟现有的其他信息技术结合,在项目建设和运营过程当中应用才能产生效益。因此,基于BIM技术的项目管理有必要结合其他合适项目管理软件,开展有成效的项目目标控制,提高项目管理水平。

(3)BIM技术的应用为建设项目各参与方提供了协同工作的平台,能帮助项目参与各方工作实现良好的协同工作,可减少由于项目参与各方工作的不协同而引起的投资损失;并通过强化协同工作,有利于加快建设进度和提高工程质量。因此,基于BIM技术的项目管理应充分发挥BIM协同工作的平台作用,促使项目参与各方协同工作。

(4)BIM技术的应用不应仅停留在设计阶段或施工阶段,并应根据运维的需要而在设计和施工阶段对BIM模型或者相关数据库做针对性的要求。应该是从设计阶段开始建立BIM模型,然后将BIM模型移交给施工过程指导施工,在施工过程中输入施工过程的信息,最后得到竣工BIM模型,用来指导运维。BIM的精髓在于将信息贯穿项目的整个生命期,对项目的建造以及后期运营管理综合集成意义重大。因此,基于BIM技术的项目管理应着眼于将BIM贯穿于整个项目全生命周期的各个阶段,并从解决运维过程中的问题作为建设项目应用BIM技术的根本出发点,这样才能全面发挥基于BIM的建设项目管理效益。

(5)在工程项目管理中应用BIM技术,可以利用BIM技术实现新的信息处理方法,最大限度地实现项目协同管理,提前预判项目实施状况和结果,并做出决策支持。因此,基于BIM技术的项目管理应进行基于BIM应用的项目管理流程再造。

(6)业主方驱动模式加强了业主方对建设项目的控制力,为建设项目各参与方提供了协同工作的平台,可以在建设项目的全生命周期内运用BIM技术进行项目的管理。因此,从BIM全生命周期理念出发,建设项目应用BIM技术宜采用业主方驱动模式。

(二)基于BIM技术的项目管理对组织变革要求

1.BIM技术应用对项目建设的组织和过程的影响

美国斯坦福大学集成设施工程中心提出,BIM技术应用对建设项目生产效率的影响涉及“产品”“组织”和“过程”三个方面。其中,对项目建设的组织和过程的影响如表2.3和表2.4所示[6]

表2.3 BIM应用对建设项目参与组织的影响

表2.4 BIM应用对建设过程组织的影响

虽然上述影响仅指“建设项目施工阶段前”,但对整个建设项目全生命周期的“组织和过程”也产生类似的影响,必将影响基于BIM技术的项目管理的组织。

项目管理方作为业主方咨询服务机构,应用BIM技术实现项目全寿命周期综合管理,对工程管理组织变革提出了新要求,包括整个项目管理的组织结构变革和项目管理流程变革。

2.BIM技术应用对项目管理的组织变革要求

对于一个建设项目应用BIM技术管理,需要项目参与各方共同参与和积极主动应用,成为项目BIM应用管理团队系统。整体项目BIM管理系统可以是“虚拟组织”,即在业主主导下,由项目管理团队、规划设计团队、施工团队以及运营管理团队组成。

对于业主方基于BIM技术的项目管理,从项目管理的组织结构变革角度,必然要增加项目BIM管理团队(图2.2)。传统的项目管理团体必须与项目BIM管理团队紧密配合,整个团体应该由项目管理团队主导,毕竟该团队对建设项目目标负责。在项目BIM管理团队中,其项目BIM经理(包括人员组成)可以是业主派出,也可以由项目管理团队派出;甚至可以由业主单独委托项目BIM管理团队。

值得说明的是,在基于BIM技术的项目管理中,项目管理团队和项目BIM管理团队并不是分离的,应该形成一个有机整体。在开始应用阶段,由于项目管理工程师对BIM技术的掌握不够,往往需要“专业的BIM工程师”协助;但随着BIM知识和技术的普及,专业项目管理工程师可以在掌握BIM技术的基础上,真正地把BIM技术作为项目管理的工具之一,从而成为一个“基于BIM技术的项目管理团队”,如图2.2所示。

图2.2 基于BIM的项目管理团队模型

在基于BIM技术的业主方项目管理中,项目BIM管理团队(虚拟的)应该负责整个项目BIM技术的有效实施管理,具体任务详见下文。

在基于BIM技术的业主方项目管理中,工程项目管理团队的各项管理工作按合同约定的实施。当然由于有了BIM模型,可以充分利用项目BIM模型所具有的项目信息实现项目精细化管理。

同时,要求工程管理人员:①树立以BIM为核心的项目信息沟通理念,了解BIM为工程项目管理工作所带来的便利与效益。在新的建设项目的信息沟通中,BIM成为核心,信息的传递和沟通都要以BIM为基础。在这种情况下,工程管理者要确立以BIM为核心的项目信息沟通理念。这种理念至少应包含两个层次的内容:首先是明确BIM的作用;其次是要认识到BIM和传统的3D模型的区别和联系,真正地使其发挥作用。同时,工程管理者对BIM的应用所带来的价值要充分认识,以便更好地发挥其效能。②掌握与BIM相关的工具和技术。由于BIM是信息沟通的核心和基础,因此,作为工程管理人员必须充分掌握BIM工具,同时,对应用BIM进行工程管理工作的相关技术也必须充分了解。③充分了解由于应用BIM所引发的问题。由于BIM的应用带来工程管理的工作内容、流程以及项目参与方交流方式的变化,因此,工程管理人员在应用BIM于具体工作的过程中必须对其所带来的问题有充分的了解。

图2.3工程项目管理过程实施BI M的总体流程图

3.BIM技术应用对项目管理的工作流程变革要求

从工程管理流程变革角度,由于实现BIM技术应用,对建设过程产生影响,导致管理工作任务和管理方式改变,并可以最大限度实现项目协同管理,从而改变了传统工程管理工作流程。文献[7]根据其实施BIM的经验,总结提出工程项目管理过程实施BIM的总体流程如图2.3所示。

对建设项目进行有效管理,应该把传统项目管理流程与工程项目管理过程实施BIM的总体流程有机结合起来。

BIM技术应用对项目管理的工作流程变革要求主要表现在以下三个方面:

(1)由于项目管理的工作应用BIM技术,必然增加了新的任务(如实施BIM的工作);

(2)由于项目管理的工作应用BIM技术,可以把某些管理工作提前(如更早进行项目投资预测和性能分析);

(3)由于实现BIM技术应用,可以最大限度实现项目协同管理,从而改变了传统工程管理工作流程。

显然,本文限于课题范围,仅提出对管理工作流程变革的要求;具体基于BIM技术的项目管理工作流程,这需要进一步研究。

(三)基于BIM技术的项目管理任务

基于BIM技术的项目管理任务应包括两个方面:①项目BIM技术实施的管理,即项目管理者作为BIM专项顾问角色,制定BIM技术的管理应用方案并控制实施,承担项目应用BIM技术的管理。②在BIM技术的管理应用框架下的项目管理,即从管理的角度来应用,把BIM当作管理的工具,来帮助进行项目目标的管控。

1.项目BIM技术实施的管理

和建设工程项目管理类似,项目应用BIM技术的管理任务也包括“项目BIM技术应用的策划”和“项目BIM技术的管理应用方案实施与控制”两大工作。

1)项目建筑信息模型管理应用方案

项目管理者(或专门承担BIM技术应用的管理机构)应编制“项目建筑信息模型管理应用方案”。该“方案”应作为项目管理者在整个项目管理过程的实施大纲,其目标应与项目目标保持一致,并应在过程中不断完善和调整。“方案”的编制应根据图纸、规范、设计资料、工艺规定及其他要求,宜包括:

·BIM实施组织、组织架构;

·BIM工作流程和操作层次;

·BIM应用目标和应用点;

·BIM应用进度计划(应与工程计划衔接);

·对统一的BIM协同管理平台的要求;

·敏感数据权限调用规则;

·数据标准(包括数据内容、分类、编码体系、格式、产生时间、责任方等)的要求;

·异构数据的提取与共享的要求;

·各专业的模型界面的划分,提资的要求;

·软、硬件、网络平台环境及测试计划;

·验收及移交要求;

·信息维护设计及出错补救措施要求;

·远程调用和终端操作的要求。

由美国宾夕法尼亚州立大学计算机集成设施研究组发布的《项目实施策划指南》给出了一个结构化的实施策划框架,该框架包括以下四个步骤:

(1)定义实施所要实现的价值,并为项目团队成员定义完整的目标;

(2)设计实施的流程,从总体视角与局部视角分别描述实施流程;

(3)定义模型信息的互用要求;

(4)定义支持引实施所需的基础资源。

这四个步骤是从目标定义到实施保障措施设计依次递进的关系图,如图2.4所示。

图2.4 BIM项目实施策划编制程序[8]

2)BIM技术的管理应用方案实施与控制

在一个建设工程项目中,BIM技术的管理应用方案实施与控制工作,宜包括以下六个方面[4]:

(1)编制与应用方案配套的BIM技术软硬件系统总体方案和组织建设开发,并协调软件开发或提供单位保证软件系统正常运行。

(2)协助编制设计、施工和监理等BIM技术应用相关招标和合同条款。

(3)协助建立项目BIM技术应用组织体系和运行管理制度。

(4)协调组织设计、施工等参与单位的建模、应用和协同管理等工作。

(5)负责模型、应用成果的审核、传递和验收。

(6)配合项目管理单位实现BIM技术有效应用于项目建设和管理过程的沟通、协同和分析模拟等。

2.在BIM技术的管理应用框架下的项目管理

传统的项目管理任务包括项目实施阶段的投资、进度、质量控制以及合同管理、信息管理和组织协调。上海建筑设计集团工程建设咨询有限公司根据多年应用BIM进行项目管理的研究成果和实践经验总结,认为在BIM技术的管理应用框架下的项目管理还应做好以下工作任务(示例)。

1)勘察设计阶段项目管理

(1)项目设计初期可利用模型的可视化、参数化特性,对各建筑方案进行比选、优化。即在设计开始初期,利用模型对建筑进行风貌、日照分析、抗震、幕墙结构安全性、光反射评审、能评、环评、动线分析、最佳容积率配比等一系列分析,并进行综合比选后得到最优方案。

(2)项目在进行各类评审、备案、核准、审批过程中,宜采用设计阶段的模型配合相关合规工作的进行。即根据评审及过程当中政府各委办局的要求,对模型进行适当的信息传递,进行专项点的可视化体现。

(3)利用模型,厘清设计联合体或各设计组团的组织层次、工作界面和进度参数,视觉直观地分派与审视。因模型运行在一个统一的协同平台,故在设计阶段的模型应设置预计完成时间、完成时间等节点的相关信息,保证其他参加方协同工作的衔接与开展。

(4)利用模型,进行碰撞检查,保证设计成果的可施工性。设计阶段的模型应支撑施工阶段的工作,保证模型内的建筑、结构、幕墙、管道等相关专业不应有硬和软碰撞。

(5)利用各阶段的设计模型配合估算、概算、预算的工程量的统计及校对工作,并能对招投标工作清单工程量具有指导作用。

2)采购及合同管理

(1)通过已审核完成的施工图模型对采购及产生的合同界面进行划分,并生成采购策略计划,包括总包、分包、监理、供货商及第三方咨询单位的采购工作。

(2)采购模型的工程量统计应用可作为招标工作的辅助工具,更好地控制项目预算。根据采购方式的需求,依据采购清单的列项对构件进行命名和划分,对工程量进行统计,并与招标代理、造价咨询所提供的清单文件核对,确保其准确有效性。

(3)对于总包,分包大金额设备或材料,宜通过专项模型跟踪采购过程,及时有效的输入其工作进度计划、供货周期、安装周期、付款要求等关键信息,从而进行现金流预测分析。

(4)在之前的采购模型基础上,要求合同执行单位完成对其合同内容有关的BIM工作,同时该模型将作为价值模型传递至后续施工及运维阶段。

3)施工阶段项目管理

在施工阶段,运用深化模型,传递管理的诉求和工艺信息来进行虚拟施工。包括:施工方案比选、工艺仿真、数值模拟、施工深化辅助、可视化交底、碰撞检查、预制件模型定制、将施工中人、机、物料、投资、场地布置随进度过程进行演绎与调整。

(1)施工质量控制:过程中可以设置若干检查点,持续提高模型应用的水准。复杂节点安装模拟宜体现专业穿插信息与工艺路线模型。

·施工各阶段的场地场容布置及标准化施工规程;

·复杂工序和节点虚拟建造模型;

·工作界面切分后的交叉路线碰撞;

·施工环境和安全防护措施模型;

·分部分项工程的验收时,实际与模型的对比。

(2)施工进度控制:总进度计划模型分析宜对附加的资源、技术路线、施工进度、造价信息进行综合评定。

·关键线路分析;

·进度偏差值S曲线分析;

·有相似性多标段的进度跟踪;

·备选方案进度影响分析;

·进度警示信息汇总;

·资源计划模型。

(3)施工造价控制。

·成本规划模型;

·造价偏差值S曲线分析;

·有相似性多标段的造价跟踪;

·备选方案造价影响分析;

·多算对比模型(仅对工程量);

·造价警示信息汇总;

·资源计划模型。

(4)工程变更控制通过施工模拟、碰撞检查,提前发现并解决问题,减少工程变更。

·变更文件涉及部位的模型更新及统计表单;

·变更文件涉及部位模型深化及统计表单;

·变更前后模型标识与理由必要性分析文件。

4)竣工验收与交付

·根据验收、调试、联动、试运行反馈的主要系统的实际性能参数,在竣工模型中予以更新,以评估交付的建筑的实际完成度。

·根据“项目建筑信息模型管理应用方案”和城建档案馆分册和目录要求将管理数据归类,建筑信息整合后,输出模型包,进行电子归档。

·开展基于竣工模型信息的后评价和总结工作,输出信息包括:进度提前/延后量、投入产出比、质量标准达标率、技术经济指标完成度。

三、上海市工程管理应用BIM技术情况分析

(一)调研问卷设计与参加单位

为了解上海市工程管理应用BIM技术情况,采用问卷调研以及访谈典型企业和建设项目业主两种方式。其中,问卷调研由上海建设工程咨询行业协会向所属339家成员单位发布,收到问卷42家,有效问卷40家。调研时间为2015年9月至10月,历时2个月。

本次调研问卷设计了对BIM企业层面的应用调研及BIM在项目层面的应用调研。其中BIM企业层面的调研内容从两方面展开,分别为:①企业基本情况和②企业BIM技术应用;对第二方面设计了27个问题(表2.5);BIM项目层面问卷是针对单个项目应用BIM情况进行设计,共涉及了23个问题(表2.6)。详细问卷设计见附录。

表2.5 企业BIM技术应用

(续表)

表2.6 项目BIM技术应用情况

(续表

参与问卷调研有效回复的40家单位见表2.7。

表2.7 40家有效参加问卷回答单位一览表

(续表)

注:以上单位序号按问卷反馈时间排列。

(二)基本情况

1.企业对BIM技术的了解

对40家单位统计表明:5家单位尚未考虑,19家单位正在学习、思考、探索,8家单位在个别项目上试验,2家单位在项目局部应用,5家单位已有项目整体使用,1家单位有公司流程化应用,如表2.8所示。

表2.8 各企业对BIM技术掌握程度情况统计表

2.企业应用BIM的年限分析

对40家单位统计表明:16家单位运用BIM小于1年,13家单位运用BIM1~2年,2家单位运用BIM3~5年,3家单位运用BIM5年以上,6家单位未选,如表2.9所示。

表2.9 各企业应用BIM年限情况统计表

3.企业BIM发展规划及标准

在40家单位中,有项目运用过或正在运用BIM技术的有15家,其中,有9家单位已有企业的BIM发展规划,其中3家单位已有企业级BIM操作标准。

4.BIM管理平台

在40家单位中,3家单位已在使用BIM管理平台,所采用的途径有一定的代表性。

(1)租用。上海祥浦建设工程监理咨询有限责任公司通过租用软件开发商管理服务平台,进行BIM管理平台运用。BIM应用典型项目:同济中学图书馆暨杨浦区图书馆(旧上海市图书馆)工程。

(2)采购。上海现代建筑设计集团工程建设咨询有限公司正在项目上试用DB-World工程云平台。试用项目:建业里室内装修工程。

(3)研发。上海建科工程咨询有限公司研究开发了本企业BIM协同平台,目前处于企业内部应用中。

BIM管理平台建设的核心价值在于“大幅提升工作效能、确保沟通效率、显著降低成本”,但调研结果显示,在不确定BIM管理平台的使用能给项目带来多大收益的情况下,平台建设成本是各企业所面对的直接问题。

(三)项目应用BIM情况

1.调研单位运用BIM的典型项目

在调研的单位中,近年来不少单位正在积极从事BIM技术应用业务,调研单位运用BIM的典型项目如表2.10所示。

表2.10 调研单位运用BIM的典型项目统计表

(续表)

(续表)

2.企业应用BIM项目类型分布

在项目上运用过BIM技术有15家单位。这些单位普遍在房屋建筑工程类项目上运用BIM技术,其中也用于市政公用工程的有6家单位,用于铁路工程的有1家单位,公路工程、港口与航道工程无运用,如表2.11所示。

表2.11 各企业应用BIM项目类型情况统计表

3.企业应用BIM项目收益

通过对运用BIM能否获得更多的利润问题调研:15家运用BIM技术单位中,3家单位能够获得利润,3家单位能够持平,7家单位不能够获得利润,2家单位未投票,见表2.12所示。

表2.12 各企业应用BIM项目收益情况统计表

(四)对推动项目管理应用BIM技术的要求

1.BIM技术应用对企业所产生的价值

经过统计BIM对企业所产生的价值主要体现在(按得票顺序):①提升企业品牌形象,打造企业核心竞争力;②提高预测能力,减少施工现场突发变化;③招投标管理。

2.BIM技术应用对项目所产生的价值

最希望BIM能体现的项目价值(按得票顺序):①提升企业品牌形象,打造企业核心竞争力;②控制建造成本,提高预算的准确率;③提高预测能力,减少施工现场突发变化。

3.期望BIM模型哪方提供

在40家单位中,23家单位期望BIM模型由设计单位提供,12家单位选择了由业主提供,11家单位选择了由BIM咨询单位提供,1家单位希望是施工单位提供,数据中有包含6家单位的多选选择。

而运用BIM技术的15家单位的选择又是怎么样的?统计得出,有14家单位期望设计单位来提供BIM模型,3家单位期望是BIM咨询单位,2家选择了业主,1家选择了施工单位,数据中也有4家多选。

由此而知,多数单位倾向由设计单位来提供BIM模型,就其拥有的技术能力及专业配置等方面似乎是更合情合理,随着BIM技术在设计单位的普及应用,今后BIM模型的提交势必成为设计内容中不可缺少的一部分。

4.推广BIM的注意方面

票数最多的三项为:合理设定现阶段BIM的应用范围(32)[5];需要想也制定细化的BIM文件编制交付标准及相应资费标准(26);各参与方的配合情况(24)。

5.希望得到政府及协会提供帮助

“在推动BIM应用发展中贵企业希望政府和协会提供何种帮助”票数最多的三项:①相关培训(26);②BIM实际操作手册(24);③BIM应用标准(20)。同时建议政府利用互联网、云计算技术搭建公共的BIM模型应用平台或开放试验中心。向社会或政府投资项目(示范效应)免费或少量收费开放;加大政府在公共开放平台建设和BIM人才应用培训投入力度。

6.希望得到培训的内容

“最希望了解学习BIM技术哪些方面?”前四项得票数为:①项目协同(28);②软件操作(26);③模型规划(26);④案例分析(25)。

7.目前BIM最紧迫要做的事

通过对15家BIM技术应用单位的统计,认为推进BIM技术在工程管理中应用时,目前需要解决的问题是:①制定BIM标准(7票);②培养人才(5);③改进软件功能(5);④管理模式和BIM配套(5)。

8.BIM实施中的障碍及风险

障碍中突出的5点为:①规范标准等不健全;②缺乏政策引导及保障;③商业软件功能达不到BIM应用或国内相应的标准的要求,或缺少有效的技术接口;④政府对BIM的关注度不高;⑤参建方对于数据分享持消极态度。

BIM实施中最可能的风险评价为:①其他风险:缺乏BIM行业标准(24);②人力资源风险:BIM人才缺乏(22);③技术风险:BIM软件尚不完善或不匹配(21);④管理风险:管理方式转变困难(20);⑤经济风险:短期成本高(17)、收益不确定(17)。

(五)对实施BIM应用在工程管理中的建议

对上海工程管理企业调研中,“关于BIM的应用标准”“关于BIM的应用”“BIM应用最需要的是业主”“BIM应用价值”“BIM管理软件”以及“BIM培训和推广”等方面,也采取开放式的问卷方式。从以下回答中,可以汇集上海工程管理企业从业人员的共同智慧。

1.关于BIM的应用标准

(1)BIM的应用标准是最难界定的,目前几种流派并存,项目管理公司在积极探索;造价咨询单位也在探索;软件公司也在探索。

(2)基础标准缺失,应用标准难以落地,未经实践检验。

2.关于BIM的应用

(1)希望有关方能组织相关的培训、提供相应的标准及操作指导手册。

(2)BIM是一种管理工具,如何运用好BIM需要各方建立配套的协同的管理制度去规范BIM,现在阶段还是比较欠缺,很多单位还在尝试阶段,未全面普及。

(3)在软碰撞排除应用阶段中,需要相关单位早期介入(如土建单位、设备供应安装单位),相互的工作节点和工作面应事先约定,才能体现软碰撞排除的效果,提前优化施工工艺和工序。

(4)建议强制设计院在设计时就采用BIM技术进行设计,避免二次建模产生偏差。

(5)建议在BIM项目实施过程中指定BIM团队负责人,协调各配合单位实施BIM计划,职责分明。

(6)BIM应用目前在中小工程中应用较鸡肋,业主自身不愿意投资,且收益成效并不明显,各主流软件之间的兼容性不好,实际应用中主要还是管线综合应用,其系基本水平展示阶段。

3.BIM应用最需要的是业主

(1)BIM应用最需要的是业主,但现在业主对该技术的了解很少,建议可以对一些国有的、使用财政资金的代建单位开始推广和培训。

(2)BIM技术应用的最大受益者是业主,因此应由业主来主导推动,从项目全生命管理的角度来看,也应由业主来主导是最合理的。

(3)除了政府的大力推行,业主的支持是推动BIM技术应用的源动力,现在有些项目业主的积极性仍然不高,虽然决定了使用BIM技术,但是推进速度非常慢。

4.BIM应用价值

(1)BIM涵盖了全面的信息,降低了设计和文档的工作量和错误,可以更加方便修改和减少修改错误,在施工阶段提供更多信息,提高效率、节约成本、更易沟通,提高建筑运营过程中的收益与成本管理水平。

(2)BIM技术应用于工程实践是大势所趋,可以更好地促进工程管理水平的提高,节约投资,有利于提前发现问题、解决问题。

(3)BIM的应用能够提高管理效率,增强管理水平,降低工程成本,提高决策水平,从根本上推进建筑行业的现代化进程。但是,BIM技术在中国应用仍然不够普遍,扩散程度较低。期待通过各方深入探索加快BIM技术的发展,实现BIM技术在建筑行业的广泛应用。

5.BIM管理软件

(1)目前研发BIM管理软件的公司较多,应尽快建立统一的BIM标准,做到在使用不同的BIM软件时能达到兼容性、通用性。

(2)软件应具备数据准确,运算效率高,兼容性好等条件。

(3)多支持研发公司,避免BIM软件开发应用的垄断经营。

(4)BIM技术需要多种软件配合使用,因此前期人员准备及软硬件设施的配备投入巨大,且部分软件开发尚不成熟。

(5)但BIM技术目前并不适所有项目和所有项目参与方,同时现有的BIM技术及软件有待完善和简化。

(6)各主流软件之间的兼容性不好。

(7)降低BIM软件的购买成本,提高BIM软件的稳定性是推广的前提。

(8)BIM本身定位不能为高、大、上,界面要友好。

6.BIM培训和推广

(1)协会组织过BIM技术应用相关培训,但感觉基本是概括介绍性质的培训,应该有针对性的组织分类培训,规划、架构、实施等相关管理、技术人员分别进行培训,效果可能会更加明显。

(2)组织成熟案例的学习和交流。

(3)希望有关方能组织相关的培训、提供相应的标准及操作指导手册。

(4)建议政府利用互联网、云计算技术搭建公共的BIM模型应用平台或开放试验中心。向社会或政府投资项目(示范效应)免费或少量收费开放;加大政府在公共开放平台建设和BIM人才应用培训投入力度。

(5)提高BIM软件的稳定性是推广的前提。

(6)技术的推广离不开培训,培训免费或低费用才会引起企业管理者的兴趣。

(7)推出的时机要适合,要有一定人员掌握此项技术后再推广。

(8)法规和规范先行、落实资金来源。

(六)总体评价

上海建设工程咨询行业协会各会员单位由本市工程监理、工程造价和工程招标代理、项目管理等建设工程咨询行业企事业单位组成,本次收到问卷回复的会员单位42家,有效数据40家,占到会员单位总数339家的12%,调研样本数量少,说明本次调研活动大部分单位反应不积极,或因未曾使用BIM或BIM在企业中的影响极小等原因。虽样本总体数量少,但参与调研的单位,多数为监理、造价、招标代理、项目管理甲级资质企业,并包括了行业内重点企业,如:上海现代建筑设计集团工程建设咨询有限公司、上海建科工程项目管理有限公司等,参与调研的企业的资质、规模在行业中具有一定的代表性,因此,要反映BIM技术应用的实际现状虽不能直接引用本次调研数据,仍可根据数据作出推论,作为本文研究成果的参考依据之一。见图2.5。

图2.5 上海市工程项目管理咨询企业应用BIM技术的总体情况

40家单位BIM技术应用所处阶段情况,如图2.6所示。40家有效问卷单位的数据显示,虽然BIM技术对上海市工程管理影响力显著,但半数企业仍处于未实践阶段,在具体工程项目上应用BIM技术还不多、多数应用也仅是局部应用,缺乏在项目整体应用。在应用BIM技术过程中,遇到多方面障碍。但是,从上海典型的应用来看,也产生了较好的应用的效果。

图2.6 上海工程管理企业应用BIM总体情况

因此,上海市工程管理应用BIM技术,尚处于探索阶段,亟待政府、行业协会和咨询企业自身采取必要措施,推动BIM技术在上海建设工程项目管理中的深入应用,为上海工程建设项目增值做出应有的贡献。

四、上海市项目管理应用BIM技术的障碍分析

对上海市建设工程项目管理应用BIM技术的障碍和风险调研表明,工程管理应用BIM技术的主要障碍为:行业体制、标准不完善,缺乏政策引导及保障;参建方对于数据分享持消极态度,缺乏协同管理;BIM应用软件之间缺乏交互性,商业软件功能达不到BIM应用或国内相应的标准的要求,或缺少有效的技术接口;短期成本高、收益不确定,导致经济风险大;BIM人才缺乏等。下文将对这些障碍进行分析,为提出克服障碍的对策提供基础。

(一)行业体制、标准不完善,缺乏政策引导及保障

在BIM技术的应用中,建筑信息模型的建立与管理是不可或缺的关键工作,但是在工程生命周期的不同阶段,模型的内容与细节该如何掌握与要求,则是项目参与各方都一直希望能有一套准则或规范可以依循的。特别是当合约中牵涉模型的交付时,甲乙双方更需要在交付模型的内容与细节上达成共识。尤其是对于乙方而言,能明确地掌握甲方对交付BIM模型的期待,也才能精准估算所需投入之建模资源与成本,并确保所交付之模型能符合后续的应用需求。目前我国的BIM应用还都是非常割裂的,设计院从设计优化、辅助出图的角度来做BIM,而施工单位用BIM技术辅助施工图深化设计、虚拟施工进度及处理复杂节点施工,设计应用和施工应用对模型应用的标准各不相同,导致信息共享受阻,缺少可以从设计阶段延续到施工和运营阶段的设计模型。BIM标准缺失主要体现在:建模标准、数据标准和应用标准三方面。目前我国还缺乏BIM标准或者不完善,导致基于BIM技术的项目管理者“规范”整个建设项目过程BIM技术应用缺乏依据。

美国建筑师协会(American Institute of Architects,AIA)的E202号文件中[13],以LOD(Level of Development,在此译为“发展程度”)来指称BIM模型中的模型组件在建设生命周期的不同阶段中所预期的“完整度”(Level of Completeness),并定义了从100到500的五种LOD。这也是一直以来被广为引用于说明建筑信息模型内容与细节的标准。然而,E202号文件只是概念性地说明了在不同的发展阶段,模型组件随着不同的应用需求,预期的完整度应该如何,也建议可透过模型组件表(Model Element Table)来针对CSI(Construction Specifications Institute)的Uni Format中所定义的建筑组件,定义相对应模型组件在工程生命周期不同阶段的LOD与负责作者(Model Element Au-thor),却并未提出更明确且实质的模型组件LOD定义。在实务上,LOD则常被简化地误用于指称整个建筑信息模型的发展程度,并与“详细程度”(Levelof Details)混用,造成许多人误以为一个BIM模型中所有组件之LOD必然需要随着工程生命周期之演进而更加完整与详细,因而造成在BIM模型建置上不必要的复杂度与资源人力之耗费,以及在模型交付时不必要之纷争。

其实BIM模型的内容与细节之决定,主要取决于工程生命周期各阶段中,各专业分工在工程应用上对BIM模型之信息需求,而BIM模型在实务上不会(也不需要)是整合所有信息需求之单一模型。在AIA的LOD定义中原就有根据应用需求所定义的授权使用(Authorized uses)说明,且通常各专业工程师都很清楚其专业应用对建筑信息之需求,因此常会发展出自己所需的BIM模型,也很清楚该模型中各组件之LOD。然而,在三维BIM模型中,一个还仅属早期发展程度的组件,几何形状与位置尚未达精准,却很可能因已有具体明确的三维呈现,而被误以为已达更精准之发展程度,因而遭到误用。因此,在BIM应用中欲透过较佳的信息管理与沟通来达成较佳的协同合作,需要大家对于各自需求的BIM模型组件的LOD有标准化的描述,才能有利于分工团队间之信息沟通与交换,以及BIM模型之再利用。

BIM数据标准能够保障信息在建筑的全生命周期中流动起来。在当前我国的建设项目通常都是设计、施工和运维单位各不相同的情况下,如果缺乏统一的标准,设计施工一体化就缺少了基本的数据流转基础。在标准方面存在先有鸡还是先有蛋的问题——尽管业界对于建立标准的呼声很高,但是缺乏大量设计实践的标准是行不通的。

对于为业主提供工程管理服务的机构来说,希望国家尽早制定统一的BIM标准,避免至少减少由于“行业体制、标准不完善,缺乏政策引导及保障”造成项目信息化管理的有效性损失,提升项目管理增值能力。

2013年,中国BIM系列标准编制工作正式启动,中国有望在短期内正式出台中国BIM标准体系。

(二)参建方对于数据分享持消极态度,缺乏协同管理

BIM的价值最大化体现在全生命周期的应用,但目前设计、施工、运维各阶段BIM模型的交接、数据的传递标准,项目各参与单位的工作流程、协作机制还没有建立,BIM的价值并没有得到充分的利用;不少工程项目上虽然应用了BIM,但只是开发和利用其中一小部分功能,造成资源浪费。

首先,作为产生BIM的源头,设计单位应用BIM的积极性不高。目前从各设计院反馈的信息来看,当前业主还不愿意专门为三维设计付费。设计单位却由于设计费用一直处于较低水平而不得不考虑成本问题。现在设计单位选择三维设计,往往是从提高整体竞争力的角度出发。阻碍设计单位进一步深化BIM应用的另外一个重要因素,是当前我国设计单位向业主交付设计成果的时候,要将三维设计转换成国家标准所规定的二维施工蓝图。而目前的BIM设计软件的本地化工作还需推进,以提升设计院进行三维设计时的工作效率。

其次,设计单位和施工单位对BIM的需求不一样。设计院更关心如何解决碰撞问题等,以保证不同专业的设计不会出错;而施工单位则更加关注施工工艺模拟和施工组织模拟等。要做到设计施工一体化,要求设计阶段做的模型尽可能满足在接下来的施工阶段施工单位的应用需求。以空调管线的设计为例,设计单位在设计时主要考虑的是空间的布局,如管线的长度、安装高度等,而施工单位则还要考虑管线怎么拼接、管线安装的时序。施工阶段的很多工作不是设计单位能说了算的,甚至要设备供应商来提供解决方案。这个问题在二维设计时代就已经存在。从理论上来讲,从BIM建模开始,施工单位就应该参与其中,将自己的需求体现到BIM模型中。但是由于各种原因,实际操作很难做到这一点。

同时BIM应该能有效地整合规划设计阶段,施工管理阶段的关联基础数据,完全无误地将其导入了运营数据库,再结合相关的网络技术,使商业运营管理更具有应变性和可控性。

然而,事实上由于“参建方对于数据分享持消极态度,缺乏协同管理”,设计阶段的BIM模型并不能很顺利地在施工阶段充分利用,大部分施工阶段BIM模型还需要重新建立。规划设计阶段,施工管理阶段的关联基础数据导入运营数据库,数据往往不完整,很难起到“运营管理更具有应变性和可控性”的目的。

“参建方对于数据分享持消极态度,缺乏协同管理”的原因主要有两个方面:一是“契约性”约束不够,如上述“行业体制、标准不完善,缺乏政策引导及保障”和项目合同本身有关条款约定不明确。二是“非契约性”引导有偏差,如业主虽然认识到BIM技术给项目整体利益带来价值,但往往在设计应用BIM和施工利用BIM所需要的费用上支付不足。据调研,业主不愿意合理支付应用BIM费用的原因是“由于设计或施工单位在这个项目上应用BIM技术了,对企业以后会产生更多的效益”。另外,更重要的是,设计者完成了设计BIM应用点所建立的BIM模型也缺乏“动力”完全交给后续施工者使用,原因有明显是经济问题。换言之,完整的设计BIM模型交给施工者后,给施工者带来的经济效益,设计者不能享受到。三是数据准确性的法律责任不确定,造成各方担心由于数据准确性带来的风险(目前,对此我国法律尚缺乏相关规定)。

对于为业主提供工程管理服务的机构来说,应该协助业主尽可能在有关合同中明确数据分享和协同管理机制;也可以事先编制“项目BIM技术应用规划或手册”,作为项目参与各方必须遵守的“法律”。BIM的实施需要项目参与各方共同工作才能完成,那么后期应遵循怎样的原则来整合不同设计院、不同专业提供的模型,并使模型之间相互耦合至关重要。因此,在实施BIM工作之前必须制定统一的原则和标准,如模型的创建标准、编码规则、审核标准,交付标准等。在此前提下,参与各方的BIM组件才能相互对接,统一调用。也为日后施工、运维管理平台的搭建提供了依据。同时,业主也应该真正理解“应用BIM对业主是最大受益者”,合理支付项目参与各方应用BIM技术所需要的相关费用。当然,对此政府建设主管部门或行业协会需要在大量调研基础上,给出“指导性意见”,毕竟业主支付费用要“有依据”。

(三)BIM应用软件之间缺乏交互性,缺少有效的技术接口

BIM软件是BIM技术应用的关键。Building SMART联盟主席Dana K.Smitn先生在其出版的BIM专著Building Information Modeling-AStrategic Implementation Guidefor Architects,Engineers,Constructorsand Real Estate Asset Managers中有这样一个论断[14]:“依靠一个软件解决所有问题的时代已经一去不复返了”。显然,BIM技术应用不仅仅是一个软件的事,准确一点应该说BIM技术应用不仅仅是一类软件的事,而且每一类软件的选择也不止是一个产品,这样一来要充分发挥BIM价值为项目创造效益,涉及常用的BIM软件数量就有十几个到几十个之多了。

BIM应用于工程管理中,必然涉及各领域运用的软件,一般包括:BIM核心建模软件、BIM方案设计软件、和BIM接口的几何造型软件、BIM可持续(绿色)分析软件、BIM机电分析软件、BIM结构分析软件、BIM可视化软件、BIM模型检查软件、BIM深化设计软件、BIM模型综合碰撞检查软件、BIM造价管理软件、BIM运营管理软件、二维绘图软件以及BIM发布审核软件等。

不同专业人员使用各自的BIM核心建模软件建立自己专业相关的BIM模型,这些模型需要在一个环境里面集成起来才能完成整个项目的设计、分析、模拟,而这些不同的BIM核心建模软件无法实现这一点。当项目在不同阶段或相同阶段的不同任务应用时,由于采用工具软件的不同导致数据格式不统一时,需要考虑数据之间的传递和转换,以确保应用的协调和延续。为实现建筑信息模型基本数据在工程全生命周期中流转时保持一致性,软件须处理好相互间的数据交换。而软件数据交换处理能力决定于两个因素:事务性(主要指当数据出错时可回溯以保持原来正确的数据状态)和同步性(主要用于处理同样的数据由不同的使用者编辑更改后,校验并提供给使用者做出选择,或处理异构数据对同一模型的表达)。

BIM软件实现信息数据共享的前提是数据接口标准的统一和规范化。研究表明,目前国际上广泛使用的是IFC(Industry Foundation Classes)标准[15]。IFC标准是北美IAI(International Alliance of Interoperability)组织于1997年1月发布的,将多个软件的输入与输出数据格式统一,重新编写,方便建筑工程软件之间的协同工作。IFC标准将模型分为四个层次:资源层(Resource Layer)、核心层(Core Layer)、共享层(Inter-operability Layer)、领域层(Domain Layer),按顺序自上而下,每层只能引用同层或下层信息,确保上层信息变动不影响下层信息。资源层描述建筑对象的所有特性,如材料、造价、日期等,各个信息相互独立;核心层定义信息模型的框架,如建筑物的空间位置,将建筑材料、几何拓扑等资源层信息有机结合;共享层定义跨专业交换的信息,如墙、梁、柱、板、门、窗等实体;领域层定义各个专业针对的对象,如水、电、暖、气等,方便不同专业领域来定义模型。

目前,BIM软件不够成熟,设计阶段软件不能够满足专业需要,BIM如何与现有的运维管理平台接轨还有很多工作要做。软件与软件之间的数据传递不成熟,很多软件之间的参数无法共用和传递,影响BIM全过程、全生命周期的应用。特别是我国引用了一些国外的运营软件进行初级的商业运营管理工作,实践中发现运营阶段的BIM软件与其他阶段的软件交互性极差,造成BIM技术在运营阶段未得到充分应用,同时使得运营阶段在商业建设项目的全生命周期内处于孤立状态。

由于工程领域内使用的软件众多,必然产生了各种格式的文件,这些文件之间还存在的复杂的关联关系,这些关系也是动态发生变化的,对这些工程内容的管理已经超越了普通的文档管理系统的范畴。

对于为业主提供工程管理服务的机构来说,虽然“应用软件之间缺乏交互性,缺少有效的技术接口”属于BIM工具软件自身的问题,一般应由专业BIM工具软件机构解决,但是应用BIM技术的工程管理必须清楚认知主要BIM工具软件功能及技术特点,在不断总结经验的基础上,为具体项目的应用价值点实现,提供解决方案。

使用BIM软件仅仅满足于技术层面上的需求,并不能发挥BIM技术的优越性。技术层面上的问题,其他软件理论上都能给以解决。BIM技术的关键在于协同作用,通过BIM技术将设计方、施工方及业主单位有机结合在一起,避免出现施工项目中信息沟通成本高、信息表达不完全、管理效率低下等问题。

总之,项目管理应用BIM技术来更好地管理,应用以BIM标准为基础、BIM软件为工具、BIM模型为媒介、BIM协作系统为平台,完成信息的利用与传递。

(四)短期成本高、收益不确定,导致经济风险大

企业运用BIM技术,终极目标是要求BIM技术能带来经济效益,且效益越大越好。BIM技术带来的经济效益不明显,跟效益的投资回报期有一定关系。经济效益的确定以及投资回报期的确定需要以一定的案例作为研究对象,对具体的企业具体的情况经济效益和投资回报期都会不一样。在经济因素中,购买、升级软件的成本以及培训员工的费用等因素相对于软件带来的经济效益应该是其很小的一部分,当成本小于效益时,才会有企业运用BIM技术。当成本大大小于效益或投入一定成本带来巨大效益时,采纳BIM技术的企业才会越来越多。同样,投资回报期的长短也是BIM技术采纳的重要影响因素之一,投资回报期的长短直接影响采纳者的决策。当投资回报期很长时,采纳者会没有信心对技术继续投入,别的观望者也会打消采纳此项技术的念头。相反,当投资回报期比较短会很大程度上激励各个潜在采纳者采纳此项技术。

目前,上海工程管理企业应用BIM技术普遍认为“短期成本高、收益不确定,导致经济风险大”,因为现在还属于“探索阶段”,可以说是必然的。但是,应该看到,一个企业的效益除了直接经济效益之外,还有间接社会效益。具体来说,当上海工程管理应用BIM技术到了“成熟期”,那些最先掌握BIM技术在工程管理中应用的企业,已经积累了丰富经验,也培养锻炼了一批专业工程师,建立了较为完善的BIM技术应用于工程管理的体制和机制(包括方法),一定能够有机会占领市场,从而获得应有的经济效益的收益。每个企业当然应该根据自身的情况选择适合的发展BIM技术应用战略方向。从本次调研的情况看,已经有多个企业制定了“企业BIM技术发展规划”(甚至编制了“企业BIM技术应用标准”)。所选择的发展方向也各有特点,比如某企业注重BIM模型的建立和信息化应用,正在着力培育一批BIM模型的建立和管理人员;还有的企业注重利用BIM技术与现代IT工具结合,在具体项目上实施。

从项目业主角度,业主也需要学习BIM技术相关理念,认识项目全寿命管理应用BIM技术对项目价值提升的效益。特别是项目各参与单位应用BIM技术后,给业主所创造的价值,“业主是最大受益者”。就项目的生命周期来看,业主是项目的主导者,参与项目设计、建设、使用的全过程。业主可以说是BIM应用的最大受益者,但还不能成为BIM技术的主要推手,因为大部分业主既不懂工程建设技术,也不懂BIM,并且大部分业主的项目建设是阶段性的、不连续的,除非业主是房地产公司或者项目管理公司,业务才可能是连续的,因为让所有业主都建一个BIM团队,从投入产出的角度讲也是不经济的。现代专业分工越来越细,业主应该更专注于自己的主业。从而理解和接受为业主提供工程管理服务机构应用BIM技术的重要性,以及应用BIM技术给整个项目建设产出的管理组织和流程的变化,进而明确BIM技术在工程管理中应用的任务和管理方法。显然,这需要社会(包括政府、协会和各企业)广泛的倡导和成功案例的引导。行业协会还可以不断收集整理应用BIM技术成功(或失败)的典型案例及效益数据,加强对业主的引导,支持工程管理企业获得应有的报酬。

从政府角度,政府需要在建设管理程序上“创造”在项目上必须应用BIM技术的要求,如项目建设过程审批要求提供BIM模型,这方面上海市建设主管部门已经提出了具体行政规定有针对性的要求。

(五)BIM人才缺失

调研问卷将BIM人员细分为三个层面,从本次问卷统计反映,自有BIM人员的企业占比为31%,自有率偏低,从占比31%里按三个层面(基础层、中间层及塔尖层的顶层设计人员)显示顶层设计人员缺失严重,多数空缺,有的不过1~3人。

调研问卷在征求各企业对BIM技术应用和调研问卷意见或建议时,要求协会组织BIM技术培训的企业占比近50%,可见人才短缺现象十分普遍。

美国国家BIM标准(NBIMSPart1Version1)[17]把跟BIM有关的人员分成三类(图2.7):①BIM用户:包括建筑信息创建人和使用人,他们决定支持业务所需要的信息,然后使用这些信息完成自己的业务功能,所有项目参与方都属于BIM用户。②BIM标准提供者:为建筑信息和建筑信息数据处理建立和维护标准。③BIM工具制造商:开发和实施软件及集成系统,提供技术和数据处理服务。

图2.7 BIM人才分类

本文的关注点是图2.7圈内的“BIM专业应用人才”,简单描述就是应用BIM支持和完成工程项目生命周期过程中各种专业任务的专业人员,包括业主和开发商里面的设计、施工、成本、采购、营销管理人员,设计机构里面的建筑、结构、给排水、暖通空调、电气、消防、技术经济等设计人员,施工企业里面的项目管理、施工计划、施工技术、工程造价人员,物业运维机构里面的运营、维护人员,以及各类相关组织里面的专业BIM应用人员等。

对于为业主提供工程管理服务的机构来说,从事BIM技术应用在工程管理中的人才应该属于“BIM专业应用人才”。上海工程管理咨询企业普遍缺乏“BIM专业应用人才”的原因主要有以下三个方面:

(1)BIM是崭新的技术,BIM理念和技术本身产生也仅仅是近几十年,引进中国的时间并不长,我国开展BIM的研究和应用尚处于“探索阶段”。

(2)我国教育机构(主要是高校)开展有关BIM的教学刚刚开始,尚没有大量的学生具备相应的BIM知识。

(3)上海工程管理咨询企业中的专业工程师特别是有项目管理经验的工程师本身也不足,平常业务繁忙;同时不少有项目管理经验的工程师对学习BIM技术感到“畏惧”,主观上不愿意学习新技术。

(4)我国各个行业都在大力发展BIM技术,人才需求大,导致上海工程管理咨询企业引进“BIM专业应用人才”难度很大。

因此,不同工程管理服务的企业应该根据自身企业BIM技术发展战略需要,针对可能承担的或正在承担的任务,有目的的培养或引进人才。特别是期望承担项目实施全生命期或多阶段应用BIM技术的,应该着重培养BIM技术负责人和BIM技术工程师的岗位人才。

五、促进BIM技术在上海建筑工程项目管理中应用的建议

(一)完善推进上海项目管理应用BIM技术的基础和条件

影响BIM技术在上海项目管理中应用,必然有很多因素,根据推进发展应用的作用可以分为:基础性因素和条件性因素两方面。

1.完善推进上海项目管理应用BIM技术的基础

保证上海项目管理应用BIM技术的基础就是“BIM标准”。本次课题调研所反映的推进障碍:如“标准不完善,缺乏政策引导”“数据分享”和“BIM应用软件之间缺乏交互性,缺少有效的技术接口”等方面问题,就因为我国尚缺乏完善的“BIM标准”。

清华大学BIM课题组在其《中国建筑信息模型标准(CBIMS-Chinese Building Infor-mation Modeling Standard)框架研究报告》[24]中把BIM标准分为BIM技术标准和BIM实施标准两类。它包括:建筑工程信息模型的应用统一标准,存储标准,设计信息模型的交付标准,信息模型分类和编码标准,建筑工程施工信息模型的应用标准。

2013年,中国BIM系列标准编制工作正式启动,有望在短期内正式出台中国BIM标准体系。目前,“中国BIM标准的框架”已经出版,实际上它按照美国BIM国家标准的一些基本的框架,然后结合了中国的国情,对中国BIM的标准总体框架进行了勾画。2015年9月15日,中国工程建设标准化协会建筑信息模型专业委员会发布《建筑空间管理P-BIM软件技术与信息交换标准(意见征求稿)正文及条文说明》[25]。由此可见,目前保证上海项目管理应用BIM技术的基础条件——“BIM标准”还没有完成,必须尽快完善。

2.创造推进上海项目管理应用BIM技术的条件

推进上海项目管理应用BIM技术的条件性因素包括:信息基础设施、信息软件系统、建筑性能分析软件系统、工程管理软件系统,项目运营维护管理系统以及信息硬件设备(如图像识别设备和物联网设备)等涉及建立BIM建设全过程应用的相关技术条件;团队人员能力和项目管理流程变更等方面管理条件;以及相应的政策保障措施;等等。

(1)软件系统

BIM应用的实现需要一系列以BIM核心建模软件为中心的各类分析、模拟、可视化、模型检查、复杂造型、深化设计、造价管理、运营管理、成果发布等软件的支持。

调研结果表明,在上海,工程管理中应用的BIM软件主要为:Revit、Navisworks、Bentley、鲁班、Archi CAD、CATIA等。主要困难在于:“商业软件功能达不到BIM应用或国内相应的标准的要求,或缺少有效的技术接口”。

使用BIM软件仅仅满足于技术层面上的需求,并不能发挥BIM技术的优越性。技术层面上的问题,其他软件理论上都能给以解决。BIM技术的关键在于协同作用,通过BIM技术将设计方、施工方及业主单位(进一步包括运维方)有机结合在一起,避免出现建设项目中信息沟通成本高、信息表达不完全、管理效率低下等问题。

总之,项目管理应用BIM技术来更好地管理,应用以BIM标准为基础、BIM软件为工具、BIM模型为媒介、BIM协作系统为平台,完成信息的利用与传递。

(2)硬件条件

BIM对硬件的计算能力和图形处理能力要求都比传统的CAD软件要高出许多,每个BIM软件产品都会有建议的硬件配置要求,对于BIM应用来说着重需要考虑的配置是CPU、内存和显卡。此外,项目的大小、复杂程度,BIM的应用目标、应用程度和工作方式等都会影响到BIM应用对硬件的要求。

调研结果表明:上海工程管理在应用BIM技术中对硬件条件基本没有反映,部分原因是还处于应用的初级阶段。另外,部分企业利用云计算平台来解决BIM软件产品对硬件配置要求高的问题。

(3)网络

建设项目管理BIM技术应用利用网络技术的工作方式有如下三种:单机方式、局域网LAN(内联网Intranet)方式和广域网WAN(互联网Internet)方式。

不可否认,互联网应用的水平越高,BIM应用的成熟度也越高。美国BIM标准关于BIM能力成熟度的衡量标准中有一个BIM提交和实施方法(Delivery Method)的指标,根据不同方法划分为10级成熟度(其中1级为最不成熟,10级为最成熟)。在上述10级BIM实施和提交方法中,只有1—2级属于单机工作方法,3-4级属于局域网工作方法,而5—10级都属于互联网工作方法。

调研结果表明:只有5家单位拥有BIM管理平台协同工作,绝大多数仍是“单机方式”。在上海,尽管信息基础设施越来越完善,但工程管理在应用BIM技术时对网络协同尚未很好利用。

(4)团队人员

在BIM技术应用实施的过程中,除了各类专业技术和管理人员需要掌握BIM技术以外,BIM经理是整个BIM团队的关键角色之一。BIM经理负责执行、指导和协调所有与BIM有关的工作,包括项目目标、流程、进度、资源、技术的管理;应用数字化项目设计相关的各类工程原理、方法技巧和标准,在所有和BIM相关的事项上提供权威的建议和指导;协调和管理BIM环境中工作的所有项目团队以保障完成产品在技术上的合适性、完整性、及时性和一致性。

调研结果表明:在上海,只有个别单位拥有符合上述条件的BIM经理,各类专业技术和管理人员也不够,急需培养或引进。调研显示,全部企业都要求得到培训或案例支持,也表明BIM人才和知识缺乏。

(5)管理方法和流程

目前掌握了传统的项目管理方法和流程,但是基于BIM技术的项目管理需要充分利用BIM数据库获取有利于管理的信息以及利用BIM技术进行分析等,因此如何开展BIM技术在项目管理中应用,是一个亟待解决的问题。

BIM应用和流程的关系可以用生产力与生产关系的关系进行类比:BIM应用决定流程,流程可以对BIM应用产生反作用(促进或阻碍)。

调研显示:在上海,只有极少数企业重视BIM应用对工程管理流程变化,从而制定适应的流程而绝大多数企业并没有重视;个别企业认为,应用BIM对工程管理流程没有明显影响,如有变化则“自然”形成。这也表明,基于BIM应用下的工程管理流程设计需要完善。

(二)对政府提出的推进上海市BIM技术应用目标的思考

上海是中国经济发展的领头羊,有很多先进技术的应用和人才的积累,上海推进建设项目应用BIM技术的实践中理应走在全国的前面。比如上海的大型项目中可以看到在BIM方面的应用,像迪士尼项目、上海中心等;从不少企业中正在积极投入应用、快速地进步。

近年来,上海陆续出台了一系列推进BIM技术应用的政策措施。2014年10月29日,上海市政府正式发布《关于本市推进建筑信息模型技术应用的指导意见》[26],文件规定了上海市推进BIM应用的目标:到2017年底,上海市规模以上政府投资工程全部应用BIM技术,规模以上社会投资工程普遍应用BIM技术,应用和管理水平走在全国前列。2015年7月1日,发布了《推进BIM技术应用三年行动计划(2015-2017)》,提出自2015年9月1日起,在本市工程建设和运营中开展BIM技术应用试点工作。按照“指导意见”的目标、原则和任务,通过2015年至2017年三年“试点培育、推广应用和全面应用”三个阶段推进BIM技术应用。

无疑,要完成上述目标和任务需要政府、企业和教育机构等付出极大努力。首先推进上海市BIM技术在建设项目中的应用要有紧迫感,但是推进有个过程,无条件的强制推进可能欲速而不达。正如前文分析,目前保证上海项目管理应用BIM技术的基础——“BIM标准”还不完全具备;从目前情况看,上海建设项目应用BIM技术的各项条件尚缺乏,到2017年底实现计划目标所需要具备的各项条件,包括上海项目管理应用BIM技术的条件,如项目管理应用BIM技术的人才。

因此,建议要尽快完善BIM技术应用的基础——“BIM标准”,并采取措施创造BIM技术应用的“条件”。

(三)完善政策保障措施

为了有效推进上海建设项目BIM技术的应用,政府必须出台促进BIM技术应用的政策支持。政府应该出台的政策保障特别应该包括以下几方面:“要求项目使用BIM”的政策;“确定BIM模型深度及参考价格”的政策;“BIM数据的保护”的政策;“BIM的合同范本及要求”的政策;“BIM职业认证的发展”的政策;“BIM对招投标制度的影响”的政策和“BIM对企业利润分配的参考意见”的政策;等等。这些政策作为保障措施对促进BIM技术在建设工程项目管理中的应用也同样适用。

近年来,国家和地方陆续出台了一系列促进BIM技术在建设项目中应用的政策文件。住房和城乡建设部在2011年发布的《2011-2015建筑业信息发展纲要》中,提出总体目标是加快建筑信息模型(BIM)、基于网络的协同工作等新技术在工程中的应用。2015年6月,住建部印发了《关于推进建筑信息模型应用指导意见》,作为国家层面的纲领性文件,“指导意见”强调BIM的全过程应用,要求在建筑领域普及和深化BIM应用,提高工程项目全生命期各参与方的工作质量和效率,保障工程建设优质、安全、环保、节能。同时对建筑行业甲级勘察、设计单位以及特级、一级房屋建筑工程施工企业提出目标,到2020年末应掌握并实现BIM与企业管理系统和其他信息技术的一体化集成应用。

2014年10月上海市人民政府办公厅转发市建设管理委《关于在本市推进建筑信息模型技术应用的指导意见》中提到营造自主创新的政策环境,培养一批具有一定创新研发能力的BIM技术服务企业、建筑企业和专业人才;开展BIM软件和应用能力认定;支持大专院校和社会机构开展多层次的BIM技术应用教育培训,提高专业人才的数量和能力。2015年,上海又陆续出台了一系列推进政策,如成立了BIM技术应用推广中心,开展建筑信息模型技术应用试点工作,并发布了《推进BIM技术应用三年行动计划(2015-2017)》,要求强化应用能力建设,建立和完善社会化的企业和个人能力认定标准和机制;并鼓励社会组织,对本市设计、施工、监理、工程咨询等企业和个人BIM技术应用能力进行认定,规范BIM技术应用市场行为;加强BIM技术应用教育培训。特别是近期发布的《上海市建筑信息模型技术应用指南(2015版)》,“主要针对建设工程项目设计、施工、运营全生命期的23项BIM技术基本应用,描述了每项应用的目的和意义、数据准备、操作流程以及成果等内容。作为BIM应用方案制定、项目招标、合同签订、项目管理等工作的参考依据”。这对推进BIM技术在上海的应用起到很好作用。

由此可见,国家和上海陆续出台的促进BIM技术应用的政策,完全适应“要求项目使用BIM”的需要。而上海市的相关政策有所突破,发布《上海市建筑信息模型技术应用咨询服务招标示范文本(2015版)》《上海市建筑信息模型技术应用咨询服务合同示范文本(2015版)》,一定程度上提供了“BIM对招投标制度的影响”和“BIM的合同范本及要求”方面的政策保障。

国家和上海市政府对促进BIM技术应用而亟待解决的“确定BIM模型深度及参考价格”、“BIM数据的保护”政策、对“BIM职业认证的发展”和“BIM对企业利润分配的参考意见”政策等尚缺乏保证措施。

因为“确定BIM模型深度及参考价格”的政策;“BIM数据的保护”的政策;“BIM的合同范本及要求”的政策;“BIM职业认证的发展”的政策;“BIM对招投标制度的影响”的政策和“BIM对企业利润分配的参考意见”的政策等保障措施也是推进BIM技术应用的“条件”,因此建议进一步完善“BIM对招投标制度的影响”和“BIM的合同范本及要求”方面的政策,尽早提出有关“确定BIM模型深度及参考价格”的政策、“BIM数据的保护”的政策、“BIM职业认证的发展”的政策和“BIM对企业利润分配的参考意见”的政策。

(四)BIM应用人才的能力和培养

住房和城乡建设部在“推进建筑信息模型应用指导意见”中提出发展目标:“到2020年末,以下新立项项目勘察设计、施工、运营维护中,集成应用BIM的项目比率达到90%:以国有资金投资为主的大中型建筑;申报绿色建筑的公共建筑和绿色生态示范小区。”要求建设单位“满足工程建设不同阶段对质量管控和工程进度、投资控制的需求”。上海市委市政府高度重视建筑行业转型升级,为加快推进BIM技术在全市工程建设中的应用,2014年10月份市政府办公厅出台了《关于在本市推进建筑信息模型技术应用的指导意见》,明确提出全市BIM技术应用的阶段性目标。这个目标的实现,依赖于有足够的专业BIM人才。BIM人才缺乏,是影响上海促进BIM技术在上海建设工程项目管理中应用的关键问题。

1.BIM人才能力

何关培结合目前国内BIM发展状况,认为组织的BIM专业应用人才能力从低到高分为以下六个层次[27]:

(1)BIM软件操作能力。即BIM专业应用人员掌握一种或若干种BIM软件使用的能力,这至少应该是BIM模型生产工程师、BIM信息应用工程师和BIM专业分析工程师三类职位必须具备的基本能力。BIM软件列表采用了美国总承包商协会发布的BIM软件分类方法。需要说明的是,使用其他罗列方法并不会影响这部分BIM能力所要表达的本质,也就是会使用某一种或几种BIM软件。

(2)BIM模型生产能力。指利用BIM建模软件建立工程项目不同专业、不同用途模型的能力,如建筑模型、结构模型、场地模型、机电模型、性能分析模型、安全预警模型等,是BIM模型生产工程师必须具备的能力。

(3)BIM模型应用能力。指使用BIM模型对工程项目不同阶段的各种任务进行分析、模拟、优化的能力,如方案论证、性能分析、设计审查、施工工艺模拟等,是BIM专业分析工程师需要具备的能力。

(4)BIM应用环境建立能力。指建立一个工程项目顺利进行BIM应用而需要的技术环境的能力,包括交付标准、工作流程、构件部件库、软件、硬件、网络等,是BIM项目经理在BIMIT应用人员支持下需要具备的能力。

(5)BIM项目管理能力。指按要求管理协调BIM项目团队实现BIM应用目标的能力,包括确定项目的具体BIM应用、项目团队建立和培训等,是BIM项目经理需要具备的能力。

(6)BIM业务集成能力。指把BIM应用和企业业务目标集成的能力,包括确认BIM对企业的业务价值、BIM投资回报计算评估、新业务模式的建立等,是BIM战略总监需要具备的能力。

对于为业主提供工程项目管理服务的机构来说,从事BIM技术应用在项目管理中的人才应该属于“BIM专业应用人才”。在一个建设项目管理团队中的“项目BIM管理团队”,其BIM专业应用人才能力应着重具备或培养BIM模型应用能力、BIM应用环境建立能力和BIM项目管理能力;对于致力于发展BIM业务的上海工程管理咨询企业来说,还需要致力于培养具有“BIM业务集成能力”的人才。

2.BIM技术负责人和BIM技术工程师的岗位职责

在实施全生命期或多阶段BIM应用时,项目管理单位应当设置BIM技术负责人和BIM技术工程师的岗位。其中,BIM技术负责人是实施BIM应用的关键岗位。上海现代建筑设计集团工程建设咨询有限公司根据多年工作经验,认为配置的人员应当具有足够的经验管理建筑项目的BIM技术应用,其基本职责如下:

(1)依据相关标准和参考本指南,总体规划和制定BIM应用方案,确定BIM应用点;

(2)根据项目的建筑信息模型数据需求,确定不同阶段建筑信息模型的内容与深度;

(3)根据项目的BIM应用需求,参与BIM软硬件方案决策,保证软硬件配置到位;

(4)建立并管理BIM项目小组,确定小组各职责人员,划分并创建各人员的用户权限;

(5)组织与BIM相关的会议及培训;

(6)控制建筑信息模型的质量及进度,并处理各方与BIM相关的协调工作;

(7)负责审核与验收BIM应用的成果,管理并及时更新建筑信息模型。

BIM技术工程师是相应行业或专业的BIM技术人员,配合BIM技术负责人实施具体的BIM活动,应当具备专业领域实施BIM项目的经验,其基本职责如下:

(1)依据相关标准和参考本指南,负责实施建筑信息模型在不同阶段和专业的BIM应用;

(2)根据项目应用需求,策划或构建相应专业的建筑信息模型,并进行模型审核、整合与分析;

(3)落实与BIM相关的软硬件资源;

(4)支持BIM项目小组的活动,制定BIM实施细则,如文件夹结构、权限级别等;

(5)参加与BIM相关的会议及培训;

(6)维护建筑信息模型,并根据模型修改意见,及时协调并解决建筑信息模型相关问题;

(7)完成不同阶段和专业BIM应用实施,保证建筑信息模型及其应用成果的质量。

3.BIM人才培养内容

“BIM专业应用人才”的缺乏实质上是人才对BIM专业应用知识和能力的缺乏。因此对BIM人才培养,应该给从事工程管理的人员补充BIM专业应用知识,以提升其BIM专业应用能力。

《上海市推进建筑信息模型技术应用三年行动计划(2015—2017)》中已提到了加强BIM技术应用教育培训的几种措施:结合现有学历教育的相关专业和课程进一步普及BIM技术,引导专业培训机构开展职业培训、岗位资质证书考核认定等,建立并形成多层次的教育培训体系。在注册执业资格人员的继续教育必修课中增加BIM技术应用课程,引导高等院校和社会机构开展企业管理人员、技术人员等多层次的BIM技术应用教育和培训,不断提高BIM技术应用人才的数量和能力。

因此,建议考虑以BIM各应用能力的培养为课程内容,通过多层次地培训,特别是期望承担项目实施全生命期或多阶段应用BIM技术的工程管理服务的企业应该根据自身企业BIM技术发展战略需要,应该着重培养BIM技术负责人和BIM技术工程师的岗位人才。最终引导人才流向构建BIM人才金字塔的三个层面。

建议BIM人才培训内容主要包括以下方面:

·BIM概论与核心价值;

·BIM国内应用现状与发展趋势;

·BIM组织设计;

·BIM项目与传统项目管理差异;

·BIM应用创新;

·IPD协同一体化交付;

·BIM招投标管理;

·BIM设计管理;

·BIM施工进度与成本管理;

·BIM设计、施工、运维综合应用;

·BIM软硬件知识、技术路线;

·项目实践。

在国家要求推进BIM技术应用的大环境下,上海市政府有关部门“强势”发布了一系列促进BIM技术应用的政策文件,大多数从事项目管理的人员对应用BIM技术有认知,但普遍缺乏操作经验,亟须在建设项目各阶段应用BIM技术进行项目管理的各个“应用点”的具体方法。BIM的应用贯穿建筑全生命周期,从设计到施工直至运维。BIM在设计、招标、施工阶段收集的信息和可视化图形在设施运营管理阶段大有作为。在上海,可结合国内外成熟的应用经验,进行整理,形成“基于BIM技术的项目管理操作手册”。

建议有针对性地开展项目BIM实施方面的培训,确保上海工程咨询企业根据自身特点和工作需要选择专题深入学习研究,做到“活学能用”。

建议开展建设项目BIM应用培训“应用点”包括如下十一个方面(示例):

(1)建设项目BIM实施策划

定义项目BIM实施所要实现的价值,并为项目团队成员定义完整的目标,以及对应用进行评估与筛选;设计BIM实施的流程,从总体视角与局部视角分别描述BIM实施流程;定义BIM模型信息的互用要求;定义支持BIM实施所需的基础资源。

(2)规划指标管控

在规划管理中,控制指标的控制深度和广度并不是只通过单纯的指标数据来体现,更多需要对建筑形态、体量、相邻关系、立面效果、整体空间肌理等多方面加以关注。传统二维规划审批存在很多问题,如规划效果不直观、指标计算枯燥、空间关系不明朗等。

(3)设计质量控制

多种方案对比模型、绿色性能分析与优化建议。

(4)异形结构分析

借助BIM技术实现异形结构受力的精确分析,指导曲面复杂建筑施工的准确定位。

(5)幕墙深化及优化

异形幕墙板块的标准化设计以降低幕墙直接成本。基于BIM在异形幕墙的招标图(施工图深度)交付成果阶段,同步提供异形幕墙的标准化、异形率分布报告。确保投标单位在投标阶段能够准确评估项目难度,减少后续以各种手段进行变更签证。可为业主控制成本追加的风险。

(6)多专业协调,优化建议

将建筑,结构,机电,幕墙等各专业的BIM信息模型合成一体,各专业在三维空间内的整合提高了专业间的协同;2D与3D的协同能力,可视化地判断出专业间的设计遗漏问题。

(7)工程施工可行性分析

基于BIM的VDC(虚拟设计与施工)技术即在真实工程之前,通过模型进行设计和虚拟施工,事先解决可能会出现的问题。

(8)工程场地布置分析

利用模拟施工现场布置状况,指导,记录,跟踪,分析作业现场的各类活动,基于BIM信息,依据施工设计,分析现场施工环境,遵循营建中的“七定”管理(定时,定量,定人,定料,定质,定物,定动线)原则,为施工规划提供可行性建议。

(9)碰撞检查

运用BIM三维可视化技术,依据深化设计原则进行管线合理排布,检查设计中的硬碰撞问题,提出优化建议,降低施工问题,减少返工情况,保障施工进度。

(10)工程工序控制

施工工序模拟:依据施工工序设计,针对地下区域大面积开挖的实际状况,模拟施工现场工序排布,分析工序的合理性,以及各施工单位间的施工配合,理顺施工条理,减少误会或计划失误而导致的误工及返工状况。

(11)工程变更管理

将设计变更通过模型进行管理并计算变更的工程量。

建议针对各个“应用点”,编制“基于BIM技术的项目程管理操作手册”,可以由上海市工程建设行业协会(以下简称为“协会”)组织需要人员的培训。

关于BIM专业应用知识的其他方面,一般由各个企业组织培训。

4.政府对BIM人才培养的支持

在新加坡过半的工程是政府直接做业主,所以政府对BIM的发展非常重视,是推动BIM发展的最主要单位。新加坡政府在初期推广BIM项目时也遇到了很大的困难,政府给予了很大支持。如果个人参加BIM的培训,政府给个人补贴,如果项目中决定采用BIM技术,政府给这个项目补贴,如果一个企业想推广BIM技术,政府还会给企业以补贴。政府通过各种政策支持,来大量培养BIM人才,这也是新加坡建筑行业形成竞争力的重要手段[6]

2014年10月29日,上海市政府正式发布《关于本市推进建筑信息模型技术应用的指导意见》。文件规定到2017年底,上海市规模以上政府投资工程全部应用BIM技术,规模以上社会投资工程普遍应用BIM技术,应用和管理水平走在全国前列。

显然,上海需要大量的BIM人才;为了支持和保证“应用和管理水平走在全国前列”,不可缺少大量的、有质量的基于BIM技术应用的建设过程项目管理人才。建议上海市政府借鉴新加坡政府的成功经验,对上海市BIM人才培养给予政策支持:

·个人参加BIM的培训,政府给个人补贴;

·项目中决定采用BIM技术,政府给这个项目补贴;

·一些企业想推广BIM技术,政府还会给企业以补贴。

上海已经在若干项目(如前滩、申迪)开展BIM应用上给予补贴,起到了很好的支持推进作用。

(五)关于企业发展策略

1.上海项目管理咨询企业面临的挑战和风险

BIM的理论、技术、方法包括软件的工具,今天都还在快速发展阶段,还没有成熟,但是对整个建筑业的生产方式会产生巨大的影响,已经可以产生比较显著的经济效益和社会效益。上海已经出台了一系列推进BIM技术在建设项目中应用的政策,提出了上海市推进BIM应用的目标。上海建设工程项目管理等工程咨询企业即将面临业主要求应用BIM技术或为提供管理服务水平主动应用BIM技术以及项目其他参与各方应用BIM技术的工作环境。无疑,对上海工程咨询企业提出了挑战。

上海工程咨询企业从事项目管理咨询服务中应用BIM技术,将面临技术、经济、管理和人力资源等方面风险。

(1)技术方面的风险。包括BIM的技术难度高、技术专业性强,如今的技术专业性不够,BIM技术选择存在误区,技术更新比较快。

(2)经济方面的风险。包括收益不确定,投资回报期长、短期成本高。

(3)管理上的风险。包括管理方式的转变困难(因为使用新的技术手段,就一定会或多或少对传统的管理方式产生改变);业务流程转变困难;管理层接受度不高。

(4)人力资源方面的风险。包括缺乏人才,现有人员的知识能力结构不够,现有业务繁忙。

对于上海工程咨询企业来说,面临上述挑战和诸多方面的风险,无疑将面临企业生存问题,同时也意味抓住能否机遇而发展的前景。

2.不同企业应对策略

针对基于BIM技术应用的项目管理咨询企业能力水平,可以简单地划分成三个层次的应用:

(1)高层次应用,即基于BIM技术实现建设项目管理的全面综合应用;

(2)中等层次应用,即仅能实施个别阶段应用(如应用BIM技术进行设计管理)或若干单项方面的应用(如应用BIM技术进行造价控制);

(3)低层次应用,即仅对BIM技术有所了解,进行项目管理暂没有应用BIM技术或应用极少方面。

从本次对上海工程咨询企业应用BIM技术的调研情况分析,仅有部分“综合甲级咨询公司”在从事项目管理过程中,“开展了个别阶段或若干单项方面的应用”,尚没有一家公司开展“基于BIM技术实现建设项目管理的全面综合应用”;大部分企业没有提供应用案例,可以理解为“进行项目管理暂没有应用BIM技术或应用极少方面”。因此,在上海推进BIM技术在项目管理的应用还有很长的路要走。

对于上海从事建设工程项目管理的工程咨询企业来说,必须认识到应用BIM技术是提高建筑业生产效率的重要手段、是管理环境变化发展的必然要求,更是企业自身生存和发展的机遇。

工程项目管理咨询企业应用BIM技术从事建设工程项目管理也有自身的优势和条件:

(1)我国工程建设的实际情况,长期存在设计、施工以及运维各阶段分割现象,设计单位、施工单位、运维单位各司其职,必要的信息无法有效的整合和传递,也就把全生命周期的BIM应用分割成了个阶段的BIM使用。工程项目管理咨询企业具有综合的业务生产能力和协调工程各阶段各角色的能力,也应该能综合协调好在项目全生命周期的BIM应用。

(2)工程项目管理咨询企业作为建筑行业内的专业服务单位,具有招标代理、造价、监理,以及项目咨询等综合型的工程业务,也具有这方面的人才。项目管理人才通过BIM专业知识培训,可以成为BIM技术专业管理应用人才。

(3)工程项目管理咨询单位作为软服务企业,应用BIM技术进行项目管理,没有也无需大量投入硬件设备,除了对软件技术的需求外,基本都是建立在工程项目建设管理工作基础上,也可视为软服务的一种,应纳入其本身的企业业务发展中去。

因此,各个上海工程项目管理咨询企业应根据自身条件进行科学的SWOT分析,建立“企业BIM技术应用发展战略”。

对于上海若干综合咨询管理骨干企业,由于自身人才、管理能力、资金等方面实力较强,而且不少企业已经有应用BIM技术进行项目管理的能力和基础,应该首先强化实施个别阶段应用和单项方面的应用,形成特色化管理,以致发展成为企业核心竞争力;从而进一步发展“基于BIM技术实现建设项目管理的全面综合应用”,从“中等层次应用”上升为“高层次应用”。行业协会对成员企业特别是骨干企业提升BIM技术应用能力方面可以起到的作用,包括在政府层面争取政策支持、人员培训、技术引进、项目评优、国内和国际交流与合作以及前沿研究(如制定提升成员企业BIM应用成熟度的计划与体系)等方面。

对于上海其他大多数工程咨询管理企业,努力挖掘自身业务优势,尽可能发展在某一阶段的个别业务上BIM技术应用,形成专业化BIM技术应用的特色企业。当然,在上海推广BIM技术在项目管理中的应用,也需要广大中小企业开展应用。由于中小企业毕竟经济条件有限,也非常需要政府在人才培养和软件平台建设方面的经济支持,如政府构建平台,供小企业聚集使用。

3.共同营造市场环境

推进上海项目管理应用BIM技术,必然要求形成健康的上海项目管理应用BIM技术的市场。在这个“市场”中,需求方就是“业主”,供应方是“拥有项目管理应用BIM技术能力的项目管理咨询企业”,交易条件包括“BIM的合同范本及要求”和“交易价格”。

从需求来说,不可否认业主态度是影响应用的重要因素。影响项目管理咨询企业“拥有项目管理应用BIM技术能力”的因素,包括:团队人员能力和管理方式等方面。

基于BIM技术的工程管理能否实现价值,关键是看能否真正为项目增值、为业主创造效益。目前企业存在“短期成本高、收益不确定,导致经济风险大”的障碍,很大原因是工程管理企业还不能“说服”业主,基于BIM技术的工程管理能实现价值,能为项目增值、为业主创造效益。

除了社会(包括政府、协会和各企业)广泛的倡导“业主是最大受益者”观念外,还需要用真正成功案例加强对业主的引导。因此,建议行业协会可以不断收集整理应用BIM技术成功(或失败)的典型案例及效益数据,编制协会刊物,支持工程管理企业获得应有的报酬。

同时,政府应该尽快开展“BIM技术在工程管理中的应用”研究,明确BIM技术在工程管理中的应用任务和方法,在此基础上进一步提出BIM技术在工程管理中的应用服务报酬的指导意见。

(六)本章小结

目前,BIM技术发展仍然面临诸多挑战,为促进BIM技术在上海工程管理中的应用,本章从基础和条件、政策、人才培养和企业发展策略等方面提出了针对性的建议。

1.对政府的建议

尽快建立相应的BIM标准,使得在应用BIM技术过程中有“法”可依;从软件系统、硬件系统、网络、团队人员、管理方法和流程等方面,采取措施创造BIM技术应用的条件;完善相应政策,有针对性地提供一定的政策扶持;在政府工程中考虑BIM技术的概算,加大BIM推广力度;结合本市情况,制定合理可行的BIM应用目标,逐步提高BIM技术在大中型工程项目的覆盖率。

2.对协会的建议

在外部,争取政策支持、人员培训、技术引进、项目评优、国内和国际交流与合作以及前沿研究等方面。

在内部,多发挥一些重点企业的示范作用,给中小型企业创造BIM技术应用条件;提供专业的、多层次的BIM技术应用培训;搭建公共的BIM模型应用平台或开放试验中心;组织收集、整理和发布应用BIM技术成功(或失败)的典型案例及效益数据,加强行业引导。

3.对企业的建议

应结合企业自身情况,挖掘自身优势,积极开展BIM技术应用;重视BIM人才培养,通过推动专业人才队伍的建立,为企业应用BIM技术提供保障。

对致力于发展BIM业务的上海工程管理咨询企业来说,需要培养具有“BIM业务集成能力”的人才。

期望承担项目实施全生命期或多阶段应用BIM技术的工程管理服务的企业应该根据自身企业BIM技术发展战略需要,着重培养BIM技术负责人和BIM技术工程师的岗位人才。

各个上海工程项目管理咨询企业应根据自身条件进行科学的SWOT分析,建立“企业BIM技术应用发展战略”。

六、结论和展望

上海市工程咨询行业协会会员单位由本市工程监理、工程造价和工程招标代理、项目管理等建设工程咨询行业企事业单位组成,主要从事建设工程项目管理咨询服务(包括全过程管理或单项管理),已经成为提高上海工程项目建设效益的重要力量。

信息化是建筑产业现代化的主要特征之一,BIM应用作为建筑业信息化的重要组成部分,必将极大地促进建筑领域生产方式的变革。为了实现“BIM技术应用和管理水平走在全国前列”的战略目标,上海市政府出台了一系列相关推进政策,确定“通过分阶段、分步骤推进BIM技术试点和推广应用,到2016年底,基本形成满足BIM技术应用的配套政策、标准和市场环境,本市主要设计、施工、咨询服务和物业管理等单位普遍具备BIM技术应用能力。到2017年,本市规模以上政府投资工程全部应用BIM技术,规模以上社会投资工程普遍应用BIM技术”。[7]

为了有效推动BIM技术在上海建设工程项目管理中的应用,上海市工程咨询行业协会联合上海现代建筑设计集团工程建设咨询有限公司开展“BIM技术在上海建设工程项目管理中的应用”课题研究。

通过该课题研究,分析总结目前上海在建设工程项目管理中应用BIM技术的应用现状、市场对BIM应用的接受程度,针对影响BIM技术在上海建设工程项目管理中应用的主要障碍,提出相关建议,为推动上海BIM技术在项目管理中的应用实践提供参考。

课题研究表明,上海市工程管理应用BIM技术,尚处于探索阶段,亟待政府、行业协会和咨询企业自身采取必要措施,推动BIM技术在上海建设工程项目管理中的深入应用,从而为上海工程建设项目增值做出应有的贡献。

(1)通过探讨了上海工程咨询行业、特别是项目管理公司在普及BIM技术应用理念时提出的BIM在项目管理中能做什么、有哪些应用点,提出从事上海工程项目管理咨询企业应用BIM技术需要面临的组织变革要求。

(2)通过对上海市工程咨询行业协会会员单位广泛调研,分析总结出上海BIM技术在建设工程项目管理中应用的现状:虽然BIM技术对上海市工程管理影响力显著,但半数企业仍处于未实践阶段,在具体工程项目上应用BIM技术还不多、多数应用也仅是局部应用,缺乏在项目整体应用。在应用BIM技术过程中,遇到多方面障碍。但是,从上海典型的应用来看,也产生了较好的应用的效果。

(3)提出了影响推进BIM技术在上海建设工程项目管理中应用的具体障碍:行业体制、标准不完善,缺乏政策引导及保障;参建方对于数据分享持消极态度,缺乏协同管理;BIM应用软件之间缺乏交互性,商业软件功能达不到BIM应用或国内相应的标准的要求,或缺少有效的技术接口;短期成本高、收益不确定,导致经济风险大;BIM人才缺乏等。通过对产生障碍的原因详细分析,为提出克服障碍的对策提供了可靠基础。

(4)提出保证上海项目管理应用BIM技术的基础就是“BIM标准”,推进上海项目管理应用BIM技术的条件性因素包括相关技术条件、管理条件以及相应的政策保障措施等。在对推进上海项目管理应用BIM技术的基础和条件分析基础上,提出为实现政府提出的推进上海市BIM技术应用目标应该尽快完善“基础”、创造“条件”的思路。

(5)针对政策保障措施,提出上海应尽早发布有关“确定BIM模型深度及参考价格”的政策、“BIM数据的保护”的政策、“BIM职业认证的发展”的政策和“BIM对企业利润分配的参考意见”的政策。

(6)针对BIM应用人才的能力和培养,特别是针对上海工程管理咨询企业亟需的知识,提出了具体培养内容和针对“应用点”进行有针对性培训的方式。并提出行业协会、政府对BIM应用人才培养应该采取的措施。

(7)在分析上海工程管理咨询企业应用BIM技术所面临的风险基础上,提出不同企业应对策略:明确应用BIM技术是提高建筑业生产效率的重要手段、是管理环境变化发展的必然要求,更是企业自身生存和发展的机遇;企业应根据自身条件进行科学的SWOT分析,建立“企业BIM技术应用发展战略”;首先强化实施个别阶段应用和单项方面的应用,形成特色化管理,以致发展成为企业核心竞争力;从而进一步发展“基于BIM技术实现建设项目管理的全面综合应用”,从“中等层次应用”上升为“高层次应用”。

(8)提出共同营造基于BIM技术实施建设项目管理的市场环境要求,上海市政府、行业协会、业主以及上海工程管理咨询企业应当承担各自的责任。

(9)需要开展“BIM技术在工程管理中的应用”深入研究,包括基于BIM技术的项目管理流程设计,基于BIM技术的建设项目投资、进度和质量控制方法,基于BIM技术的信息管理方法,基于BIM技术的合同管理方法等。

(10)需要深入开展BIM技术在建设工程项目管理的应用实施策略研究,为工程建设项目上有效开展BIM应用打下基础。

(11)需要进一步总结BIM技术在建设工程项目管理的应用点实施的具体方法和经验(包括应用效果和教训),以确保上海工程项目管理咨询企业能尽快掌握基于BIM技术的项目管理方法。

(12)需要不断总结BIM技术在建设工程项目管理的应用价值,为上海工程项目管理咨询企业切入市场提供帮助。

(13)需要开展基于BIM技术的项目管理市场机制研究,为上海广泛应用BIM技术提供必要的条件。

参考资料

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[40]吴吉明.建筑信息模型系统(BIM)的本土化策略研究[J].土木建筑工程信息技术,2011(9).

附录1

一、上海基于BIM技术的典型建设项目(案例)

【上海中心项目案例】

◆项目概况

上海中心大厦位于上海市浦东新区陆家嘴金融贸易区,是一幢综合性超高层建筑,总高度632m,共121层,总建筑面积57万m2,于2008年11月开工建设,2015年初竣工交付使用。

◆BIM技术应用背景

业态:办公、酒店、会议中心、商业、观光平台等多种业态。

规模:是我国第一个600m以上的建筑,是世界上首次在超高层建造14万m2的柔性幕墙,将使用速度为18m/s的世界最快垂直电梯,也将是世界上最高的绿色建筑。

地理位置:身处小陆家嘴中心成熟商务地区,周围高楼林立,施工条件相对苛刻、限制繁多,难度长级,成本增加。

建筑系统:非常复杂。仅主要系统就包括8大建筑功能综合体、7种结构体系、30余个机电子系统和30余个智能化子系统。

参建单位:设计团队就包括建筑结构、机电、幕墙和消防等30余家咨询单位,施工总承包单位管理下包括基础、结构和机械等十余支施工分包队伍。

信息:大量图纸、资料保存、分类、更新以及管理工作难度很大。

创新设计:旋转、收分、上升的幕墙系统,以及达到绿色超高层建筑建设目标。

成本:本项目预算总投资148亿元,要特别注意账面投资与实际建设进度相结合。

◆上海中心大厦BIM项目组织架构

BIM应用人数:50余人

◆BIM技术的应用点

1.设计阶段

参数化设计:采用算法语言与变量参数,调整设计方案。

可视化设计:提供“模拟和分析”的协作平台。

可持续设计:BIM模型及相关软件,获取建筑能量性能反馈信息,分析与评估建筑物的日照效果、能源消耗、冷热负荷和室内采光等物理环境性能。调整完善设计方案。

多专业协同:审查图纸,优化设计。

2.施工阶段

施工组织协调:项目管理方可以全面、直观地了解整个施工安装环节的时间节点和安装工序,可对施工组织进行模拟,优化、改善原有安装方案。

4D施工模拟:对整个工程的施工进度、资源和质量进行统一管理和控制。

施工深化图:辅助进行深化设计,提供精准的信息参考及统一的可视化环境。

3.运营阶段

物业管理数据集成:将建筑空间信息和设备参数信息有机整合。

应急预案模拟:利用模型及灾害分析模拟软件分析并制订防范措施及应急预案。

◆BIM工作组织与管理

1.建立BIM工作组

上海中心项目建立了BIM工作小组,小组中除包括本公司的BIM负责人,设计前期部、工程部、采购部和合约部的相关人员,还包括贯穿项目,为项目负主要责任的外部团队的BIM负责人,形成以建设方主导的BIM应用管理体系。

2.采用BIM网上文档管理平台

BIM网上文档管理平台采用Autodesk公司Buzzsaw软件,主服务器架设在同济大学,通过internet公网登入。业主及各项目参与方通过该平台协同工作。第一时间发布最新的工作信息。方便各单位查阅各类工程信息(可以通过设置7种级别的文件夹权限来确保文件保密)。

平台中业主文档管理的构架如下:

(1)设计管理——业主(设计部)、设计相关单位产生的各类文件(各类会议纪要、工作联系单等)。

(2)设计成果——方案设计、扩初设计阶段相关版本文件;最新版本施工图、BIM模型浏览。

(3)设计审批——各类设计过程批文及评审意见。

(4)施工管理——业主(工程部)、监理、总承包、专业施工分包单位产生的各类相关文件(会议纪要、进度计划、工程指令等)、现场照片、动态视频。

(5)施工文件——施工单位产生相关文件。

平台中各项目参与方上传和接收的文档都集中存放在以本单位名命名的文件夹中,其文档构架由各项目参与方自行规定并执行。

◆BIM达成项目管理总目标

1.更好地提高设计质量

采用三维数字技术,实现了可视化设计。在设计阶段,基于BIM的模拟分析平台,使项目各参与方及时了解设计意图,提高沟通效率。综合了各专业信息的BIM模型,更能直观显示建设后的状态,模型所含的构件信息为设计概算、预算提供了更精确的数据支持。

精细化设计通过BIM达到价值提升。以往,业主有赖于审图公司的审核意见,但审查结果侧重于有无违反规范要求,对某些设计参数的取值审图公司一般不会提出最合适建议。通过BIM建模及结合各分析软件,设计师能更合理分配各设计单元,创建更适宜的室内环境,实现了绿色运行,有效满足了业主的精细化设计需求。

本项目通过引进设计管理,成立BIM工作组,以设计管理+BIM形式开展管理工作,从而减少错误,提高质量,节约了时间和费用。

2.更好地进行施工管理

BIM模型从三维发展到四维、五维,增加了工期和造价等信息,便于施工单位合理制订施工方案,编制施工进度;通过BIM模型,业主可以有效地对进度计划与资金投入时间段做出分析评估,进一步优化进度与成本之间的关系,得到合理控制的目的。

BIM使施工协调管理更加便捷。本项目每周进行BIM模型协调例会,由施工总包负责召集其下分包进行BIM模型协调并跟进此流程,模型指导施工等过程中的各种沟通及技术问题;业主搭建BIM模型整合平台,整合多渠道BIM数据,实现业务管理、实时控制和决策支持三个维度的综合项目管理,使管理工作更为便捷有效。

3.更好地进行运行维护管理

BIM技术运用使管理从粗放式转向精细化管理。由于BIM模型综合了建筑物的所有信息,带来运营管理的便捷和优化。建筑物的运营维护通常包括监控、通讯、通风、照明和电梯等系统,对这些系统的保养维护及故障响应都可以通过BIM技术得到快速行动及精确处理。业主通过对BIM系统集成数据的分析,实现BIM的空间管理、运维管理、资产管理,明显提高信息化管理水平和服务效率。

【上海玉佛禅寺修缮与改扩建工程】

◆项目概况

玉佛禅寺,位于上海市普陀区安远路170号,是上海名刹之一、上海市优秀历史建筑。寺院分前院和后院两部分,本次工程范围为前院,是玉佛寺主要礼佛、参观等对外开放区域,主要建筑有天王殿、大雄宝殿(优秀历史建筑)、玉佛楼等,建筑面积31566m2

◆BIM技术应用背景

建筑:玉佛禅寺为上海市优秀历史建筑,是既有建筑的改扩建工程。

结构:古建筑惯用木构架作房屋的承重结构,结构复杂且承重构件多样。

功能:架高寺院主体礼佛建筑,保留中轴线上天王殿、大雄宝殿,消除寺院现存的消防、交通、建筑结构、高密度人员集聚等公共安全隐患。

◆BIM技术的应用点

1.3D激光扫描技术应用

3D激光扫描技术代替传统测绘方式,具有高精度、高效率、多方位、多元化等优点。3D激光扫描点云模型是数据化模型,结合BIM模型的使用,可以在模型中直接测量工程师关心的建筑尺度、位置等信息,不需再次人工测量,大大方便了既有建筑修缮改造设计的工作。

2.3DGIS技术应用

采用网络3DGIS技术将BIM模型、3D激光扫描点云模型结合在一起,真实反映项目在三维数字城市中的情况,为项目全过程解决方案提供了三维可视化展示、数据可实时提取、多解决方案比选等提供了强大的三维可视化数据支持。

3.Autodesk Revit在古建筑造型中的应用

Revit模型可以作为结合3DGIS和3D激光扫描点云模型的BIM数据平台,在该平台上整合多渠道数据,进一步开展设计冲突检查、管线综合、设计评审、施工管理、进度模拟、增强型虚拟现实以及建成后的运营维护等工作。

◆BIM达成项目管理总目标

上海玉佛禅寺修缮与改扩建工程这一项目是将BIM技术作为核心平台结合3D激光扫描和3DGIS技术,创造出BIM技术应用的新方法,旨在从设计到施工的各个方面为建筑的全生命周期提供更高效、更经济的解决方案。

BIM与云、GIS、扫描、3D打印等其他信息化技术的结合,展示了项目管理效率化的更广阔的前景。

【泰康松江养老社区项目】

◆项目概况

泰康松江养老社区08地块(公寓式)办公、养老、医疗及相关配套用房项目是一个高端的国际水准的退休养老社区。项目位于海市松江区人民北路与辰花路交叉口,用地面积45969m2,总建筑面积约16万m2,其中地上建筑面积约12万m2(7栋高层),地下建筑面积约4万m2,建筑限高80m。

◆BIM技术应用背景

未来适老宜居社区发展潜力巨大。上海现代建筑设计集团工程建设咨询有限公司与泰康之家投资有限公司以泰康之家松江养老社区08地块为BIM应用试点,开展在医养结合的大型综合性建筑项目中,全过程应用BIM技术与项目管理相结合的试点与研究。通过在全过程项目管理中,BIM技术更好地提高设计质量、更好地进行施工管理、更好地辅助运维管理。

打造成世界级标准医养活力社区。泰康之家投资有限公司希望应用前沿技术,改善泰康养老地产产品质量,提升产品档次和服务水平。为企业实施名牌发展战略,发挥品牌引领作用提供支撑,建设有利于泰康养老地产品牌发展的长效机制和良好环境。

◆BIM技术的应用点

1.设计阶段

方案设计:BIM模型搭建、日照概念分析、太阳辐射概念分析、规划可视度概念分析、风环境概念分析。

初步设计:BIM模型搭建、空间分析、室内舒适度分析、室内采光分析、工程量统计(混凝土)、虚拟现实漫游视频。

施工图设计:BIM模型深化、管线综合初步、碰撞检查、碰撞检查、图纸检查及优化设计、疏散分析、辅助工程出图、工程量统计(混凝土)、虚拟现实漫游视频、供应商及产品信息清单、Spec技术规格书。

2.施工阶段

施工准备阶段:辅助施工场地规划、4D进度模拟、辅助施工策划。

施工实施阶段:BIM模型深化、BIM培训、设计变更跟踪。

竣工验收阶段:竣工模型整合、辅助竣工验收、产品采购信息。

3.室内装修设计及施工

设计阶段:室内装修BIM模型搭建、辅助室内空间效果分析、室内虚拟现实漫游视频、供应商及产品信息清单。

施工阶段:BIM模型深化、设计变更跟踪。

竣工验收阶段:竣工模型整合、辅助竣工验收、产品采购及维保信息。

◆泰康松江养老社区项目BIM组织架构

◆BIM工作组织与管理

◆BIM达成项目管理总目标

以数字化、信息化、可视化的方式实现基于BIM技术的养老社区类项目建设全过程项目管理,同时也为运维阶段提供完整的数字模型和工程信息数据库。借助BIM统一的数字化工程信息模型,实现本项目建设过程中各阶段的数据信息的整合及其应用,进而更好地为项目建设方创造价值、提高效率与质量,是本次项目的主要任务。

1.更好地实现质量控制管理

上海现代建筑设计集团工程建设咨询有限公司项目管理引入以数字化工程信息平台为核心的BIM数字化工程咨询服务,为提高施工图的出图质量,减少施工过程中的工程洽商和设计变更,节约施工成本,并为今后项目的FM运营维护预留接口,实现BIM平台与运维管理系统的互联,辅助业主实现智能化物业管理。

2.提高管理效率、降低协同成本

BIM技术的运用有助于项目管理进行项目全过程总控进度管理,通过搭建深化施工模型,进行施工过程的虚拟建造,协调设计、施工、深化、安装等各参与方解决在虚拟建造过程中发现的问题,排除施工过程中的各种风险,以指导施工、项目管理、监理等专业的工作。

设计、施工基于一个总的BIM模型信息地完整保留和传递,相互间的协同配合及变更管理更为紧密有效,同时,有利于提高管理方发现问题协调各参与方的能力,降低误工及返工率,缩短施工周期。

【南京东路720号第一食品商店改造修缮项目】

◆项目概况

第一食品商店大楼位于上海市黄浦区南京东路720号,占地4280m2,总建筑面积22030m2,高30余米,2012年开始施工进行修缮,改造修缮后的上海第一食品商店占地面积4280m2,实际营业面积从原有的7000多m2,增加至15290.7m2,从原1—2层的营业面积跃升为1-4层和7层的拥有5个层面的第一食品南京东路旗舰店。

◆BIM技术应用背景

建筑:上海第一食品商店是上海市第一批优秀历史建筑、上海市市级文物保护单位,是既有建筑的改扩建工程。改造修缮工程的前提是保护和传承既有的建筑风格,并在此基础上对各项设施进行改造和提升。

结构:满足现代商业的需求,进行重大结构改造。

◆BIM技术的应用点

运用三维激光扫描,比对原始设计资料和对现场进行数据分析及逆向比对,从而不断修正设计文件。

◆BIM达成项目管理总目标

以新技术运用作为第一食品商店改造修缮项目的初步尝试:基于BIM进行的建筑保护、历史数据保留、三维激光测绘、数据处理、虚拟现实等,这些均在项目中得到了尝试。

BIM多维技术(三维扫描技术、BIM技术、虚拟现实、运营管理、云应用、仿真模拟等)初步尝试解决既有建筑改造工程中疑难问题和管理过程的解决方案,这一尝试极大地提高了工作效率和设计质量。也为今后类似项目的实施提供了更加科学的技术手段。

二、调研问卷单位

1.上海正石工程造价咨询有限公司

2.上海浦惠建设管理有限公司

3.上海财瑞建设管理有限公司

4.上海总工工程建设监理有限公司

5.上海富达工程管理咨询有限公司

6.上海宏康建设工程监理有限公司

7.上海唯智工程项目管理有限公司

8.上海中世建设咨询有限公司

9.上海城济工程造价咨询有限公司

10.上海银泰建设工程管理有限公司

11.上海华谊建设工程监理有限公司

12.上海正亚工程咨询有限公司

13.上海柯恒管理信息咨询有限公司

14.上海天城工程造价咨询有限公司

15.上海宏大信宇工程造价咨询有限公司

16.上海三凯建设管理咨询有限公司

17.上海高科工程咨询监理有限公司

18.上海宝钢工程咨询有限公司

19.上海斯美科汇建设工程咨询有限公司

20.上海华瑞建设经济咨询有限公司

21.上海协恒工程管理有限公司

22.上海高华工程咨询监理有限公司

23.上海海龙工程技术发展有限公司

24.上海上咨工程造价咨询有限公司

25.上海诚杰华建设工程咨询有限公司

26.上海建瓴工程咨询有限公司

27.上海祥浦建设工程监理咨询有限责任公司

28.上海现代建筑设计集团工程建设咨询有限公司

29.上海同济工程项目管理咨询有限公司

30.上海建浩工程顾问有限公司

31.上海第一测量师事务所有限公司

32.上海宏波工程咨询管理有限公司

33.上海天佑工程咨询有限公司

34.上海慧之建建设顾问有限公司

35.上海大华工程造价咨询有限公司

36.上海沪港建设咨询有限公司

37.上海新光工程咨询有限公司

38.上海建科工程项目管理有限公司

39.上海上咨建设工程咨询有限公司

40.上海市建设工程监理咨询有限公司

附录2

《BIM技术在上海工程项目管理中的应用现状和前景研究》调查问卷

BIM企业层面应用调研

本调查问卷旨在了解上海工程建设行业开展工程项目管理工作中BIM技术的应用现状,收集受访单位对BIM技术的了解程度、应用情况及相关诉求。

该问卷可能由贵单位一个人负责填写,但希望所填信息尽可能代表贵单位整体实际情况。填表后仍空缺的,代表贵单位对该问题不了解、不相关或没有合适答案。

衷心感谢贵单位对本次调研工作的大力支持!

一、受访单位的基本情况

单位名称:_____________________________

通讯地址:_____________________________

联系人: _____________________________职务:_____________________________

电话:_____________________________ 邮箱:_____________________________

单位资质等级:_______________________________________

单位性质:

业主 勘察 设计 施工 监理

咨询 运维 其他,请说明:

业务范围主要为:

房屋建筑工程 市政公用工程 公路工程铁路工程 港口与航道工程

其他,请说明:_____________________________

二、BIM技术应用

1.贵单位BIM技术应用所处阶段:

尚未考虑 正在学习、思考、探索

个别项目试验 仅在项目局部应用

已有项目整体应用 公司流程化应用

其他,请说明:

2.贵单位对BIM技术的应用年限为:

<1年 1~2年 3~5年 5年以上

3.贵单位是否有项目运用过或正在运用BIM技术?

否(请接着做第22题)

4.贵单位应用BIM技术的项目数量: _________个;其中逐年应用BIM技术的项目为(请逐年填写)。

___________________________________________________________________________

5.贵单位BIM技术主要用于哪种工程?

房屋建筑工程 市政公用工程 公路工程

铁路工程 港口与航道工程 其他,请说明

6.贵单位员工是否足够了解BIM技术?

全部了解 大部分了解 小部分了解 全部不了解

7.贵单位BIM顶层设计人员(包括BIM经理、BIM总监等)具备以下何种能力:

BIM模型的开发维护能力 BIM思想的理解能力BIM软件的操作能力

团队的领导能力 项目管理经验 建设行业法律法规的了解项目全局的掌控能力 有效沟通的协调能力

8.假设将BIM人员按金字塔分布,

基础层为设计、建模人员,贵公司此类技术人员约有_______ 人;

中间层为BIM模型分析应用人员,贵公司此类技术人员约有_______ 人;

塔尖层为BIM顶层设计人员,贵公司此类技术人员约有_______ 人。

9.贵单位每年投入于BIM技术研究或培训的资金是否足够?

十分充足 比较充足 比较不足 不足

10.贵单位是否有相应的企业级BIM规划?

是,请简要说明:___________________________________________________________________________

11.贵单位是否有相应的企业级BIM标准?

是,请简要说明:___________________________________________________________________________

12.贵单位是否有相应的BIM管理平台?

是,请简要说明:___________________________________________________________________________

13.目前,BIM技术应用对贵单位所产生的价值主要体现在哪方面:

提升企业品牌形象,打造企业核心竞争力

缩短工期,提高计划的准确率

控制建造成本,提高预算的准确率

提高预测能力,减少施工现场突发变化

提高施工质量

冲突检查,事先查找图纸中的错、漏、设计冲突

可视化

支持预制加工

文档管理

招投标管理

现场安全管理

提升利润

其他,请说明:

14.采用BIM技术,贵单位最希望得到哪方面的价值?(限选3项)提升企业品牌形象,打造企业核心竞争力

缩短工期,提高计划的准确率

控制建造成本,提高预算的准确率

提高预测能力,减少施工现场突发变化

提高施工质量

冲突检查,事先查找图纸中的错、漏、设计冲突

可视化

支持预制加工

文档管理

招投标管理

现场安全管理

提升利润

其他,请说明:______________________________________

15.下表所示BIM实施的障碍因素中,您认为影响程度分别为

(续表)

16.在贵单位目前的运营水平下,运用BIM技术是否能够获得更多利润?能够 持平 不能够

17.贵单位获得的BIM奖项有哪些?

___________________________________________________________________________

18.贵企业使用过的BIM软件有哪些?

Archi CAD Bentley CATIA

Civil3D Magi CAD Microstation

Navis Works Revit Rhino

Sketchup Tekla Vectorworks

Vico 广联达 鲁班

其他,请说明:

19.您认为使用BIM技术,最大受益者是:

业主 设计单位 咨询服务单位 施工单位 运营单位20.您认为目前BIM应用最紧迫要做的事是:

制定BIM标准 培养BIM人才

改进软件功能 管理模式和BIM配套

21.您认为目前最急需的BIM标准:

全国标准 地方标准 企业标准

22.您期望BIM模型由哪方提供?

业主 设计单位 BIM咨询单位 施工单位

23.您现在最希望了解学习BIM技术哪些方面?(可多选)

BIM理念 软件操作 模型规划

项目协同 企业实施架构 案例分析

24.您觉得推广BIM技术应该注意哪方面问题?(可多选)

合理设定现阶段BIM的应用范围

制定针对不同类型的项目的应用方法

需要事先组建BIM团队

需要订制专业的软硬件配置

需要决策层的政策支持和执行层的实施决心

各参与方的配合情况

需要行业制定细化的BIM文件编制交付标准及相应资费标准。

25.您认为在项目中使用BIM技术的主要风险是:

(1)技术风险

主要原因:

BIM技术适应性差 BIM技术难度高

BIM技术选择存在误区 BIM软件尚不完善或匹配

(2)人力资源风险

主要原因:

现有人员回避新技术 现有人员知识与能力结构欠缺

BIM人才缺乏 现有业务繁忙,培训难

(3)经济风险

主要原因:

短期成本高 收益不确定性 投资回报期长

(4)管理风险

主要原因:

管理方式转变困难 业务流程转变困难

管理层接受度不高

(5)其他风险

主要原因:

缺乏BIM行业标准 法律责任界限不明

知识产权归属不明 社会认知度不高

其他,请说明:___________________________________________________________________________

26.在推动BIM应用发展中贵企业希望政府和协会提供何种帮助:

BIM技术标准 BIM应用标准 BIM实际操作手册BIM应用案例 相关培训

其他,请说明:___________________________________________________________________________

27.请您对BIM技术应用和本调研问卷,发表意见或建议:

___________________________________________________________________________

BIM项目层面应用调研

28.项目概况(地址、体量、投资等):

29.项目特征(项目难点、亮点等):

30.主要参建方:

建设单位:______________________________________

招标代理单位:______________________________________

设计单位:______________________________________

施工单位:______________________________________

项目管理单位:______________________________________

监理单位:______________________________________

物业、使用单位:______________________________________

其他参建单位:______________________________________

31.您在项目中担任的职务是:

项目经理 CAD/BIM经理

专业设计师 造价师

建模人员 科研人员

其他,请说明

32.您单位所在项目中的角色是:

业主方 设计方

施工方 物业管理方

咨询方 科研机构

其他,请说明

33.BIM在项目各阶段应用的频率情况:

34.不同阶段使用的BIM软件分别是:

规划阶段:

Auto CADCivil3D Bentley DProfiler

i TWO 广联达 鲁班

Revit 其他,请说明:______________________________________

设计阶段:

3D3S Archi CAD BentleyCATIA DProfiler Ecotect Analysis

Magi CAD Navisworks PKPM

Radiance Revit Sketup Pro

Tekla Vectorworks 鸿业BIM

天正 斯维尔 其他,请说明:______________________________________

施工阶段:

3D3S Archi CAD Navisworks

Bentley BIMx BIM360Field

CATIA DDS-CAD Bentley

Revit Tekla VICOSuite

鲁班 斯维尔 其他,请注明:______________________________________

运营阶段:

Ai M Archi FM Citymaker

Project Wise SAGE VICOSuite

VRP 斯维尔 其他,请说明:______________________________________

35.是否构建了BIM应用技术架构:

36.所处BIM架构中的角色:

业主 设计 监理

造价 承建商 分包商

材料供应商 其他,请说明:______________________________________

37.项目是否聘用了BIM咨询公司;

费用占项目总投资%

38.BIM技术在项目中应用的专业:

建筑 结构 设备

幕墙 电梯 室外管线

材料供应商 照明 标识

景观 其他,请说明:______________________________________

39.是否有相应的BIM应用/管理平台:

40.BIM应用平台的管理方:

41.BIM应用/管理平台简介:

42.BIM在项目中运用的目标:

规划阶段:

数据采集 建筑策划 场地分析 方案论证

投资估算

其他,请说明:______________________________________

设计阶段:

方案论证 可视化设计 性能化分析 工程量计算

3D审图及各专业协调

其他,请说明:________

施工阶段:

虚拟建造 预制件加工 物料跟踪 施工现场规划

施工模拟 竣工模型交付

其他,请说明:______________________________________

运营阶段:

竣工模型交付 维护计划 资产管理 空间管理

建筑系统分析 防灾规划

其他,请说明:____________________________________________________________________________

43.您认为下列哪些因素更有利于BIM在项目中应用的深入:

44.您认为在项目中BIM解决下列问题的重要程度:

45.您认为下列哪些因素会促使项目各参与方应用BIM:

(续表)

46.项目中应用BIM技术所需的软硬件基础设施费用占项目总投资% 47.在项目中LOD(模型的细致程度)的制定心得:

48.项目中BIM协同设计的模式为:

中心文件 模型链接

在使用以上协同设计模式存在的不足及建议:(包括心得、风险等)49.您认为项目中BIM技术应用效益及价值点:

优化流程 提高效率 性能分析及评价模型可视化 变更时自动实现相关修改

多专业更早地协作工程量计算 工程量计算

冲突分析 全生命期的信息共享

可预测性和可控制性生产方式改变 实时反馈

其他,请说明:____________________________________________________________________________

50.BIM使用需满足的条件或存在的困难(软件、政策、模型管理等):

51.BIM在项目中的应用存在的不足及建议

上海市建设工程咨询行业协会课题终审意见

上海市建设工程咨询行业协会编印

2016年3月3日

[1] 《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》,(建质函〔2015〕159号)。

[2] 《上海市人民政府办公厅转发市建设管理委关于在本市推进建筑信息模型技术应用指导意见的通知》,2014年10月29日。

[3] 引自《上海市建筑信息模型技术应用指南(2015版)》。

[4] 参见《上海市建筑信息模型技术应用咨询服务合同示范文本(2015版)》。

[5] 说明:括号内为得票数,下同。

[6] 参考《新加坡BIM实施及政府审批调研考察报告》,2016年6月。

[7] 《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》(建质函〔2015〕159号)。

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