基于bim技术的建筑工程项目集成管理模式研究

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分类号C931学位代码308密级GIT学校代码10298学号3120282京林此大学论文题目：基于BIM技术的建筑工程项目集成管理模式研究作者：李明瑞专业：森林工程研究方向：工程管理与信息化指导教师：李希胜教授二〇一五年六月 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者（本人签名）：立年么月&日学位论文出版授权书本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版幸程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》（以下筒称“章程”，见ww.cnki.net)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。论文密级：开□保密（__年_月至__年__月）（保密的含像论成在蝌密后裘違守此你 致谢忙碌、充实的研究生生活不经意间已经接近尾声。回首这三年的求学之路，有压抑和迷茫，也有喜悦和兴奋。在这个探索和成长的过程中，我不仅收获了学习上的进步、能力的提高，更收获了与老师、同学们朝夕相处积累的深厚感情。这些将成为我一辈子宝贵的财富，也让我永生难忘。在即将结束我的学生生涯，开始新的征程之际，我感慨万千。首先要感谢我的恩师李希胜老师。本文是在李老师的悉心教导，经过多次修改和完善之后最终定稿的。李老师从开题、资料收集，到论文的逐步推进，到最终完成的整个过程中都对我提供了无尽的帮助和耐心的指导。除此之外，李老师在生活上也对我关怀备至，在生活的小细节上都给予帮助。李老师深厚的学术功底和严谨的治学态度也是学生终生学习的榜样。在这里请让我发自肺腑的对老师说一声：李老师，谢谢您！同时还要感谢土木工程学院的领导和所有任课老师，我的成长也离不开你们精心的教诲。其次，我衷心地感谢我的好友沈琳、李红、高蓓超、周宇澄和周豪，长期以来对我的关心和帮助，在一起研究课题时，给我提供了独特的见解和新颖的思路。此外还要特别感谢我的父母，是他们默默的关爱和支持才让我有了这一切！最后，衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位老师、专家和教师，感谢你们的辛苦工作和悉心教导。作者：李明瑞二○一五年四月十五日 摘要建筑业作为我国国民经济中一大支柱产业，其低效的生产效率造成了资源的巨大浪费和环境的日益恶化。随着建设项目复杂程度和规模的日益增长，传统项目管理模式早已跟不上现阶段项目管理高速发展的步伐。本文针对传统工程项目管理模式中建设过程独立分散、各项管理内容分割独立、各参与方之间信息传递效率低、信息协同和共享性差等问题，基于BIM技术和集成化思想，研究适合我国现阶段的创新高效型的工程项目集成管理模式，旨在克服目前工程项目管理模式暴露出来的各种弊端，使工程项目管理者更好地进行多目标一致性的管控。论文基于BIM技术理论和项目集成管理理论，采用文献法、比较研究法分析了BIM技术与集成管理应用的国内外研究现状及传统项目管理模式存在的弊端。从工程项目多要素管理、各参与方管理和信息管理三方面研究了集成管理的内容，在此基础上阐述了基于BIM技术的工程项目组织管理制度，并进一步建立了基于BIM技术的工程项目集成管理框架。通过某综合建筑群的案例，验证了BIM技术在建设项目集成管理中的高效性和可行性，为BIM技术在工程项目管理中的推广应用提供借鉴和指导。由于时间及水平有限，虽然论文从整体上提出了基于BIM技术的建筑工程项目集成管理框架，并基于信息集成管理系统概念模型进行了信息集成管理系统平台功能设计，但局限于我国BIM模型交付标准和应用标准的缺乏、各软件系统平台接口的兼容性差、项目管理人员管理方法和思想落后，要真正实现基于BIM平台的工程项目全过程中各参与方、多要素目标的集成管理尚需时日。后期要完成的工作是在国家BIM模型交付标准和应用标准完善的基础上，完善BIM合同体系和组织结构、开发基于云端技术和物联网的BIM信息集成管理系统平台。关键词：BIM技术；集成管理模式；组织结构；信息管理I TheintegratedmanagementmodeoftheconstructionprojectbasedonBIMtechnologyAbstractTheconstructionindustryisregardedasapillarindustryinChinesenationaleconomy,butitslowproductionefficiencyhascausedahugewasteofresourcesandthedeterioratingenvironment.Astheprojectcomplexityandsizeincreasing,traditionalprojectmanagementmodecan’tadapttotherapiddevelopmentofprojectmanagementatthepresentstage.Accordingtotheissuesofseparateconstructionprocess,distributedmanagementcontent,lowefficiencyoftheinformationtransmissioninallparties,badcooperationandsharingofinformation,thispaperstudiestheinnovativeandefficientprojectintegratedmanagementmodeforthepresentstageofourcountrybasedonBIMtechnologyandintegration.Thepurposeofthispaperistomakeprojectmanagersbettermasterhowtopursuittheconsistencyofmultipletargetsthroughovercomingthedisadvantagesofthecurrentprojectmanagementmode.ThispaperanalysesthedomesticandforeignpresentresearchsituationandexistingproblemsofBIMtechnologyandapplicationofintegratedmanagementbyuseofliteraturemethodsandcomparisonmethodbasedonBIMtechnologyandthetheoryofprojectintegratedmanagement.Itresearchedonthecontentofintegratedmanagementfrommultipletargetsmanagement,allpartiesmanagementandinformationmanagement.ItalsocomesupwiththeframeworkofintegratedmanagementmodebasedonBIMtechnologybystudyingprojectmanagementorganizationalmanagementsystem.Besides,itverifiesthefeasibilityandefficiencyofBIMtechnologyinprojectintegratedmanagementandprovidesthereferenceforthecomprehensiveapplicationofBIMtechnologyinconstructionprojectmanagementthroughanarchitecturalcomplexcase.AlthoughthepaperputsforwardtheframeworkofintegratedmanagementmodebasedonBIMtechnologygenerallyanddesignsthefunctionalplatformofintegratedinformationmanagementsystembasedontheconceptualmodelofintegratedinformationmanagementsystem,ittakestimetorealizethewholelife-cycleintegratedmanagementofallpartiesandtargetsinconstructionprojectbasedonBIMplatformbythelackofpaymentstandardandapplicationstandardofBIMmodel,poorcompatibilityinthesoftwaresystemplatforminterfaces,backwardprojectmanagementmethodsandideasduetothelimitedtimeandlevel.TheworkstillneededtocompleteistoimprovethecontractsystemandtheorganizationstructurebasedonthenationalpaymentstandardandapplicationstandardofBIMmodelandtodevelopBIMplatformofintegratedinformationmanagementsystembasedonCloudtechnologyandInternetofthingsatthelaterstage.Keywords：BIMtechnology；Integratedmanagementmode；Organizationstructure；InformationmanagementII 目录第一章绪论................................................................11.1研究背景...........................................................11.2研究目的与意义.....................................................11.3研究现状与问题提出.................................................21.3.1国外研究现状.................................................21.3.2国内研究现状.................................................31.4研究内容...........................................................51.5研究方法与技术路线.................................................61.5.1研究方法.....................................................61.5.2技术路线.....................................................6第二章集成管理与BIM技术理论..............................................82.1集成管理理论.......................................................82.1.1集成管理的内涵及特点.........................................82.1.2建筑工程项目集成管理.........................................82.1.3工程项目集成管理模式........................................102.2BIM技术理论.......................................................102.2.1BIM的内涵...................................................102.2.2BIM的特点...................................................112.2.3基于BIM的集成与协同技术....................................11第三章基于BIM技术的集成管理内容.........................................133.1基于目标分析的要素集成............................................133.1.1BIM模型的相关信息提取及应用.................................133.1.2多要素集成管理框架...........................................163.2项目各参与方的集成管理.............................................173.2.1各参与方集成管理的内涵......................................173.2.2建设全过程各参与方集成管理内容..............................183.2.3各参与方的合同管理流程及工作条款.............................193.3信息集成管理.......................................................213.3.1建设全过程各阶段信息分析.....................................223.3.2信息分析基础上的知识集成.....................................243.3.3基于BIM技术的信息集成管理系统概念模型.......................243.4本章小结..........................................................30第四章基于BIM技术的组织管理制度及集成管理框架...........................314.1组织结构的建立....................................................314.1.1新型组织结构建立的必要性.....................................314.1.2项目组织结构................................................314.2组织内部职能分工..................................................324.3激励机制..........................................................354.3.1物质激励....................................................35III 4.3.2精神激励....................................................364.4基于BIM技术的集成管理框架........................................374.4.1集成管理框架构建基础.........................................374.4.2集成管理框架构建.............................................374.5本章小结..........................................................38第五章案例分析...........................................................395.1项目简介..........................................................395.2组织管理..........................................................395.2.1建立项目组织结构............................................395.2.2职能分工.....................................................395.2.3奖惩机制及规章要求..........................................415.3信息管理..........................................................425.3.1BIM系统应用软硬件配置.......................................425.3.2信息传递过程................................................435.4集成管理要素......................................................465.5案例小结..........................................................47第六章结论与展望........................................................48攻读学位期间发表的学术论文................................................49参考文献..................................................................50IV 第一章绪论1.1研究背景随着社会经济和技术的高速发展，建设工程项目的规模和内容变得越趋庞大和复杂。一般项目的管理内容涵盖了工期、成本、组织、安全、信息等各个方面。但通过研究，可以发现这些复杂错乱的管理内容之间具有一定的联系和规律。因此，亟需建立这样一种工程项目管理模式，把一个项目中处于动态环境的相互联系又相互区别的各工程要素，作为[1]一个系统工程进行集成管理，并对项目目标进行明确和控制。目前，我国工程项目管理正处于探索发展阶段。伴随改革开放的发展步伐，发达国家高效科学的项目管理模式对我国传统项目管理模式造成了巨大冲击，国内的工程项目管理模式仍又停滞于传统水平。这种传统项目管理模式又存在以下问题：通常只重视单独管理工程项目的某一阶段内容；缺少从全过程角度对工程项目进行科学和系统的分析，使得项目全过程各阶段的工程信息支离破碎，产生许多自动化孤岛或信息孤岛；工程参与主体间的各工作部门相互独立，采取不同的管理方法来获取各自的利益；决策设计阶段的信息很难被反馈和运用于施工、运营阶段，短期内很难实现三大传统控制目标。例如，工程项目施工阶段管理中经常出现大量的工程变更，其原因在于项目管理者通常只重视施工阶段的质量管理，对设计阶段的质量管理考虑不足而留下了工程隐患，并造成了费用的增加和工期的延误。这些违规的建设工作程序对我国工程项目建设带来了很大危害。不仅降低了工程质量、拖延了建设项目工期、增加了事故诱发频率，还加大了工程成本，致使一些工程无法建成，或建成后长期亏损。这些都是新形势下出现的，也是当前不可忽视的问题。与此同时，建筑业在传统二维CAD时代下低效的生产效率一直是行业中的难题之一，其原因就在于过于分散的建设过程以及低下的集成管理程度，严重滞后了建筑业信息化[2]的发展。BIM（BuildingInformationModeling，建筑信息模型）技术，基于三维数字技术，对工程项目全生命周期的信息进行集成，并通过创建协同工作平台，使得工程项目管理过程连续化，提高了工程项目管理的集成性，并为解决上述难题提供了一种思路。但项目各参与方运用BIM技术实施协同工作的过程中，受到了传统项目工作模式的严重[3]阻碍。许多国内外学者试图将高度创新集成的管理模式与BIM技术相结合。例如，丁士昭通过结合PIP（PersonalInformationPortal）技术和BIM技术，提出了基于BIM技术的建[4]设项目全生命周期（BuildingLifecycleManagement，BLM）管理模式。美国建筑师学会于2007年提出了集成交付模式（IntegratedProjectDelivery，IPD），并将其付诸于BIM工程项目的应用中。由于国内对这类新型的项目管理模式研究较少，真正落实到实际项目中还很遥远。在目前工程项目管理模式下实施BIM的风险大小程度很难被评估，使得各参与方对是否运用BIM技术而犹豫不决。作为实施BIM最大受益方的业主，如何基于我国国情选择适合的项目管理模式成为亟待解决的一个重要课题。1.2研究目的与意义我国对工程项目管理理论的研究己有30年之久，在此基础上发展了各种工程项目管理模式和方法。近年来提出的工程项目集成管理模式，正是将集成理念和工程项目管理的实践相结合，从业主需求出发，运用先进的信息技术对工程项目的全过程进行系统和1 科学性的管理，增强各主体之间的沟通和交流，最大限度减少变更和返工现象，从而全面优化项目的质量、成本和进度目标，实现项目价值的最大化。借助于BIM技术的发展，工程项目集成化管理在理论和技术上得到了强有力的支持。运用BIM技术能极大地促进工程项目管理向高效的集成化方向发展，具体表现在：（1）基于中央数据库的BIM模型，自身具有智能参数化的特点，可以对项目全工程的所有信息进行创建、共享及关联更新，并不断完善和集成。（2）工程项目全生命周期的过程管理可以借助于BIM技术对各阶段中任意关联的目标要素的综合而实现。（3）现有各参与方之间的信息沟通和组织合作方式受到了BIM协同环境的改变，由于利益风险共担，促使项目的各方加强信息的沟通和共享，实现项目组织的无缝沟通和集成管理。本文针对传统工程项目管理模式中建设过程独立分散、各项管理内容分割独立、各参与方之间信息传递效率低、信息协同和共享性差等问题，利用BIM技术优势，通过对工程项目多要素集成管理、各参与方集成管理以及信息集成管理的研究，阐述了基于BIM技术的工程项目组织管理制度，并进一步建立了基于BIM技术的工程项目集成管理框架模型，为建设项目管理过程中全面应用BIM技术提供借鉴和指导，促进我国现代化项目管理模式的发展。1.3研究现状与问题提出1.3.1国外研究现状随着计算机技术和信息技术的高速发展，国际上越来越重视BIM技术的应用与研究，目前BIM技术在建设项目中的应用日趋普遍和成熟。据统计，2009年美国49%的工程[5]项目应用了BIM技术，在欧洲也有36%的工程项目应用了BIM技术。就在2012年，[6]BIM技术已经被北美71%的业主、设计师以及施工承包商所接受和应用。现阶段国外对BIM技术在工程项目管理中的研究主要包括：nD模型与集成管理研究、决策阶段设计优化的研究、IFC（IndustryFoundationClasses）标准与信息模型研究以及BIM技术在工程应用中的扩展研究。[7]针对nD模型与集成管理的研究，Tamera等（2008）通过将4D和5D技术运用到工程造价和进度管理中，实现了项目的增值，论证了应用nD技术可以带来项目团队的[8]整体利益。Alvarado，Lacouture等（2010）基于BIM进度计划和AEC标准，实现了BIM技术对进度计划的合理安排。英国索尔福德大学开发的nD模型，将工期、费用、[9]建筑性能分析等各方面的信息进行了集成。[10]针对决策阶段设计优化的研究，GuNing，LondonK（2011）提出碰撞检查和施工模拟等功能的应用效果取决于对象模型的成熟度。而BIM应用的更高层次目标是通过[11]数据共享与信息管理实现组织的协同工作。FaiziF，NooraniM，GhaediA（2011）基于太阳辐射、采光、热环境、遮阳4个指标，采用模糊决策对4个预设方案进行模拟优[12]化。Tsanas.A.andA.Xifara（2012）以采暖负荷和制冷负荷为评价指标，来判断高度和朝向的变化对评价指标的影响。[13]针对IFC标准与信息模型研究，K.Yu等（2005）基于已建的物业管理框架，进2 [14]行IFC标准的扩展，建立了新型物业管理信息模型。Tauscher，Mikulakova等（2009）认为工程项目管理者可以利用模型信息和IFC标准，生成施工进度计划，实现快速4D模拟，提高项目管理效率。[15]针对BIM技术在工程应用中的扩展研究，Hamid等（2009）通过将BIM技术与3D激光扫描、无线射频等数据获取技术结合，进行建设工程项目实时信息管理。Eastman[16]（2011）在BIM手册中提出运用BIM技术将成本、工期以及其他管理要素进行集成，来实现成本的实时追踪、质量的实时管理、材料的实时采购以及人员的安全管理等。Amir[17]H.Behzadan等（2011）通过成功应用增强现实技术（AugmentedReality），建议将BIM技术和AR技术相结合，应用到工程项目的质量和工期管理中。[18]此外，国外学者在集成管理研究方面。DavidDixon（1990）对项目集成管理的内容从过程管理、知识管理、资源管理三个方面进行了阐述，并设计了ISTAR环境支持管理系统来实现这三个功能。[19]RiggsJefferyL等（1994）基于集成风险管理理念，运用计算机技术对工程项目管理中费用、进度、技术等风险集成问题进行处理。[20]L.Kanapeckiene（2010）突出工程项目管理中实际经验和隐形知识的作用，并基于显性和隐形知识，对工程项目知识集成管理系统进行了构建。[21]XiaojingTu，WeiminFeng（2011）提出工程项目集成管理信息系统的设计核心在于信息化技术和手段的充分应用，来实现工程项目全寿命周期的质量、进度、成本三大核心管理目标，并注意全过程中信息的共享、协调和优化。1.3.2国内研究现状从2004年起，Autodesk公司与国内大学开始合作建立BLM（BuildingLifecycleManagement，建筑全寿命期管理）联合实验室并设立BLM课程。2004年，哈尔滨工业大学成立了国内第一个BLM实验室，并举办了国际BLM会议。2004~2005年间，华南理工大学、清华大学、同济大学也紧接着成立了各自的BLM实验室。华中科技大学在2011年成立了BIM工程中心，面向全国招收BIM研究方向的工程硕士，将国内的BIM应用推向新的高度。国内，BIM技术已在一些实际工程项目中得到了应用，见表1-1。但总体上，我国对BIM技术的应用还处在探索阶段，由于缺少BIM合同标准和规范的支持，BIM技术大多仅应用在工程的设计或施工阶段。我国现阶段对BIM技术在工程项目管理中的研究主要包括三个方面：BIM技术在项目要素管理中的应用、BIM技术在信息管理中的研究以及BIM技术在集成设计管理中的研究。[22]针对BIM技术在工程项目项目管理中的应用，牛博生（2012）通过对BIM技术和相关BIM软件的分析，建立了进度管理中BIM应用框架和实施过程，对比了传统软件的功能应用，总结了BIM技术引入前后进度管理的差异，并分析归纳了现阶段进度管[23]理中BIM推广应用的障碍。王友群（2012）通过对工程项目三大目标管理的现状分析，总结出目前目标管理中存在的问题及产生问题的原因，建议在三大目标管理中运用BIM技术，提高项目管理工作的效率和质量。3 表1-1BIM近年来在国内应用的现状Tab.1-1StatusofBIMapplicationinChinainrecentyears项目名称项目特点主要参与方BIM技术应用异型结构、同济大学建筑设计研究院、施工指导、钢结构与钢筋集同济大学体育中心内部空间关系复杂上海润玛建设成应用、碰撞检查分析综合写字楼、工程量精算、全过程数据提徐州万科淮西项目中建二局一公司结构复杂供、施工场地规划超高层建筑、美国Gensler设计公司、可视化模拟、上海中心大厦各专业间协调量大同济大学建筑设计研究院5D施工管理异形造型复杂、碰撞检查分析、天津国际码头CCDI工期紧建筑性能分析体量大、造型复杂、高大支模查找、吊装方案三珠海横琴梧桐树大厦龙信集团空间关系复杂维模拟、结构预留洞定位[24]针对BIM技术在信息管理中的研究，张洋（2009）综合应用最新的信息集成技术和IFC标准，建立了BIM体系结构、扩展机制和信息描述，解决了三维BIM建模及模型转换、[25]BIM模型信息的提取与集成、BIM数据存储与访问等关键技术。张晓菲等（2010）强调了IFC标准对BIM软件在信息交互中的重要作用，论述了基于IFC标准的各种工程应用系统[26]间的数据交换和全过程信息管理。李勇，管昌生（2012）分析了我国建筑信息化及BIM技术应用的发展现状，基于工程项目BIM信息管理模式，对BIM信息集成模型进行研究，并提出了BIM管理人才培养和加强各参与方信息交流与共享的实施策略。李犁，邓雪原[27]（2012）通过对建筑信息BIM平台的结构分析，运用BIM技术构建了BIM信息平台，实现了各参与方各专业间的协同工作和信息共享。[28]针对BIM技术在集成设计管理中的研究，陈彦，戴红军等（2008）比较分析了传统的工程项目管理信息系统（ProjectManagementInformationSystem，PMIS）和基于BIM技[29]术的PMIS，提出了基于BIM技术的PMIS应具有的功能。郑聪（2012）在集成化设计中引入BIM技术，进行参数化设计和协同工作，并对集成化设计的各具体设计阶段的应用进行了研究。国内对集成管理的研究，起源于钱学森提出的综合集成研讨厅体系，这是一种处理开放复杂巨系统的方法，通过结合专家、信息数据资料和计算机技术，组成一个人机结[30]合的问题处理和巨型智能系统，是我国最早应用综合集成思想解决问题的方法。现阶段集成管理在我国工程项目中的研究主要侧重于四个方面：集成管理在大型工程项目中的研究、集成管理在项目管理中的应用研究、集成管理信息化研究以及集成管理模式研究。[31]针对集成管理在大型工程项目中的研究，张国宗（2009）结合大型公益项目管理系统的特点，对项目管理的三维结构体系进行研究，并提出利用时间维、逻辑维和知识维的三维系统和项目环境要素，来构建大型公益建设项目管理的空间结构。徐武明，徐玖平[32]（2012）基于大型工程项目组织管理现状和基本原理，应用系统集成的方法，建立了项目组织的十元组模型，并在此基础上，建立了工程项目组织集成的逻辑框架、结构框架、[33]和运作机制。潘怡冰，陆鑫和黄晴（2012）基于BIM的研究成果，分析了大型项目群的4 特点、结构与管理风险，构建了大型项目群全生命周期管理的信息集成模型。[1]针对集成管理在项目管理中的应用研究，赵丽坤（2004）分析了项目管理的两个层次、全生命周期各阶段及三大目标之间的系统性，研究了项目综合集成管理模型和实现方[34]法。郭晓霞（2005）基于工程项目集成管理内涵，优化了集成网络计划，提出了一种[35]能实现三大目标经济效益最大化的项目集成管理方法。田野（2007）等通过对管理要素、过程和知识的集成，对项目集成化和DEA评价方法进行研究和阐述，验证了项目集[36]成化管理的可行性。夏胜权（2009）在集成风险管理的基础上，结合综合集成研讨厅[37]理论，提出了基于综合集成研讨厅的工程项目风险集成管理。师征（2012）基于BIM特点和项目管理理论，构建了适合我国现阶段发展的工程项目BIM管理流程，并通过实例模拟验证了组织结构设计的合理性。[38]针对集成管理信息化研究，刘尔烈（2001）等认为工程项目集成化管理模式实现[39]的两大基石是网状项目组织结构和集成信息系统。丁卫平（2004）基于三维模型和兼容协议，开发了能将信息模型与进度、成本等信息进行整合的软件平台，实现了3D到nD[40]的建模以及工程项目可视化的集成管理。陈勇强、吕文学和张水波（2005）结合工程项目自身特点，研究了工程项目信息管理和信息集成，提出了工程项目集成管理系统的管[41]理目标、总体集成框架和初步实施方案。高璇（2008）在协同网络工作环境下，运用[42]UML建模语言对集成管理系统进行了开发设计。涂小京（2012）基于网络信息技术，研究了工程项目集成信息管理，实现了关键对象的动态信息管理和智能决策。[43]针对集成管理模式研究，仉冰（2005）等把集成化理念运用于工程项目管理，并从工程项目目标集成、内外部集成模式、信息平台等方面提出了集成管理创新理论。陈敬[44]武，袁鹏武（2008）通过分析各目标的平衡点，提出了一种可以兼顾各主体、各阶段[45]以及三大管理要素的项目集成管理模式。万冬君（2012）基于全生命周期理论，综合项目全过程、全方位、全生命期以及全要素管理，提出了关于质量、进度、费用、安全、环保等要素的集成管理实施办法。综上所述，可以得出如下结论：近年来，国内外对于BIM技术以及工程项目集成管理的研究内容和领域越来越深入。项目管理人员越来越重视项目全过程的管理、逐步将BIM技术运用于工程项目集成管理中。但目前国内对于BIM技术和集成管理理论的结合运用，主要表现在工程项目的信息管理与传统三大目标的管理，尚未从工程项目全过程的角度，将工程项目中各参与方管理、多要素管理、信息管理以及组织管理的综合集成。1.4研究内容当前BIM技术在我国的应用大多集中在设计阶段和施工阶段，对整个项目的全过程集成运用还不完善，考虑到项目生命周期长、施工复杂、管理因素多以及庞大的信息量，运用BIM可以实现全过程的信息传递和共享。鉴于BIM和集成管理的优势，本文主要从集成管理内容和组织管理制度两方面，构建基于BIM技术的建筑工程项目集成管理框架。并通过某综合建筑群的案例分析，验证BIM技术在工程项目集成管理中的高效性和优越性。具体内容如下：（1）从工程项目全过程中多要素管理、各参与方管理以及信息管理三方面阐述了集成管理的内容，明确项目多要素管理的内容和各参与方管理的范围。5 （2）研究基于BIM技术的组织结构、组织内部职能分工和激励机制。（3）构建基于BIM技术的工程项目集成管理框架，并通过案例验证其可行性，为BIM技术在建筑工程项目管理中的全面应用提供借鉴和指导。1.5研究方法与技术路线1.5.1研究方法本文主要运用了以下三种研究方法：（1）文献研究法。通过计算机网络、学校图书馆等途径，对BIM技术、组织管理、信息管理以及集成管理等相关的学位论文、期刊、书籍等资料进行收集，为国内外研究现状和项目集成管理模式研究提供理论支撑。（2）比较研究法。对现阶段传统项目管理模式和基于BIM技术的集成管理模式的比较研究，分析了传统项目管理模式存在的问题以及产生问题的原因，同时对BIM项目集成管理模式的特点、应用原理和应用推广障碍进行分析。（3）案例分析法。结合案例分析了BIM技术在工程项目集成管理中的实际应用情况，验证了BIM技术在项目集成管理中的可行性和优越性。1.5.2技术路线6 研究路线研究内容提出问题研究背景研究现状研究意义理论研究BIM技术理论项目集成管理理论基于BIM的工程项目集成管理框架模型理论应用集成管理内容组织管理制度多要素集成管理各参与方集成管理信息集成管理BIM信息集成管理系统平台解决问题案例应用结论与展望图1-1技术路线图Fig.1-1Thetechnologyroadmap7 第二章集成管理与BIM技术理论2.1集成管理理论2.1.1集成管理的内涵及特点集成化的理念最初来源于1969年，由美国学者霍尔（Hall）提出的系统工程“三维[46]结构体系”，它是一种解决大规模、结构复杂、因素众多的复杂工程组织与管理问题的思想方法，其本质上是一种管理理念集成的体现。因此集成管理是指对特定要素的集成活动以及集成体的形成、维持及发展变化，进行能动的计划、组织、指挥、协调、控制，以达到整合增效目的的过程。且集成管理的对象主要是要素的集成活动，既包括对具有公共属性要素的集合过程的管理，又包括了对要素经过集合后所形成的整体或系统的维持，以及对整个系统在内外环境作用下变化、发展规律的研究。基于集成理念，对时间维（过程集成）、逻辑维（组织集成）、知识维（信息方法集成）这三个维度的空间结构系统进行集成，则构成了集成管理系统，能够加强管理系统和对象间的内部联系，实现整个管理系统的协调程度和管理效益的提高。集成管理是一种全新的管理理念与方法，是强调运用集成的思想和理论来指导管理实践，其特点如下：（1）主体行为性。集成是集成主体——人的有意识、有选择的行为过程，是为实现集成主体某一具体目的而进行的有意识的活动。因此，集成管理突出强调集成主体的主体行为性。（2）功能倍增性。集成管理是一种以功能倍增或涌现出新的功能为结果的，因此它不是集成要素各功能的简单加和，而是一种非线性功能变化或功能涌现。如集成电路，不仅大大提高了分立元件所组成电路的功效，而且在抗干扰性、稳定性等方面增加了新的功能。（3）整体优化性。集成管理是集成行为主体的有意识、有选择的过程，这种有意识、有选择的过程本身就包含着优化的思想方法，而且经过有目的、有意识地比较选择，能充分发挥各集成要素的优势，最终实现整体优势、整体优化的目标。（4）相容性。各可集成元素（单元）之间相互关联，这种关联是各集成元素（单元）能否集成为一个整体的必要条件。2.1.2建筑工程项目集成管理建筑工程项目，是以建筑物为目标产出物、有开工时间和竣工时间的相互关联的活动组成的特定过程。该过程要达到的最终目标应符合预定的使用要求，并满足标准（或业主）要求的质量、工期、造价和资源等约束条件。因此，建筑工程项目集成管理即是从建设工程项目全生命周期的角度，运用集成思想和网络信息技术，以工程项目信息为核心，对工程项目管理人员、工作内容、进程以及设定的管理目标进行远程智能化的控制，实现项目整体价值和功能的提升。主要包括组织管理、主体管理、要素管理以及信息管理四个方面。8 （1）组织集成管理。在组织集成管理中，通过集成化建立为实现共同项目目标，能承担各自的项目任务的组织结构，建立相应工作流程、责任体系、风险管控以及激励机[47]制等，使具有各自利益的各参与方共担利益与风险，更好地服务于建筑工程项目目标。表2-1列举了常用的组织结构形式及特点。表2-1项目组织结构类型Tab.2-1Thetypeofprojectorganizationstructure类型直线型职能型矩阵型组织的高、中、基层各在直线型基础上，再按专组织中的每一个成员既隶管理职位均按垂直系统直线业分工设置只能管理部门，且属于纵向的职能部门，又同时特排列，各级行政主管对其下各部门有权在其业务分工范围隶属于一个或几个横向的产品点属拥有和行使全部的管理职内向下级颁布命令单位或项目单位权。是高度的一元化领导组织结构结构简单、权责明确、按专业设置职能部门，可灵活应变能力强；小组成指挥统一、联系简捷、决策以吸收各方面专家参与管理，员积极性高；有利于人力资源优迅速、管理费用低提高管理水平和效率的充分利用；有利于加强部门点间的横向联系；有利于最高主管实施分权管理容易产生专制，妨碍下多头领导，政出多门，破处理不当，容易引发项目属发挥主动性和创造性；主坏了命令统一原则，易造成管主管和职能部门主管之间的权缺管容易陷入日常行政事务理混乱；直线主管与职能部门利争夺，产生互相推诿、互相点中；没有专业化分工不利于的职责权限难以划分清楚；职扯皮的现象；项目小组是临时管理水平的提高能部门之间协调困难；管理人性的组织，易使成员产生短期员和费用增加行为适用于技术较为简单、适用于规模不大但任务较适用于某些业务中存在需适业务单纯、人员数量少、规复杂需要专业化职能管理的组要集中各方面人员参加的项目用模较小的组织，也可适用于织组织性中型组织现场作业管理（2）主体集成管理。即各参与方的集成管理，在项目全生命周期管理过程中，应用管理科学、系统科学、自然科学、工程技术和信息技术等管理手段及方法对各参与方的工作任务、职责等进行集成管理。（3）要素集成管理。由于工程项目同时存在质量、成本、进度、安全、风险和沟通等多个相互制约的项目要素，因此需要对这些项目要素进行集成的规划考虑。项目各参与方应强调实现多要素目标的一致性，共担利益风险，防止各参与方为了各自利益而损害其他方的利益，只有整个工程项目的多要素目标实现了，各参与方的目标才能实现。（4）信息集成管理。从建设项目提出、市场调研、可行性研究、评估、决策、设计、施工到竣工验收及后期的运营物业管理等一系列工程活动中，收集和整合大量建设工程信息，用于指导和控制工程项目的建设工作，提高信息使用效率，减少因为沟通问题导致的费用增加，提升项目利润。9 2.1.3工程项目集成管理模式管理模式是一种由项目管理者基于假设的基础上，设计出的一整套具体运用于企业的管理理念、管理程序、管理制度、管理内容、管理工具和管理方法论体系，并通过企业的反复运用，逐渐使企业自觉在运行过程中按此框架进行操作的管理规则。当前，我国大多数工程建设项目采用的是设计——招标——建造的模式，这种模式虽然具有专业分工明确、管理阶段明细、管理重点突出等优点，但人为地阶段割裂（设计、施工、采购等）和专业割裂（建筑、结构、给排水等），导致了项目目标与组织冲突、信息沟通不畅、项目知识割裂等问题严重，制约着建设项目的实施绩效，是制约我国建筑业管理水平提高的重要因素之一。工程项目集成管理模式是一种基于信息技术的新型高效的工程项目管理模式。依据工程项目和项目管理的特点，基于系统化和集成化理念，综合考虑了工程项目从前期决策到后期运营维护全生命周期中各要素间相互关系、各参与方的在项目执行过程中的动态关系以及项目全过程中信息的高效传递和数据共享，从项目整体出发，对工程项目实施全过程中的组织、要素、主体和信息进行系统科学性的管理，实现项目在质量、进度和工期等目标的全面优化。即在实现信息安全共享的基础上，通过建立各参与方平等协调的项目管理机构，并由该机构在项目全寿命周期全过程实施项目决策和管理，进而提高项目管理水平和管理效益，弥补了当前工程项目实施过程中被人为割裂的不利局面。传统管理模式和集成管理模式的区别如表2-2所示。表2-2传统管理模式与集成管理模式区别Tab.2-2Thedifferencebetweenintegratedmanagementmodelandtraditionalmanagementmodel传统管理模式集成管理模式产生背景工业化日益发展的基础上信息化时代的新型管理模式基础上管理对象人、财、物等资源管理主体的创造行为研究对象人与机器、人与环境的关系人才、信息、科学技术等通过系统的有效集成，改善工作方式和组织结通过专业化分工，改善劳动条件，提高构；注重使用激励的管理方法建立集成系统；体力劳动的工作效率；侧重点注重将企业内部各类要素与企业外部的相关环忽视了信息的作用，而重视的是企业内境资源进行合理整合，并使内外资源的各种优势部各项资源的合理配置和有效利用间能进行有效互补，达到“1+1>2”的效果2.2BIM技术理论2.2.1BIM的内涵30多年前，美国ChuckEastman博士首次提出了建筑信息模型的概念，他认为：“建筑信息模型综合了所有的几何模型信息、功能要求和构件性能，将一个建筑项目整个生命周期内的所有信息整合到一个单独的建筑模型中，而且还包括施工进度、建造过程、[48]维护管理等过程信息。”Autodesk公司在2002年正式提出“建筑信息模型”的概念，指出建筑信息模型是在[49]建筑设计、施工以及运营过程中，创建和使用的一种可以计算的数码信息。10 而美国国家BIM标准则将BIM定义为一个共享的知识信息库，通过对项目功能特性的数字表达进行信息的传递和共享，为项目全生命周期中各参与方的决策提供准确的依[50]据。综上，BIM是创建并利用数字化模型对建设项目进行设计、建造和运营全过程进行管理、优化的方法和工具，通过对信息的插入、提取、更新和修改来支持在建设项目不同阶段、不同利益相关方的协同工作。2.2.2BIM的特点完整的建筑信息模型，是对工程对象的全面描述，也是连接建筑项目设计、施工和运营维护等阶段的数据、过程和资源的重要部分，表2-3概况了BIM的基本特点。表2-3BIM特点Tab.2-3ThefeatureofBIM特点说明一致性在建筑全生命周期的任意阶段保持信息的一致性，减少重复输入，降低信息的不一致性对象可以相互识别相互关联，自动统计分析并生成相应报表，且实时更新以保证模型的关联性完整性完备性包含工程对象的三维几何模型信息、拓扑关系、设计信息、施工信息以及维护信息可视化三维立体模型展示优化性基于BIM的其他性能分析工具动态处理模型更新前后各项数据，进行方案的综合优选协调性项目前期进行各专业间的碰撞检查，及时发现设计冲突，增强各参与方之间的协同工作模拟性日照模拟、声能模拟、热能模拟、5D模拟、疏散逃生情况模拟等等可以输出建筑图纸中的任何部位和构件，相应的预埋套管图、综合管线碰撞检查报告以可出图性及改进方案等BIM以上的特点能提高工程项目交付的速度，从而缩短工期，节约成本。此外，通过集成的信息模型，提供更好的交互协同能力，为工程项目全过程中各参与方和多要素的集成管理提供了可能。2.2.3基于BIM的集成与协同技术随着设计、投标、施工等各阶段工作的逐渐展开，与建设工程有关的信息不断增加并逐渐深化。而实际对工程各个阶段的信息利用却不完善，由于缺少统一的信息平台，各阶段衔接中均有大量信息丢失，出现信息“回流”的现象，如图2-1所示。BIM技术的出现，为避免和减少信息流失提供了可能，通过对信息的插入、提取、更新和修改来支持在建设项目不同阶段、不同利益相关方的协同工作，因而BIM的一个关键点就是信息交换过程。利用网络将各自独立的、分布与各处的多台计算机相互连接[51]起来，有效共享资源并协同工作。主要集成与协同技术如下：11 信息设计采购施工管理时间图2-1建筑工程周期中的信息回流Fig.2-1Theinformationflowinconstructionprojectcycle（1）CSCW技术：CSCW（ComputerSupportCooperative，计算机支持协同工作）是基于局域网和互联网开展分布异地、异构平台下的协同设计，在Extranet/Intranet乃至Internet环境，可以形成动态的随“产品”而转移的“虚拟设计组织”，支持同步或异步协同设计。例如：通过RFID、传感器、GPS、摄像机等各种传感技术，应用电子标签将任何物体与互联网相连接，实现中心计算机系统对机器、设备及人员的远程监视、自动报警、诊断、维护等的控制。（2）数据库技术：数据库相对文件具有共享性、并发性、安全性，并允许由分布式的、异构的应用系统访问和修改，从而成为BIM协同操作的重要技术支撑。（3）中间件技术：实现不同技术平台、不同领域的BIM软件之间的互操作，以及BIM与其他软件如ERP（EnterpriseResourcePlanning，企业资源计划）、BLM（BuildingLifecycleManagement，建筑全生命周期管理）、电子商务系统间的集成。表2-4列举了常用的BIM软件，可以作为信息集成分析的工具。表2-4常用BIM软件Tab.2-4ThecommonBIMsoftwares功能分类专业软件建筑建模RevitArchitecture、ArchiCAD、鲁班土建结构建模RevitStructure、BentleyStructure、鲁班钢筋设备建模RevitMEP、MagiCAD、鲁班安装碰撞检查Navisworks、Solibri、鲁班BIM浏览器nD模拟MSProject、Navisworks、Innovaya、鲁班MC、广联达BIM5D可视化3DSMAX、Navisworks性能模拟Ecotect、IES、GBS、EnergyPlus造价管理Innovaya、Solibri、鲁班造价、广联达造价进度管理Project、P6、鲁班MC、广联达BIM5D（4）软件服务技术：通过SOA（Service-OrientedArchitecture，面向服务的体系结构）、SaaS（SoftwareasaService，软件运营）等技术，在WEB层面对BIM相关的数据以及操作进行封装与服务集成，具有良好的松耦合性与跨平台性。例如：使用PIP，为项目各参与方提供一个基于网络的信息获取的单一入口，并进行个性化的用户权限和用户界面设置，实现项目各参与方各专业间安全、高效地信息交流和环境共享。12 第三章基于BIM技术的集成管理内容集成管理的内容主要包括了项目要素集成、各参与方集成以及信息集成三方面。要素管理是管理的对象，参与方管理是管理的主体，信息管理是要素管理和参与方管理之间的纽带，它们三者之间相辅相成，联系紧密。3.1基于目标分析的要素集成项目要素管理是集成管理的重要内容之一，在一个项目的实施过程中，各个要素的进程情况或变更都直接或间接地影响到其他几个要素，同时每一个单个的要素都与项目的成功与否紧密相连。这种多要素相互关联和影响的特性，决定了项目管理多要素集成管理实施的必要性。运用BIM技术可以实现项目全过程的多要素信息的共享和传递，便于各参与方对项目进行综合管理。因此，本节主要从质量、成本、进度、安全、环境五大目标要素进行分析，研究其基于BIM的集成管理。3.1.1BIM模型的相关信息提取及应用BIM模型中包含了丰富的信息，作为BIM主流的基础建模工具，本文以Revit模型为例，Element（图元）是Revit中最基本的类，通常使用3种类型的图元：模型图元、基准图元、视图专有图元。如图3-1所示。Revit图元模型图元基准图元视图专有图元主体模型构件注释图元详图墙楼梯轴网文字注释详图线楼板窗标高标记填充区域屋顶门参照平面符号二维详图构件天花板家具尺寸标注图3-1Revit的模型图元分类Fig.3-1ThemodelelementsofRevitclassification模型图元表示建筑的实际三维几何图形，包括主体和模型构件。基准图元用于帮助定义项目上下文。视图专有图元包括注释图元和详图图元两种，其中，注释图元是对模型进行归档并在图纸上保持比例的二维构件，详图图元是在特定视图中提供有关建筑模型详细信息的二维项。BIM模型是一个富含项目信息的三维建筑模型，依据上述分类标准，基于目标分析的五大要素可以从BIM模型中提取的信息，如表3-1所示。13 表3-1BIM模型中提取的五大要素管理信息Tab.3-1TargetmanagementinformationextractedfromBIMmodel要素管理提取的初步信息提取的具体信息人员信息培训信息、人员素质设备信息型号、厂地、使用年限、技术参数质量安全管理材料信息厂地、防火等级、传热系数、材质结构信息围护结构、功能信息、质量等级工程量面积、体积、标高、质量成本管理造价信息单价、数量进度计划模型阶段信息、节点、总工期进度管理施工工艺工艺流程、新技术资源信息人员数量、材料数量、机械数量场地信息地质信息、建筑地坪、场地构件环境管理建筑性能信息热阻、可见光透过率、日光得热系数BIM模型与其他辅助软件之间通过数据交换，可以衍生出各类测评，为设计优化和方案比选等提供量化的依据，图3-2分析了BIM模型的主要交换格式。施工模拟（Navisworks）NWC碰撞检查IFC基础模型IFC,DXF,性能分析（LubanBIMWorks）（Revit）（Ecotect）gbXMLIFC5D成本管理（LubanMC）图3-2BIM数据交换格式分析Fig.3-2TheanalysisofBIMdataexchangeformat这样，在最初的二维图纸分析基础上，利用BIM技术先进的三维参数化建模，将建筑物的各种信息以统一的形式在建筑信息模型中表达出来，实现建筑信息的集成化和信息的完全共享。通过相关的BIM检验系列软件，对参数化模型进行冲突碰撞检查，纠正偏差，同时可以运用虚拟漫游对已建三维模型进行全方位的实时检查。再将进度和成本信息添加到检验合格的三维模型中，并利用无线射频技术及现场IOT传感装置进行质量安全管理，最后进行资源分析、审核分析以及5D施工模拟等，各要素的管理流程如图3-3所示。14 工程分析AutoCAD建模Revit不合格碰撞检查Navisworks虚拟漫游合格不合格环境性能模拟Ecotect进度管理Luban土建成本管理Luban造价质量安全管理RFID总结分析LubanMC图3-3基于目标分析的要素集成管理流程图Fig.3-3Theflowchartofintegratedtargetmanagementbasedongoalanalysis更多BIM技术在多要素管理中的具体应用如图3-4所示。15 进度成本质量安全环境施工进度计划安排目标成本制定策划任务关联BIM模型材料用量计划阶段时间节点提醒4D模拟清单核量图纸不规范检查采光分析设计招投标不平衡报价日照分析阶段5D模拟进度计划与施工图预算高大支模查找场地布置施模型关联工材料控制一次碰撞准备产值计划图纸问题净高检查进度监控与预警措施工程量预留洞工程周边监控施进度资源计划资金计划砌体排布工支付审核下料加工过多算对比方案模拟程消耗量分析管线综合二次碰撞材料过程管理现场质量安全监控结算配合竣工工程量精算结算分析盈亏情况运维设备养护和更换自能耗分析动提醒阶段图3-4BIM技术在全过程要素集成管理中的应用Fig.3-4ApplicationofBIMtechnologyinthewholeprocessoffactorsinintegratedmanagement3.1.2多要素集成管理框架通过对BIM模型信息的提取和具体应用，验证了BIM技术在多要素管理中的可行性，本节从项目目标管理全过程，提出了多要素集成管理框架。对一个基本的项目来说，目标管理通常包括启动、计划、执行、控制以及结束这五个阶段。这五大管理核心的有机结合共同构成了完整的多要素集成管理体系。通过BIM16 技术以及相关联的物联网等信息化管理工具，结合全生命周期的过程管理，建立了基于BIM技术的多要素集成管理架构，如图3-5所示。计划、执行和控制是项目多要素集成的三大关键过程。其中，计划主要是基于BIM技术，构建完整的资源数据库，便于项目管理人员方便快捷的在BIM信息管理平台上确定资源投入量的具体实施计划；执行则是通过BIM信息管理平台上的各要素功能模块（如：进度控制模块、成本控制模块等）比较分析相应要素目标的实际与计划值的偏差，实时动态调整严重偏差部分，始终将偏离结果控制在计划范围；控制主要针对发生偏差的具体因素采取可控措施，调整并优化方案。项目要素的投入BIM数据库启动进度计划无成本计划偏差多要素集成结束质量计划安全计划环境计划进度控制成本控制质量安全环境有控制控制控制BIM信息集成管理系统平台图3-5工程项目多要素集成管理架构Fig.3-5Thestructureofmulti-factorintegratedmanagementinengineeringproject3.2项目各参与方的集成管理工程项目管理主要的参与方主要包括业主、设计方、施工方、监理方、运营方、供货商以及建设管理部门。通过对参与方的集成管理，可以减少项目参与方之间的沟通障碍，提高信息的使用效率，降低沟通成本，保证项目的多要素目标的实现。3.2.1各参与方集成管理的内涵建设工程项目全过程中有众多的参与方，不同参与方在建设项目全过程中职责和作用不同，因此需要和产生的信息也不同。基于BIM技术的信息管理平台提供了一个让各参与方进行信息交流的虚拟环境。各参与方的集成管理旨在通过运用BIM技术和计算机技术，结合集成管理理论，集成各参与方产生的各阶段信息，进行参与方集成管理虚拟环境的构建。在这种虚拟环境中，通过信息集成管理平台对用户的权限进行设置，各参与方可以灵活地处理各自权限范围内的工作信息，实现信息共享和协同工作。图3-6所示为项目主要参与方之间的传统式信息流结构向BIM化信息流结构的转变。17 业主业主政府监理政府监理总包分包总包BIM分包设计供货设计供货勘察勘察图3-6工程项目信息传递方式的转变Fig.3-6Thechangeofinformationtransmissionmodeinengineeringproject3.2.2建设全过程各参与方集成管理内容本节基于BIM技术，从工程项目全过程的角度，对项目各参与方的项目管理进行了分析，提出了各参与方全过程集成管理框架，如表3-2所示。表3-2各参与方全过程集成管理框架Tab.3-2Theintegratedmanagementframeofallparticipantsinthewholeprocess规划决策初步设计施工图设计施工阶段运营阶段提出建筑外形、根据BIM中心反馈审核BIM中心反审核批复BIM中向运营方移交业成本、进度、功提出进一步项目要馈的最终意见心的反馈意见BIM模型及运主能等建筑要求求营管理权按照业主制定审查设计方的概念审核各参与方提供实施合同管理、监利用竣工模型BIM的要求负责与设计并反馈业主的设计模型和参数管施工，审核变更为运营方提供中设计方、承包方并反馈业主并反馈业主设备运营和更心等沟通新服务从BIM中心、按BIM中心、承包按BIM中心、承包对各方提供的工设总包分包处获方反馈意见修改设方反馈意见，形成程变更及时更改计取工程信息，建计方案，多专业冲施工设计模型和规设计模型并反馈方立概念模型突检查范，反馈BIM中心BIM中心、承包方总为设计方提供为设计方提供项目基于施工设计模型基于现场条件和承工程信息及特深化意见并利用设形成项目施工指导范围，实时更新模包别要求计模型初步设计施模型并反馈BIM型并反馈BIM中方工指导模型中心、设计方心、设计方为BIM中心、提供设计审查、工深化施工模型，进与专业分包、供应分设计、总包方提程问题反馈，利用行多专业分包的冲方共同管理施工，包供质量、成本等设计模型创建施工突检查，反馈BIM实时更新竣工模方反馈意见模型中心、总包方等型并反馈BIM中心18 续表3-2向BIM中心、分包形成供应系统施工交付工程所需的供方提供与设计审查模型，向BIM中心系统和信息请求，应和工程相关反馈意及分包方反馈为竣工模型提供方见；创建供应系统信息并向BIM中模型心、分包方反馈基于概念模型协助编制初步设计协助编制施工图设对与运营有关的审核批复BIM运等信息编制项任务书；对初步设计任务书并提出咨信息进行收集、整中心的反馈意营目运营总体策计提供优化建议询意见理并存档见方划报告运用BIM技术，将各参与方在规划决策阶段就集中在同一工作平台，基于同一BIM模型，进行彼此间的协同工作和信息共享，实现项目多要素的集成管理。3.2.3各参与方的合同管理流程及工作条款1.合同管理流程工程建设合同管理已经成为建筑业发展和科学管理的重要环节。合同管理作为项目管理的起点，控制并制约着进度管理、质量管理、成本管理等，是项目建设的关键和保障企业利益的重要环节。业主合同资金管理合同综合评价合同终止工程分包合同及后评价合同范本库合同交底合同履行跟踪合合同变更采购合同同合同索赔台合同收入管理合同备案合同资金统计合同起草账劳务分包合同合同付款管理合同预结算合同结算统计设备租赁合同合同评审合同存档……成本管理……合同终止及合同起草合同订立合同履行管理合同分析归档工作内容交付物技术要点项目组织及管理文件格式及文件知识产权ERP系统、BIM合同标准BIM信息平台合同管理模块图3-7基于BIM的合同管理系统流程图Fig.3-7ThesystemflowchartofcontractmanagementbasedonBIM19 基于BIM的合同管理，一方面要结合ERP等系统，以合同起草为起点，实现从合同的评审、订立、履约、变更、索赔、法律纠纷到合同清欠等全生命周期的管理，另一方面要对涉及到BIM应用的任务以及交付内容、深度、质量提出明确、详细的规定，便于统一双方对BIM工作任务的理解，实现对BIM工作量的有效评估，保证交付质量，保障合同双方的利益。详细的合同管理流程图如3-7所示。2.BIM合同条款近年来，国内的工程合同条款体系越来越具有中国特色，并以合同的形式明确项目各参与方的权利义务关系。但这些合同范本没有对BIM的应用提出相应的条款，随着国内BIM应用的程度越来越高，要想更好的推广和应用BIM技术，必须解决BIM交付和应用标准的合同问题。鉴于国内在BIM应用标准和合同文件方面的缺失情况，只能借鉴国外的BIM合同文本。通过比较和研究发现，目前美国在BIM标准体系制定方面最为完善，因此本文借鉴ConsensusDOCConsortium和美国建筑学会提出的BIM合同文件，探索适用于我国的建设工程BIM合同。结合本国实际情况，目前我国的BIM合同条款不适合作为一个独立的合同文本，而应该作为相关合同的附录，用来对现有的设计合同文件、施工合同文件中与BIM相关方面不足规定进行补充，对工程合同条款的内容进行最大限度的完善，[52]切实将BIM技术应用到我国实际项目中。BIM合同条款应包括：总则、基本规定、BIM模型交付与模型管理、BIM实施计划、风险控制和知识产权问题。具体如表3-3所示：其中，总则是对BIM合同条款的总的说明，包括语言文字、图纸和文件的保密、适用情况以及计量单位等说明；基本规定主要规定了该附录订立的原则以及对BIM相关词汇的定义；模型交付的深度等级，是按照项目发展阶段将模型划分成三个交付等级，即概念设计、初步设计以及施工图设计交付等级，每个模型的交付等级对内容和使用范围的要求由低到高逐级增加。表3-3BIM合同条款框架Tab.3-3TheframeworkofBIMcontractclause分类内容所有合同文件中除专用术语外均使用中文，并对有必要解释的专用术语用中文语言文字进行注释图纸和文件对文件中涉及的相关秘密，各参与方必须对其保密，各方应承担违反保密协议总则的保密造成的后果以及相应的法律责任适用于单体面积2万平方米以上、结构复杂的异形建筑或超高层建筑或建设单适用情况位在工程招标文件中明确要求应用BIM技术的情况等计量单位所有计量均采用中华人民共和国法定计量单位如果该附录的内容和所附属的合同有不一致的地方，该附录具有优先解释权各参与方在使用模型过程中，一旦发现模型中存在问题时，应当及时通知他人所发现的错误，基本以便能及时改正，减少损失规定是对项目的建筑实体和功能特性的数字化表示，还用于描述模型构件或从总体BIM模型上表示单个或多个模型20 续表3-3构件指建筑物内或建筑场地内构件、系统或组装件的BIM模型的一部分本合同约定的涉及BIM成果的知识产权包括著作权、专利权、专有技术权等几何造型仅需要表现出几何实体的基本形状及总体尺寸，无需表现细节特征、概念设计内部构件组成等；信息应包含占用面积、高度、位置、方向等基本信息，也可模型交付等级将必要的非几何信息加入到模型构件中几何造型应表现出几何实体的主要几何特征及关键尺寸，无需表现细节特征、初步设计内部构件组成等；信息应包含构件主要尺寸、安装尺寸、标高、位置、方向等模型交付等级主要信息，也应包含构件的类型、规格、关键属性、关键参数等施工图设计几何造型应表现出几何实体的详细几何特征及尺寸的信息，应表现必要的细节BIM模型交付等级特征、内部构件组成等。信息应包含构件详细、准确的属性、参数等模型BIM模型应提供原始文件格式，转换并提供一种或几种通用文件格式，如IFC、交付NWD、DWF；分析模型应提供原始文件格式，并提供通用文件格式的分析报交付与告，如DOC、PDF；可视化成果应提供通用的媒体文件格式，如AVI、WMV、文件模型FLV等；二维视图应提供原始文件格式，转换并提供一种通用文件格式，如格式管理PDF、DWF等；说明文档应提供通用文件格式，如PDF，并且对于同类文件格式应使用统一的版本建设项目应用BIM技术的，各参与方必须要进行计算机软硬件的配置以及网络环境的构建BIM模型的建造者对其提供的模型内容有最终解释权。所有参与方只能把他人的成果用于规定的项目中，且合同和模型的主体是基于这个项目一般情况下，建筑设计师自项目开始就默认为BIM模型的管理者，当其发生变动时，应对变化后BIM模型管理者承担的责任在附录中予以明确，并由负责各阶段末尾的BIM模型管理者对相应文件进行记录保存在BIM技术实践中必须有系统管理员负责BIM系统平台的管理。建设单位负责根据情况需求对系统管理员进行聘用和更换，并对系统管理员的工作经费和人员工资进行承担BIM规定了各参与方应在综合考虑各方面因素的基础上，对各自的BIM责任进行明确，并可以列实施举附录和BIM实施计划之外的合理事项。一旦各参与方对此达成一致，另外补充的内容就可计划作为对BIM实施计划的修改风险所有参与方应共同分摊BIM应用中产生的额外风险，并规定各模型建造者应对各自提交的模分配型成果负责各模型建造者应当授权其它模型参与者以下权利来对第三方提起的关于版权侵害的潜在诉讼请求的风险进行管理：对于同一项目，其它参与方是所有建造者的成果的版权的所有者；双方知识如果没有事先约定，其它参与方不能将模型建造者的成果应用于其它项目上产权设计单位和建设单位应对项目结束后BIM模型使用的权限在合同中予以明确，并约定在建设单位没有支付模型使用费的情况下，设计单位有权取消其模型使用的权利3.3信息集成管理信息管理是指人类利用信息技术，对信息进行有计划的组织、领导及控制，来实现[53]对信息资源的有效地开发和利用，即人对信息资源和信息活动的管理。建筑工程中的21 信息具有数量庞大、类型复杂、存储分散以及动态变化等特点，因此要实现对工程信息的高效利用，就需要进行信息的集成管理。3.3.1建设全过程各阶段信息分析由于在建筑工程项目全生命周期过程中，产生的各种信息不会消失，而是会传递到后面的阶段，继续被应用。例如，设计阶段产生的建筑的规模大小、性能等信息，将会在运营维护阶段建筑的维护和改造中继续被使用。因此有必要从全生命周期的角度对工程项目各阶段的信息进行分析。下面依次对策划阶段、设计阶段、施工阶段以及运营维护四个阶段的信息进行分析。（1）决策阶段决策阶段主要是对项目总目标、阶段目标、项目投资额以及功能等进行定义，大多是使用非几何信息对拟建的项目进行描述。从全生命周期的角度来看，此阶段产生的信[54]息对后续工作的影响力是最大的。该阶段的主要信息构成如表3-4所示。表3-4决策阶段信息构成Tab.3-4Theinformationformofthedecisionphase分类内容市场方面的信息社会需求情况；产品市场占有率；价格变化趋势资源信息资金筹措渠道、方式；原材料、辅料来源；劳动力、水、电供应环境信息城市交通、运输、气象；地质、水文；项目周边配套设施情况；社会治安状况等公共信息国家或地方的法律法规；政策、标准、规范投资建议书；项目名称、规模、分布和功能；进度和建设周期；初步建设计划、经济投资研究信息效益；投资概算和资金来源信息土地竞投信息投标方案；建设规划用地许可证等文件；国有土地使用证；划拨建设用地文件项目说明、项目概况、投资环境分析、市场调研资料、规划方案、环境分析、建设方项目可行性研究式及进度安排、投资估算及资金计划、经济效益评价、风险分析项目推广信息全程营销策划方案；宣传计划等（2）设计阶段设计阶段通过多专业的协同设计工作，将业主的建设意图以及具体的功能要求转化为可以实施的模型。该阶段的主要信息构成如表3-5所示：表3-5设计阶段信息构成Tab.3-5Theinformationformofthedesignstage分类内容项目公共信息国家和地方政策、法律、法规、规范流程、环保政策、政府服务情况和限制同类工程项目建筑规模、结构形式、造价构成、工艺、地质情况及处理效果、建设工期、新材相关信息料、新工艺使用情况、经济技术指标拟建项目地质、水文、地形地貌、拆迁及安置情况、水电气接入点、周围建筑、学校、医所在地信息院、交通、商业、绿化、消防等22 续表3-5水文、地质勘察资料、设计深度和技术文件资料；设计任务书和进度计划；建筑勘察、设计信息各个专业设计图纸；初步设计、技术设计审核资料；施工图审查、审核信息；单位信息、人员构成等招投标、合同信息勘察设计招标文件、勘察设计投标书、中标通知书、勘察设计合同经济信息劳动定额、人、材、机市场价格、设计概算、施工图预算（3）施工阶段一般施工阶段的时间较长，期间需要投入大量的人力、物力以及财力，涉及到多参与主体的工作活动信息。该阶段的主要信息构成如表3-6所示：表3-6施工阶段信息构成Tab.3-6Theinformationformoftheconstructionstage分类内容项目公共信息法律、法规和部门规章制度、技术标准；新技术、新工艺信息、自然环境信息等工程概况信息工程概况、设计图纸（建筑、结构、水暖、电气等）、招投标文件、合同文件施工日志、质量检查记录；工程变更通知单；监理工程师通知回复单；隐蔽工程施工记录信息验收记录；材料设备进场记录施工组织设计、技术交底；主要材料、构配件、设备等的出厂质量证明和试验报施工技术资料信息告；施工试验记录；工程质量检验评定现场管理及工程协调施工平面图、现场平面布置、会议通知、会议纪要、洽商记录信息劳动力需要及配置计划、材料设备供应计划、资金需用量计划、材料消耗记录、资源计划信息工程款信息进度信息施工进度计划、WBS结构分解、工期信息、施工定额成本信息合同成本、实际成本、成本控制计划、成本分析文件、人、才、机价格安全及文明施工信息安全交底、安全设施验收、安全教育、安全措施、安全检查施工质量合格证书、单位工程竣工质量核定表、竣工验收证明书、施工技术资料竣工验收信息移交表、施工项目结算（4）运营维护阶段运营维护阶段通过对建筑本身进行日常维护，保证建筑设施的使用性能良好，为用户提供一个优雅舒适的环境。该阶段的主要信息构成如表3-7所示：表3-7运营维护阶段信息构成Tab.3-7Theinformationformoftheoperationstage分类内容接管的信息从施工单位接收的各种关于产权和技术方面的信息建设项目工程概况（建筑的几何尺寸、结构性能、建筑分析数据、空间布局情况工程概况等）、总平面布置等用户信息用户档案资料、服务需求；业主委员会成员信息；满住程度或空置率环境信息建筑设施内部环境；小区的绿化、车辆管理信息23 续表3-7公共信息国家、地方的政策法规、上级主管部门颁发的各种条例制度设备布置、参数、运行计划和性能信息、建筑设施规模、尺寸、空间布局、房间设备设施信息布置信息规章制度；各种设备、设施的日常维护和管理计划；房屋的日常维修、日常维护物业管理方案计划物业管理合同、租售协议；代缴各种费用的约定文件；会议记录、各种投诉记录、合同文件和记录信息往来人员记录、其他文件信息物业的出租、出售情况；设施设备的资产鉴定；建筑维修费用计划；物业缴纳、财务信息收取、花费信息治安、灾害防护信息治安管理条例、日常安保计划、逃生路线、消防通道信息通过对各阶段的信息进行分析，各参与方可以迅速找到各自需要的信息，为后面信息的高效利用做铺垫。3.3.2信息分析基础上的知识集成各参与方在项目管理的过程中，始终进行知识的获取、使用和创造，不断的进行知识的汇集和循环利用。通过上述建设全过程各阶段信息的分析，结合知识集成理念，实现项目管理过程中知识的获取、传递、使用和创新。工程项目管理中的知识集成目标是：在对项目管理流程分析的基础上，最大程度的对知识进行获取、积累、传递、运用、交流和共享利用以及反馈创新，使得管理人员可以通过传递和使用各自的知识，并互相交换优质知识信息，高效的完成项目管理任务。工程项目管理中知识集成的内容和过程如图3-8所示：知识反馈知识获取知识积累知识库知识传递和使用知识交流与共享图3-8工程项目管理知识集成图Fig.3-8Themapofknowledgeintegrationinprojectmanagement从图中可以看出，建筑工程项目管理知识集成的主要过程包括知识的获取、知识的积累、知识的传递和使用、知识的交流和共享、知识的反馈。其中，对知识的获取和积累又包含显性知识的采集和隐性知识采集，显性知识如工程项目的相关合同文件、电子文档等，隐形资料如工程技术、经验等。通过采集、分析和提炼这些知识，并最终将其存储在知识库中，大大提高了知识交流的高效性和以及知识反馈的创新性。因此，工程信息化是知识集成的一种表达方式，数据库是知识库的一种存在形式。3.3.3基于BIM技术的信息集成管理系统概念模型对工程项目各阶段的大量信息，如何有计划地对其收集、分类处理、储存以及对其中信息进行有效提取利用，是信息集成管理中的关键问题。虽然工程建设参与方已经普24 遍使用了互联网技术，但很多管理软件仍然是基于C/S架构和B/S架构，云技术和IOT技术仍然在发展阶段。由于各参与方对信息的需求不同，以及信息处理权限、信息保密等仍然未达成统一协议，导致信息共享程度不够，形成“信息孤岛”现象。针对现实中存在的问题，建立的信息集成管理系统应该具有结构稳定、联系紧密、协同交互性好并[55]可扩展的特性。基于BIM技术的信息管理系统平台可以高质量和动态地处理大量工程项目设计、施工、竣工验收及运营维护的相关信息，保证信息高效流通，实现工程项目管理信息化，为全生命周期各阶段做出最优决策。因此，本节从数据层、信息模型层和功能应用层对BIM信息管理系统概念模型进行研究。1.数据层数据层是一个中央数据库，包含了建设项目全生命周期内所有的信息，包含结构化数据和非结构化数据两类。信息随着工程项目的发展，不断进行更新。通过该中央数据库，可实现信息在不同阶段、不同参与方之间的传递和共享。数据层的主要工作是进行信息的采集、编码、归类和存储，具体如图3-9所示。信息收集WBS信息编码信息归类结构化数据非结构化数据多媒体信息工程文档无形信息结构化文档结构化模型报表···IFC模型解析器XMLIFC对象数据模型XML映射关系schema关系型数据模型数据仓库文件IFC关系实体IFC关系型数据库数据库建立关联存储存储注释流程BIM数据库选择关联图3-9数据层示意图Fig.3-9Theschematicdiagramofdatalayer（1）信息采集信息采集主要采用纸质记录、电子文件记录以及多媒体记录等方式。传统的纸质记录信息的方式费时费力，文件传递过程中容易造成信息的延误、缺损和丢失。电子文件25 记录方式通过基于网络的云盘平台，项目各参与方可以将项目各阶段的信息（如几何信息、材料信息、类型信息、质量信息、进度信息、报表信息、成本信息、其他有形信息以及无形信息等）上传到该平台，由信息管理员对采集的信息进行前期的集中管理。（2）信息编码、归类由信息管理人员对云盘上收集来的各种信息逐层进行工程项目结构分解（WBS），[56]直至将整个项目分解成可控制的活动，以满足项目管理过程的顺利实施。在完成WBS工作后，综合使用项目编码四种基本形式（顺序码、分类码、结构码和组合码）进行项[57]目信息编码，以保证信息可以被计算机识别和操作。对编码后的信息中包含的各种离散杂乱的数据，按照文件格式和数据标准划分成非结构化数据与结构化数据。将诸如工程文档、报表、图像类多媒体信息、无形信息这类既没有预定义的数据模型，也无法用二维表结构进行逻辑表达的数据，归类为非结构化数据。基于IFC标准所描述的，并可以通过交换或解析存储到数据库中的结构化文档和模型，归类为结构化数据。（3）信息存储BIM数据库是一个信息存储平台，能保证不同阶段不同参与方需要的任何信息都可以随时从此数据库中提取，同时各个参与方也可以根据建设项目管理的实际需要，扩展和输入相应的信息，不断完善数据库信息。此外，存储在BIM数据库中的信息只需要在某一阶段由某个参与方输入一次即可，其他后续参与方只需要根据自己的使用需求提取这些信息，提高了信息使用效率。具体来说，BIM数据库要满足结构化数据和非结构化数据的存储要求。IFC关系数据库用于存储结构化文档数据和模型数据。数据仓库用于存储非结构化数据，其中文件数据库用于组织和管理各种类型的非结构化文档。采用XML（ExtensibleMarkupLanguage）技术对结构化文档信息进行存储，用户自定义不同的需交换的数据结构，这些结构的集合体组成一个XML的schema。不同的XMLschema实现不同软件之间对存储于相应的关系数据库中定义了实体属性和关系属性的数据交换。对结构化模型数据先通过IFC模型解析器处理成IFC对象的模型数据。由于IFC是基于对象模型进行信息描述的，而关系型数据库则建立在关系模型基础上，用二维表的数据结构记录和存储数据。因此就要建立关系型数据模式与IFC对象数据模型的映射关系，实现从对象模型到关系型数据模型之间的转换，并最终存储于关系数据库中。对于非结构化数据可建立统一的数据仓库以及专门的非结构化数据库，进行非结构化数据的集中存储和数据管理。如文件元数据库专门用于存储非结构化文档的元数据。它根据文件的不同类型建立不同的数据表来记录文件的元数据，并通过IFC关系实体与IFC数据库建立关联，从而形成完整的BIM数据存储。2.信息模型层信息模型层是建筑信息管理系统中的核心部分，连接着数据层和功能应用层，主要是利用从BIM数据库中提取的数据，进行建筑信息模型的创建，并利用扩展的数据进行信息模型的更新完善，为工程项目各参与方提供各自需要的模型信息。如图3-10所示。26 BIM数据库提取模型图元数据基本数据扩展数据成本进度技术...创建BIM几何模型完善BIM模型决策阶段子模型设计阶段子模型施工阶段子模型…建筑规划子模型方案设计子模型结构设计子模型MEP成本信息子模型进度信息子模型设计...………子模型功能应用层图3-10信息模型层示意图Fig.3-10Theschematicdiagramofinformationmodellayer模型图元定义了所有构配件对象及其属性和操作，因此创建BIM建筑信息模型，首先要从BIM数据库中进行模型图元数据的提取。其中，提取的模型图元基本数据（如几何数据、物理数据、功能数据等）是描述模型构件的自身特征和属性，用于创建BIM几何模型。其扩展数据是项目管理过程中所产生的与模型图元关联的信息或资料，如成本数据、技术数据、进度数据等。通过将大量的、非直接的与模型元素相关联的各种扩展[58]数据不断整合到信息模型中，逐步完善建筑信息模型。针对建筑工程全生命周期不同阶段，还可生成相应的建筑信息各阶段的子模型，各阶段子模型又可生成面向应用主体的子模型，如项目设计子阶段又可生成建筑设计子模型、结构设计子模型以及MEP设计子模型等。3.功能应用层功能应用层主要由工程项目各参与方对信息模型层获取的各类共享模型信息（如设计信息、成本信息、进度信息等），运用相应BIM软件进行分析应用，并将各自应用分析得到的信息进行相互交流和共享。例如：在设计阶段，将RevitArchitecture建立的3D建筑信息模型导入到Navisworks中进行建筑信息模型的碰撞检查；3D建筑信息模型导入到Ecotect27 Analysis中进行光照、热能等建筑综合性能分析；在施工阶段，3D建筑信息模型结合Project创建的施工进度信息进行项目4D进度管理等。但由于目前各软件公司开发的数据存储格式标准不同，出现了各专业软件之间信息无法共享的问题。IFC作为一个公开的数据表达和存储标准，使得工程类软件能够以其作为数据交换的中转站，完成数据的无缝链接，实现建筑项目各专业之间高效的信息交换。利用网络协作平台创建的虚拟网络环境，来实现工程项目各参与方各专业之间远程的信息交流和协同工作，完成全生命周期内模型信息的传递和共享。PIP技术作为网络协作平台的核心技术，通过为建设项目各参与方提供一个基于网络的信息获取的单一入口，个性化的用户权限和用户界面设置，创造了项目各参与方各专业间安全、高效地信息交流和共享环境。4.BIM信息集成管理系统概念模型全面的建筑工程项目BIM信息集成管理是运用BIM技术，进行项目全过程、多要素以及各参与方的综合集成管理。其中，BIM技术提供集成管理的技术支撑；过程集成管理将项目的全寿命周期，通过虚拟化组织模式和集成化的项目管理系统串联成一个整体；多要素集成管理将成本、质量、工期、安全、风险等多要素进行综合性管理；参与[59]方集成管理通过信息集成管理系统加强了各参与方之间的信息共享、交流和协同工作。数据层知识获取BIM数据库知识信息提取反馈与存储信息模型层信息模型库知识积累设计类施工类运营类…PIP技术知识库网络协作平台功能应用层知识共享信息交流与共享知识运用业主监理设计方施工方…分布式网络环境图3-11基于BIM的建筑信息集成管理系统概念模型示意图Fig.3-11TheschematicdiagramofConceptualmodelofBIM-basedintegratedinformationmanagementsystem28 此外，BIM信息集成的过程还应是一个知识集成的过程，通过知识的获取、积累、传递、运用、交流和共享实现知识的循环。因此，基于已构建的数据层、信息模型层和功能应用层三大模块，结合工程项目的过程管理、多要素管理、参与方管理以及知识管理，搭建了分布式网络环境下基于BIM技术的信息集成管理系统概念模型，如图3-11所示。5.基于BIM技术的工程项目信息集成管理系统平台功能设计BIM信息集成管理系统平台由平台管理和信息集成管理两大模块组成。其中，平台管理模块主要是针对于系统平台的管理人员，它们主要对平台的用户进行管理以及系统的更新维护。信息集成管理模块主要针对项目各参与方的用户，用户进行注册登录后，可以通过数据存储与访问、BIM模型应用等功能模块对工程项目信息实施管理与应用。该模块是信息集成管理系统平台的核心。BIM信息集成管理系统平台的功能模块如图3-12所示。其中数据存储与访问功能在设计时，宜选用Oracle、SQLServer等大型关系型数据库，满足多项目多专业对海量数据的存储与使用需求，支持多用户的并行数据访问。采用基于[60]角色的访问控制，根据人员的不同角色设置相应的权限，如结构专业人员一般情况下只能对本专业有读写权限，而对其他专业数据没有读写的权限，来对数据的读、写、修改、删除或提取进行控制，保证数据访问与使用的安全性。软件开发功能设计时通过提供统一的API（ApplicationProgrammingInterface，应用程序编程接口），使用户能直接对IFC数据进行编程扩展，免于处理IFC标准复杂的实体之间[61]的关系，而根据专业应用需求进行程序开发。BIM信息集成管理平台平台管理模块用户管理系统更新维护用户基本信息用户注册用户权限管理系统日常维护数据库管理版本更新/注销信息集成管理模块用户模块数据存储与访问BIM模型应用软件开发用户登录数据存储与更数据共享与交换要素管理系统用户注册用数据查询模型管理BIMAPI户交流帮助软件设计/注销新图3-12BIM信息集成管理系统平台示意图Fig.3-12TheplatformschematicdiagramofBIM-basedintegratedinformationmanagementsystem29 BIM模型应用功能提供的模型管理以及BIM软件应用功能，使得用户可以直接对信息模型进行浏览，选择不同的信息模型显示选项，查看组成信息模型的构件并获取构件的相关属性，再通过各专业软件对建筑信息模型进行各种性能模拟分析，完成各专业间数据的交换和共享，实现项目各参与方之间的协同工作。并通过要素管理系统对质量、成本、进度等目标要素进行集成管理。3.4本章小结本章从工程项目多要素管理、各参与方管理和信息管理三方面研究了集成管理的内容。其中，在BIM模型中提取并应用了基于目标分析的质量、成本、进度、安全、环境五个要素管理的信息，构建了项目多要素集成管理框架；从业主、设计方、施工方、BIM中心等参与方的角度，建立了项目各参与方集成管理框架；基于数据层、信息模型层和功能应用层，构建了基于BIM技术的信息集成管理系统框架模型，并进行了BIM信息集成管理系统平台的功能设计。30 第四章基于BIM技术的组织管理制度及集成管理框架在项目集成管理内容的研究基础上，本章基于BIM技术从组织结构、责权利分配和激励机制三方面对组织管理制度进行阐述，并建立了集成管理框架。4.1组织结构的建立组织集成是一种新型的组织模式，它是在项目协作、动态联盟、虚拟组织等组织集成理念的指导下，把项目各参与方联合起来组成的管理组织。4.1.1新型组织结构建立的必要性工程项目集成管理要求工程项目各参与方从全局角度考虑，充分利用各方特有的知识和经验，积极主动的参与工程项目管理，因此需要为各参与方提供及时、准确的信息交换和共享。然而现阶段项目各参与方的组织关系大多是基于一系列相互分离的合同构建的，由于合同关系过于分散，严重阻碍了各参与方之间的信息交流和共享。因此，传统的项目组织结构已经满足不了工程项目集成管理的要求，需要一种新型的项目组织结构来适应集成化管理。4.1.2项目组织结构通过对项目多要素集成管理、多参与方集成管理和信息管理的研究组织管理的研究，结合组织管理理论，建立业主主导下的基于BIM的工程项目组织结构。各个参与方通过网络技术和信息管理系统平台实现对同一个BIM信息模型的信息交流和数据共享。该组织结构可按照不同项目阶段的需求而加入新的参与方，信息管理员通过对不同参与方设置访问权限，实现对各参与方信息获取的权限管理。BIM中心的项目经理作为业主代表，负责参与各主体间的协调、沟通以及项目决策，并指导建立BIM信息协同工作平台，确保各参与方进行协同管理，提高工作效率。如图4-1所示即为基于BIM的工程项目组织结构。该种组织结构是在矩阵组织结构的改进和创新基础上建立的。BIM中心在决策阶段和施工阶段接受来自业主方的指令，在运营阶段接受来自运营方的指令。与传统项目管理组织结构不同的是，业主方虽然是项目的最高指挥者，但它并不是直接对工程项目进行管理，而是通过BIM中心对项目各参与方以及下设的各职能部门进行管理，BIM中心作为项目的最高决策部门，是业主方的项目最高代表，当纵向工作部门和横向的工作部门的指令发生矛盾时，由BIM中心进行协调并反馈业主方。BIM中心主要的工作职责包括：以业主需求为导向，明确项目集成管理目标，在全生命周期过程管理中运用动态控制原理进行控制和调整；确定工程项目集成管理目标的任务，如费用管理、工期管理、合同管理、信息管理以及安全管理等；通过对目标任务的分析，进行组织设计和工作流程设计，完成组织结构中各部门人员的管理职能分工；从全过程角度分析和评估各参与方提交的各种问题，在此基础上做出决策并指挥相关参与方执行决策方案。31 业主方运营方虚拟组织BIM中心质量管理组成本管理组采购安全设计施工信息系统维护管理组管理组管理组管理组管理组……组设计方施工方监理方基于BIM模型沟通与管理材料供应方……注：指令关系协调关系图4-1基于BIM技术的项目管理组织结构Fig.4-1TheorganizationstructureofprojectmanagementbasedonBIMtechnology此外，这种组织结构中，横向和纵向工作部门的工作内容都围绕着BIM信息模型展开，通过对模型信息的收集与共享利用，改变了传统组织结构中信息传递完整性和沟通性差的特点，还将各参与方的利益捆绑在一起，共担风险，迫使各参与方之间增加沟通和交流，消除组织间的障碍沟通，实现组织的集成管理。4.2组织内部职能分工各管理主体在组织结构建立后，根据各主体特点，设置相应的质量、进度、成本、安全等管理部门，并根据工程建设管理需要配备技术人员和管理人员，明确界定各部门和人员的管理职责。在BIM集成管理模式中，职责体系涵盖了业主方、运营方、BIM中心、设计方、施工方、监理方以及材料供应方等多个主体，其中起到核心地位的是BIM中心。BIM中心作为项目管理组织结构决策管理机构，以业主的需求为目标，保证各参与方各专业部门之间的工作协同和信息共享，加深各方之间的相互信任，确定各参与方的具体职责和项目的实施计划，最终实现工程项目的高效率运作和项目利益的最大化。因此，有必要对其职能部门设置及责权利进行阐述。如图4-2所示，为BIM中心的组织结构图。32 BIM中心项目经理质量管理组成本管理组采购管理组安全管理组设计管理组施工管理组信息管理组系统管理组质量工程师造价工程师采购工程师安全工程师设计工程师土建工程师安装工程师数据管理员系统管理员图4-2BIM中心组织结构图Fig.4-2TheorganizationstructurechartofBIMcenter其中，BIM中心的项目经理是整个BIM中心的最高决策者，应具有丰富的项目管理经验和良好的组织能力及沟通能力，熟悉BIM技术及软件应用。BIM系统维护员应具有一定的计算机应用背景和BIM系统维护的经验。BIM数据管理员应熟悉BIM软件应用，具有良好的计算机应用能力。表4-1列出了BIM中心部分岗位职能分工。表4-1BIM中心部分岗位职能分工表Tab.4-1ThepartdivisionofworktableofjobfunctionsofBIMcenter岗位工作内容负责BIM项目决策，制定BIM工作计划建立并对项目BIM团队进行管理，明确各角色人员职责与权限，并定期对组员进行考核、评价和奖惩负责BIM环境的保障监督，监督协调系统管理员完成BIM软件、硬件及网络环境的建立BIM中心项目经理确定项目中的各类BIM标准及规范负责对BIM工作进度的管理与监控组织人员对搭建的各专业BIM模型的进行协调、管理、分析以及出图等负责阶段性检查和交付检查，对存在的问题组织解决，确保BIM交付成果的质量要求负责对外数据接收或交付，配合各参与方完成数据和文件的接收或交付土建专业建模及工程量报表输出土建专业图纸问题汇总土建工程师协助现场质量、安全管控施工可视化模拟图纸审查设计工程师建筑性能分析管线综合检查机电各专业建模及工程量报表输出安装工程师安装专业图纸问题汇总33 续表4-1碰撞点检查管线综合优化施工图预算目标成本优化造价工程师成本分析竣工结算负责BIM系统平台、存储系统及BIM数据库、构件资源数据库系统的日常维护管理、备份等工作BIM系统维护员负责各系统的人员及权限的设置与维护负责各项目环境资源的准备及维护负责对各项目、各部门的构件资源数据及模型、图纸、文档等项目交付数据进行收集和整理负责按照标准对项目交付数据及构件资源数据进行审核，并提交审核情况报告BIM数据管理员负责按结构化对构件资源数据进行整理完毕后导入构件库，并确保数据良好的检索能力负责维护构件库中的构件资源，保证构件库资源的一致性、时效性以及可用性负责对数据信息的汇总、提取，供其他系统应用除业主外的项目各参与方应服从于BIM中心的统一领导，并积极支持BIM中心的管理工作。具体职能如表4-2所示。表4-2各参与方职能分工表Tab.4-2Thedivisiontableofjobfunctionsofallparties岗位工作内容按照建设法规和相关政策的规定履行相应的责任和义务；正确处理与BIM中心的关系，授权BIM中心管理权力业主方及时审核批复BIM中心提交的反馈意见督促BIM中心按合同约定的安全工作内容进行承包人安全工作的检查将业主的建设意图体现在建筑模型上，指导后续的施工活动设计方按BIM中心、施工方等反馈意见进行模型设计根据各类变更，及时调整信息模型根据BIM施工模型和业主要求，编制具体的施工组织方案，负责施工方案可行性的论证并控制工程造价按合同约定的安全工作内容，编制施工安全措施计划送监理人审批负责施工材料的安全管理，特别是对易燃易爆以及有毒腐蚀性危险品的安全管理施工方按约定的内容和期限，编制详细的BIM施工进度计划和BIM施工方案说明报送BIM中心和监理方完善质量检查制度，并配备专业的质检人员按时提交工程质量保证措施文件报送BIM中心和监理人审批34 续表4-2严格按照法律规范和合同协议为业主和BIM中心提供管理咨询服务协助BIM中心进行三大目标管理和信息管理，协调好各参与方之间的工作关系监理方在约定的期限内对施工方提交的BIM施工进度计划和BIM施工方案说明，作出批复或提出修改意见在合同约定的时间内，对施工方提交工程质量保证措施文件进行审批按照BIM中心和施工方的具体需求，供应材料及构配件并对所供材料的质量和材料供应商数量负责在规定的时间内将供应材料送至指定地点在决策阶段，协助环境影响报告的编制；编制项目运营总体策划报告并进行项目后评价的准备工作在设计阶段，分析建筑设计方案，并结合运营经验给出相应优化建议；协助编制初步设计和施工图设计任务书运营方在施工阶段，制定招标文件中运营方面的有关条款；参与合同谈判和相关文件的编制；收集并保存施工阶段中有关运营方面的各种信息在运营阶段，从业主方接管BIM模型及运营管理权；授权BIM中心，进行项目后期的运营维护管理；及时审核批复BIM中心的反馈意见；通过分析运营前各阶段的资料信息，结合物业管理实际情况对项目进行后评价需要注意的是，在集成管理模式下要求运营方在项目规划决策阶段就应介入，通过对各阶段的信息收集整理，更好的为后期运营阶段服务。4.3激励机制为了超额完成项目目标，需要将项目人员的目标与项目最终目标整合成共同的目标，通过设置奖励机制充分满足项目人员的需要，调动起项目人员工作的积极性和创造性。本文以BIM中心项目组织激励机制为例，各参与方下的激励机制参照此展开。为提高整个BIM项目团队的工作积极性，BIM中心的激励机制应包括物质激励和精神激励。4.3.1物质激励物质激励是对项目人员最基本和最实际的激励方式，它是实施精神激励的前提，主要表现在工作薪酬、奖金以及福利等方面。BIM中心项目部可采用“职位（岗位）工资+效益工资+奖金+福利”的薪酬制度。其中，在公司的岗位评价制度下，结合项目部管理人员不同的学历、职称以及岗位等来确定职位（岗位）工资；效益工资则根据项目规模和工程总投资来制定；根据最终项目盈利的多少来确定奖金的具体数额；福利的具体待遇根据不同对象和工作环境单独制定。1.职位（岗位）工资确定标准按照组织划分的：BIM中心项目经理、部门经理、高级工程师、中级工程师、工程师、技术员等不同层级确定不同的职位工资。2.效益工资确定的标准项目部各级管理人员，在施工项目停滞期间，没有效益工资，只有岗位工资（年末停工期间、跨年工程及工程竣工后结算时除外）；效益工资标准按项目的工程总投资或产35 值确定。3.项目部奖金分配标准公司应对超额完成任务的项目部所有人员发放奖金，奖金的数额按照超额利润部分的一定百分比进行提取，并经集团公司对奖金分配方案审核同意后兑现；为充分调动BIM中心项目经理的工作积极性和认可其在提高项目利润率中的领导能力，他在共享所有项目人员的超额奖金的同时，还可以获得公司提供的单独按一定比例提取的利润分红；还应设置创新奖励基金，对管理创新和技术创新进行奖励，鼓励项目成员利用所拥有的知识、能力、技术提高项目的运作效率，创造更高的项目利润。4.福利确定标准项目核心人员的福利标准，根据其对企业的贡献程度，结合具体岗位和工龄等进行制定。项目基层人员的福利，根据其具体工作环境以及工作季节进行制定，如高温补贴、特种工种补贴等。5.项目部绩效考核标准根据合同内容，BIM中心项目部对各项管理目标进行确定，并在明确项目管理绩效考核的指标及兑现条件后，与公司签订项目管理责任书。项目完成后，公司绩效考核部门对项目部提交的各项管理目标的完成情况进行量化考核，并将考核结果上报公司，由公司实施相应的奖金激励。4.3.2精神激励1.活动激励在项目实施过程中，为确保BIM团队在遭遇各种突发事件时，能始终保持足够的凝聚力，通过定期举办各种活动，如：在项目每个小阶段举办总结评优会；定期举办头脑风暴会，共同研究如何解决困难，不断地向团队释放激励。2.目标激励BIM中心项目经理从全局对整体项目进行考虑，制定总的项目实施目标，对团队成员的工作方向进行指导。实施步骤如下：1）制定项目组的整体目标；2）将整体目标在时间和空间上划分成若干个分目标；3）将团队整体划分为若干组，给每个组分配具体目标；4）小组的所有成员设定自己的目标；5）项目经理与各组讨论协商实现目标的行动计划；6）组织实施行动计划。项目经理对目标的进展情况进行定期检查，对于超前完成目标的组员进行一定物质奖励，并推选为学习标兵。3.培训与晋升激励在工程项目实施过程中应当为项目相关的技术人员和操作人员提供技术技能培训，挖掘项目人员创新潜力。此外，项目经理应定期通过与组员的沟通交流，对组员的个人需求和职业发展意愿进行充分的了解，鼓励组员积极参与项目全过程管理，并及时总结，通过BIM技术的应用给项目带来的直接或间接经济效益，经项目经理确认，按确认的年节约成本额的百分36 比作为奖金，对项目效益有突出表现的组员可以进行职位晋升为其提供适合其要求的晋升道路，充分调动组员的内在潜力。4.4基于BIM技术的集成管理框架4.4.1集成管理框架构建基础基于全生命周期的建筑工程项目集成化管理的本质是在全过程目标最优的指引下，将原本分离的投资决策、建设实施以及运营使用阶段统筹起来，综合考虑工程项目的进度、质量、造价、安全以及环保等要素目标，运用相关的理论和方法在工程建设管理中实现整体优化，以实现工程的可持续发展。集成化管理模式的构建，应包括全过程管理、全要素管理、各参与方管理以及信息管理四个方面。其中，全过程管理强调各方管理主体从项目全生命周期角度出发，加强对全要素目标的整体控制。全要素管理强调实现多要素目标的一致性，共担利益风险。各参与方管理则是基于BIM模型和工作协同平台，加强参与方彼此间的沟通和合作。信息管理通过收集、分类、处理和分析建设项目中的大量信息，来指导和控制工程项目的建设工作。由于全过程管理、全要素管理和各参与方管理的对象都是基于各种信息实现的，因此，信息管理作为上述管理的基础和纽带，是构建集成管理框架体系不可缺少的因素。4.4.2集成管理框架构建研究建筑工程项目集成管理的意义在于通过项目组织模式对信息进行控制，保证项目全生命周期中信息流的正确传递，确保项目的实施效率和最终效益。本文研究提出的建筑工程项目集成管理框架是一种基于BIM技术，以集成化理念为主要思想，全面考虑全过程各阶段中与项目有关的各种要素综合而成的一种管理框架，如图4-3所示。基于BIM技术的集成管理工作内容主要包括BIM技术和计算机网络信息化技术的应用、各参与方集成管理、全生命周期过程集成管理以及多要素目标集成管理。整体架构以各参与方集成管理为管理主体，多要素目标集成管理为管理要素，全生命周期过程集成管理为管理过程，BIM信息集成管理平台为管理工具，具体说明如下：（1）BIM信息化协同平台是集成管理的技术支撑，信息化是手段，集成是目的。（2）全生命周期的过程集成管理将项目从前期规划决策直至后期运营维护整个过程，通过BIM协同平台建立的集成管理系统串联成一个整体，将整个过程中的工程信息都通过信息化处理，存储在BIM数据库中。（3）多要素目标集成管理旨在解决以项目管理目标为线索的施工项目进度、成本、质量、安全以及环境等多要素集成化管理，包括因条件限制或环境改变引起的动态管理。通过BIM数据库，将工程项目全生命周期中各阶段的各要素信息进行存储。（4）各参与方集成管理旨在基于BIM协同工作平台，将项目各参与方集中于同一工作平台，增大相互间沟通和交流，加强信息共享，树立项目利益全局意识，最终实现合作共赢。37 政府、质检机构监督引导监督引导业主方设计方施工方监理方运营方材料供应方其他参与方BIM协同平台/BIM中心质量管理进度管理成本管理安全管理设施管理资源管理环境管理风险管理合同管理Internet或Intranet网络Web服务器数据访问BIM数据库决策阶段信息设计阶段信息施工阶段信息运营阶段信息成本类进度类、成本类、质量类、安全类、安全类、成本类、环境类设计类成本类、进度类环境类……………………图4-3基于BIM技术的工程项目集成管理框架Fig.4-3TheframeworkofintegratedprojectmanagementmodelbasedonBIMtechnology4.5本章小结本章主要从组织结构建立、组织内部职能分工和激励机制三方面对工程项目集成管理组织管理制度进行研究，在此基础上结合集成管理的内容，构建了基于BIM技术的工程项目集成管理框架。其中组织结构建立方面，阐述了新型组织结构建立的必要性，结合BIM技术，建立了以BIM中心为核心的集成管理组织结构，并对各参与方和BIM中心的职能分工进行了研究；从物质激励和精神激励两方面论述了集成管理的激励机制。38 第五章案例分析5.1项目简介该项目位于扬州市邗江区，由扬州本地某房地产开发商建设开发，江苏某大型国企施工集团作为总承包方，设计为集酒店、商业、住宅为一体的现代化综合建筑群。项目占地面积为1.75万平方米，总建筑面积为6.21万平方米，其中地下车库建筑面积为1.32万平方米，建筑高度最高为78.3米，工程设计使用年限为50年，抗震等级8级，耐火等级一级。5.2组织管理5.2.1建立项目组织结构该地产开发商在项目招标文件中，明确要求设计单位、施工总承包单位等在投标文件中提交有关BIM技术运用的文件，并建立了如图5-1的组织结构图。业主BIM中心设计方监理方施工方供货方图5-1综合建筑群项目BIM组织结构图Fig.5-1TheBIMorganizationstructureofarchitecturalcomplexcaseBIM中心作为业主代表，全面执行项目的管理工作，本项目BIM中心共有16人，其中BIM中心项目经理1人、设计部3人、成本部3人、工程部5人、信息部2人以及综合部2人。其内部组织结构图如图5-2：BIM中心设计部成本部建筑工程师工程部信息部综合部建筑工程师结构机电采购造价质量安全土建安装系统数据工程师工程师工程师工程师工程师工程师工程师工程师维护员管理员图5-2综合建筑群项目BIM中心组织结构图Fig.5-2TheBIMcenterorganizationstructureofarchitecturalcomplexcase5.2.2职能分工根据组织结构图，各参与方和BIM中心的职能分工如表5-1和表5-2所示。39 表5-1各参与方职能分工表Tab.5-1Thedivisiontableofjobfunctionsofallparties岗位工作内容负责协调各参与方的工作，并进行项目决策制定模型交付标准和交付节点审查设计方提交的BIM模型BIM中心检查各专业成果并向业主反馈分解目标任务，进行组织设计和工作流程设计明确项目管理目标，全过程进行动态控制根据BIM中心提出的项目要求进行工程设计并及时交付模型设计方按BIM中心、施工方等的反馈意见进行模型调整根据施工方案变化和变更，及时调整信息模型授权BIM中心管理权力业主方及时审核批复BIM中心提交的反馈意见对BIM中心的反馈意见及时审阅和批复根据BIM施工模型和BIM中心要求，编制具体的施工组织方案，负责施工方案可行性的论证并控制工程造价按合同约定的安全工作内容，编制施工安全措施计划送监理人审批根据设计方交付的BIM模型，进行施工模拟和交底施工方按约定的内容和期限，编制详细的BIM施工进度计划和BIM施工方案说明报送BIM中心和监理方完善质量检查制度，并配备专业的质检人员按时提交工程质量保证措施文件报送BIM中心和监理人审批按照法律规范和合同协议为业主和BIM中心提供管理咨询服务协助BIM中心进行目标管理，协调好各参与方之间的工作关系监理方在约定的期限内对施工方提交的BIM施工进度计划和BIM施工方案说明，作出批复或提出修改意见在合同约定的时间内，对施工方提交工程质量保证措施文件进行审批按照BIM中心和施工方的具体需求，供应材料及构配件并对所供材料的质量和材料供应商数量负责在规定的时间内将供应材料送至指定地点表5-2BIM中心部分岗位职能分工表Tab.5-2ThepartdivisionofworktableofjobfunctionsofBIMcenter岗位工作内容负责BIM项目决策，制定BIM工作计划BIM中心项目经理建立并对项目BIM团队进行管理，明确各角色人员职责与权限，并定期对组员进行考核、评价和奖惩40 续表5-2负责BIM环境的保障监督，监督协调系统管理员完成BIM软件、硬件及网络环境的建立确定项目中的各类BIM标准及规范负责对BIM工作进度的管理与监控组织人员对搭建的各专业BIM模型的进行协调、管理、分析以及出图等土建专业建模及工程量报表输出图纸问题汇总土建工程师协助现场质量、安全管控施工可视化模拟钢筋专业建模及工程量报表输出图纸问题汇总钢筋工程师钢筋下料审核协助现场质量、安全管控施工可视化交底图纸审查设计工程师建筑性能分析管线综合检查机电各专业建模及工程量报表输出图纸问题汇总安装工程师碰撞点检查管线综合优化施工图预算目标成本优化造价工程师成本分析竣工结算负责BIM系统平台、存储系统及BIM数据库、构件资源数据库系统的日常维护管理、备份等工作BIM系统维护员负责各系统的人员及权限的设置与维护负责各项目环境资源的准备及维护负责对各项目、各部门的构件资源数据及模型、图纸、文档等项目交付数据进行BIM数据管理员收集和整理负责按照标准对项目交付数据及构件资源数据进行审核，并提交审核情况报告5.2.3奖惩机制及规章要求1.BIM工作中心组员应积极参与本工程所有项目的投标、前期策划、施工过程管理以及竣工结算等。2．组员考核分配按全年完成项目BIM收费计价总额进行分配，全年完成总额在1000万以内的，总分配额为20%；1000-1200万部分按15%；1200万以上的部分按10%。41 3.组员应积极参与项目全过程管理，并及时总结，通过BIM技术的应用给项目带来的直接或间接经济效益，并经项目经理确认，经确认年节约成本或效益在200万元内的，奖励节约额40%；年总节约额在200-400万元部分奖励30%；年总节约额在400万元以上部分奖励15%。4.设置创新奖励基金，对管理创新和技术创新进行奖励，鼓励组员利用所拥有的知识、能力、技术提高项目的运作效率。5.对项目效益有突出表现的组员，通过BIM中心主任的考核，可以为其提供合适的晋升职位。6.严格执行公司的一切管理制度，服从BIM工作中心主任的统一分工和调配。7.辅导、指导公司、项目部各级管理人员掌握和熟悉BIM技术的应用，切实将项目全过程的管理转化为基于BIM技术的管理。8.严守商业机密、保护知识产权、严格部门授权、分级管理、各司其职。9.BIM工作中心成员每人缴纳5万元服务保证金，因服务不到位的将扣除部分保证金；擅自跳槽的将没收保证金，且公司保留对其诉讼的权利。5.3信息管理5.3.1BIM系统应用软硬件配置为了更高效率的完成BIM体系各项工作，本工程从软硬件两方面为项目提供技术支持。采用了BIM技术中较为成熟的Revit2014、CAD、Navisworks以及鲁班BIM系列软件。BIM系统应用软硬件的配置如表5-3、5-4所示。表5-3BIM应用系统软件配置Tab.5-3SoftwareconfigurationofBIMapplicationsystem软件名称版本软件功能Revit2014模型制作、管线综合、漫游Navisworks2012碰撞检查、漫游、进度及施工方案模拟AutoCAD2013二维图纸处理Luban_TransRevitLubanTransRevit_V2.2_X86BIM模型输出与转换鲁班钢筋2014V23工程量统计鲁班安装2014V15安装工程量统计鲁班土建2014V25复杂节点定位、高支模区域查找等鲁班下料2014V10钢筋下料等应用鲁班MC2014V8多项目集中管理、查看、统计和分析鲁班BE2014V4.5快速查询数据、构件属性等42 表5-4BIM应用系统硬件配置Tab.5-4HardwareconfigurationofBIMapplicationsystem位置CPU内存硬盘显卡客户端i54G512M独显500G建模机器i78G~16G2G独显1TBMobileQuadCore，项目管理服务器32G1TB—1800MHz（18×100）MobileQuadCore，MatroxGraphics模型服务器32G1TB1900MHz（19×100）G200eH（HP）5.3.2信息传递过程项目实施的过程中涉及到大量信息的交换和共享，图5-3清晰表达了本项目中信息传递的全过程。43 方案设计施工运营信施工施工变更息设计初步设计施工图设计施工图设计施工图深化施工图深化组织进度签证方案报审图报审图终版图设计图设计终版图交方案计划申请换主方案交运流初步设计施工图设计设计调整施工深化设计设计调整施工验收设计付营程B更新/新施工施工I建冲突建冲突管线冲突管线更新变更建模型进度方法模检测模检测综合检测综合模型验证M移交总包4D模模拟应净高验证净高验证更新模型用信BIM初设冲突检冲突检管线优施工图深化冲突检管线优标准模型测报告测报告化建议终板模型测报告化建议息交施工深化竣工净高验证报告净高验证报告换设计模型模型注：虚线代表信息交换，实线代表流程图5-3基于BIM的全过程信息流转图Fig.5-3Thelife-cycleinformationflowbasedonBIM44 业主BIM中心设计方承包商分包商供应方项目规划从业主、承包商、分提出与外形、功能、按照业主制定的要为工程项目初始目提供与项目质量、成包商等主要参与方成本和进度等相关求负责与设计方沟标提供信息，发现项本、进度和可建造性处获得信息，建立基的指导要求通目特殊要求等方面的反馈意见本概念模型初步设计提供设计审查并持设计审查并提供与根据BIM中心反馈审查设计方的概念根据业主、承包商等为深化的项目要求续提供与成本、质建设系统相关的成提出进一步的项目设计并反馈业主各方反馈意见修改提供进一步的反馈量、工期和可建造性本、质量和工期的反要求设计方案意见，开始初始设计相关的问题反馈馈意见深化设计进一步深化和改进审核BIM中心反馈审查设计改进模型创建施工模型，用于模型，集成各专业子创建分模型创建供应系统模型的意见并指导设计决策模拟协同和分析，实模型并进行冲突检测施设计审查施工图设计审核BIM中心反馈审核各参与方提供深化施工模型，实施最终设计模型和规最终项目分模型供应系统的最终模的最终意见的设计模型和参数各专业分包商的冲范型并反馈业主突检测施工审核批复BIM中心实施合同管理、监管实施合同管理，对工协助信息请求，基于与专业分包商、供应交付工程所需的系的反馈意见施工，审核变更并反程变更及时更改设现场条件和范围变商等一起管理施工，统和信息请求，为竣馈业主计模型更更新模型实时更新竣工模型工模型提供信息图5-4基于BIM的各参与方协同工作流程Fig.5-4ThecollaborativeworkflowofallpartiesbasedonBIM45 5.4集成管理要素基于BIM的集成管理体现在各参与方工作的协同以及项目要素的集成管理。鉴于项目仍在施工阶段，只分析了从规划到目前施工的过程中各参与方之间的协同工作流程，如图5-4所示。运用BIM软件系统实现了项目要素的集成管理，具体如表5-5所示：表5-5BIM在集成管理中的应用Tab.5-5BIMapplicationinintegratedmanagement要素类别管理内容具体应用现场管理人员利用鲁班iBan，将现场施工情况现场管理直接上传到鲁班BIM云端协同管理平台，供各专业管理人员实时掌握现场情况应用鲁班BIMWorks进行三维管线的碰撞检碰撞检查查，并优化净空和管线排布方案，减少变更和质量安全管理返工运用LubanMC进行虚拟模型与实体的对比，模型校验分析出两者间存在的差距，对可能发生的问题进行处理利用鲁班BE浏览器进行图纸会审，及时发现各图纸管理专业图纸问题运用鲁班MC软件进行5D施工进度模拟，直观进度管理5D进度模拟了解施工进度并进行动态控制利用鲁班MC系统精确统计所需的材料用量，限额领料实行限额领料成本管理利用鲁班土建、鲁班钢筋、鲁班安装软件生成工程量精算各专业的工程量报表，实现工程量精算多算对比利用鲁班MC进行多算对比，动态控制成本图5-5、5-6、5-7列举了项目实施过程中BIM在集成管理方面的具体应用。图5-5机电专业碰撞检查图5-65D施工模拟Fig.5-5CollisiondetectionofelectricalandmechanicalFig.5-65Dconstructionsimulation46 图5-7利用iBan进行现场管理Fig.5-7FieldcontrolbasedoniBan5.5案例小结项目通过引入BIM技术，实现了全过程的集成化管理和精细化管理，其中包括提供多专业碰撞检查报告，全过程成本的三算对比，虚拟化施工流程减少施工差错，材料采购指导和限额领料流程实施，实时进度控制等，提升了各专业间数据共享和工作协同效率，验证了BIM技术在工程项目集成管理中高效性和可行性。特别是在材料控制上大大提升对进出库材料的管理，统一进行限额领料，避免材料的浪费和减少二次搬运的费用。在设计图纸检查方面，多专业间发现碰撞点154处。机电专业碰撞检查，经筛选后得出有效碰撞点162处，节省人工约48个工日，避免返工人工费及材料费三十多万元，在施工前很好的避免了施工过程中发生的材料和工期的损失。通过LubanBIMWorks的虚拟施工指导，在三维以及动画模式下进行可视化交底，既直观又非常便于理解，提高效率，减少因交底不明确所产生的返工现象。据不完全统计，本项目引入BIM技术以来，所产生的整体经济效益保守估计在160万以上。因此，在工程项目前期建立BIM信息管理系统平台，使业主、设计、施工等各参与方基于同一平台进行信息的共享和工作协同，实现建筑工程项目集成化管理。47 第六章结论与展望本文基于BIM技术理论和项目集成管理理论，采用文献法、比较研究法分析了BIM技术与集成管理理论的国内外研究现状以及传统项目管理模式存在的问题。从工程项目多要素管理、各参与方管理和信息管理三方面研究了集成管理的内容，在此基础上阐述了基于BIM技术的工程项目组织管理制度，最后建立了基于BIM技术的工程项目集成管理框架，具体的研究成果如下：（1）构建了基于BIM技术的信息集成管理系统概念模型。从数据层、信息模型层和功能应用层三个层次构建了该模型，验证了工程项目集成化信息管理的可行性。（2）建立了基于BIM技术的组织结构。通过对项目多要素集成管理、多参与方集成管理和信息管理的研究，结合组织管理理论，建立了基于BIM的工程项目组织结构，为项目管理的新型组织结构提供参考。（3）构建了基于BIM技术的工程项目集成管理框架。并通过案例验证了BIM技术在工程项目集成管理中高效性和可行性，为BIM技术在建筑工程项目管理中的全面应用提供借鉴和指导。由于时间及水平有限，虽然论文从整体上提出了基于BIM技术的建筑工程项目集成管理框架，并基于信息集成管理系统概念模型进行了信息集成管理系统平台功能设计，局限于我国BIM模型交付标准和应用标准的缺乏、各软件系统平台接口的兼容性差、项目管理人员管理方法和思想落后，要真正实现基于BIM平台的工程项目全过程中各参与方、多要素目标的集成管理尚需时日。后期要完成的工作是在国家BIM模型交付标准和应用标准完善的基础上，完善BIM合同体系和组织结构、开发基于云端技术和物联网的BIM信息集成管理系统平台。48 攻读学位期间发表的学术论文（1）李明瑞,李希胜,沈琳.基于BIM的建筑信息集成管理系统概念模型[J].森林工程，2015,31(1):143-148.（2）沈琳,李希胜,李明瑞等.基于BIM-LCA的建筑环境影响评价方法[J].森林工程，2015,31(1):149-155.（3）姜荣荣,李希胜,李明瑞.一种基于BIM的建筑性能分析软件选用方法[J].土木建筑工程信息技术，2013,5(5):92-97.49 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