應用BIM技術構建工程項目管理信息化平臺

陳曉澤

廣聯達科技股份有限公司 北京 100193

隨著工程項目復雜性的增加，傳統管理方法面臨挑戰，BIM技術作為應對這一挑戰的關鍵工具，其在項目信息化管理中的作用變得尤為關鍵。本文聚焦于BIM在項目管理中的應用，討論了其如何優化項目流程、提高管理透明度，以及如何幫助項目團隊更有效地協同工作，以實現項目目標。

1 BIM技術應用基礎

BIM技術應用基礎涉及構建和利用建筑項目的數字化表示，以支持設計、施工和設施管理過程。在項目設計階段BIM能夠提供詳細的三維模型，這些模型不僅呈現了建筑物的幾何特征，還能夠反映結構、電氣、管道和其他系統的綜合信息，通過這種方式設計團隊能夠進行更為精確的沖突檢測，優化設計方案，以減少施工過程中可能出現的問題。在施工階段BIM技術則使得項目管理者可以直觀地追蹤項目進度和成本，評估各個階段的風險，從而實現對工程項目的實時監控和管理，施工團隊利用從BIM模型中提取的信息來指導現場工作，確保施工質量和進度符合設計要求，至于設施管理BIM模型提供了全面的建筑物資料庫，支持維護和運營團隊進行高效的資產管理和維護計劃。隨著云計算和物聯網技術的發展，BIM模型已經能夠實時收集和分析建筑性能數據，為建筑物的持續優化提供決策支持。因此，BIM不僅僅是三維建模軟件，它代表了一個多學科協作的信息共享平臺，這在現代工程項目管理中發揮著至關重要的作用[1]。

2 基于工程項目管理平臺的數字化需求

2.1 工程項目全過程管控

在初期階段通過設定明確的項目目標，比如確定總成本不超過1億元，工期限定在兩年內以及質量達到ISO9001國際質量管理體系標準，為項目的后續執行提供基礎的量化目標。在資源配置方面根據工期和成本目標，采用諸如EVM（Earned Value Management）管理技術，對項目成本進行跟蹤和控制，例如通過計算CPI（成本績效指數）和SPI（進度績效指數），確保CPI和SPI值均大于1，表明成本和進度控制在預期目標之內。在施工階段引入六西格瑪管理方法，力爭將缺陷率控制在3.4個缺陷每百萬機會之內，從而顯著提升工程質量，結合BIM技術實現對工程進度和資源消耗的實時監測和優化，例如通過BIM進行碰撞檢測，減少圖紙修改率至少30%，節省修正成本和時間。此外，對關鍵工序實施關鍵路徑法（CPM）分析，將關鍵工序的時間緩沖區限定在5%以內，以降低延期風險。對于材料采購實施嚴格的物資管理制度，如通過集中采購和批量訂購的方式，降低至少15%的材料成本，同時采用先進的庫存管理系統，將庫存周轉率提高到12次/年，確保物資利用效率最大化[2]。安全生產方面定期開展安全生產月活動，旨在通過全員培訓和應急演練，將事故率降至每百萬工時以下0.1次。此外，環境保護是項目管控中的另一項重要內容，通過實施ISO14001環境管理體系，確保所有施工活動的廢棄物排放量減少至少20%，并推行綠色施工，如使用低揮發性有機化合物（VOC）的材料和設備，減少對環境的影響。項目收尾階段，要通過綜合績效評價，確保每項工作均達到或超出預期目標，利用客戶滿意度調查等手段，將客戶滿意度保持在90%以上，同時對于項目中出現的問題和變更，應及時總結并形成案例庫，為后續類似項目提供參考和借鑒。

2.2 三維模型信息化

三維模型信息化是建筑信息模型（BIM）技術的核心，它通過數字化表示建筑物的物理和功能特性，在BIM環境中三維模型不僅僅是圖形的表達，更是各種信息和數據的集成體，其信息化程度直接關聯到項目設計、施工及運維的效率和質量。在模型構建階段，建筑元素的幾何精度至關重要，以某高層建筑項目為例，模型中結構柱的位置精度需控制在±5mm以內，以確保與實際施工嚴密對應，模型中的構件均需符合實際制造標準，如鋼筋直徑和間距需遵守國家標準《建筑結構荷載規范》（GB50009-2012）的規定，鋼筋的彎曲半徑則需滿足《鋼筋混凝土設計規范》（GB50010-2010）的要求。在模型的詳細程度（LOD）方面，依據項目階段和專業需求，LOD可從100級（概念設計）逐步提升至500級（施工詳圖），在LOD 300階段模型應詳細到能夠生成準確的材料清單，誤差不超過3%，而在LOD 500階段模型應反映實際安裝的構件，包括其精確位置、尺寸、型號及與其他系統的連接[3]。

在模型的信息內容上，關鍵屬性如構件的材料性能參數、維護信息以及生命周期數據均應得到詳盡記錄。例如，對于重要的結構構件，應記錄其混凝土強度等級、鋼材的屈服強度等以確保滿足設計規范，通過使用諸如Revit或Tekla Structures等專業軟件，模型數據可以在工程量計算、碰撞檢測及施工模擬中得到應用，提升工作效率并減少現場錯誤。此外，三維模型的信息化也極大地促進了跨專業團隊的協同工作，以云技術為支撐的協同平臺，如Autodesk BIM360，允許多專業團隊實時共享和更新模型數據，確保信息一致性，通過BIM的三維模型信息化可實現設計變更時5分鐘內全模型更新，施工現場問題解決的響應時間減少至半天以內，大大提高項目的響應速度和處理效率。同時三維模型信息化的實施能夠確保在設計、施工到運營維護的每個階段，項目團隊都能夠基于準確、全面的信息作出決策，提升建筑項目的整體質量和性能，降低風險并優化成本。

2.3 質量、進度控制管理

在工程項目管理領域建筑信息模型（BIM）技術的應用，特別是在質量和進度控制方面已成為行業內提升項目管理水平的重要工具，通過集成化的BIM平臺項目管理者可以準確監控工程質量與進度，實現項目目標的精細化管理。在質量控制方面，BIM技術使得項目管理者能夠在預防性質量管理中發揮作用，確保設計符合規范和標準。以混凝土澆筑為例，利用BIM平臺可以確?；炷恋臐仓囟仍谝幎ǖ?0℃-30℃之間，而混凝土成型后28天內的養護濕度保持在95%以上，以符合國家標準《混凝土結構工程施工質量驗收規范》（GB50204-2002）。在施工過程中BIM可用于追蹤關鍵結構構件的安裝，通過與設計模型的比對，及時發現偏差并采取措施，例如確保樓板水平度偏差控制在標準GB50205-2001規定的3mm以內[4]。

對于進度控制BIM技術提供了動態的可視化工具，以監控項目的時間表和資源分配，通過BIM模型的4D模擬功能，項目管理者可以分析工程各個階段的完成情況，預測和識別潛在的進度延誤，并及時調整施工計劃，例如通過BIM軟件可以模擬高層建筑的立面工程每周應完成的安裝面積，設定標準為每周不少于500m2，以匹配整體施工進度計劃，如果某一周完成面積低于標準，則立即啟動應對措施，如增加工作班次或調整后續工作計劃。此外，采用實時數據采集技術，如無人機測量和現場傳感器可以實時監測施工現場的狀態，將采集的數據與BIM模型進行對比，實現質量與進度的即時控制，利用數據分析可對工程項目進行成本與進度的綜合分析，如通過對比實際成本與預算成本的偏差，采取必要的成本控制措施，確保整體成本不超過項目預算的±5%范圍。

3 應用BIM技術構建工程項目管理信息化平臺的功能實現

3.1 面向設計、施工、竣工的BIM管理系統

在構建工程項目管理信息化平臺的核心，BIM（建筑信息模型）技術的應用至關重要，此技術在設計階段依據項目規模和復雜性要求不同級別的模型精細度，如LOD 100至LOD 500，確保設計過程的精確性與信息的詳實性，例如在超高層建筑的結構設計中，BIM模型能詳細模擬結構組件的受力情況，如風壓對樓體的影響，需按照每平方米不超過2.5kPa的標準進行設計。施工階段BIM技術通過與現場數據采集系統如RFID（無線射頻識別）技術集成，能夠實時跟蹤材料的消耗速度，如一天內混凝土使用量不得超過200m3，確保材料利用最大化。此外，BIM還可以模擬施工過程中的臨時支撐結構，比如在承重墻拆除過程中，確保臨時支撐的安全載荷達到15噸以上，以防止結構在施工過程中的意外坍塌?？⒐るA段BIM模型應集成樓宇設施運行數據，如空調系統的能耗在每平方米不超過5kW·h，這些參數與實際運行數據相結合，可為建筑運維階段提供決策支持[5]。在整個BIM模型的建立與應用過程中，確保各環節數據的精確輸入與更新是實現工程項目管理信息化的關鍵，能夠在設計、施工及運維各個階段實現信息的無縫銜接與資源的最優配置。

3.2 實現BIM數據標準化集成

在建筑信息模型（BIM）技術推動下的工程項目管理信息化平臺，需要在功能上實現對設計、施工、竣工各環節的全方位覆蓋，以確保工程項目在整個生命周期內的信息準確性和可追溯性。在設計環節，BIM平臺能夠對建筑構件進行精確模擬，根據項目特點設定不同的模型精細度等級（LOD），如在結構設計階段通過BIM軟件細化模擬每個構件，確保其受力和穩定性滿足國標GB50009的規定，例如在計算樓板承載力時確保其設計載荷不低于3.0kN/m2。施工環節平臺通過整合物聯網技術，對施工材料和機械進行實時監控，如通過傳感器收集混凝土的實時養護溫度，必須控制在20℃-25℃范圍內，以避免強度發展不均。同時通過BIM模型的輔助能夠對施工進度進行模擬和預測，及時調整施工方案，比如預測結構封頂時間需在施工開始后的180天內完成，以確保工期控制在合理范圍?？⒐きh節BIM平臺應具備高度的數據分析能力，對建筑物的能耗、使用壽命等參數進行預測分析，例如對建筑的整體能效進行評估，確保其能耗指標符合GB/T 51161-2016標準的要求，促使建筑維護成本和能源使用在運營期間維持在預算范圍內，比如大樓空調系統的能耗需控制在每平方米每年不超過150kW·h。通過這樣的技術應用，BIM技術不僅在各個項目階段提供決策支持，同時也為建筑的長期可持續運營提供了數據支持，最終推進工程項目管理信息化平臺的深度實現，確保項目能在高效率與高質量的雙重目標下穩步推進[6]。表1展示了BIM數據標準化集成關鍵參數。

3.3 利用BIM技術實現施工過程的控制優化

利用BIM技術實現施工過程的控制優化，在現代建筑工程管理中起著至關重要的作用。BIM技術能夠為施工過程提供精確的數據支持和模擬環境，通過這些數據和模擬結果工程團隊能夠在施工前對可能出現的問題進行預測和規劃，減少現場問題的發生頻率，并在施工期間提供實時的信息更新和調整，例如在一個建筑項目中BIM模型可以幫助工程師計算出所需混凝土的準確體積，減少材料浪費，并對混凝土澆筑過程進行精確控制，確?；炷翉姸冗_到設計要求C30/37，同時通過模擬不同施工環境下材料的表現，如考慮到溫度變化對材料性能的影響，保證施工質量。在工期控制方面BIM技術可以實現對施工進度的實時監控，以一個10層商業建筑為例，通過BIM技術的應用施工管理人員可以設置關鍵節點，比如基礎工程30天，主體結構工程90天，裝飾裝修工程60天等，及時發現偏差并進行調整，確保整個項目按計劃進行。在施工安全管理方面BIM技術可以模擬施工過程中的安全風險，如模擬高空作業過程中可能發生的墜落事件，通過分析數據指導施工團隊采取相應的安全措施，如在高度超過2m的作業環境中部署安全網，并通過傳感器監測作業人員的健康狀況。通過以上措施，BIM技術顯著提升了施工過程的效率和安全性，為工程項目的成功實施奠定了堅實基礎。

4 結語

本文深入探討建筑信息模型（BIM）技術在工程項目管理中的關鍵作用，通過集成化的數據管理和實時更新機制，BIM技術極大地提高了設計、施工與竣工各階段的效率和精確度。設計階段BIM的模擬和驗證功能確保了結構設計的合規性與實用性；施工階段BIM與物聯網技術的結合提高了材料和進度管理的效率，同時通過安全模擬減少了現場事故；竣工后BIM提供了維護成本和能源使用的預測，幫助建筑物實現了長期的可持續運營，整體而言BIM技術的應用為建筑項目帶來了從設計到運營的全生命周期優化，顯著推動了建筑行業的數字化轉型。