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摘要：
工程建設項目是一個復雜，綜合的經營活動，參與者涉及眾多專業和部門，工程建設項目的生命期包括了建筑物從勘測、設計、施工，到使用、管理、維護等階段，時間跨度長達幾十年甚至上百年。本文研究項目建設各階段的信息斷層和信息流失問題，實現面向建設項目生命期的信息交換、共享和集成化管理，基于BIM信息集成平臺，驗證建筑工程信息集成和管理的理論、方法和技術，對于提高建筑產業效率和信息化管理水平，具有較高的實用價值和廣闊的應用前景。
關鍵詞：
信息集成；工程管理；BIM技術
隨著我國建筑業的發展，越來越多的建筑朝著大型、多元、復雜的方向發展，該類項目的發展使得生產過程信息管理的內容越來越復雜。各階段、各責任主體在管理過程中暴露出來的信息通道不暢、信息滯后、信息管理混亂、責權難分成為土木建筑工程管理中日趨嚴峻的問題。因此，為了適應大型、復雜工程建設項目信息管理的要求，協調處理好項目實施過程中全程、多方、多目標的信息管理內容，必須有相適應的能覆蓋項目的建設全壽命錯過程的、并將各參與方的目標控制考慮在內，并使其各方協調一致對工程項目進行一體化管理的方法。大型復雜工程建設項目的建設投資大、建設周期長、技術難度大、協同參與單位多元化、目標難度大。在實際管理中組織結構復雜，指令傳達與信息反饋都隨著項目的深入和參與人員的構成變得更為復雜，這給工程信息集成與管理提出了更高的要求。具體體現在信息處理效率低，在項目管理的傳統模式中常以單線書面呈遞、處理、下達、備案，這就造成了管理環節上的信息決策反饋不及時、歸類整理不精確等問題；信息交流不充分，單線處理與多頭協作使的在實際工程問題處理和信息管理脫節；信息處理成本高，分工卻無法很好的協作，分類查詢消耗人力、物力，反復核對和返工是難以避免的管理問題。進一步使得工程管理和信息集成難度加大，成本提高；階段信息割裂目標難保證，該類建筑長周期、技術復雜使得各階段存在一種相對孤立的狀態，信息無法良好的從本階段的各關節流入到下階段的相關技術人員手中，使得信息管理和利用效率降低，導致目標控制的難度進一步加大，最終使得目標失控。為了有針對性的解決問題，必須面向建設項目生命周期的全過程進行管理。現階段應用系統均為基于幾何數據模型，通過IGES、DWG、DXF等圖形圖像信息交換標準進行數據交流與處理。該類信息傳遞和共享只是幾何數據，建設項目的相關勘察、結構設計、材料信息以及施工等工程信息仍無法知直接交流。要建立切實高效的信息集成，關鍵在構建新的信息模型理論和建模方法。在幾何模型基礎上建立面向建設項目全生命期的工程數據模型，并基于國際標準實現工程信息的交換、共享和管理。而BIM便是信息有效管理的關鍵技術。通過BIM在工程建設生命周期內的應用有效的建設工程進行信息管理和使用增值。建筑信息模型（BIM）技術能夠通過計算機三維模型的而建立有效的輔助建筑工程領域的各方的信息集成、交流與協作工作，實現建設工程生命期管理的技術關鍵。建筑信息模型技術一方面指政策、過程和技術的集成，從而建立一種建設工程全壽命周期內的信息集成與技術管理方法。協同建筑設計和管理技術以及過程控制三方面的內容。以三維數字技術為基礎，集成建筑工程項目設計和施工中相關信息的工程數據模型，BIM是對工程項目結構實體與功能特性的數字化表達。該技術對分布式、異形結構大型復雜工程項目管理中多元、多階段、多組織結構信息交互提供可交流的單一工程數據源，解決了管理過程中的信息一致性和全局共享性問題。
一、BIM一般具有以下特征：
a.工程數字模型的完備性。三維數字模型對工程項目進行了3D幾何信息和拓撲關系的描述，同時還完整的包括了工程項目信息的描述，如工程對象的具體名稱、結構類型、材料信息、工程性能等設計信息；工程施工順序、進度目標、成本管理、質量控制以及人員、材料、機械設備等施工信息；材料耐久性、安全性及相關維護信息；各項目對象之間的工程邏輯關系等。b.模型信息的關聯性。三維模型中結構構件的各信息內容是相互關聯的，系統通過對模型信息的統計和分析，生成相應的圖形和文檔。并在模型中某個信息或者構件發生變化地點同時實時更新相應內容，保證了模型的完整和準確性，為管理提供基礎平臺。c.模型信息的一致性。在建設工程生命周期內的不同階段同一構件信息無需重復輸入，而且能夠自動演化信息模型，并可在模型的不同階段對其進行修改和擴展，且不需要重新創建，進一步減少了信息的交互的滯后和不一致性的問題。以上幾點特性使得BIM在建設工程的全壽命周期內為建設工程項目帶來更好的效率和效益。如進在目標控制的前提下提高交付速度，從而加快工程進度節省時間。通過的集成的模型數據信息，更好的提高了各組織間的協同工作效率，減少錯誤發生、節約成本。提高了工作質量并未企業帶來新的利潤增長點。建筑工程項目的實施涉及到業主、咨詢單位、勘察、設計、施工、監理、運營等眾參與方，工程規模龐大技術復雜的特點使得所產生的BIM模型數據結構復雜、格式各異，不同管理組織單位對數據的使用需求不相同。而對于需要共享的數據模型，在建設項目的生命周期內各方組織誰來創建BIM信息、如何創建使得項目能夠滿足各方使用是實現BIM應用的途徑問題。而如何確保BIM數據的存儲和分布異構數據的共享，是建立BIM的技術問題。
二、工程項目的信息化管理在BIM中的應用主要體現在項目信息的創建、共享、管理幾方面。
實現的過程存在以下幾點問題：a.建設項目的BIM信息創建需要專業的軟件系統才得以實現。現階段基于BIM的工程軟件主要集中在設計階段使用，例如RevitBuilding、ArchiCAD等。其他工程階仍缺少足夠的專業軟件支撐信息集成。b.實現BIM信息化管理的前提是BIM信息的存儲與傳遞。基于IFC建立的中央數據存儲，允許由分布式的、異構的應用系統訪問和修改，從而實現數據集成，是目前BIM信息存儲的主要方式。集中信息模型存儲方案還不成熟。c.共享和集成建設項目BIM信息的方式還較少。目前主流使用的CAD廠商開發了BIM系列軟件，例如Autodesk公司的Revit系列軟件包括RevitBuilding、RevitStructure、RevitMEP。這些系統雖然對項目文件進行了數據的集成和共享，但卻不能夠支持面向建設全生命周期的、分布式異構系統之間的信息集成與共享。為解決以上問題，本著從規劃、勘察、設計、施工、使用不同階段的應用出發，建立相應的模型數據提出以BIM子模型為核心的面向項目建設的各階段和應用的創建方法。模型建立的基本思路是隨著工程項目的進展和需要分階段的創建各階段的BIM信息。針對各階段的不同應用建立BIM子模型數據，隨著項目的進展從規劃到勘察設計、施工、運營使用不同階段分別建立各自的模型數據。各子模型數據能夠自動演化，模型建立者通過對上一階段的模型數據的提取、擴展、集成最終形成本階段的信息模型，也可以針對具體的某項應用完成數據模型并生成子模型數據。在工程的進展過程中根據項目建設發展最終形成面向建設項目生命周期的完整的信息模型。項目的模型的建設從規劃階段到設計階段，從施工階段到運營階段，工程項目模型信息隨著項目建設逐步完成，最終形成完整描述建筑生命期的工程信息集合。每個階段以及每個階段中模型系統根據自身的信息交換需求，定義該階段和面向特定工程應用的信息交換子模型。應用系統通過提取上一階段信息和集成子模型實現數據的集成與信息的共享。例如規劃階段主要產生各種文檔數據，這些數據以文件的形式進行存儲。設計階段則根據規劃階段的信息進行設計并根據建筑、結構、給排水等專業產生大量的幾何數據，且建筑設計與結構設計、建筑設計與給排水設計、建筑設計與暖通設計信息之間存在著數據協同訪問的需求。這些需求通過不同的子信息模型與整體BIM模型進行交互與共享。施工階段則可以根據需求提取規劃和設計階段的部分信息，供施工階段的應用軟件使用，例如4D施工管理、成本概算分析等。這些應用軟件會產生新的信息并集成到整體BIM模型中。到運營維護階段，BIM模型集成了之前個階段的的工程信息，供運營維護應用系統調用。由于BIM的應用使得各階段的工程信息得以集成和保存，從而解決信息流失和信息斷層等問題。實現建設項目生命期各階段的信息共享和充分利用，在項目實施過程中優化設計、合理制定計劃、精確掌握施工進程，合理安排施工資源以及科學進行場地布置，對于提高建筑行業信息化水平，縮短工期，降低成本，提高質量，提升建筑行業企業的競爭力，具有深遠的影響。
作者：馮波 單位：西京學院土木工程學院
參考文獻
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