BIM技术在全过程咨询企业中的应用初探
发布时间：
2017-11-28 16:03
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摘要：BIM是Building Information Modeling的英文缩写，其定义为：建筑信息模型，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，是对该工程项目相关信息的详尽表达。
关键词：BIM 建筑信息模型 全过程咨询 转型发展
近几年来BIM技术在工程方面的应用越来越受到国家的重视，国内大多知名设计、施工企业也相继组建了BIM团队，并将BIM技术大量运用于工程管理实践。从CAD技术到BIM技术，建筑行业着实引发了一次史无前例的彻底变革。对于建设工程而言，BIM技术在利用现代信息技术通过数字建模,实现了建筑的三维表达，还原了建筑的三维原貌的基础上，通过4D等多维成果的运用，提高项目设计、建造和管理的效率与投资效益比，给采用BIM 技术的企业带来极大的新增价值。从目前建筑业的发展来看，BIM技术应用是大势所趋，也给从事全过程咨询企业向设计端、运营维护端延伸服务提供了切实可行的实现路径和手段。
一、BIM技术是一种新的管理模式
BIM技术是通过各类专业工程软件对整个建筑的信息纳入与整合、分析来实现的，在工程全寿命周期中，建筑信息模型可以实现集成管理，因此这一模型既包括建筑物的信息模型，同时又包括建筑工程管理行为的模型。将建筑物的信息模型同建筑工程管理行为模型进行完美的组合，建设工程领域BIM技术的运用，实质是建设相关方工程建设组织实施方式的根本性变化，即工程管理由传统方式向高度信息化、智能化模式的转轨。建筑信息模型运用在建设的不同阶段的功能各有侧重，规划设计阶段重在方案及建设目标的科学、合理与优化;施工阶段可先模拟实际的建筑工程施工，减少实际建设中遇到的种种问题，通过搭建几方共享的BIM平台，大大提高建设效率，节约成本，有效控制并缩短工期;运维阶段强调工程数据库集成的准确性、完整性与使用便捷性，为更好服务使用单位提供技术保障。所以说，BIM技术不是一款软件，而是一种全新的管理模式，参建各方对其重要性、必要性与紧迫性都需要深刻认识。运用这种新的管理模式，全过程咨询企业可以向上游设计阶端延伸，向下游运维阶端延伸，打通工程设计、项目管理、工程监理、招投标管理、造价咨询等各个模块的分割，形成一体化管理平台。
二、BIM建筑模型在全过程咨询中的运用优势
(一)设计阶段的优势
现在，大部分的设计院还停留在运用CAD进行二维设计的阶段，那么全过程咨询企业向设计阶端延伸的利器就是BIM技术，在设计院进行了二维设计的同时，全过程咨询企业就可以介入进行BIM建模设计，让建设单位通过建模后形成的三维图直观的了解工程设计情况，让其在设计阶段就参与其中，所见即所得。
如果建设单位有修改意见就在设计阶段与设计师进行沟通，由三维及二维的进行修改，这样即使建设单位专业技术能力不强也可以在全过程咨询企业的帮助下通过BIM建模技术达到对建筑的功能设计、外观设计、空间设计等的控制和效果评估，使建筑产品在设计阶段就可以达到建设单位的理想预期。
从设计阶段开始介入监理的说法有很长时间了，落地却很少、很难，全过程咨询企业如能借助BIM 技术上实现对设计阶段的设计监理、实现对设计的优化，将为咨询企业介入前期规划设计工作提供可能。
1.全过程咨询企业现阶段的优势之一就是在施工阶段的实际管理经验和工程实践的数据积累。咨询企业可以在BIM 建模过程中从建设管理的角度对设计进行优化，提出合理化建议便于下步实施，这是全过程咨询企业的独有优势，也是设计单位自行建模的过程中难以完成的短板;
2.在设计阶段就跟踪建模，可以提前对各专业(建筑、结构、给排水、电气工程，空调工程等)的碰撞问题进行协调，生成协调数据，对照积累的工程数据提出设计优化意见，这个阶段提出的设计优化建议，更容易让设计师接受，也减少后期图纸会审后修改图纸的工作量。可以使招标工程量更加精确，后期变更及费用索赔会更少，从根本上解除了拆改带来的效益风险。
3.设计阶段BIM建模，另外一个优势就是在建模完成后的工程量可以即时计算，这样为限额设计提供了非常大的帮助，可以分阶段对工程量和造价进行计算，如果设计有超概算的情况可及时对设计进行调整。精确算量还为建设方资金计划和招标采购策划等提供了技术保障。
(二)招投标阶段的优势
招标采购工作，关系全局目标、责任重大、政策性强、风险点多，是咨询的重点工作之一。全过程咨询中，招投标工作会贯穿整个工程的施工全过程，从设计阶段介入建模后，BIM技术对全过程咨询项目的招标工作优势会体现在如下方面：
1.在设计阶段介入建模后，工程量的计算会更快速和精准，招标使用的工程量清单也会更准确，后期的造价控制风险会大为减少。如果需要提供拦标价，拦标价也会更加精确。有效杜绝招投标工作中因时间仓促算量不准，漏项等给建设单位和全过程咨询企业带来的综合风险。
2.可以根据BIM技术的模拟施工技术，制定比较详细和可靠的采购计划指导项目招投标工作，使招标工作和总进度计划严格匹配。
3.现阶段的招标工作中，特别是对总包单位的招标，图纸中对很多设备只能采用暂估价，这就为后期造价控制工作制造了一定的风险。BIM建模技术中很多设备是可以在设计阶段根据族库进行选型的，设备型号固定后其价格区间也就好确定了，很多暂估价就可以在招投标中进行明确，可以减少后期全过程咨询企业的造价控制风险。
4.对招标中标结果进行复核，通过对中标单位的不平衡报价分析，为合同洽商、条款制定和签订提供有力、有利依据。
(三)施工阶段的优势
现阶段，全过程咨询企业的优势之一是在施工阶段的管理能力，在施工过程中，运用BIM技术的手段从工程监理、项目管理角度对总、分承包单位及供应商进行管理，并提出合理化建议便于下步施工，是全过程咨询企业在施工阶段对BIM技术的具体实践。在BIM施工组织运用中主要体现在以下几个方面：
1.现场布置方案审核和优化
随着建筑业的发展，对项目的组织协调要求越来越高，这体现在施工现场作业面大，各个分区施工存在高低差，现场复杂多变，容易造成现场平面布置不断变化。项目周边环境的复杂往往会带来场地狭小、基坑深度大、周边建筑物距离近、绿色施工和安全文明施工要求高等问题。
BIM技术为全过程咨询企业进行施工平面布置管理提供了一个很好的平台。在创建好工程场地模型与建筑模型后，对总承包单位报送的整体平面布局方案进行布置模拟演示，可以发现脚手架、塔吊、材料加工区域布局是否合理，是否影响后期建筑施工，达到方案审批合理，提出针对性优化方案的效果。
2.工程重大危险源辨识及方案计算复核
复杂而大型的工程在二维平面图中寻找重大工程危险源并不是太方便。例如高支模区域的判断、起重吊装构件的跨度(重量)判断等。而通过BIM三维建模后，可以很方便的找到工程中需要专家论证的重大危险源，可以及时提示施工单位尽快组织方案编写，进行专家论证，避免工期因此带来的延误。
目前，大部分施工单位的方案计算都是采用专业软件，作为全过程咨询中的工程监理方，对方案的审核就可以运用BIM技术中的一些专业安全计算插件对方案进行技术复核，这样通过BIM技术对施工方案中的施工方法进行模拟，计算进行复核，那么工程监理的方案审批工作将更科学和可靠。
3.进度审批科学，计划可优化
建筑工程项目进度管理是全过程工程咨询中的重要工作，而进度审核是进度控制的关键。BIM技术可现实进度计划与工程构件的动态链接，通过施工动态模拟可形象直观的表达进度计划和施工过程，以及重要环节施工工艺，在模拟过程中如发现总承包单位报送的进度计划存在需要调整和协调的问题可以及时发现和修正，为工程项目的全过程咨询单位和建设单位直观了解工程项目情况和管理工程进度提供便捷工具。
4.工作面管理
在施工现场，不同专业在同一领域、同一楼层交叉施工的情况是正常现象，对于一些大型工程和超高层建筑项目，由于分包单位众多、专业间频繁交叉施工，对于不同专业之间的协同、资源合理分配、工作过程的衔接等问题，作为全过程咨询企业可以进行综合协调，比如根据施工模拟确定部分分包单位的合同签订时间、进退场时间等，可以在模拟施工的前提下，划分垂直运输、外脚手架等资源的合理分配等，让分包单位出总包配合费的时候能量化双方的责权利。
5.质量、安全管理精细化
BIM技术能与现场管理的一些手机端APP的功能相结合，使全过程咨询中的监理环节发挥作用，在现场管理发现问题后直接可以在BIM模型中反映出问题的位置和类型，方便参建的施工单位据此进行整改和回复。同时，可以形成一定的施工数据，统计某类问题发生的概率和频次，便于制定有针对性的改进措施，提高工程质量安全管理水平。
6.工程资料信息化、无纸化管理
由于工程的规模大、工期长，过程资料必然会杂而多，那么资料的整理也是工程的一大重点。BIM数据平台可以为我们节约大量的整理成本。将各分部分项对应的工程资料上传到BIM平台后，可以通过三维模型实时查阅相关资料，做到无纸化办公。当构件与资料一一对应，查看起来就非常方便，同时也便于施工过程中的查漏补缺，以及竣工资料的归档。
(四)运维阶段的优势
资产维护运营的过程则是BIM价值最大化利用阶段。因为我国工程建设的实际情况，以上各阶段存在了分割现象，设计单位、施工单位、运维单位各司其职，也就把全寿命周期的BIM应用分割成了各阶段的BIM使用。但全过程咨询企业具有综合协调工程各阶段各角色的能力，并贯穿于全寿命周期，可以从全过程咨询的角度，自设计阶段建模开始就考虑运维阶段的投入，并在施工全过程将工程的变更、施工中的问题在BIM模型中如实反映，为移交建设单位进行后期资产维护运用提供了信息化的先进管理手段，这往往也是建设单位最希望获得的除建筑产品之外的附加服务成果。
BIM技术出现，让建筑运维阶段有了新的技术支持，大大提高了管理效率，主要体现在以下几个方面：
1. 提供空间信息：BIM模型集成了建筑的三维几何信息、构件的位置与尺寸等参数信息、管线的布局、建筑的材料信息、基本设备的生产厂家信息等，为建筑运营期间设施的维护提供一个参考。
所有数据和信息均可以从模型里面调用，进行建筑和设施维护。例如：哪些设备的什么时候安装的、更换周期多长、设备参数等信息都一目了然，便于后期准确定位要更换的构件，不至于大面积的更换而浪费成本，或者等到设备损坏了再更换，影响了设备的正常使用功能。
建筑的使用者利用建筑空间开展业务，空间管理自然离不开“面积”和“位置”，这两个信息在建筑竣工后的BIM模型中有现成的数据可供使用，例如：二次装修的时候，哪里有管线，哪里是承重墙不能拆除，这些在BIM模型中一目了然。
2.信息更新迅速：建筑物在漫长的营运使用期间，其结构体里面的设施设备皆各有其耐用年限，建物局部的维护修理，以及修建、改建、增建等行为会不断的发生，有些维修是即刻需要的，由于BIM是构件化的3D模型，新增或移除设备均非常快速，也不会产生数据不一致的情形。
3.故障影响分析：在建筑发生事故时，如人为的去查询事故原因进行紧急维修，会导致日常生产生活受到很大的影响。如果采用BIM技术，可以直接导入运维信息与模型匹配，三维模型可以直观显示设备通路，快速查询分析故障和开关位置，以及停用设备所影响的房间范围，并进行紧急维修。
(五)全过程造价控制的优势
作为全过程咨询的项目也好，EPC的项目也好，造价控制是为自身企业创造效益，也是为建设单位提供价值的核心竞争力。BIM技术可以从设计阶段到运维阶段全过程的造价控制，在设计阶段和招投标阶段的造价控制优势已经谈到了，在施工、竣工阶段主要表现在如下方面：
1.工程进度款结算准确、方便、快捷：引入BIM技术后，全过程咨询企业的造价人员在进行进度款支付时，只需依据当地工程量计算规则，在BIM软件中相应的调整扣减计算规则，系统将自动完成构件扣减运算，更加精准、快速的统计出工程量信息。基于BIM的自动化算量方法将造价专业人员从繁琐的计算中解放出来，极大的提高了工作效率，同时可以使工程量计算摆脱人为失误因素。
2.设计变更、索赔管理更科学：引入BIM技术可以直接将设计变更的内容关联到模型中去，当发生变更的时候，只需将模型稍加调整，软件就会快捷而且准确的汇总相关工程量的变化情况。在模型中，甚至可以将变更引起的成本变化直接导出来，让全过程咨询项目中的管理人员清楚认识方案的变化对成本造成的影响，决定是否采纳变更方案。
3.快速进行结算造价比对工作：传统的合同价与结算价的对比，在BIM技术下将被彻底颠覆。根据BIM模型中的参数化信息，从时间、工序、空间三个维度进行分析对比，对于及时发现问题并纠偏、降低工程费用至关重要，这将大大减少了全过程咨询企业在造价控制工作上花费的人力、物力及财力，相应缩短了结算、竣工决算的审核、协商时间，有效降低了商务争议发生的可能。
4.造价数据高效共享：BIM的技术核心是一个由计算机三维模型所形成的数据库，任意构件工程量、市场价格信息、工程变更等等都会形成一个BIM的数据库。这就避免了传统造价工程师在数据上无法完全与其他工程师共享，导致工作上的协同性下降，甚至由于造价工程师的流失导致公司核心业务数据的遗失。
三、BIM对于全过程咨询企业转型的契机
利用BIM实现工程的信息化功能在当前建筑领域各个环节的应用中都有一定的局限。例如：基于自身利益的考量，施工单位不会主动运用碰撞检验减少变更，因为对会对索赔产生的利润有影响;基于委托合同的职责约定，造价咨询单位对BIM技术的应用主要集中在算量和造价控制，其他功能不会关注;基于现行设计成果的强制性审查要求，设计单位很少采用BIM技术进行设计、提交全套BIM设计成果，往往只是在CAD设计完成后由其他部门进行建模，作为设计单位的一个职能部门就很难如前文谈到的对设计成果进行调整和优化，设计单位对BIM技术其他应用成果的提供既无义务、也不感兴趣。
建设单位对BIM技术的应用是最全面的，效益也是最大的，但是BIM应用需要各类专业能力的综合保障，重点项目、新型项目对很多建设单位而言是通常是一次性，受限于自身能力和资源，业主自主运用BIM带来了成本增加和应用效果不佳的问题。如单独从外部市场聘请BIM咨询公司则和施工、设计、招投标、造价咨询等协作单位存在沟通协调的诸多不便。
作为专业的全过程的咨询企业，具备在科学、高效的项目管理流程、标准、规范的作业标准、常规、有效的管理手段、富有专业管理能力和经验的团队优势基础上，结合项目需求组建BIM团队融入项目全过程管理，以全过程咨询的视角将设计、施工、监理、招投标、造价咨询、运维等从BIM技术的角度进行综合管理，是最能发挥使用效率和效果，最能发挥BIM人才的优势，最能使BIM技术使用成本降低，最能为建设单位创造价值。
四、全过程咨询企业开展BIM业务转型的重点和步骤
咨询单位作为服务企业，主要承担项目的策划、组织、协同、控制与管理职能。不需要投入大量硬件设备进行生产，BIM除了对软件技术的需求外，基本是都是建立在工程项目管理和传统的资产管理需求上，也可视为服务的一种增值。企业对BIM技术的运用能力和对BIM技术人才管理能力的要求很高，全过程咨询企业进行BIM业务转型的重点还是管理思维和管理方式的转变。
1.作为全过程咨询企业，不要单纯的以建模和寻找应用点的角度去实施BIM 技术，应该从BIM 技术的角度对咨询企业的流程进行改造，让项目管理、工程监理、造价咨询、招投标代理等模块在BIM技术的统筹之下发挥应有的作用和优势。
2.BIM人才不仅仅需要建模人才，而应该定位为具有综合管理能力的项目经理级管理人才，通过让项目经理级人才学会BIM技术或从BIM建模人才中寻找项目经理人才，增加其对建筑设计理解能力的培养和造价管理能力的培养，让BIM技术人才成为整合全过程项目管理工作的复合型管理人才。
3、BIM技术的运用不是另起炉灶的管理模式，要对接咨询企业业已成熟的管理体系、程序、标准和手段，把企业的既有优势和服务能力通过BIM技术的运用放大，通过BIM技术改造传统管理模式，最大化提升服务价值。
为此，有条件开展全全过程咨询的企业需要尽早布局，着眼业务、管理与技术转型升级针对性开展如下工作：
1、拟定企业BIM技术发展规划，初步明确阶段性目标。培养、组建企业BIM团队，尤其是重视团队的牵头人选拔;
2、以点带面，以重点项目的BIM运用作为切入点，实现BIM技术的部分运用点在项目上的实际落地;通过项目的BIM实践，不断锤炼专业团队、深化BIM技术在项目运用;
3、梳理、提炼项目BIM运用成果，据此不断完善企业现有程序、流程、作业标准，优化管理手段;通过BIM阶段性目标的实现，发挥“组合拳”威力，逐步形成全过程咨询的企业成果与体系，打造差异化、核心竞争能力。
五、全过程咨询单位进行BIM业务转型的必要性
如果将规划看作是BIM的起步阶段，那么设计则是BIM实施的基础阶段，施工是BIM的集中利用阶段，后期资产维护运营则是BIM价值最大化获益阶段。从行业的发展方向来说，咨询行业应该是走向全过程的工程咨询企业发展，而全过程的工程咨询必然要从BIM技术入手，从规划设计到运营维护在全过程中为客户提供增值服务，而这正是BIM技术作为全寿命周期工程建设技术产品的价值所在，应在全过程工程咨询的思路上充分挖掘BIM技术价值，转化为企业的核心竞争力。
结语：
BIM技术在国内工程建设领域的发展虽然还在初期阶段，BIM技术在全过程咨询企业中能够生根、发芽、开花、结果还需要经过每个全过程咨询企业在项目应用中的不断摸索。面对未来的机遇与挑战，全过程咨询企业应该吸取更多的新技术，不断优化自身企业的BIM综合应用能力，走出一条有科技含量，有核心竞争力的BIM变革之道!
参考文献：
1.杨宝明.《BIM改变建筑业》. 中国建筑工业出版社 . 2017.01
2.张正.《BIM应用案例分析》. 中国建筑工业出版社 . 2016.01
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