基于BIM的工程项目管理流程分析

基于CAD图纸的传统建筑施工项目管理方式长期不变，使得质量差、工期超时、费用超支成为项目通病，由于缺乏信息共享协作的平台，这种项目管理方式不便于设计信息和施工信息在企业内部和项目各参与方之间的传递和执行，造成了资源浪费、投资效益低、竞争力下降等一系列不良后果。

BIM不仅是管理工具的升级，更是管理理念和方式的升级，因此不能将BIM视为传统施工项目管理中的一部分内容进行管理，而是应利用BIM对施工项目管理进行全方位的信息化转型升级。具体而言，传统施工项目管理方式是基于二维平面展开的，而BIM的管理方式是基于三维模型展开的。这种信息承载方式的不同，决定了基于BIM的管理方式将至少领先传统管理一个维度。行业内常说，如果将CAD称作是建筑行业的第一次改革，那么BIM就一定是建筑业的第二次改革。

设计图纸是建筑施工项目管理活动的直接依据，由于建筑工程各个阶段存在一定的关联性，因此，本节将从设计和施工两个阶段研究基于CAD和基于BIM管理流程的区别。

（一）设计阶段管理流程区别

1.设计管理基础的区别

CAD（Computer Aided Design）全称为计算机辅助设计，其先进意义在于使建筑设计师们告别手绘图纸的设计时代，转而向利用计算机进行效率更高的平面设计转变，行业内将这一过程形象地称为“甩图板”，它的本质是设计工具的一种变革。针对设计阶段而言，CAD与BIM的特点对比见表1—2所示。

表1—2　设计阶段CAD与BIM的特点对比

续表

表1—2分别从基本元素、图元与族、构件关系、设计修改和可视性五个方面对CAD和BIM特点进行了对比分析，这五个方面也可进一步划分为信息集成度强弱对比和可视化程度对比两大类，即前四项为第一大类，最后一项为第二大类。对于信息集成强度而言，CAD中各图形间的关系是松散的、不连续的，信息集成度较差；而BIM中各构件间的关系是紧凑的、连续的，一旦一处修改，就可以实现处处修改，信息集成度较强。对于设计阶段的可视化而言，CAD难以实现设计全过程的可视化，设计师只能在脑海中先想象出拟设计建筑物的真实样子，然后利用平面、立面、剖面图对该建筑物进行呈现，在设计过程中不能时刻观察到绘制的成果，不能直观判断“CAD图纸上的建筑”和脑海中想要表达的建筑是否一致；反观，BIM可以轻松实现设计全过程的三维可视化。例如，设计师在平面视图中画完一道曲面幕墙后，就可立刻将视图切换至三维模式，观察这道幕墙的三维真实效果，判断这是否与自己的设计预想一致，如果发现不一致，可立即对这道幕墙进行修改或者重新绘制。

事实上，BIM在建筑行业的应用首先是从设计阶段开始的，尤其是在结构复杂、造型新颖的异型建筑设计中，BIM已经大放异彩。以上海中心的外幕墙设计为例，BIM的参数化设计功能实现了在虚拟环境中对外幕墙进行工厂级别的定制和预拼装，大大减轻了幕墙设计和制作的工作量，缩短了工期，节约了成本，保障了工程的高质量。

2.设计管理流程的区别

设计阶段BIM管理流程如图1—4所示。

图1—4　设计阶段BIM管理流程

由图1—4可知，传统管理方式下设计出一套完整的施工图纸需要四个步骤，即概念设计、方案设计、初步设计和施工图设计，最终交付给施工单位的是一套施工设计图纸。而在BIM管理流程中，增加了四个新的步骤，即在初步设计完成后进行BIM碰撞检查，形成施工图纸，然后在施工图纸的基础上进行BIM管线综合优化，形成管线综合优化后的图纸，最后将优化后的图纸和BIM模型一并交给施工单位。与传统管理方式不同的是，设计单位交付的设计成果不再仅仅只是施工图纸，而是需同时交付包含所有设计信息的BIM模型。(https://www.xing528.com)

现阶段我国BIM应用水平的不成熟、市场的不完善、设计标准和设计人员的缺乏，使得这种理想情况下的BIM设计阶段管理流程还不能完全实现。大多数设计单位仍然采用传统的设计管理流程，交付设计成果的方式也仍然是CAD图纸，而且在设计阶段就进行碰撞检查和管线综合优化的设计项目也为数不多。

（二）施工阶段管理流程区别

1.施工管理基础的区别

建筑施工管理的目标和任务就是保质、保量完成施工图纸的设计内容。传统施工管理活动是基于CAD图纸进行的，但CAD图纸承载的信息量有限，信息密度低，且常常出错。例如，在结构平面图中某结构柱断面尺寸为600×800，而在建筑图中又变为600×600，这种低级错误使得施工管理活动不能顺利进行。针对施工阶段而言，CAD与BIM的特点对比见表1—3所示。

表1—3　施工阶段CAD与BIM特点对比

续表

由表1—3可知，CAD和BIM的重要区别首先在于两者的技术基础是不同的。首先，CAD技术基础是二维图形，平面信息表达方式决定了其包含的信息量必然不足的问题；其次，CAD表达的项目信息直观性差，与设计阶段相类似，施工人员在施工活动中只能以平面图、立面图和剖面图为依据，先在脑中通过想象拟建起“建筑的三维模型”，然后再进行施工操作，这种“三维模型”的建立情况受施工人员专业素质和工作经验的影响较大，往往会出现不同程度的偏差，容易出现施工完成的建筑实体与设计图纸的设计内容不完全一致的问题；最后，以上各种问题的发生使得施工现场变更、签证不断产生，项目参与各方不得不为了解决这些问题而进行经常性的会议沟通，尤其是施工单位与设计院的设计变更沟通通常成本高、耗时久。

BIM技术基础是三维模型，三维立体的项目信息表达方式包含了大量的设计信息，且信息密度高，形象直观。在建筑项目施工过程中不仅能进行可视化交底，让施工人员在模型中先找到对应的施工位置，经过360°全方位观察后，再进行施工操作；还能提前实现对复杂节点的施工仿真模拟，让施工人员迅速掌握施工操作要领，确保施工质量。

2.施工管理流程的区别

施工阶段BIM管理流程如图1—5所示。

图1—5　现有建筑施工项目BIM管理流程

由图1—5可知，施工单位利用BIM进行建筑施工项目管理是从项目中标后正式开始的。首先，根据设计单位交付的CAD图纸进行BIM模型的翻建；然后，对翻建的BIM模型进行管线碰撞检查；最后，利用修改后的模型进行进度管理、质量管理、成本管理和空间管理等一系列施工指导工作。

国外大多数建筑施工项目在招标前就需要开展一定量的BIM工作，如建立三维BIM模型等，而由于我国BIM应用水平的不成熟、相应规范标准的缺失，在招标前就开展BIM相关工作的项目数量相对较少。