BIM建筑工程合同管理框架构建：项目管理分析

合同管理是现代项目管理理论的重要组成部分，双方以合同为依据进行项目执行，行使权利、履行义务，最终实现项目目标。BIM技术的应用，可以为我国合同管理现存的问题提供解决方法，提升我国合同管理的综合水平。

虽然BIM技术在实践运用过程中仍存在诸多需要解决与克服的问题，但其在建筑业中的快速发展表明，BIM技术的应用已是行业的大趋势，其正引领着行业变革新方向。随着建设工程合同管理地位在现代项目管理理论体系中的不断提升，如何提高合同管理水平日渐成为焦点，在建筑业广泛应用BIM技术的大背景下，在合同管理中引入BIM技术的尝试逐步变为可能，同时希望通过在建设工程合同管理中引入BIM技术，从而精简、优化传统的合同管理方式与管理过程，提高合同管理效率。

（一）合同管理框架构建原则

一般来讲，项目管理有周期长、过程复杂、利益主体多等特点，通过合同管理可以整合较为复杂的管理过程，将不同主体的信息进行集成，以合同的形式对各主体的利益进行相应的协调与处理，从而保证项目目标的实现。为了使BIM技术能够有效地应用于建设工程合同管理中，必须构建起科学的、有效的、适用的合同管理框架体系，通过该框架体系的构建，使BIM技术与合同管理完美结合，为项目管理目标的实现奠定基础。一般来说，构建基于BIM技术的合同管理框架，应遵循以下原则。

1.易理解性原则

合同管理框架的构建首先要保证所有参与主体能够理解框架的构成及其内容，这样才能保证各方参与主体能够理解、掌握并运用。

2.操作性原则

合同管理框架要服务于全部参与主体，必须具有可操作性，方便各方主体使用，保证该框架的存在与完善。

3.可扩充性原则

合同管理是一个动态过程。随着项目的进展、市场经济和技术环境的变化以及项目全体参与人员认知能力的提升，需要对原有的合同管理框架进行不断的修改、补充和完善，因此，合同管理框架必须遵循可扩充性原则，促进合同管理框架的不断发展与完善。

4.易维护性原则

合同管理框架的使用者是项目各方参与主体，因此，框架的构建必须保证各主体对其进行维护的可能性与方便性。

（二）合同管理框架构建思路

建设工程合同通常规定有工期、质量、成本、索赔与违约责任等方面的内容，同时牵涉了发包人、承包人、分包人、材料和设备供应商等诸多项目参与主体，合同种类丰富、数量庞大，因此管理任务极其繁重。项目的展开起源于合同，而合同贯穿于项目整个实施过程，是项目管理的核心。为保证项目有条不紊地进行，必须妥善处理好各种合同间的关系，项目合同关系如图3—2所示（从承包商角度）。因此，建立BIM模型，并以其为载体集成全部相关项目信息，协同工作，实现信息化管理，确定构建基于BIM技术的合同管理框架的总体思路：管理框架必须集成与合同谈判、签订、履行、调整、再履行等各个过程有关的全部信息，利用BIM模型的信息集成与信息共享功能，通过BIM模型储存并分析与合同相关的全部信息，到达动态跟踪并及时反馈，实现全过程动态的合同管理。该模型具体功能至少应包括：工程量统计、工程进展联动、付款统计、付款台账生成、签订与索赔、合同数据统计、分析与汇总、合同台账生成、风险指标设定、风险预测与报警以及合同体系规划等。

图3—2　合同关系图

基于BIM技术的合同管理的框架由数据库、模型层和合同管理功能层三部分组成，如图3—3所示。其中，BIM数据库是一个集成型数据库，集成了项目的全部信息，通过该数据库，整个项目中签订的合同文件可以在不同阶段、不同参与方之间传递和共享，保证项目参建各方可以获得统一、一致的信息，可以有效避免信息获取障碍，防止信息孤岛；模型层是该管理框架的核心部分，链接着数据库和合同管理功能层，而合同管理功能层实现了BIM技术下合同管理技术的提高。

图3—3　基于BIM技术的合同管理框架

（三）合同管理的数据库

BIM数据库实际是一个信息集成平台，包含了项目有关的全部信息，并保证可以根据需要从这个数据库中随时提取信息，从而真正地实现项目协同工作。同时，不同的参与主体还可以根据具体情况对所获取的信息进行扩展，并反馈到模型中，既丰富了项目信息资源又可以避免重复劳动，防止信息冲突，提高信息利用率，节约工期和成本。因此，模型中的同一信息，只需经任何一方参与主体录入后，其他各方参与主体也可以随时根据需要获取，并加以利用。BIM模型的构建过程中会形成海量的项目信息，但在合同管理方面有很多信息是不相关的甚至是毫无作用的，所以，需要对BIM模型中的信息进行分类与管理，提取与合同管理相关的信息，为实现上述目标，BIM模型数据库应具有数据存储、数据管理、模型编辑、数据共享和数据交换五大功能，如图3—4所示。^[2]

图3—4　BIM数据库的五大功能

数据存储：BIM模型在构建过程中会产生大量的数据信息，若要真正做到快速、正确的信息共享，模型必须具备庞大的信息存储功能。此外，BIM数据库还应具有开放的数据接口，可与主流的图形软件、造价软件及办公软件进行数据交互与读取，以便更高效地进行数据的录入与导出。

数据管理：模型数据信息量大、类型复杂、形式各异，为方便后期信息的提取与应用，必须按不同的信息来源、属性、目标等进行分类和存储，确保项目各参与方都能够在BIM数据库中方便快捷地检索到所需的任何项目信息。

模型编辑：随着项目的进展，BIM模型也需不断地进行更新、完善，因此，BIM数据库必须具备可编辑性，便于模型使用者与之进行交互操作。

数据共享与交换：数据的共享与交换是为了实现模型数据信息传递的畅通无阻，虽然模型基本信息由建模过程产生，但是仍然有大量的扩展信息是通过模型接口由外部导入，以此确保这部分信息与模型间具有良好的交互性，解决信息交换的问题与困惑。

（四）合同管理的模型层

当前可以将模型构建分为设计信息模型、施工信息模型和运营管理信息模型，这三个子模型其实是最终项目模型形成的三个阶段，是模型本身不断完善与补充的过程。

1.设计信息模型

设计过程是模型构建的起点，是完成项目整体规划与设计的过程，其涉及建筑、结构、暖通、水电、装修、造价等专业，项目中大量的基本信息也创建于本阶段。与传统的按建筑、结构、水暖电、装修顺序设计的过程相比，在BIM技术支持下，各专业工程师可以进行协同设计，并将设计成果实时共享，以便及时发现问题并解决，设计信息模型形成过程如图3—5所示。

图3—5　设计信息模型形成过程

（1）建筑专业子模型。建筑模型是由专业建筑师们基于BIM技术构建的，重在反映外观形状、空间布局、功能划分等方面内容的三维信息模型。

（2）结构专业子模型。结构模型是由结构工程师根据建筑师们创建的建筑模型，在保证建筑功能及外观的前提下，为建筑搭配合适的结构体系，是对建筑模型的再利用和二次开发，并利用该模型进行结构验算和力学分析，确保建筑在设计寿命期限内的正常且安全的使用。(www.xing528.com)

（3）水暖电专业子模型。水暖电的施工质量直接关系建筑的使用体验，而水暖电模型则是设计信息模型的基础，为保证施工质量及建筑使用效果，水、暖、电专业工程师必须在已经完成的建筑模型、结构模型的基础上进行设计，完善的水暖电模型不仅可以有效地避免施工过程中的返工现象，提前显示管理碰撞，进行碰撞检查，还可以节约投资、加快施工进度。

2.施工信息模型

随着计算机技术的日益发展，建筑业利用信息技术进行管理的水平也越来越高，并涉及进度管理、质量管控、成本控制、文档信息管理等多个方面。这些软件在实现各自的功能时均发挥了突出效用，但是最大的问题是各自为用、功能单一，无法实现管理集成、功能整合，也就无法满足项目管理的多目标性要求。BIM技术的推广与运用，根据工程管理目标，在施工阶段，可以以设计信息模型为基础模型，对模型进行深化开发与补充，设计特定功能模型，满足项目进度管理、质量管理、成本管理、信息管理等各方面需求，形成完整的施工信息模型。而施工信息模型的数据信息由以下两部分组成。

（1）基本信息。基本信息是施工信息模型构建的基础，通常是在设计阶段由建筑、结构、水暖电各专业工程师构建的设计信息模型中获取，与模型本身直接相关，如标高、空间布局等。

（2）扩展信息。施工信息模型中的扩展信息是指施工管理团队在设计信息模型的基础上为满足施工管理需要而对原有模型所进行的补充及再开发所形成的数据信息，这些数据无法直接由设计信息模型提供，如施工场地布置、进度规划、施工组织与施工工艺等。

3.运营管理信息模型

运营管理信息模型是为了满足在项目建成后对建筑的维修与保养所构建的。通常来讲，项目建成后施工单位会向业主和档案馆出具竣工图，用于满足项目运营管理需求，但需要保存大量的图纸及相关文件，这样不仅会增加运营成本支出，而且，如果后期对项目有修改与调整，也无法及时反馈与归档，日积月累，很有可能形成项目实际情况与竣工图不一致的局面，进而对后续的运营管理造成障碍。而基于设计信息模型和施工信息模型所创建的运管管理信息模型不仅可以避免大量存储竣工图纸及文件从而节约成本，还可以在运营管理过程中随时根据实际情况对模型进行修改、补充与调整，保证模型与实际情况保持一致。此外，项目运营管理团队还可以根据实际需求，对模型进行再开发，增加运营管理功能模块，更好地服务于项目的运行管理。

（五）合同管理的功能层

为满足项目在设计、施工、运营阶段各类合同管理的需要，各阶段BIM信息模型需具备一些特点功能。如图3—6所示可以清楚地看出基于BIM技术不同阶段的合同管理具体分为设计阶段、施工阶段和运营管理阶段。在设计阶段从设计信息模型中提取信息进行勘察类合同管理工作；在施工阶段从施工信息模型中提取信息进行施工类合同管理；在运营阶段从运营管理信息模型中提取信息进行运营管理类合同管理。

图3—6　基于BIM技术不同阶段合同管理流程图

1.设计阶段合同管理功能模块

（1）碰撞检测模块。碰撞检测是为了防止建筑、结构、水暖电等各专业发生碰撞、布置重叠等设计不合理现象而进行的专项活动。在传统的设计模式下，建筑、结构、水暖电专业分别独立完成各自部分的设计工作，即使在保证充分有效地沟通的前提下，仍然不能完全避免建筑与结构、结构与水暖电管线、设备碰撞交叉的问题，通常这些问题会在施工过程中逐渐反映出来，这些问题的出现不仅不利于保证施工进度与施工质量，也不利于投资控制与成本节约。基于BIM技术的协同设计，可将这些碰撞点在三维图形中高亮显示，及时反馈给相关专业设计师进行调整与修改，从根本上解决上述不合理的现象，提高出图质量，而勘察设计类合同交付成果的质量直接取决于交付的图纸、文件的可实施性与经济性。基于BIM技术的碰撞检测流程如图3—7所示。

图3—7　基于BIM技术的碰撞检测流程

（2）工程量统计与投资估算模块。投资控制一直是勘察设计合同的一项重要内容，即在限额投资范围内寻求最优设计。投资控制的基础是投资估算，而投资估算的基本前提则是工程量统计，所以，设计信息模型需具备工程量统计功能模块，在根据相应的工程量计算规则完成工程量统计后，结合相关定额、市场价格信息完成投资估算。^[3]传统的工程量统计通常是在完成设计图纸后，由专业的造价人员借助造价软件，结合工程量计算规则、定额及市场价格信息来完成相应的算量、算价工作，而BIM设计信息模型可以直接生成相应的工程量和成本价格信息，与传统方式相比更加快捷、高效。基于BIM技术的工程量统计与投资估算流程如图3—8所示。

图3—8　基于BIM技术的工程量统计与投资估算流程

（3）支付与结算管理模块。任何一份合同中关于合同价格与结算支付的规定通常都是重要条款，勘察与设计类合同也不例外。支付与结算管理模块需将合同价款支付节点与设计工作进展关联，设置设计进度支付风险点，实现实时跟踪与预警，保证设计工作进展、价款支付与合同约定同步。另外，支付与结算管理模块还需提供支付记录查询、支付统计、变更管理及执行偏差分析等附属功能，及时推送相关责任主体，防止管理漏洞，避免合同纠纷。

2.施工阶段合同管理功能模块

（1）进度计划与执行模块。随着建设规模的扩大与复杂程度的增高，合同管理中对施工进度的控制要求也越来越严格，精细程度越来越高，传统的横道图、网络图已不能完全满足这些项目的进度管理要求，因此迫切需要更高水平的管理方法。进度作为施工类合同的一项重要内容，其目标实现与否直接关系到项目的投产与使用、合同价格支付等，为满足进度计划、执行、跟踪、调整、再执行的要求，BIM施工信息模型应利用施工过程模拟技术进行资源需求计划编制、进度模拟，并与合同有关进度条款进行关联，设置预警指标值，从而实现实时动态跟踪、动态反馈、动态调整的功能。基于BIM技术的进度管理流程如图3—9所示。

图3—9　基于BIM技术的进度管理流程

（2）质量控制模块。基于BIM技术的施工信息模型可以在施工前进行整个施工过程的模拟，完成施工顺序模拟、施工工艺模拟，对施工难点、要点进行全面梳理，这些均应在实际施工过程中作为质量控制点进行严格把控。模型应根据既定规则将这些质量控制点进行分类、分级，生成质量控制表，在实际施工过程中由专业工程师根据实际情况填写，并反馈到模型中，再根据质量反馈信息与相应的质量标准进行分析对比，形成质量评价报告，并作为质量评定依据，与合同相关质量条款进行关联，分析合同履行情况。

（3）成本控制模块。成本控制的原则是在投资限额内，以尽可能低的成本来完成项目的实施任务。传统的成本控制主要依靠Word、Excel等格式的文件进行汇总、分析，工作量繁重且极易出现错误。基于BIM技术的成本控制模块通过集成模型基本物理信息、工程量信息、项目资源信息等，随时生成项目实际成本数据进行成本核算。基于BIM技术的成本控制流程如图3—10所示。

图3—10　基于BIM技术的成本控制流程

（4）支付、签证及索赔管理模块。设置合同支付、签订及索赔管理模块，目的是了解合同费用控制情况，并进行汇总、分析对比、分类、记录及统计。一方面，在进行合同支付时，若涉及有时间、金额限制及付款条件时，可以增加设置风险预警机制；另一方面，在进行项目月度、季度或年度总结时，可以根据具体时间跨度需要，随时从中提取相关数据，从而提高工作效率。

（5）安全监管模块。项目实施必须时刻强调安全，基于BIM技术的安全管理，可以通过对施工过程中的不安全因素、安全隐患及工人、管理人员的不安全行为进行模拟与分析，并借助摄像机进行实时监测，提前进行安全预控，为项目管理团队提供安全解决方案。基于BIM技术的安全管理流程如图3—11所示。

图3—11　基于BIM技术的安全管理流程

（6）信息、文档管理模块。伴随着项目的实施，通常会形成大量的项目资料，不仅数量大，而且种类繁多。与此同时，目前的信息管理软件仅能实现项目信息的分类存储与检索，还无法对项目信息进行集成及关联，使得项目资料与项目实体脱钩，若实体工程发生调整与变更，项目资料则需重新编制。而基于BIM技术的信息、文档管理模块则改变了传统的项目沟通方式，避免了与项目过程的割裂，其以项目信息模型为载体进行信息集成，为各种来源的项目信息提供协同工作平台，然后进行全过程的动态信息管理，这样不仅避免了项目信息在传递过程中的流失，还克服了信息传递的延误问题。

3.运营阶段合同管理功能模块

（1）设备、管线维护管理。运营阶段的信息模型集成了项目设计阶段与施工阶段的全部信息，既包含项目设备、管线位置、走向、系统分类等信息，也包含了设备与管线的实际施工过程信息。在运营管理阶段，通过专业的建筑运营管理软件对设备、管线运行状态情况的实时监测，随时对其使用状态进行查询，待其发生故障或损坏时根据基于BIM技术的运营管理信息模型制定维护方案，及时解决故障，保证建筑物正常高效的运行。

（2）灾害预防与紧急救援。基于BIM技术的信息模型可以进行灾害模拟，根据不同灾害类型，分析建筑物发生破坏的部位及其严重程度，进而制定针对性的防护方案，在正常的运营管理过程中进行积极预防，以此消除灾害发生的条件，降低灾害发生的可能性。此外，在发生灾害时，BIM信息模型的3D表现形式及庞大的信息集成功能，可以帮助救援人员在第一时间了解建筑物的空间布局、设备、设施运行状态，制定救援方案及逃生路线，提高灾害应对能力。