中铁房地产集团华东有限公司 浙江省杭州市 310011
摘要：在我国建筑业不断快速发展的今天，行业信息化、精细化成为工程项目各参建方必须研究的课题。本文首先根据信息流在项目管理中的作用以及BIM技术的优势，提出了基于BIM技术信息流为导向的项目管理模式，接着探讨了这种管理模式在实际项目管理中的应用，最后通过分析上海某住宅项目开发建设实际运用的案例，论证了这种管理模式可以大幅提升项目各参建单位沟通效率，对项目目标实现有极为重要的正向促进作用。
关键词：BIM技术；装配式住宅；工程信息管理；项目管理
1.综述
2019年全年，我国建筑业总产值248446亿元，同比增长5.7%，全国建筑业房屋建筑施工面积144.2亿平方米，同比增长2.3%[1]。我国的建筑业工程建设成就辉煌，产业规模不断创历史新高，在国民经济中的支柱地位不断加强，但与此同时，劳动密集型、粗放化的管理模式仍在建筑工程项目管理中屡见不鲜，信息化、精细化管理手段急需在建设工程项目管理中落地应用。
随着我国人口红利逐渐消失，劳动力成本快速上升，从2013年国家发展和改革委员会、住房城乡建设部发布《绿色建筑行动方案》开始[2]，我国密集颁布关于推广装配式建筑的政策文件。在发展规划、标准体系、产业链管理、工程质量等多个方面作出了明确要求。2016年2月，国务院颁发《进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》，标志着我国正式将推广装配式建筑提升到国家发展战略的高度。《意见》强调我国须大力推广装配式建筑，建设国家级装配式生产基地，加大政策支持力度，力争用10年左右时间，使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%[3]。
以上海为例，2016年起明确提出装配式建筑使用范围，即外环线内新建民用建筑全部采用装配式建筑，外环线以外超过50%，2017年起外环线以外在50%的比例上逐年增加比重[4]。
BIM技术作为建筑产业升级的重要技术支撑，近几年得到了长足的发展。同时，国家又提出了加快推进建筑信息模型（BIM）技术在规划、勘察、设计、施工和运营维护全过程的集成应用的新要求。以BIM为核心的信息化，正在成为项目方案优化和科学决策，解决建筑工业化过程中的问题，实现全生命周期数据集成和共享，以及促进建筑业提质增效的重要手段。如今，我国BIM技术已经越来越广泛的应用到各种类型建筑建设之中，在提升设计效率、施工效率和运维效果等不断取得应用价值。基于BIM技术的理论和实践研究也在不断的拓展之中。BIM技术应用能力日趋成为建筑企业建筑信息化程度的一个重要指标[5]。
2.基于BIM技术信息流为导向的项目管理模式
2.1 信息流在项目管理中的作用
中国管理科学研究院研究员舒化鲁曾提出：“企业组织运行的过程是企业组织存在和发展的过程，是信息流、人流、物流和资金流“四流”相互推动、相互制衡而完成的一种混合运动。”[6]对于建筑工程项目管理而言，整个项目的实施过程同样是围绕着人流、物流、信息流和资金流的管理而展开。评价项目管理的成功与否也可以从以上“四流”的管理水平进行评价。其中物流是基础，资金流是支撑，人流是主体，而信息流是桥梁。如果不能充分发挥信息流的作用，对于整个项目的运营和管理具有很大的阻碍。
项目管理中的信息流的作用主要体现在如下三个方面：
（1）链接功能。项目成功与否很大程度上取决于信息管理，在项目管理中心，众多的信息收集、传递、加工和利用，形成了一个巨大的信息流系统。项目各个参建单位如果信息交流不畅，就会形成孤岛，各行其是，不能顾全大局，难以完成目标。信息流在项目各参建单位间的传播和使用，可使相关人员，更加全面的了解整个项目，从而更好的协调各参建单位，使整个项目形成一个强有力的团体。
（2）协调功能。整个项目管理过程中，所涉及的人、财、物等众多的问题以及各事项之间的矛盾，使项目管理人员难以协调众多的相关事项。正因如此，信息流在其中，充当着重要的角色。当项目管理人员能及时收集、分析各信息流之间的内在联系，从全局出发，整合、规划、协调好相关的资源，那么项目的实施会更为高效。
（3）决策功能。项目的操盘手在进行项目相关问题决策时，只是用其以往的经验或没有整合好相关的信息下，而做出的决策很大程度上是片面的。所以，在管理决策时，如何做出高效可行的决策，应当有信息流的支撑，对信息流内容进行分析，从而做出正确决策。
2.2 BIM技术概念
建筑信息模型（BIM）是一种基于三维几何的数据模型，它集成了建筑设施相关的功能要求、物理信息与性能要求等参数化信息，并通过开放式标准对信息实现了互用共享。它用数字的形式对一个建筑设施的物理及功能特性进行表达，完整描述了工程项目设施功能与实体特性[7]。BIM可实现建筑全生命周期的信息共享，是一个共享的知识资源。在工程规划、设计、施工、运维的各个阶段，通过这个共享的数字模型相关人员都能得到他们所需的对应数据。连续性、可靠性、即时性、一致性是这些数据的特征，该建筑的全生命周期从概念设计到拆除，其所有决策和工作都可依据这些数据来完成。
就建设方项目工程管理的任务而言，其本质就是一个对项目产生的信息流储存、加工、决策、再流动、再储存、再加工、再决策的过程，而BIM技术就是对这种信息流储存、传播、加工、提供决策的技术手段。以信息流为导向的项目管理模式的核心就是利用BIM技术对项目产生的信息流进行储存、加工、直观化，建设方管理人员利用该信息流在精益建造理论指导下做出有利于项目建设和使用增值的决策，从而确保项目的三大目标（投资、进度、质量）实现[8]。
2.3 基于BIM技术信息流为导向的项目管理模式
通过BIM技术建立以信息流为导向的管理模式，把相关信息整合于同一个信息平台里，将原本分离的建造成本、建设设施及运维使用信息统筹起来，管理者始终围绕着对信息的共享，并推动实际过程中各参与方协同工作的开展。它将有效改变过去忙碌于对人与事的管理，转变到以信息管理为本质的建筑生命周期管理上来。同时，也将带来与之相关的组织、流程、方法和手段等模式的变化。
表1 传统项目管理模式与信息流为导向项目管理模式对比
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基于BIM技术信息流为导向的项目管理模式，首先需要提高各参与方在各阶段中工程信息的管理集成，通过建立起一个“信息平台”，将建设项目全生命周期、全方位信息持续打通和无缝连接。让信息“动”起来，形成信息流；让信息“准”起来，避免信息的歧义；让信息“易懂”，能直观、简洁地反映到项目参与者眼前。只有这样才能方便沟通、交流、决策，才能真正激发项目管理的主动和能动性。下图所示为项目主要参与方之间传统式信息流结构向BIM化信息流结构转变。
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图1 项目信息沟通方式的转变
3.基于BIM技术信息流为导向的项目管理模式在装配式住宅项目中的应用
3.1 以建设方为主导的应用模式
以开发建设方为主导的BIM模式是指通过组建自身的BIM技术力量，结合聘请具有BIM工程和技术专长的顾问单位为辅助，建立起BIM应用的管理团队进行项目管理[9]。通过合同的约定，要求各参与方组成各自的BIM实施团队，并通过技术负责人与建设方BIM管理团队进行对接，在建设方的组织和管理下，开展BIM应用的各项工作，逐步形成一个多单位参与，管理和技术充分融合为一体的BIM应用管理模式，如图2所示。
这种应用管理模式的优势在于：首先，克服了BIM技术应用与管理要求两分离，以及对其BIM应用过程和成果正确性缺乏监管的不足，提高了BIM应用的落地性。其次，在现有住宅开发模式之下，开发建设方主导地位是推动BIM应用的最大驱动力，通过建立统一的规则，建立起上下游各参与方充分对接和协作，可以避免各自为政的现象，推动各参与方工作有序而高效的开展。再次，通过项目经验的积累，随着BIM应用价值的不断显现，可以推动开发建设方管理模式和管理路径的优化，拓展出新的项目管理模式。
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图2 以开发建设方为主导的组织结构体系
3.2 基于BIM模型的信息集成管理
建筑业的BIM模型克服了传统的割裂状态，通过整体提前介入的方式，将阶段要求和专业知识进行整合；通过BIM技术将相关信息的集成进行全局统筹，并将结果贯穿到后期实施的各环节。
这种模式在项目管理中具体表现为，在工程建造之前，就需要组织设计方、施工方、生产方和运维方，针对项目特点提出各自的工作和管理要求。以BIM模型作为载体，通过同一个模型，查找工程中可能存在的遗漏和风险；进行实施方案、成本消耗等的评估和决策；确定出设计、施工和生产的相互之间的衔接点；导出BIM应用成果的图纸、模型和数据信息用于生产和施工等，从而不断推动项目始终向着共同的目标发展。
3.3 基于BIM技术的项目信息协同平台
基于BIM信息平台的管理模式，建设方需要协同项目参与方从应用组织和应用过程两方面进行制度规定。应用组织规定包括参与方实施人员岗位的职责，如现场信息的采集、现场工程计划信息的输入、现场质量问题信息的提报和反馈、材料管理等。过程规定包括各环节协同工作的步骤和标准、提交信息的格式和阶段、BIM模型的深度和建模方法以及数据信息交互的格式等，以制度保证信息化为中心的项目管理方式实现，全面提高工作效率和经济效率[10]。
以PC装配式建造过程为例。从构件生产到构件安装到位，各参与方围绕项目，各司其职的开展各类生产活动，但是伴随在这一系列活动之下的是各类信息的获取、传递和发布。通过BIM模型为每一个构件生成现实与虚拟模型一一对应的二维码“身份证”。采用二维码扫描、规定要求的照片和信息文字对每个环节工作状态进行记录，并上传至平台。这样一来，无论是入库、出厂、堆场、还是吊装施工每一个构件信息在平台上都可以明确的追溯。从而，以“业务流程驱动数据流”，减少人工二次重复输入数据，明确划分基于不同角色工作的内容，达到权责分明，以提高协同工作效率。通过信息平台对工程信息进行规范管理，在统一的交互环境下实现信息充分的共享，从而实现各参与方有序的协同工作，共同完成PC装配式构件设计、生产、运输和安装施工。
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图3 基于BIM技术信息流为导向的装配式住宅项目管理模式
4.上海某装配式结构住宅项目中的应用实践
该项目位于上海市奉贤区和闵行区交界处，属于上海市“十二五”时期重点打造的“南桥新城”区域内。项目定位目标为打造区域性高品质的商品住宅。与其他传统住宅项目相比，该项目的最大不同之处是根据土地出让合同的要求，该地块住宅建筑面积必须100%采用装配式混凝土结构体系，装配预制率不得小于30%。
该项目的特殊性使得在开发建设过程中面临着诸多的管理难点，也成为后期选择应用BIM技术进行管理控制的重要原因，具体难点如下：
（1）项目规模大，建设时间紧
该项目建筑工程概算投资约为68亿元，建筑规模为32万平方米，共有54栋各类建筑单体。地下建筑部分达到11万平方米，土方开挖量达到55万立方米；单层地下机动车库面积甚至大过中型社区的面积总和。同时，场地中包含大量的水池景观、堆坡、树木绿植等。建设工程数量大，建设工期短，建设任务十分繁重。参与方多、工作界面复杂，协调任务重。
由于项目规模大、建设时间紧，该项目主体工程分为三个标段，分别由不同的总承包施工单位进行实施，而且一标段和二标段分别两家总承包施工单位同时实施。总承包单位下属包含若干分包单位。众多参与方使得开发建设方的管理和协调工作非常繁杂。
（2）新结构形式带来的实施的难度
上海市是全国首批推广PC装配式住宅建设的城市[11]。对于近两年才兴起的新型建造工艺，无论是设计单位还是施工单位都处在初期经验积累的阶段。而PC构件的生产有不可逆性，以及生产、运输、堆场、安装等新型的实施流程，使过程中无法预见的遗漏都将带来影响工程质量和进度的风险。
因此应用先进的BIM技术信息流为导向的项目管理模式，通过BIM技术的可视化、虚拟性、集成性和信息共享平台，实现项目管理的精细化和信息化，成为了解决这一系列难题的重要途径。
4.1 基于BIM技术信息流为导向的项目管理模式建立
为了保证BIM应用成果的有效落地，提高各阶段的管理的效率，该项目由开发建设方牵头主导，同时，聘请了第三方BIM专家顾问团队作为全过程的技术支持，建立了包括设计单位、施工总承包单位、监理单位以及开发建设方等各方参与的BIM应用实施团队，形成现场项目管理与BIM应用技术紧密结合工作机制。
从设计阶段开始以BIM模型为信息载体和传递协同来进行多参与方的项目管理，项目各参与方通过不同阶段对BIM模型的信息添加维护管理，来完成情况反馈，同时通过BIM模型与实际工作完成情况的对比进行施工作业的确认与验收。
实际应用过程中，通过BIM协同平台不断加入信息，对BIM模型进行数据加工、管理、行为预测的过程，其中最关键的就是对模型数据的管理。随着项目建设深化，模型内容和信息逐步增加，上一阶段的模型内容和信息应当被传递到下一阶段，减少重复建模。后一阶段的基本信息采用在前一阶段的基础上“增加”和“完善”的方式进行描述。
4.2 在项目施工管理中的实践应用
项目的参建单位通过三维场布、机布，管理人员可以更直观的了解塔吊布置实施的方案，人、货、电梯的位置和扶墙部位，预制构件直接预留洞口等，有助于协同监理方一并监督其施工安全措施的布置。
通过对场布、机布方案评估，开发项目管理人员可以提前了解到总包方施工道路与PC堆放的定位，施工便道和构件堆放场地，地库顶板回填方案等，从而更为准确的协调两个总包方的工作界面，解决相互之间的矛盾，并指导到现场施工。
通过实行定期的 BIM5D 信息平台录入制度，施工单位和监理单位可以通过手机 APP对现场状况进行记录和汇报。开发项目管理人员可以随时的了解到每一栋楼，每一个工序的现场工作状况和出现问题的处理情况；可以随时了解到计划建造进度与现实进度的区别：可以找出影响工期的关键环节。开发项目管理公司可以监督和及时督促建设方提高资源配置效率，及时的处理和协调施工中的矛盾等。
4.2.1 在施工方案深化中的应用
在该应用中，项目公司要求各总包单位能够应用 BIM 软件根据各自承担的标段，进行场地布置和机械布置。其中A总包单位利用广联达场部软件，在进场阶段，根据设计院提供的 CAD 图纸，进行场布机布模型布置。如图所示：经过前期策划，构建现场施工场布机布模型，设置8台塔吊，6部人货电梯，施工便道等，更直观的展现出现场工程的施工状态。
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图4 场地布置模型
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图5 样板模型
B总包单位，通过BIM 模型对作业班组进行技术交底，如图八模型展现所示，以3＃楼 3-4 层西单元作为PC 样板展示单元，分别展现了一层PC构件成型效果：包括内外墙、楼承板、飘窗、楼梯、二次结构砌筑等；二层展示PC 构件过程工艺：PC 构件斜支撑、垂直支撑、构件安装工艺等。
4.2.2 质量安全闭环管理
通过广联达BIM5D平台，各总包方和监理方，在施工过程中，对出现的安全质量问题做到随时发现，随时整改。质量安全责任到人，问题由专业监理、质量负责人、安全总监发现上传，指定责任人对问题进行整改，并提出要求整改时间。责任人收到问题推送后，可清楚地看到问题的地点和问题情况，对此进行整改，并回复，问题发起人对此闭合。
图6 质监安监平台录入
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4.3在装配式施工过程管理中的应用
该项目由于在土地出让条件中已明确规定，住宅建筑面积必须100%采用装配式混凝土结构体系，装配预制率不得小于30%，整体预制构件数量高达五万多块，必须由多个构件厂同时供货才能满足施工现场进度要求。所以，如何确保每一块预制构件在生产、运输、堆场、安装、验收环节无误，是项目实现质量目标的关键。
项目在实际施工管理中，一方面，将利用BIM可视化的功能，通过模型对已完成的PC构件深化设计图，进行每块板预留碰撞校核和构件之间的预拼装碰撞校核。另一方面，通过搭建以BIM模型、二维码识别系统和云平台信息系统为一体的协同平台，建立起包括设计单位、生产厂家、现场监理、施工单位和开发建设方的协同工作机制，以确保每块预制构件在每一个环节中可控可追溯。
在预制构件分拆和优化中，通过ALLPLAN软件搭建出标准层构件部分的BIM模型。利用软件对不同构件元素碰撞检测后发现，单板内部的错误主要是夹心保温内页板中钢筋与现浇梁的钢筋碰撞较多，局部的装修点位预埋接线盒预留在内页板的钢筋上，以及套筒和施工支撑件之间的碰撞。依据BIM检测报告和优化报告结果，要求设计单位对相应构件深化图进行修改。
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图7 标准层BIM模型
在构件与构件之间的预拼装检测中，发现了3处由于构件设计尺寸错误预拼装尺寸的错误；由于构件伸出钢筋设置不合理，影响现场安装共5处；钢筋搭接方式不合理共3处。例如，编号为YWQ9L的外墙板应与北面现浇设备平台的外挑梁相互咬合，并形成封闭体系，但在该PC板的深化设计图纸中遗漏了衔接部分的凹口的设计，会造成该板的生产错误。
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图8 单预制构件碰撞检测
在装配式结构工程实施过程中，通过创建每一块预制构件的BIM模型，并输入构件的重量，尺寸等物理信息，形成包含具有初始信息和模型的数据文件，通过信息平台传递给施工单位的BIM对接人。在施工准备阶段中，通过信息平台对设计阶段的模型进行施工组织计划的信息进行添加。根据PC构件的生产、运输、吊装和验收的实施流程，在信息平台上对每一块PC构件进行信息采集定义，模型颜色预设定义，人员现场扫码权限定义等，建立起平台工作流与现场工作要求一一对应，最终形成可打印的二维码文件，传递给生产厂家打印粘贴。
施工方以施工楼栋为对象，利用Project软件编制PC预制构件的安装进度计划，并直接导入BIM信息平台计划文件与模型中各构件进行逐一和批量的信息挂接，从而以4D动态虚拟的形式，直观描述出计划中的工作内容。总包施工管理人员、开发建设方管理人员均可以通过信息平台监视到整栋建筑的PC构件每天进度是否与计划匹配。如图10所示，绿色代表已经完成验收的PC构件，蓝色代表已安装未验收的PC板，青色代表正在安装的PC板，红色代表质量不合格已退回的PC板等。
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图9 构件标签
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图10 PC施工进度管理界面
5.基于BIM技术信息流为导向的项目管理模式效果分析
基于BIM技术信息流为导向的项目管理模式在装配式住宅项目的实施应用，可以为项目决策者直观的提供各种便捷的管理和决策依据，相较同类项目对比，在建造实施阶段，基于BIM技术的协同平台提供的大量、及时、准确、全面的质量数据，为项目管理者提供决策支持。同时，通过协同平台对项目各参与方进行内部管理，减少推诿扯皮，大大降低沟通成本，使得发现的质量问题都能得到快速及时反馈，管理效率得到快速提升，克服了传统建设工程质量控制的信息化程度低、信息共享与协同困难、易形成信息孤岛等缺点。
根据已有的项目实施经验，要在后续项目中推广运用基于BIM技术信息流为导向的项目管理模式需要对以下几个方面加大关注：
（1）加大管理人员的培训力度
目前大部分建设工程项目的管理模式还是依据老的项目管理模式，管理者依然按照既有的思路对新的更高建设标准的项目进行管理，导致管理难度越来越大，建设项目的目标控制越来越难以实现。所以需要加大对这类新式项目管理模式的宣传和培训，使得精益建造思想能够进入管理人员的管理理念中，项目管理人员特别是设计研发、工程管理、造价咨询人员能够熟练运用和掌握BIM相关软件，提高建设工程项目的信息化水平。
（2）建立健全BIM技术标准体系
美国的BIM标准NBIMS-US（National BIM Standard-United States）[12]已经有了三版更新，而我国目前仍未建立国家级的BIM体系标准，仅有个别省份、城市建立了地方标准，统一标准的建立迫在眉睫。
（3）加大政策扶持力度
加快研究和制定建筑业信息化、精细化、工业化管理发展纲要，对建筑业的长期发展有极大的促进作用[13]。加强政府的政策引导，可加大建设单位、施工单位领导层对新技术、新工艺、新模式的支持力度，加强在人力资源、物质资源方面的投入，从而依靠资本的力量推动新模式的引用落地。
（4）项目运用循序渐进
我国建设工程项目的信息化、精细化水平提升仍然任重道远，大部分企业、地方仍不具备推广的条件，BIM技术相关人才仍然大量紧缺。创新式的项目管理模式的推广需循序渐进、因地制宜，探索适合自己项目、自己企业的应用方式，切记生搬硬套，在应用过程中需注重对人才队伍建设，不能一味求成。新技术、新模式的发展必定是个循序渐进的过程，拔苗助长只能导致被时代的浪潮淹没。
参考文献：
[1] 国建筑业协会，《2019年建筑业发展统计分析》，http：//www.zgjzy.org.cn/menu20/newsDetail/8344.html，2020.
[2]国家发展和改革委员会发展规划司，《国务院办公厅关于转发发展改革委住房城乡建设部绿色建筑行动方案的通知》，http：//www.gov.cn/zwgk/2013-01/06/content_2305793.htm，2013.
[3]中华人民共和国国务院，《关于促进建筑业持续健康发展的意见》国办发[2017]19号，http：//www.gov.cn/zhengce/content/2017-02/24/content_5170625.htm，2017.
[4]上海市住房保障和房屋管理局等部门，《关于推进本市装配式建筑发展的实施意见》，http：//www.shjx.org.cn/article-6597.aspx，2014
[5]孙钰钦.BIM技术在我国建筑工业化中的研究与应用[D].西南交通大学，2016.
[6]樊骅，夏锋，骆念亲.工业化住宅建设中的数据传递技术研究[J].住宅科技，2016，36（05）：22-26.
[7]白庶，张艳坤，韩凤，张德海，李微.BIM技术在装配式建筑中的应用价值分析[J].建筑经济，2015，36（11）：106-109.
[8]孙峻，李明龙，李小凤.业主驱动的BIM实施模式研究[J].土木工程与管理学报，2013，30（03）：80-85.
[9]李明瑞.基于BIM技术的建筑工程项目集成管理模式研究[D].南京林业大学，2015.
[10]上海市住房和城乡管理委员会.上海市建筑信息模型应用技术指南（2017版）.上海.2017.
[11]倪江波等.中国建筑施工行业信息化发展报告[M].北京：中华书局，2014.
[12]American Institute of Architects（AIA）.AIA E202-2008.https：//www.aia.org/.
[13]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑工程设计信息模型交付标准（讨论意见稿）.北京.2015.