BIM在全过程咨询中的价值体现
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一、BIM在全过程工程咨询中的应用优势
2017年以来，国家和地方陆续出台了相关政策和制度，着手大力推进全过程工程咨询的试点工作，鼓励建设项目实行全过程工程咨询服务。国家发展改革委、住房城乡建设部《关于推进全过程工程咨询服务发展的指导意见》(发改投资规〔2019〕515号)文件中指出，咨询单位要建立自身的服务技术标准、管理标准，不断完善质量管理体系、职业健康安全和环境管理体系，通过积累咨询服务实践经验，建立具有自身特色的全过程工程咨询服务管理体系及标准。应开发和利用建筑信息模型（BIM）、大数据、物联网等现代信息技术和资源，努力提高信息化管理与应用水平，为开展全过程工程咨询业务提供保障。
BIM技术相对于传统的CAD画图模式有着很大优势，传统的CAD制图虽然大大地提高了画图的精度和效率，但是画出的CAD图纸是一种二维表达的板式图，这种二维的表达方式在很大程度上限制了设计师的创造力和想象力，使设计出来的图纸表达得非常不清楚。BIM技术不仅可以做出和项目建筑实体非常接近的三维模型，也可以导出CAD、PDF形式的二维图纸及细部的节点图，不需要再单独画节点图，既快速又方便，而且可以通过这个模型去做施工动画和施工工艺，对整个项目的施工进度和施工工艺、工程特点、难点进行直观的了解，进而对项目的施工进度和项目成本更有效地进行控制，把控整个项目的工程造价。
BIM技术做的模型不仅是数字信息的集成，更重要的是对这些数字信息的应用，在建筑工程整个生命周期中，建筑信息模型可以实现集成管理，将建筑物的信息模型同建筑工程的管理行为模型进行完美组合，可以使建筑工程在整个建设进程中效率提高、风险降低。
（一）本土BIM应用系统和应用软件逐步完善
纵观我国的BIM技术软件，无论是在数量还是在功能质量上，以及可应用范围上近几年都有了长足的进步。比较知名的有广联达、橄榄山、速博、鸿业、5d云等。基于BIM的建筑信息化技术体系经过一个个项目的实践，在一些项目中逐渐形成了基于BIM技术的项目管理体系，并取得了不错的成效。而基于BIM技术的项目管理体系有独特的优势，主要表现在：交互三维可视化，数据结构系统化，管理协同平台化，知识挖掘智能化，经营决策大数据化。
1.交互三维可视化
建筑中包含给排水系统、照明系统、消防系统、空调系统等。相关设备设施在BIM模型中以三维模型的形式表现，从中可以直观地查看其分布的位置，方便建筑使用者或业主对于这些设施设备的定位管理。
三维可视化虚拟空间环境作业可以帮助我们降低空间想象能力，视觉更加直观，与人沟通起来更加通畅，空间几何的自动计算还能帮助我们找出设计错误等。
2.数据结构规范化
随着BIM数据交换，存储，应用等标准的不断完善，BIM的数据结构也越来越规范化。数据的计算能力大幅提升，数据可检索、可分类、可追溯，也能更好地体现业务逻辑、更好地支持计算模型算法、也更好地支持计算模型之间的数据转换。
在建筑信息模型领域，关于数据的基础标准一直围绕着三个方面进行，即：数据语义(Terminology)、数据存储(Storage)和数据处理(Process)。由国际BIM专业化组织buildingSMART提出，并被ISO等国际标准化组织采纳，上述三个方面逐步形成了三个基础标准，分别对应为国际语义字典框架（IFD）、行业（工业）基础分类（IFC）和信息交付手册（IDM），由此形成了BIM标准体系。
3.管理协同平台化
传统项目各参建单位往往“各自为政”，建筑各专业之间割裂，项目周期各个阶段之间割裂，由于缺乏有效的数据支撑与技术支撑信息，没法实现真正意义上的业务管理协同，往往会形成一个个“信息孤岛”。基于BIM技术进行全生命周期的项目管理，通过参数模型整合各种项目的相关信息，在项目设计、施工和运维的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队、施工团队、成本团队、业主等各方建设主体提供协同工作的基础，提高生产效率、节约成本和缩短工期。
4.知识挖掘智能化
建筑数据模型中的信息随着建筑全生命期各阶段(包含规划、设计、施工、运维等阶段)的展开，数据会逐步被累积。而积累的海量数据通过知识挖掘生成新的知识和规则，提升建筑项目管理服务。知识挖掘是指从数据中获取实体及新的实体链接和新的关联规则等信息。主要的技术包含实体的链接与消歧、知识规则挖掘、知识图谱表示学习等。
5.经营决策大数据化
企业在生产、管理、经营等业务活动过程积累起来的知识，如果不被记录整理，不被总结提升，固化形成企业甚至行业的知识数据库，那么这笔企业财富很容易因为人员的流动而丢失。
BIM项目本身会积累大量庞大的数据，BIM技术应用积累的数据会更为庞大。根据项目积累的大数据、企业内部管理积累的大数据、行业提供的大数据可以形成一些指标帮助相关决策，可以使得决策行为有数据参考，提高决策精准度。比如造价大数据可以通过海量的造价数据积累形成造价指标，预测和评估未来的建筑项目。
（二）项目实践丰富了BIM的应用内涵
当前BIM技术在全国各地的各类工程项目上都有不同程度的应用，尤其是在大型的超高层、商业综合体、大型公共建筑上。像上海中心、中国尊、上海迪士尼、北京大兴机场等，大大丰富了BIM技术的应用内涵。常用的BIM应用包括校核施工图纸错误、专业冲突及不合理问题，以及碰撞检查、管线综合、三维技术交底、施工总平面三维布置、进度管理、成本管理、质量安全及验收应用等，涵盖了建筑工程全生命周期。
BIM技术在国内大型的超高层、商业综合体、大型公共建筑上的应用，不仅积累了大量的BIM应用经验，而且培养了大批BIM应用人才，为全过程工程咨询提供了良好的基础。
二、BIM在全过程工程咨询中的应用
随着BIM技术应用的深入发展以及国内外BIM相关软件的进一步成熟，我国建筑行业的信息化和产业化也有较大的进步。在工程全过程咨询中，BIM技术在各阶段（设计、施工、运维管理）都有所应用。
（一）BIM在设计阶段的应用
设计方在根据前期的投资决策阶段中确定的工程量指标、造价指标等进行方案设计、建筑结构设计、施工图设计的过程中，咨询单位也同步进行BIM模型的建立，并随时添加更新构件的各项信息，在模型精度从LOD100到LOD300的更新中，随时监控各项指标数据的变化始终处于要求范围以内，从而避免超出指标导致的返工，加快设计速度。
在完成BIM模型建立与空间规划后，即可进行其他系统所需信息数据的应用，例如，BIM施工管理、绿色建筑分析、温度及日照耗能等分析、建筑结构机电施工图等，这在减少设计师的工作量的同时，使图纸的质量更加有保证，有利于设计图与预算文件的确认及招标工作进行，加速项目整体工作进度，并且有利于设计方与业主、建设方的工作沟通，为数据后续的建设工作的串联打下基础。笔者在某体育馆项目的设计咨询中，就曾多次验证该项目的砌体墙与隔墙面积比、罩棚面积、钢结构体积以满足业主单位对于项目的装配率的要求，并提供可视化的数据展示，促进设计方案的审批工作顺利通过.
（二）BIM在施工管理阶段的应用
在工程的全生命周期中，BIM技术在施工管理阶段的咨询服务属于在各阶段中服务时间最长、项目最多、配合力度最强和效益最明显的。BIM技术不仅有国家政策上的支持，实际的运用价值也越来越受到施工单位的认可，由于其在招标或结算阶段具有工程量计算、成本优化等方面快速且准确的优势，项目运用BIM技术在某些省市可以作为加分项，这能提高施工企业在对外投标中的项目中标率，获取更多的收益。
在施工准备阶段，可以利用质量有保证的BIM模型进行“检查碰撞”校验，做到事前预防和发现，大幅减少施工变更。在某体育馆项目中，由于项目的造型复杂，通过利用BIM技术能提前发现二维图纸无法发现的碰撞点，比如由于看台斜板的原因，导致板下房间的门窗与结构冲突，以及天花板在某些位置控高不够等问题，通过三维截图和平面图纸的形式提供报告，能让各方清晰准确地明白问题并及时反应，避免后期通过变更改正，从源头减少工程争议的可能。
在优化施工方案方面，在施工空间有限的区域，利用BIM模型可以根据工况提前模拟施工流程，从而支持施工方案是确实可行的；在场地规划方面，可以促进施工现场布置和管理，使空间利用更高效，施工机械设备利用更优化，减少不必要的浪费，提升现场安全文明施工作业管理水平，减少安全隐患。在施工实际中，往往会有多家分包单位按照区域施工，不同队伍间的工作区分与配合就要求总包有良好的管理手段，可以通过BIM技术提前录入各分包队伍的信息，自动完成施工的分包管理配置，安排好施工交叉位置的施工顺序，这样可以全面提高总包对于工作面的管理能力。
由于在BIM模型里还能录入施工时间、造价等信息，所以在施工阶段能够做到从3D(三维构件信息)到4D(工期信息)再到5D(造价信息)的数据信息串联。数据是随时联动记录的，所以一旦有工程变更或者某种工作需要，都能实时快速地提供数据支持。
除此以外，对于某些装配式施工的项目，能对预制构件进行信息化管理，提前赋予预制构件“ID”信息，让构件从加工、出厂、运输、现场堆放、吊运、安装等整个施工状态都能通过芯片配合云平台的技术手段实现信息共享。管理人员只需通过智能终端，或者是电脑上的BIM管理系统查看任何一个部位的施工参数及当前施工进度情况，让施工管理变得便捷、精准、经济。
（三）BIM在运维管理阶段的应用
在项目的运维阶段，BIM技术需求也非常大。随着物联网（TheInternetofthings）技术的高速发展，物联网已经被视作继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次革新。而将物联网技术和BIM技术相融合，并引入到建筑全生命周期的运维管理阶段，发挥其大数据运营管理共享平台功能，会带来巨大的经济效益。
笔者在对某科院项目进行运维阶段的BIM咨询管理中，分析该项目的运营难点在于设备种类繁多，数量巨大，为有效提高运维工作效率，减轻后期运维压力，采用RFID技术。以RFID技术载体，利用BIM技术所记录的数据信息，对于设备基本型号、尺寸等信息进行提取，对设备进行运营维护统筹管理，并在出现问题时能及时反馈汇总。这不仅深化BIM技术应用效果，又提高项目运维阶段设备设施的管理水平和效率，保证信息化技术应用的合理性和先进性，提高项目建设品质。
（四）BIM在全过程工程造价中的应用
在每一个项目中，工程造价贯穿整个项目的全生命周期，在投资决策阶段，BIM技术可以高效地对整个项目所需成本进行比较精确地估算，直至竣工结算阶段，BIM技术可以对项目进行实际造价的计算。
针对施工作业模型，加入构件的项目特征和构件的参数化信息，完善建筑信息模型中的造价信息，利用BIM软件从中提取各清单子目工程量与项目特征信息，可以快速有效地完成工程量的统计，有效地提高造价人员编制各阶段工程造价的效率和准确率。由此通过施工作业模型对项目的动态成本进行有效监控和管理。
在施工作业模型中，按施工作业面的划分，添加设备和材料信息，建立可以实现设备与材料的管理和施工进度协同的建筑信息模型，运用BIM技术达到按施工作业面下料的目的，实现施工过程中设备、材料的有效控制，提高工作效率，减少不必要的浪费。
如何使模型中构件的工程量、项目特征、参数化信息快速转化成清单模式，使BIM技术在全过程工程造价中更加完美的应用，目前市面上的5D云产品很好地解决了这个难题，此软件的用途就是为从事造价工作的专业人员提供一个快速编制清单、工程算量、造价信息管理的云平台。5D云的出现，使得造价人员不再需要手动编辑清单，只需将施工作业模型上传至5D云平台，即可一键列出清单，大大提高了造价人员的工作效率，使我们对项目的动态成本能更有效地监控和管理。
（五）中美合资上海国际主题公园BIM全过程应用示例
中美合资上海国际主题公园某项目于2016年11月启动，2018年4月26日正式开幕。该项目一期设计领域的BIM应用处于国际领先，荣获美国建筑师协会（AIA）BIM应用最高奖。业主在本项目结合前沿技术、国际标准及国内企业丰富项目经验和知识，透过与联合建管及其他参建单位的共同努力，探索创新，协同合作，不仅达到项目在预算内如期完成而且符合品质要求的成绩，也为复杂的国际项目在国内的交付模式提供了一个成熟的案例（见表1、表2），为BIM在项目全周期系统性地整合应用提供了借鉴。该项目全过程BIM应用荣获了英国皇家特许测量师学会2019年BIM应用冠军。
三、结束语
BIM技术对于全过程工程咨询的价值是巨大的，它不仅缓解了全过程工程咨询的处理难度，而且通过技术革新改进项目管理模式。通过BIM技术协同，项目全过程数据贯通，纵向贯穿设计-采购-施工-运维建筑全生命周期，横向拉通3D-4D-5D-6D的数据流转，管理团队可以可视化、数据化、智能化地进行建筑项目建设管理，加强各参建单位信息交互的效率及效果，对提高决策水平、强化工程质量、节约投资成本、缩短建设周期、有效规避风险等具有重大意义。
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