BIM技術如何支撐項目精細化管理？

隨著項目BIM技術應用的普遍化，BIM技術在不同階段不同管理領域的應用點逐步聯成線與面。施工業務管理的高質量需求越發明顯，整體管理呈現出緊密與精細的特點，利用BIM模型的諸多特性能夠實現與業務緊密結合，達到降本增效的目的。

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01精細化管理是項目管理發展的必然趨勢

建筑行業的施工現場精細化管理，可以借鑒制造行業的成熟經驗，尤其是精益生產理論。此理論的核心是，在項目交付過程中，以價值流為中心，運用專業的技術和方法，實現客戶價值最大化，浪費最小化。精益生產理論在汽車、飛機等制造過程中，發揮了深遠的影響。

那么，回到建筑業，每一個建筑物都是獨特的，這給精細化管理造成了較大的難度。但是，我們發現，如果將每個建筑進行細化拆解，到具體構件(如墻梁板柱)、具體工序(如鋼筋綁扎、模板支護、混凝土澆筑)，又是可以具備管理共性的。通過具象到不同層級的標準化管理共性抽提，并結合BIM技術，將助力現場精細化管理能力的大幅提升。

表現在如下三個層面：推動變拉動、縮短生產周期、減少浪費。見下圖示意：

圖5-1 精益建造“改進現場施工”三個維度

項目的精細化管理主要體現在：

(1)精細化的策劃

精細化的策劃是指項目所制定的目標和計劃都是有依據的、可操作的、合理的和可檢查的。

這個策劃不單單指的是開工前一次性的，要在過程中不斷的校核，讓管理過程結果無限的接近于目標。所以，精細化策劃最大的支撐在于全過程的數據信息調用支撐。

(2)標準化的實施

標準化的實施是結合施工操作規程、工藝流程、工序特點在進行施工段或施工構件交付時，標準化的執行每一個作業面、每一構件、每一個工序的實施動作，從而讓項目的基礎管理運作更加正規化、規范化和標準化。

(3)閉環式的控制

閉環式的控制要求項目業務的運作，實現從計劃、執行、校核到改進的閉環管理?？刂坪昧诉@個過程，就可以持續的優化管理行為，減少項目管理業務運做失誤，杜絕部分管理漏洞，在變化的環境中持續實現項目的高質量運作。

(4)構件級的核算

構件級的核算要求項目嚴控每一個工程構件的交付標準，在準確計算構件工程量的基礎上，明確事前、事中、事后三個維度的管理動作和量化考核標準。對工程施工的每一個可度量的構件進行工程量對比和核算分析。通過核算分析去發現管理中的漏洞，及時糾偏，減少項目利潤的流失。

(5)指標化的分析

指標化的分析是項目科學決策的重要方式之一。當前項目通過各種信息化系統，已經積累了海量管理數據。通過對這些數據進行分類、整合，在不同業務領域結合管理訴求和工程特征，形成本項目一項業務不同過程的，企業間同類項目相關業務的指標對比、積累，將對于施工企業發揮越來越大的作用。

02BIM是實現精細化管理中的關鍵技術

BIM技術具有三維可視化、可模擬性、構件級信息組織、信息集成性等特性，可支撐精細化項目管理的管控需求。

BIM的典型特性詳述如下：

(1)可視化

通過BIM可視化特性實現二維變三維的模型轉換，所見即所得，直觀清晰的表達設計意圖，快速準確理解施工難點及節點做法，搭積木式的進行構件拆分組合，實現虛實結合的擬建與已施工建筑對比分析，在設計、策劃、施工、交付等多個階段通過可視化無障礙交流，便于構件級精細度的管控。

(2)可模擬性

可模擬性即通過BIM技術賦予虛擬建筑實體大量的建筑信息，例如幾何信息、管理信息、時間信息、技術信息、成本信息等，針對生產組織、進度優化、技術深化、構件加工、方案比選、成本控制等方面進行施工模擬策劃分析，例如施工組織5D模擬、施工方案模擬與優化、工程量自動計算、施工工藝沖突、工序工藝節點深化模擬以及設備的運行模擬等模擬工作。

(3)構件級信息組織

BIM技術天然具有構件級建模的特點，便于將各類工程信息進行更精細化的關聯，甚至達到圖元構件級別。利用構件級的信息統一和關聯特點，讓每一個構件關聯相關管理領域的數據信息滿足全過程多維度的管理需求。

(4)模型信息集成性

模型信息集成性體現在BIM技術可支撐工程模型的全專業信息，并承載、集成全領域(施工工序、進度、技術、質量、安全、成本等管理領域以及人力、機械、材料資源等施工信息)管理信息，形成全周期工程信息描述，達到全覆蓋、全承載水平。

BIM技術集成性完美的綜合了擬建建筑物的所有信息，可隨時隨地通過不同端口方式調用信息。通過BIM技術的顯著特性，結合精細化管理業務的需求，可以在整個建造周期滿足與支撐精細管理模式。

在投標策劃階段，通過建立構件級模型，可按照施工組織思路，在不同領域不同工作點進行模擬優化必選，確定主要方案后直接自動計算實體與非實體的工程量，迅速組價支撐投標決策、施工組織設計、成本目標拆解、計劃制定等工作、工作思路交底等工作。

在施工階段，通過模型的構件拆解與組合建模，按照施工順序、交叉作業原則、工序工藝特點、流水段劃分等維度，建立體系化任務分配方式，讓模型構件關聯方案模擬、工序動畫、技術交底、驗收知識庫、洽商變更、質量安全制度要點、材料信息、勞動力需求量與工效、工程量等大量信息;

再利用模型集成性的輕量化應用特性，讓不同的管理者與參與者，在正確的任務時間，可視化的查閱調用，多端口方式的跟蹤記錄反饋，提高管理效率，降低管理成本;

不同管理領域的各管理者通過模型集成信息的查閱與集成工作流程的流轉，增強不同專業不同領域的工作協同性;

而項目決策者通過模型多層級可視化信息的展現，對項目管理實施的即時監察數據掌控和了解、追溯管理人員的執行力等數據，科學評價、糾偏項目管理動作，精細化分析項目的數據，系統性的思考，科學準確的進行決策與調整，實現項目精細化管理。

通過以上幾點BIM技術特性與業務結合的梳理，結合全國建筑業大量的工程施工實踐證明，可以看出BIM是實現精細化管理中的關鍵技術。

03實現精細化管理所需的核心BIM能力

在BIM技術帶來的各項新能力中，基于BIM技術的施工算量能力和基于BIM的施工作業標準化能力是實現精細化管理的關鍵技術。

一、基于BIM技術的施工算量能力

在施工管理全周期過程中，工程量是貫穿整個流程的主線，從投標中標、施工目標制定、施工過程管控到最后結算，都需要工程量的不間斷調用和對比分析，才能精確地指導施工以及達到經營管控目標。

而在整個過程中，因為投標的策略性及報價核量、目標成本測算、施工工序工藝拆分與成本核算、實際進料量與使用量、過程統計等多個維度、計算方法、劃分方式等因素不得統一，產生了大量的斷點與轉換。使得我們在建造過程中，投入大量的人力精力，反復計算換算和統計，造成了工作系統性分離與傳遞過程性錯誤。很難達到用計劃有效指導施工的目的。

工程量的指導意義在于以實體擬建建筑物為對象，通過精準的量化數據，實現從虛擬建造到現實量化管控的打通，動態進行資源的有效管理。

而如何將預算工程量更廣泛的應用到施工過程管理的方方面面，是困擾行業多年的重要問題。招投標階段通過構建商務模型，產生了大量的模型預算量數據，反應的是造價成本科目的數據維度，其中包含模型信息，工程量信息，構件屬性等業務信息。

雖然這些數據是不變的，但與建造過程中對工程量的使用方法并不統一，需要將這些信息，按照施工過程維度進行重新組織，匯總計算，按施工材料、施工工序工藝、施工方法、施工流水或構件等維度進行工程量計算轉換，以符合企業自身建造成本的計算邏輯。這樣就可以產生出符合施工過程管理應用需求的工程量數據，構建起項目的施工算量能力。

在精細化管理的理念下，每一個施工過程在模型上均是可以被拆分統一和被度量的，因此需要BIM模型承載和交互轉換大量的工程量數據，而BIM技術的特性正好可以滿足這個需求，基于BIM技術施工算量能力的全過程應用需求應運而生。

基于BIM技術施工算量能力定義為在工程項目建造過程中，通過BIM模型附加結構化的施工工程量等信息，并進行工程施工組織結構分解，為工程項目的技術、商務和生產等部門提供符合施工建造過程的工程量信息。為項目計劃和管理提供基礎數據支撐。

而基于BIM技術施工算量能力全過程應用必須解決傳統管理中存在的以下問題：

(1)預算量規則與施工量規則有出入(如底板導墻、剪力墻施工縫低于板底標高等工序工藝差別，二次結構量需換算行業材料規格折算等)，如下表所示。

預算量規則與施工量規則對比

(2)工程量數據未協同起來，現場管理人員需要頻繁找預算員提量、要量、核量，且不能直接應用多作為參考，無法隨時隨地獲得工程量數據;

(3)工程量的換算難、調用難、準確度低，從而導致在造價、施工等不同維度，在生產領域、技術領域、材料領域、商務領域等各領域的應用中，效果一般。

針對施工現場高頻的分段提量、預算量到材料量的轉換需求，基于BIM技術的工程量全過程應用能力可以在模型上快速、準確、靈活地通過劃分施工段框圖提量，最終支撐項目部材料采購，分包結算，過程量控等管理環節。

基于BIM技術施工算量能力，可以在每周進度計劃量、計劃資源量、工程量分配、作業面工效統計、過程量控(限額領料、盤點)、多維度算量對比、成本核算分析等方面發揮作用。下面以鋼筋分項工程管理為例，介紹基于BIM技術施工算量能力在精細化管理中的作用。

(1)鋼筋量控細化方向

1)商務挖潛：(結算量-預算量)/結算量>X%;

2)方案挖潛：技術優化節約鋼筋量/預算量>X%;

3)施工挖潛：(優化后預算量-翻樣量)/優化后預算量>X%;

4)管理節流：(實際進場量-翻樣量)/翻樣量

(2) 鋼筋量控具體措施

施工前根據中標工程量將初期鋼筋盈余責任目標定為10%， 按系統分解給各業務部門：

1)商務部：(結算量-預算量)/結算量>4%;(商務潛力為深挖合同)

2)技術部：技術優化節約鋼筋量/預算量>3%;

3)工程部：(優化后預算量 - 翻樣量)/優化后預算量>3%;

4)商務部： 出圖后半個月內完成整體預算量的計算工作，整體預算編制過程中應提前 15 天完成擬施工部位預算工程量;(對比傳統管理應快速完成，一方面它影響預算量的鎖定，另一方面可以減輕由于“暫定價”支付而造成的資金緊張)

5)工程部：(實際進場量-翻樣量)/翻樣量<1%;

6)物資部：現場稱重系統采購、使用、維護、數據收集、分析，確保實際收貨量不小于實際進場量。

以上業務例證可以看出，傳統業務工作與基于BIM技術施工算量能力全過程應用對于鋼筋管理上的應用差別。因此，基于BIM技術施工算量能力是實現精細化管理所需的核心BIM能力之一。

二、基于BIM的施工作業標準化能力

基于BIM的施工作業標準化，經過近些年不斷與國內施工企業進行交流、實踐探索，在計劃管控、資源管控等方面已經取得了一定進展。

基于BIM的施工作業標準化，對于現場施工的改變，可以歸納為四個步驟(如下圖所示)：

BIM的施工作業標準化步驟

上圖中，作業標準化能力是基礎，包括：數據基礎標準、應用標準、管理標準。每類標準又包括很多細分標準。數據基礎標準是為了定義基礎數據結構，包括人機料法環等標準格式、BIM構件及屬性定義等;應用標準是為了支持現場施工，包括工藝工法標準、計劃模板、方案模板、質量驗收標準等;管理標準是為了支持施工企業的管理動作，包括組織標準、崗位職責、考核標準等。

作業標準化是建立在上述標準化能力之上的。通過作業標準化能夠實現進度為主線的高效率協同作業，并且這些作業是可度量、可優化的。所有管理動作都是圍繞進度展開，包括各參與方的協同、總包各部門的日常工作、分包各作業面的施工。其背后又涉及到各類資源的提前準備。

在諸多的準備工作中，基于標準化作業包，形成的進度計劃模板(含工序級計劃、里程碑管控要素)至關重要，越來越多的國內施工企業已經意識到這一點并且開始積極實踐。

在進度管控方面，以某項目為進度管理對象，通過編制作業級的總、月、周計劃，實現層層遞進，上級監控里程碑，下級根據末位計劃內容進行標準作業的跟蹤執行。同時，在計劃上能夠自動提取BIM工程量信息，用以進行提前資源準備。

在資源管控方面，通過提取BIM施工算量數據，能夠按照不同部位的作業內容，輸出對應的材料計劃工程量信息，再結合現場物聯網設備采集的實際進場材料量信息，形成材料部位節超分析結果。原來每月一次的統計節超工作，在BIM+物聯網設備的共同作用下，實現了每日分析，并可實時預警材料超耗和未按期進場等情況。

在場內物資的精細化管理方面，以鋼筋加工和模架周轉為例，結合專業BIM軟件的鋼筋翻樣和模架計算能力，以及具體鋼筋綁扎、模架安拆的作業時間，能夠實現精確到天的場內不同作業區域之間的材料運輸和周轉，從而減少材料閑置造成的成本浪費。

綜上所述，基于BIM技術的現場精細化管理，能夠在一定程度上支持建筑施工行業從傳統粗放式管理，向標準化、智能化、數字化方向轉變。當然，也需要在BIM技術如何能實現設計、施工、運維打通，標準化作業內容等方面與國內建筑企業，上下游參建單位進行有效協作，并積極響應國家政策號召探索方式方法。

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