1 绪论
1.1 研究背景
建筑业,近些年,发展迅猛，就更要求有过硬的技术支持才能跟得上建筑规模日益扩大、建筑结构日趋复杂、投资不断增长的建筑现状，将工程建设管理与计算机技术结合起来势在必行。同时，现代工程管理中仍然有些重点的问题需要应用现代的信息化方法去解决，比如在安全和质量得到保证的前提下，如何最大限度地节约能源、降低成本、控制污染、提升效率[1]。
步入 21 世纪以后，“BIM”逐渐出现在人们的视野中，在建筑各行业也开始发挥作用。“BIM”是“建筑信息模型”的意思，这是三个字母源于英文“Building Information Modeling”的缩写。 BIM 在出现不久之后，就在陆续不同国家的建筑领域展现作用。众多国家的很多项目都应用了 BIM，同时也都享受到了它带来的益处，它可以提高劳动生产效率、降低资源浪费，提高工程,建设的质量，节约建设成本，从而达到提高,企业经济效益的成果[2]。
2007 年，美国 Stanford University 建设集成工程中心（Center for Integrated Facility Engineering.CIFE）就 BIM 技术被应用在不同的建设项目上之后，所带来的利好以及展现出来的突出优势等进行了一次调查研究，参与调研的总计三十二个项目，通过研究结果进行统计分析得出以下结论：在工程预算的变更方面，应用 BIM 技术在工程建设前期能够发现并减少将近 40%的无效成本，从而使得工程预算的偏差可控制在 3%的范围内；同时也大大提高了造价估算的效率，花费在工程造价计算上的时间可以很大程度节省，甚至高达 80%以上；多达 10%,的合同价,格可通,过冲突检,测可被节省，同时可使,项目,工期缩,短近 7%[3]。
近些年，中国的“人口红利”已逐渐消失，劳动成本明显增加在，然而却并未带来劳动,生产率的,提高。然而根据美国在 BIM 方面多年来的发展经验可以得到，设计、施工和运维阶段都能展现 BIM 的应用价值[4]。目前，国内，建筑，行业，正需，要完，善，的关键技术和，研究内容有以，下几个：一是基于 BIM 技术进行工程应用和项目管理，二是如何运用BIM 技术协调业主方、设计单位和施工单位等各参与方之间信息沟通，三是基于 BIM技术，提升，项目管理的水平以及劳动生产效率。由此可见尽管影响工程建设项目的因素有很多，但是按我们国内现存的建筑工程管理的普遍模式，为了能够准确高效地进行项目管理，将项目各参与方之间，进行协同管理工作必须得到重视[5]。
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1.2 国内外 BIM 研究现状
1.2.1 国外 BIM 研究现状
BIM 的概念产生于二十世纪七十年代，而正式提出则是在 2002 年，发展到现在经过了四十余年的发展历程。目前，BIM 技术在设计、施工、以及运维阶段目前在美国、英国、新加坡等国家的应用范围都十分广泛，同时现阶段在国外，只要是工程设计和施工企业规模较大的若想要做大型项目，就被强制要求企业需要有 BIM 技术的背景和能力[6]。随着信息技术的发展及工程项目的实践，BIM 的应用软件相对成熟，一些国家也意识到 BIM 的应用价值和前景，为推动 BIM 技术在本国的发展做出了一些有效措施，
还根据 BIM 在建筑工程中的应用情况制定了 BIM 标准和 BIM 规范[7]。
（1）北美
BIM 的研究和应用最早起步是在美国，直至今天一直在不断地发展和成熟，其在BIM 技术研究和工程领域的应用方面一直居于世界领先地位，BIM 技术也被建设单位、设计单位、施工单位纷纷主动应用于项目中，实际应用的点也种类繁多，政府和行业协会都根据实际应用情况，出台了很多实用且对 BIM 应用起到推广应用的标准，根据麦格劳?希尔公司的调查研究显示，2012 年美国的工程建设行业采用 BIM 的项目占全部项目的比例为 71%，相比于 2007 年的 28%可见增长速度之快，在这其中承包商占 74%，建筑师占 70%，除此之外 67%的机电工程师已经在尝试应用 BIM[8]。
目前，美国建筑设计、建筑企业在 BIM 中的适时应用相对较好，较为成熟，而在其他发展领域仍相对较慢[9]。对于美国而言，在施工领域 BIM 技术的应用，被较为广泛认可的技术有：Chuck 认可的施工方面 BIM 技术应用包括：①使用 BIM 技术计算工程成本；②应用 BIM 进行计划安排与控制；③进行碰撞检查；④使用首次设备进行设计审查和获取问题；⑤设计和任务分配中的新方法；⑥现场机器人的应用；⑦异地构建预制[10]。
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2 BIM 技术与协同理论研究
2.1 BIM 技术概述
2.1.1 BIM 技术的概念
BIM（Building Information Modeling）是作为“建筑”信息模型”的简称，最初被美国学”者 Chuck Eastman 第一次提出，经过不断完善，逐渐在全球”一些发达”国家得到”发展。进入 21 世纪”以来，计算机技术高速发展也带动了 BIM 水平的日渐成熟。针对于BIM 技术在我国的概念定义，并没有一个统一的规定或者标准。可以参考如下比较权威的解释：
FIC——国际”标准组织”设施信息”委员会，将 BIM 定义为：在建筑行业标准开放的条件下，将建筑实体包括全生命周期在内的所有信息提供可算性的表现形式作为 BIM 的特征表现形式，而 BIM 技术的成果主要体现在：能够为工程项目建设过程中的决策提供有力支持，从而更好地体现自身价值[24]。BIM 的含义被 NIBS（美国国家建筑科学协会）定义为：功能特性”和设施物理”（即建设项目”物理）的相关数据”表达。
BIM 在中国首都北京的地方工业标准中被理解为：通过创建数字模型、利用数字模型改善建筑工程项目的设计方法、建造方式以及运营布局全过程的管理、过程优化、技术和方法的质量。BIM 的信息模型技术的应用抑制器建设工程行业得到了重要体现。图2.1 列示了 BIM 的关系：
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2.2 协同管理理论
2.2.1 协同理论的定义
协同理论的概念由赫尔曼?哈肯教授在 20 世纪七十年代首次提出，主要研究各系统之间的平衡变化规律，在自身不同系统之间存在必然联系和相互作用，在大的系统内部不同因素之间相互协同作用，从而形成一个在三维空间乃至时间以及结构功能上的稳定运行结构[30]。从某种意义上讲，协同更像是一种自发的组织理论，研究方向倾向于环境与系统间，系统与因素间以及系统内部各因素间的团结协作，互利互补的关系，针对变化，生成新的有序的结构，体现系统内部协作、转变对该系统的影响，通过系统内部的子系统重排，重组，形成一种 “竞争一合作一协同”的能力，表达了“1+1>2”的理念[31]。通过协同自组织理论，协同管理的研究，可以重新定义协同管理，组建一个协调合作的机会，通过完善形成体系，统一目的，实现利益的最大化[32]。
2.2.2 工程项目协同管理
从二十世纪五十年代至今，人们一直进行工程建设实际计划控制与管理的探索，其中研究比较广泛的主要包括：CPM（关键路径法）和 PERT(计划评审技术)，并且在理论上都有了较大的进展，这也开启了项目管理这个专业在全世界的建筑行业的发展。目前，项目管理的相关理论以及实践应用逐渐得到的广泛认可，下面对应用比较广泛的项目管理模式进行简单分析与阐释：
（1）业主自行管理模式。此种模式的特点就是资金由业主自己征集，业主可参与到设计中，然后施工单位和业主签订合同，就此该项目的管理机构就由业主以及施工单位共同组成。在这种管理模式下，业主具有多重身份，对于业主的项目管理水平提出了较高的要求。但是这种模式，不能适应现阶段工程建设项目不断增多，且区域复杂的趋势，所以在逐渐演变的过程中，业主自行管理的模式因此受到巨大打击而逐渐弱化[33]。
（2）业主委托承包商建设（DBB）模式。这种模式在现阶段为多数业主所接受和广泛使用的一种项目管理模式，主要过程就是设计、招标、建造。该模式下，业主不需要自己参与，只需要与设计公司、承包商分别签订相关合同，不同阶段都有不同的单位进行负责，优点就是通用性强，缺点是设计前期投入较大，管理负责，业主的管理费用高且周期很长，一旦设计变更，容易引起较大索赔[36]。在国际上该模式得到了应用广泛，它的依据是 FIDIC 合同，近年来，该模式在国内也得到了广泛应用。
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3 F 工程项目管理分析 ........................... 15
3.1 项目概况 ............................... 15
3.2 项目不同阶段问题描述 .......................... 19
4 基于 BIM 的 F 工程项目协同管理 ..................................... 30
4.1 BIM 在 F 工程项目设计阶段进行协同管理 .................................. 30
4.1.1 可视化分析 ...................................... 30
4.1.2 BIM 碰撞检查与优化 ............................. 31
5 F 工程项目管理保障措施 .................................... 39
5.1 技术保障 ................................ 39
5.2 人员保障 ................................... 40
5 F 工程项目管理保障措施
5.1 技术保障
（1）各专业图纸审图分析
前面有提到该项目由于电子版图纸为 CAD 出图，而且受出图限制审图时需将各专业分离开来，不能各个专业进行综合起来进行图审，需要进行机电、建筑、暖通等各个专业注意查缺补漏，要做到专业间标高和二维图基点一致，这样才能使项目坐标完全一致。在施工图中使用将每个 CAD 图纸进行分割提取，根绝建模需要进行信息提取，将各楼层各个专业分别提取图层组块（B）出图，形成一套完整的建模图纸文件夹体系，也方便后续三维模型的建立。
（2）设定统一的建模标准
针对本项目，在建模开始前统一标准，包括文件命名、构建命名的规则，构件材质，贴图颜色，建筑标高与结构标高的合理运用，室外地坪平均标高的计算，各部位面层厚度等统一设定，形成文档。门窗栏杆等构件族要高度统一，项目文件要分专业提前制定好，缺少的各专业族由专人制作，形成文件夹体系，供后期建模团队成员直接调用，避免一个模型一个样子，大量重复及多次返工造成时间、人力上的浪费。大面积单体项目需要分楼层甚至分部位建模，提前做好项目模版，尤其是机电各专业的样板，设置详细的过滤器等。
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结论
本文通过文献分析并借鉴国外 BIM 技术应用的先进理念和成功经验，剖析了我国工程建设领域 BIM 的应用现状及进展情况，并结合 F 工程项目中实际出现的管理问题，将基于 BIM 的工程项目建设的协同管理优势加以阐释，并详细论述其在工程设计阶段和施工阶段中的重要应用价值。最后，根据项目的实际应用情况提出了相应的保障措施，并展示了实际实施效果。主要得到以下结论：
（1）将 BIM 技术应用于工程设计方面，其可视化性能以及专业之间的的协同就能够有效解决设计中专业间衔接不畅问题。相对于传统设计中二维出图，基于 BIM 进行设计协同管理，对于项目可以进行可视化分析、施工方案模拟以及碰撞检查，能够有效保证设计的质量和施工方案的合理性，对于后期施工质量的控制也增加了可控性，避免了施工过程中遇到问题进行设计变更和返工所造成的以一些损失。
（2）实际施工过程中，基于 BIM 进行进度把控，根据工程建设实际进度数据的收集。在模型中形象展示项目实际建设情况，动态跟踪工程建设进度，工作人员及时掌握进度信息，能够及时有效且高效地进行进度目标控制。同时还可以根据现阶段的工程进度进行进度模拟，在进度模拟过程中可以发现一些问题或者可以优化的工序，再通过工序优化，以达到最终进度最优。在后续执行过程中，再不断进行动态比对与调整，以实现对工期进行优化的目的。
（3）BIM 技术在工程建设过程中的应用不局限于上述两点，在全生命周期的建设中，都能够展现 BIM 的优势。从前期设计阶段的设计协同再到施工阶段目标协同管理，最后运维阶段其存储的数据也会提供有效的支持和依据。再到运维阶段。从项目建设周期以及开发者角度分析，企业的经济效益也会因此而有所提升。
现阶段 BIM 技术的实际应用所产生的效果，也体现了 BIM 技术的潜力还有待进一步挖掘，这些现阶段的这些也确实能够有效解决实际工程问题，但是也展现了另一方面的不足，在 BIM 的专业人员方面，建设单位和施工单位人员的技术力量还不足，很多都是基于各参与方人员比较专业的基础之上的，因此在以后的 BIM 发展过程中，更加重视相关专业人员的培养，才能高效高质量完成工程项目管理。
参考文献（略）