黃聰聰, 姚傳勤

(安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院, 安徽淮南 232000)

基于BIM和IPD協(xié)同管理模式的淺析

黃聰聰, 姚傳勤

(安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院, 安徽淮南 232000)

隨著社會(huì)的發(fā)展，傳統(tǒng)建造模式的弊端日益暴露，集成項(xiàng)目交付IPD模式作為一種先進(jìn)的模式開(kāi)始在我國(guó)展露頭角。而建筑信息模型BIM以其參數(shù)化、信息化、集成化等特點(diǎn)，為IPD模式的實(shí)施提供了新的平臺(tái)。文章通過(guò)在中國(guó)知網(wǎng)上收集文獻(xiàn)，定量分析了IPD下基于BIM的協(xié)同管理模式在我國(guó)的研究現(xiàn)狀，并展望未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。制定了協(xié)同管理模式的具體工作流程，旨在幫助建筑業(yè)人員熟悉協(xié)同管理工作模式，并為此種模式的廣泛應(yīng)用打下基礎(chǔ)。最后對(duì)協(xié)同管理模式在我國(guó)的應(yīng)用和推廣提出了些許建議。

BIM； IPD； 協(xié)同管理模式； 研究現(xiàn)狀

長(zhǎng)期以來(lái)，傳統(tǒng)建造管理模式只是在管理方法和過(guò)程上修修補(bǔ)補(bǔ)，遲遲未找到一個(gè)好的平臺(tái)為其施展打下基礎(chǔ)。再加上項(xiàng)目參與各方在CAD二維圖紙的工作模式下，彼此之間信息共享受阻，缺乏有效交流及良性互動(dòng)，致使管理工作很難高效進(jìn)行。另外，各成員之間集體意識(shí)淡薄，往往只考慮自身利益，在建設(shè)過(guò)程中有著不同程度的保留行為，造成項(xiàng)目的局部利益最大化而不是全局利益最大化。建筑業(yè)因項(xiàng)目參與方的整體協(xié)作水平低，默契程度差，造成項(xiàng)目建設(shè)工期長(zhǎng)，造價(jià)高，質(zhì)量低的問(wèn)題越來(lái)越突出。根據(jù)美國(guó)相關(guān)資料，超過(guò)70 %的工程項(xiàng)目存在著超預(yù)算和工期滯后的現(xiàn)象[1]。因此，建筑行業(yè)急需一種全新的管理模式來(lái)提高效率，實(shí)現(xiàn)各專業(yè)成員之間信息共享，交流無(wú)阻，利益共享。集成項(xiàng)目交易模式IPD由此應(yīng)用而來(lái)。根據(jù) 2010 年美國(guó)學(xué)者的相關(guān)調(diào)查，在應(yīng)用 IPD 模式的所有工程項(xiàng)目中，70.3 %節(jié)約了成本，59.4 %縮短了工期，58. 6 %實(shí)現(xiàn)了信息共享[2]。

隨著建筑信息模型BIM技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用不斷推廣，可以利用BIM的三維工作平臺(tái)和可視化的信息交流方式，解決IPD模式實(shí)施過(guò)程中的諸多難題，提高信息傳遞效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目建設(shè)的精細(xì)化控制，使得IPD模式更容易成功。因此，著眼于BIM和IPD協(xié)同管理模式的研究將越來(lái)越成為建筑業(yè)的一種新潮。

1 基于BIM和IPD協(xié)同管理模式內(nèi)涵

1.1 協(xié)同管理模式中的BIM

BIM 理念的創(chuàng)建源于1975年，創(chuàng)建背景是美國(guó)全行業(yè)受石油危機(jī)影響需要提高行業(yè)效益。關(guān)于BIM的定義版本國(guó)內(nèi)外有很多，目前相比較而言較完整的是美國(guó)國(guó)家BIM 標(biāo)準(zhǔn)(National Building Information Modeling Standard，NBIMS)的定義：“BIM 是設(shè)施物理和功能特性的數(shù)字表達(dá)；BIM 是一個(gè)共享的知識(shí)資源，是一個(gè)分享有關(guān)這個(gè)設(shè)施的信息，為該設(shè)施從概念到拆除的全壽命周期中的所有決策提供可靠依據(jù)的過(guò)程；在項(xiàng)目不同階段，不同利益相關(guān)方通過(guò)在BIM 中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映各自職責(zé)的協(xié)同工作”[3]。BIM可以通過(guò)建立全方位的包含了項(xiàng)目所需信息的可視化、信息化、動(dòng)態(tài)化的建筑模型,提供項(xiàng)目各參與方在項(xiàng)目的各個(gè)階段所需要的項(xiàng)目信息，實(shí)現(xiàn)建筑生命周期各階段的工程安全、質(zhì)量、進(jìn)度和成本的集成化管理，推動(dòng)建設(shè)工程的精細(xì)化、集約化管理。BIM為IPD模式提供了最合適的平臺(tái)及強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。基于BIM，項(xiàng)目的IPD團(tuán)隊(duì)可以實(shí)現(xiàn)高效的信息共享和順暢的信息交流。

1.2 協(xié)同管理模式中的IPD

美國(guó)建筑師學(xué)會(huì)( AIA) 將綜合項(xiàng)目交付定義為“一種項(xiàng)目交付方法，即: 將建設(shè)工程項(xiàng)目中的人員、系統(tǒng)、業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)和實(shí)踐全部集成到一個(gè)流程中。在該流程中，所有參與者將充分發(fā)揮自己的智慧和才華，在設(shè)計(jì)、制造和施工等所有階段優(yōu)化項(xiàng)目成效、為業(yè)主增加價(jià)值、減少浪費(fèi)并最大限度提高效率?！盵4]。IPD的主要特點(diǎn)總結(jié)如下：

(1)在項(xiàng)目前期多方參與(圖1)。各參與方采取彼此之間相互公開(kāi)、坦誠(chéng)相待、信息共享、利益分?jǐn)偟暮献鞣绞健?/p>

圖1 IPD模式下各參與方結(jié)構(gòu)

(2)IPD在實(shí)施過(guò)程中，注重跨部門(mén)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和結(jié)構(gòu)化的流程重整。在結(jié)構(gòu)化流程的每一階段，不同職能部門(mén)的人員組成跨部門(mén)團(tuán)隊(duì)，相互之間有效交流，共同協(xié)商，使項(xiàng)目能夠高效率運(yùn)行。

(3)IPD采取異步開(kāi)發(fā)模式，也稱并行工程。即通過(guò)嚴(yán)密的計(jì)劃，準(zhǔn)確的接口設(shè)計(jì)，把原來(lái)許多的后續(xù)工作提前進(jìn)行，這樣可以縮短工期。

1.3 BIM和IPD的關(guān)系

IPD模式中,項(xiàng)目各參與方目標(biāo)一致，通過(guò)BIM技術(shù)搭建信息共享平臺(tái)，真正打破了傳統(tǒng)項(xiàng)目管理模式中各參與方結(jié)構(gòu)分散，信息不對(duì)稱的局面。而且，利用BIM的信息完備性、信息關(guān)聯(lián)性、可出圖性等特點(diǎn)，業(yè)主、設(shè)計(jì)方和施工方等各參與方可以輕松創(chuàng)建協(xié)調(diào)一致的數(shù)字化模型，進(jìn)行可視化模擬、建筑物的性能分析及綠色節(jié)能，達(dá)到項(xiàng)目全生命周期的優(yōu)化，使項(xiàng)目的總體成本最低。BIM 為IPD 模式提供了技術(shù)支撐，IPD 模式為 BIM 提供了更廣闊的發(fā)展空間。二者的結(jié)合，是縱觀全局、著眼未來(lái)的最佳方式。

2 BIM和IPD的協(xié)同管理模式

2.1 協(xié)同管理模式研究現(xiàn)狀

作為一種顛覆型的項(xiàng)目交付模式，IPD 在我國(guó)建設(shè)工程領(lǐng)域的應(yīng)用仍處于摸索階段[5]，截至目前甚至還沒(méi)有實(shí)際成功應(yīng)用的案例。徐友全[6]通過(guò)知網(wǎng)(CNKI)已經(jīng)研究了IPD在國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀，得出國(guó)內(nèi)以IPD為主題的文獻(xiàn)文章直到2010年才首次出現(xiàn)，并在2010～2015年整體成遞增趨勢(shì)。在他的基礎(chǔ)上，本文統(tǒng)計(jì)出了以IPD為主題的文獻(xiàn)數(shù)量2016年共有14篇，2017年上半年共有5篇，可見(jiàn)最近兩年國(guó)內(nèi)對(duì)于IPD的研究力度不盡人意。接著，本文在中國(guó)知網(wǎng)(CNKI)上通過(guò)輸入關(guān)鍵詞“BIM，IPD”，搜索以BIM和IPD的協(xié)同管理模式為主題的文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)以BIM和IPD的協(xié)同管理模式為主題的文獻(xiàn)國(guó)內(nèi)首次出現(xiàn)是在2011年。國(guó)內(nèi)2011年到2017上半年以BIM和IPD的協(xié)同管理模式為主題的文獻(xiàn)數(shù)量具體分布情況如表1所示。以BIM和IPD的協(xié)同管理模式為主題的文獻(xiàn)數(shù)量占以IPD為主題的文獻(xiàn)數(shù)量的百分比的變化趨勢(shì)圖用折線圖表示(圖2)。由圖2可以看出，以BIM和IPD協(xié)同管理模式為主題的文獻(xiàn)數(shù)量占以IPD為主題的文獻(xiàn)數(shù)量的百分比于2017年達(dá)到最大值，預(yù)計(jì)未來(lái)這個(gè)百分比仍將增大，關(guān)于BIM和IPD的協(xié)同管理模式的研究力度還會(huì)不斷加強(qiáng)。換句話說(shuō)，IPD模式在BIM技術(shù)的幫助下才更容易成功。

表1 2011～2017上半年協(xié)同管理模式主題研究文獻(xiàn)數(shù)量分布

圖2 協(xié)同管理模式為主題的文獻(xiàn)數(shù)量占IPD為主題的文獻(xiàn)數(shù)量的百分比

2.2 協(xié)同管理模式的模型建立

協(xié)同管理模型(圖3)的運(yùn)行流程主要分為概念設(shè)計(jì)階段、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)階段、詳細(xì)設(shè)計(jì)階段、實(shí)施文件設(shè)計(jì)階段、機(jī)構(gòu)評(píng)審階段、施工階段及運(yùn)營(yíng)階段。在該模式中，項(xiàng)目各階段的協(xié)同性大大提高。在概念設(shè)計(jì)階段，業(yè)主、設(shè)計(jì)方、施工方等各項(xiàng)目參與方共同介入，從質(zhì)量、進(jìn)度、成本、安全等角度提出各自不同的建議，爭(zhēng)取在流程的第一步，就把事情做對(duì)，為后續(xù)工作的開(kāi)展帶來(lái)了極大的方便。在概念設(shè)計(jì)完成后，經(jīng)IPD團(tuán)隊(duì)審核通過(guò)就進(jìn)入到標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)及實(shí)施文件設(shè)計(jì)階段。在細(xì)部設(shè)計(jì)階段，各參與方在各自領(lǐng)域充分發(fā)揮自身專業(yè)所長(zhǎng)，整合初步方案并匯總成整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)資料。在機(jī)構(gòu)評(píng)審階段，各參與方提供項(xiàng)目所需的文件資料，做好施工前的準(zhǔn)備工作。另外，業(yè)主需協(xié)助審查，設(shè)計(jì)方需向相關(guān)機(jī)構(gòu)提供施工前的相關(guān)信息。在施工階段，可以利用BIM 3D可視化的特點(diǎn)，將不同的施工方案進(jìn)行模擬比對(duì)，并進(jìn)行不同專業(yè)之間的碰撞，找到與實(shí)際情況最相符的施工方案。并且，利用BIM 4D技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)施工進(jìn)度、施工質(zhì)量、施工安全、施工場(chǎng)地等的動(dòng)態(tài)管理。在項(xiàng)目的交付運(yùn)營(yíng)階段，業(yè)主可以得到含有設(shè)備及主要材料等信息的竣工模型，為今后的類似項(xiàng)目提供參考依據(jù)?；贐IM的3D幾何模型，4D進(jìn)度模型，5D成本模型等則為該流程的順利進(jìn)行提供了支撐。

圖3 協(xié)同管理模型

2.3 協(xié)同管理模式推廣應(yīng)用的建議

IPD模式是傳統(tǒng)交付模式的巨大變革，使得項(xiàng)目各參與方能夠組成一個(gè)利益共同體，一起為項(xiàng)目的整體利益而奮斗。雖然目前IPD在國(guó)內(nèi)的研究尚未成熟，但利用BIM可視性、集成性、模擬性、協(xié)調(diào)性等特性，必將引發(fā)建筑行業(yè)一次史無(wú)前例的徹底變革。基于前文對(duì) BIM 和 IPD 協(xié)同管理模式的研究以及閱讀大量相關(guān)文獻(xiàn)可以發(fā)現(xiàn)：目標(biāo)一致是協(xié)同管理模式能夠成功運(yùn)行必須遵守的原則；項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)之間互相信任，信息共享是整個(gè)模式順利運(yùn)行的基礎(chǔ)；形成關(guān)于IPD的相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)合同用來(lái)協(xié)調(diào)項(xiàng)目中各方之間的關(guān)系是整個(gè)模式在我國(guó)能夠應(yīng)用的關(guān)鍵。而B(niǎo)IM技術(shù)則為IPD模式的應(yīng)用提供了一個(gè)平臺(tái)，是整個(gè)模式順暢運(yùn)行的動(dòng)力支撐。為了使協(xié)同管理模式在我國(guó)能夠得到廣泛的推廣和應(yīng)用，下面給出具體的四條建議。

(1)根據(jù)國(guó)外協(xié)同工作模式成功運(yùn)行的典型案例，結(jié)合我國(guó)國(guó)情，出臺(tái)適合我國(guó)國(guó)情的相關(guān)規(guī)范和指南用以指導(dǎo)業(yè)界來(lái)應(yīng)用IPD這種新模式，并形成關(guān)于IPD的標(biāo)準(zhǔn)合同，以此來(lái)明確項(xiàng)目建設(shè)中各方之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)利益的合理分配。

(2)建立激勵(lì)機(jī)制。激勵(lì)機(jī)制的核心是通過(guò)應(yīng)用激勵(lì)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)互利共贏。建設(shè)方可以根據(jù)設(shè)計(jì)變更消除后節(jié)省的費(fèi)用和減少的工期對(duì)設(shè)計(jì)方及施工方給出適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償，會(huì)提高設(shè)計(jì)人員及施工人員的積極性，間接提高了項(xiàng)目的整體利益。

(3)在組建團(tuán)隊(duì)時(shí)，可以運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法確定候選人的BIM技術(shù)掌握情況、責(zé)任心、合作能力、工作經(jīng)驗(yàn)、項(xiàng)目報(bào)價(jià)等各項(xiàng)因素的平均評(píng)價(jià)值及權(quán)重，然后確定每個(gè)候選人的綜合評(píng)價(jià)值，從而全方面對(duì)候選人進(jìn)行考量。同時(shí)，公司可以制定規(guī)章制度明確項(xiàng)目參與各方的權(quán)利和義務(wù)，避免合作過(guò)程中出現(xiàn)成員變動(dòng)影響整體效益。

(4)在協(xié)同工作模式執(zhí)行過(guò)程中，為保證各參與方的順暢交流，實(shí)現(xiàn)BIM同平臺(tái)對(duì)話，軟件開(kāi)發(fā)企業(yè)應(yīng)考慮不同軟件間的兼容性問(wèn)題，可以考慮采用國(guó)際IFC標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)政府需要制定更加詳細(xì)、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范建筑業(yè)的信息化數(shù)據(jù)傳輸方式。

3 結(jié)束語(yǔ)

BIM的理念和技術(shù)為IPD模式提供了平臺(tái)及技術(shù)支撐，IPD模式為BIM的應(yīng)用提供了工作環(huán)境，基于BIM和IPD的協(xié)同管理模式是未來(lái)項(xiàng)目管理的趨勢(shì)所在，同時(shí)也恰好順應(yīng)了我國(guó)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的潮流。盡管目前基于BIM和IPD的協(xié)同管理模式在我國(guó)尚處于起步和摸索階段，但它值得學(xué)術(shù)界加大關(guān)于此主題的研究力度，值得建筑業(yè)的每一成員就此模式進(jìn)行不斷的探索。

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[2] 張建平，李丁，林佳瑞, 等. BIM 在工程施工中的應(yīng)用[J]. 施工技術(shù)，2012(16): 10-17.

[3] 美國(guó)國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn)第一版第一部分: National Institute of Building Sciences, United States National Building Information Modeling Standard, Version1-Part 1[R].

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[定稿日期]2017-07-28

黃聰聰(1992～)，女，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)楣こ坦芾怼?/p>

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