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基于BIM技術的建筑工程項目集成 管理模式研究
發布時間：2023-01-02 16:00
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的與意義 1
1.3 研究現狀與問題提出 2
1.3.1 國外研究現狀 2
1.3.2 國內研究現狀 3
1.4 研究內容 5
1.5 研究方法與技術路線 6
1.5.1 研究方法 6
1.5.2 技術路線 6
第二章 集成管理與BIM技術理論 8
2.1集成管理理論 8
2.1.1集成管理的內涵及特點 8
2.1.2建筑工程項目集成管理 8
2.1.3工程項目集成管理模式 10
2.2BIM技術理論 10
2.2.1BIM 的內涵 10
2.2.2BIM 的特點 11
2.2.3基于BIM的集成與協同技術 11
第三章 基于BIM技術的集成管理內容 13
3.1基于目標分析的要素集成 13
3.1.1BIM模型的相關信息提取及應用 13
3.1.2多要素集成管理框架 16
3.2項目各參與方的集成管理 17
3.2.1各參與方集成管理的內涵 17
3.2.2建設全過程各參與方集成管理內容 18
3.2.3各參與方的合同管理流程及工作條款 19
3.3信息集成管理 21
3.3.1建設全過程各階段信息分析 22
3.3.2信息分析基礎上的知識集成 24
3.3.3基于BIM技術的信息集成管理系統概念模型 24
3.4 本章小結 30
第四章 基于BIM技術的組織管理制度及集成管理框架 31
4.1組織結構的建立 31
4.1.1新型組織結構建立的必要性 31
4.1.2項目組織結構 31
4.2組織內部職能分工 32
4.3激勵機制 35
4.3.1 物質激勵 35
4.3.2 精神激勵 36
4.4基于BIM技術的集成管理框架 37
4.4.1集成管理框架構建基礎 37
4.4.2集成管理框架構建 37
4.5 本章小結 38
第五章 案例分析 39
5.1項目簡介 39
5.2組織管理 39
5.2.1建立項目組織結構 39
5.2.2職能分工 39
5.2.3 獎懲機制及規章要求 41
5.3信息管理 42
5.3.1BIM系統應用軟硬件配置 42
5.3.2信息傳遞過程 43
5.4集成管理要素 46
5.5案例小結 47
第六章 結論與展望 48
攻讀學位期間發表的學術論文 49
參考文獻 50
第一章 緒論
1.1研究背景
隨著社會經濟和技術的高速發展，建設工程項目的規模和內容變得越趨龐大和復雜。 一般項目的管理內容涵蓋了工期、成本、組織、安全、信息等各個方面。但通過研究，可 以發現這些復雜錯亂的管理內容之間具有一定的聯系和規律。因此，亟需建立這樣一種工 程項目管理模式，把一個項目中處于動態環境的相互聯系又相互區別的各工程要素，作為 一個系統工程進行集成管理，并對項目目標進行明確和控制［1］。
目前，我國工程項目管理正處于探索發展階段。伴隨改革開放的發展步伐，發達國家 高效科學的項目管理模式對我國傳統項目管理模式造成了巨大沖擊，國內的工程項目管理 模式仍又停滯于傳統水平。這種傳統項目管理模式又存在以下問題：通常只重視單獨管理 工程項目的某一階段內容；缺少從全過程角度對工程項目進行科學和系統的分析，使得項 目全過程各階段的工程信息支離破碎，產生許多自動化孤島或信息孤島；工程參與主體間 的各工作部門相互獨立，采取不同的管理方法來獲取各自的利益；決策設計階段的信息很 難被反饋和運用于施工、運營階段，短期內很難實現三大傳統控制目標。例如，工程項目 施工階段管理中經常出現大量的工程變更，其原因在于項目管理者通常只重視施工階段的 質量管理，對設計階段的質量管理考慮不足而留下了工程隱患，并造成了費用的增加和工 期的延誤。這些違規的建設工作程序對我國工程項目建設帶來了很大危害。不僅降低了工 程質量、拖延了建設項目工期、增加了事故誘發頻率，還加大了工程成本，致使一些工程 無法建成，或建成后長期虧損。這些都是新形勢下出現的，也是當前不可忽視的問題。
與此同時，建筑業在傳統二維CAD時代下低效的生產效率一直是行業中的難題之一， 其原因就在于過于分散的建設過程以及低下的集成管理程度，嚴重滯后了建筑業信息化 的發展［2］。BIM(Building Information Modeling，建筑信息模型)技術，基于三維數字技 術，對工程項目全生命周期的信息進行集成，并通過創建協同工作平臺，使得工程項目 管理過程連續化，提高了工程項目管理的集成性，并為解決上述難題提供了一種思路。 但項目各參與方運用BIM技術實施協同工作的過程中，受到了傳統項目工作模式的嚴重 阻礙［3］。許多國內外學者試圖將高度創新集成的管理模式與BIM技術相結合。例如，丁士 昭通過結合PIP(Personal Information Portal)技術和BIM技術，提出了基于BIM技術的建 設項目全生命周期(Building Lifecycle Management， BLM)管理模式［4］。美國建筑師學 會于2007年提出了集成交付模式(Integrated Project Delivery， IPD)，并將其付諸于BIM 工程項目的應用中。由于國內對這類新型的項目管理模式研究較少，真正落實到實際項 目中還很遙遠。在目前工程項目管理模式下實施BIM的風險大小程度很難被評估，使得 各參與方對是否運用BIM技術而猶豫不決。作為實施BIM最大受益方的業主，如何基于 我國國情選擇適合的項目管理模式成為亟待解決的一個重要課題。
1.2研究目的與意義
我國對工程項目管理理論的研究己有30年之久，在此基礎上發展了各種工程項目管 理模式和方法。近年來提出的工程項目集成管理模式，正是將集成理念和工程項目管理 的實踐相結合，從業主需求出發，運用先進的信息技術對工程項目的全過程進行系統和 科學性的管理，增強各主體之間的溝通和交流，最大限度減少變更和返工現象，從而全 面優化項目的質量、成本和進度目標，實現項目價值的最大化。
借助于BIM技術的發展，工程項目集成化管理在理論和技術上得到了強有力的支持。 運用BIM技術能極大地促進工程項目管理向高效的集成化方向發展，具體表現在：
（1） 基于中央數據庫的BIM模型，自身具有智能參數化的特點，可以對項目全工 程的所有信息進行創建、共享及關聯更新，并不斷完善和集成。
（2） 工程項目全生命周期的過程管理可以借助于BIM技術對各階段中任意關聯的 目標要素的綜合而實現。
（3） 現有各參與方之間的信息溝通和組織合作方式受到了 BIM協同環境的改變， 由于利益風險共擔，促使項目的各方加強信息的溝通和共享，實現項目組織的無縫溝通 和集成管理。
本文針對傳統工程項目管理模式中建設過程獨立分散、各項管理內容分割獨立、各 參與方之間信息傳遞效率低、信息協同和共享性差等問題，利用BIM技術優勢，通過對 工程項目多要素集成管理、各參與方集成管理以及信息集成管理的研究，闡述了基于BIM 技術的工程項目組織管理制度，并進一步建立了基于BIM技術的工程項目集成管理框架 模型，為建設項目管理過程中全面應用BIM技術提供借鑒和指導，促進我國現代化項目 管理模式的發展。
1.3研究現狀與問題提出
1.3.1 國外研究現狀
隨著計算機技術和信息技術的高速發展，國際上越來越重視BIM技術的應用與研究, 目前BIM技術在建設項目中的應用日趨普遍和成熟。據統計，2009年美國49%的工程 項目應用了 BIM技術，在歐洲也有36%的工程項目應用了 BIM技術［5］。就在2012年， BIM技術已經被北美71%的業主、設計師以及施工承包商所接受和應用［6］。
現階段國外對BIM技術在工程項目管理中的研究主要包括：nD模型與集成管理研 究、決策階段設計優化的研究、IFC （Industry Foundation Classes）標準與信息模型研究 以及BIM技術在工程應用中的擴展研究。
針對nD模型與集成管理的研究，Tamera等（2008）［7］通過將4D和5D技術運用到 工程造價和進度管理中，實現了項目的增值，論證了應用 nD 技術可以帶來項目團隊的 整體利益。Alvarado， Lacouture等（2010）同基于BIM進度計劃和AEC標準，實現了 BIM技術對進度計劃的合理安排。英國索爾福德大學開發的nD模型，將工期、費用、 建筑性能分析等各方面的信息進行了集成［9］。
針對決策階段設計優化的研究，Gu Ning，London K （2011） ［10］提出碰撞檢查和施 工模擬等功能的應用效果取決于對象模型的成熟度。而BIM應用的更高層次目標是通過 數據共享與信息管理實現組織的協同工作。Faizi F，Noorani M， Ghaedi A（2011）［11］基 于太陽輻射、采光、熱環境、遮陽4個指標，采用模糊決策對4個預設方案進行模擬優 化。Tsanas.A. and A. Xifara（2012）［12］以采暖負荷和制冷負荷為評價指標，來判斷高度 和朝向的變化對評價指標的影響。
針對IFC標準與信息模型研究，K. Yu等（2005） ［13］基于已建的物業管理框架，進 行IFC標準的擴展，建立了新型物業管理信息模型。Tauscher, Mikulakova等(2009) [14] 認為工程項目管理者可以利用模型信息和 IFC 標準，生成施工進度計劃，實現快速 4D 模擬，提高項目管理效率。
針對BIM技術在工程應用中的擴展研究，Hamid等(2009) [15]通過將BIM技術與 3D激光掃描、無線射頻等數據獲取技術結合，進行建設工程項目實時信息管理。Eastman (2011)[16]在BIM手冊中提出運用BIM技術將成本、工期以及其他管理要素進行集成， 來實現成本的實時追蹤、質量的實時管理、材料的實時采購以及人員的安全管理等-Amir
H.Behzadan等(2011) [17]通過成功應用增強現實技術(Augmented Reality)，建議將BIM 技術和AR技術相結合，應用到工程項目的質量和工期管理中。
此外，國外學者在集成管理研究方面。David Dixon (1990) [18]對項目集成管理的內 容從過程管理、知識管理、資源管理三個方面進行了闡述，并設計了 ISTAR環境支持管 理系統來實現這三個功能。
Riggs Jeffery L等(1994) [19]基于集成風險管理理念，運用計算機技術對工程項目 管理中費用、進度、技術等風險集成問題進行處理。
L.Kanapeckiene (2010) [20]突出工程項目管理中實際經驗和隱形知識的作用，并基 于顯性和隱形知識，對工程項目知識集成管理系統進行了構建。
Xiaojing Tu，Weimin Feng (2011) [21 ]提出工程項目集成管理信息系統的設計核心在 于信息化技術和手段的充分應用，來實現工程項目全壽命周期的質量、進度、成本三大 核心管理目標，并注意全過程中信息的共享、協調和優化。
I.3.2 國內研究現狀
從2004年起，Autodesk公司與國內大學開始合作建立BLM (Building Lifecycle Management，建筑全壽命期管理)聯合實驗室并設立BLM課程。2004年，哈爾濱工業 大學成立了國內第一個BLM實驗室，并舉辦了國際BLM會議。2004?2005年間，華 南理工大學、清華大學、同濟大學也緊接著成立了各自的 BLM 實驗室。華中科技大學 在 2011 年成立了 BIM 工程中心，面向全國招收 BIM 研究方向的工程碩士，將國內的 BIM應用推向新的高度。國內，BIM技術已在一些實際工程項目中得到了應用，見表 1-1。但總體上，我國對BIM技術的應用還處在探索階段，由于缺少BIM合同標準和規 范的支持，BIM技術大多僅應用在工程的設計或施工階段。
我國現階段對BIM技術在工程項目管理中的研究主要包括三個方面：BIM技術在 項目要素管理中的應用、BIM技術在信息管理中的研究以及BIM技術在集成設計管理 中的研究。
針對BIM技術在工程項目項目管理中的應用，牛博生(2012) [22]通過對BIM技術 和相關 BIM 軟件的分析，建立了進度管理中 BIM 應用框架和實施過程，對比了傳統軟 件的功能應用，總結了 BIM技術引入前后進度管理的差異，并分析歸納了現階段進度管 理中BIM推廣應用的障礙。王友群(2012)[23]通過對工程項目三大目標管理的現狀分析， 總結出目前目標管理中存在的問題及產生問題的原因，建議在三大目標管理中運用 BIM 技術，提高項目管理工作的效率和質量。
表1-1 BIM近年來在國內應用的現狀
Tab. 1-1 Status of BIM application in China in recent years
項目名稱 項目特點 主要參與方 BIM技術應用
同濟大學體育中心 異型結構、 同濟大學建筑設計研究院、 施工指導、鋼結構與鋼筋集
內部空間關系復雜 上海潤瑪建設 成應用、碰撞檢查分析
徐州萬科淮西項目 綜合寫字樓、 結構復雜 中建二局一公司 工程量精算、全過程數據提 供、施工場地規劃
上海中心大廈 超高層建筑、 美國Gensler設計公司、 可視化模擬、
各專業間協調量大 同濟大學建筑設計研究院 5D施工管理
天津國際碼頭 異形造型復雜、 工期緊 CCDI 碰撞檢查分析、
建筑性能分析
珠海橫琴梧桐樹大廈 體量大、造型復雜、 空間關系復雜 龍信集團 高大支模查找、吊裝方案三
維模擬、結構預留洞定位
針對BIM技術在信息管理中的研究，張洋（2009）［24］綜合應用最新的信息集成技術和 IFC標準，建立了BIM體系結構、擴展機制和信息描述，解決了三維BIM建模及模型轉換、 BIM模型信息的提取與集成、BIM數據存儲與訪問等關鍵技術。張曉菲等（2010）［25］強調 了 IFC標準對BIM軟件在信息交互中的重要作用，論述了基于IFC標準的各種工程應用系統 間的數據交換和全過程信息管理。李勇，管昌生（2012）［26］分析了我國建筑信息化及BIM 技術應用的發展現狀，基于工程項目BIM信息管理模式，對BIM信息集成模型進行研究, 并提出了BIM管理人才培養和加強各參與方信息交流與共享的實施策略。李犁，鄧雪原 （2012）［27］通過對建筑信息BIM平臺的結構分析，運用BIM技術構建了BIM信息平臺，實 現了各參與方各專業間的協同工作和信息共享。
針對BIM技術在集成設計管理中的研究，陳彥，戴紅軍等（2008）［28］比較分析了傳統 的工程項目管理信息系統（Project Management Information System，PMIS）和基于BIM技 術的PMIS，提出了基于BIM技術的PMIS應具有的功能。鄭聰（2012）［29］在集成化設計中 引入BIM技術，進行參數化設計和協同工作，并對集成化設計的各具體設計階段的應用進 行了研究。
國內對集成管理的研究，起源于錢學森提出的綜合集成研討廳體系，這是一種處理 開放復雜巨系統的方法，通過結合專家、信息數據資料和計算機技術，組成一個人機結 合的問題處理和巨型智能系統，是我國最早應用綜合集成思想解決問題的方法［30］。
現階段集成管理在我國工程項目中的研究主要側重于四個方面：集成管理在大型工 程項目中的研究、集成管理在項目管理中的應用研究、集成管理信息化研究以及集成管 理模式研究。
針對集成管理在大型工程項目中的研究，張國宗（2009）［31］結合大型公益項目管理 系統的特點，對項目管理的三維結構體系進行研究，并提出利用時間維、邏輯維和知識維 的三維系統和項目環境要素，來構建大型公益建設項目管理的空間結構。徐武明，徐玖平 （2012）［32］基于大型工程項目組織管理現狀和基本原理，應用系統集成的方法，建立了 項目組織的十元組模型，并在此基礎上，建立了工程項目組織集成的邏輯框架、結構框架、 和運作機制。潘怡冰，陸鑫和黃晴（2012）［33］基于BIM的研究成果，分析了大型項目群的 特點、結構與管理風險，構建了大型項目群全生命周期管理的信息集成模型。
針對集成管理在項目管理中的應用研究，趙麗坤(2004)［1］分析了項目管理的兩個層 次、全生命周期各階段及三大目標之間的系統性，研究了項目綜合集成管理模型和實現方 法。郭曉霞(2005)［34］基于工程項目集成管理內涵，優化了集成網絡計劃，提出了一種 能實現三大目標經濟效益最大化的項目集成管理方法。田野(2007)［35］等通過對管理要 素、過程和知識的集成，對項目集成化和DEA評價方法進行研究和闡述，驗證了項目集 成化管理的可行性。夏勝權(2009)［36］在集成風險管理的基礎上，結合綜合集成研討廳 理論，提出了基于綜合集成研討廳的工程項目風險集成管理。師征(2012) ［37］基于BIM 特點和項目管理理論，構建了適合我國現階段發展的工程項目BIM管理流程，并通過實例 模擬驗證了組織結構設計的合理性。
針對集成管理信息化研究，劉爾烈(2001)等［38］認為工程項目集成化管理模式實現 的兩大基石是網狀項目組織結構和集成信息系統。丁衛平(2004)［39］基于三維模型和兼 容協議，開發了能將信息模型與進度、成本等信息進行整合的軟件平臺，實現了3D到nD 的建模以及工程項目可視化的集成管理。陳勇強、呂文學和張水波(2005)［40］結合工程 項目自身特點，研究了工程項目信息管理和信息集成，提出了工程項目集成管理系統的管 理目標、總體集成框架和初步實施方案。高璇(2008)［41］在協同網絡工作環境下，運用 UML建模語言對集成管理系統進行了開發設計。涂小京(2012) ［42］基于網絡信息技術， 研究了工程項目集成信息管理，實現了關鍵對象的動態信息管理和智能決策。
針對集成管理模式研究，仉冰(2005)［43］等把集成化理念運用于工程項目管理，并 從工程項目目標集成、內外部集成模式、信息平臺等方面提出了集成管理創新理論。陳敬 武，袁鵬武(2008)［44］通過分析各目標的平衡點，提出了一種可以兼顧各主體、各階段 以及三大管理要素的項目集成管理模式。萬冬君(2012)［45］基于全生命周期理論，綜合 項目全過程、全方位、全生命期以及全要素管理，提出了關于質量、進度、費用、安全、 環保等要素的集成管理實施辦法。
綜上所述，可以得出如下結論：近年來，國內外對于BIM技術以及工程項目集成管 理的研究內容和領域越來越深入。項目管理人員越來越重視項目全過程的管理、逐步將 BIM 技術運用于工程項目集成管理中。但目前國內對于 BIM 技術和集成管理理論的結 合運用，主要表現在工程項目的信息管理與傳統三大目標的管理，尚未從工程項目全過 程的角度，將工程項目中各參與方管理、多要素管理、信息管理以及組織管理的綜合集 成。
1.4研究內容
當前BIM技術在我國的應用大多集中在設計階段和施工階段，對整個項目的全過程 集成運用還不完善，考慮到項目生命周期長、施工復雜、管理因素多以及龐大的信息量， 運用 BIM 可以實現全過程的信息傳遞和共享。鑒于 BIM 和集成管理的優勢，本文主要 從集成管理內容和組織管理制度兩方面，構建基于BIM技術的建筑工程項目集成管理框 架。并通過某綜合建筑群的案例分析，驗證BIM技術在工程項目集成管理中的高效性和 優越性。具體內容如下：
(1)從工程項目全過程中多要素管理、各參與方管理以及信息管理三方面闡述了集 成管理的內容，明確項目多要素管理的內容和各參與方管理的范圍。
（2） 研究基于BIM技術的組織結構、組織內部職能分工和激勵機制。
（3） 構建基于BIM技術的工程項目集成管理框架，并通過案例驗證其可行性，為 BIM技術在建筑工程項目管理中的全面應用提供借鑒和指導。
1.5研究方法與技術路線
1.5.1研究方法
本文主要運用了以下三種研究方法：
（1） 文獻研究法。通過計算機網絡、學校圖書館等途徑，對BIM技術、組織管理、 信息管理以及集成管理等相關的學位論文、期刊、書籍等資料進行收集，為國內外研究 現狀和項目集成管理模式研究提供理論支撐。
（2） 比較研究法。對現階段傳統項目管理模式和基于BIM技術的集成管理模式的 比較研究，分析了傳統項目管理模式存在的問題以及產生問題的原因，同時對BIM項目 集成管理模式的特點、應用原理和應用推廣障礙進行分析。
（3） 案例分析法。結合案例分析了 BIM技術在工程項目集成管理中的實際應用情 況，驗證了 BIM技術在項目集成管理中的可行性和優越性。
1.5.2技術路線
BIM信息集成管理系統平臺
1 1
案例應用
*
結論與展望
圖1-1技術路線圖
Fig.1-1 The technology roadmap
第二章 集成管理與BIM技術理論
2.1集成管理理論
2.1.1集成管理的內涵及特點
集成化的理念最初來源于1969年，由美國學者霍爾（Hall）提出的系統工程“三維 結構體系”[46]，它是一種解決大規模、結構復雜、因素眾多的復雜工程組織與管理問題 的思想方法，其本質上是一種管理理念集成的體現。
因此集成管理是指對特定要素的集成活動以及集成體的形成、維持及發展變化，進 行能動的計劃、組織、指揮、協調、控制，以達到整合增效目的的過程。且集成管理的 對象主要是要素的集成活動，既包括對具有公共屬性要素的集合過程的管理，又包括了 對要素經過集合后所形成的整體或系統的維持，以及對整個系統在內外環境作用下變化、 發展規律的研究。
基于集成理念，對時間維（過程集成）、邏輯維（組織集成）、知識維（信息方法集 成）這三個維度的空間結構系統進行集成，則構成了集成管理系統，能夠加強管理系統 和對象間的內部聯系，實現整個管理系統的協調程度和管理效益的提高。
集成管理是一種全新的管理理念與方法，是強調運用集成的思想和理論來指導管理 實踐，其特點如下：
（1） 主體行為性。集成是集成主體——人的有意識、有選擇的行為過程，是為實 現集成主體某一具體目的而進行的有意識的活動。因此，集成管理突出強調集成主體的 主體行為性。
（2） 功能倍增性。集成管理是一種以功能倍增或涌現出新的功能為結果的，因此 它不是集成要素各功能的簡單加和，而是一種非線性功能變化或功能涌現。如集成電路， 不僅大大提高了分立元件所組成電路的功效，而且在抗干擾性、穩定性等方面增加了新 的功能。
（3） 整體優化性。集成管理是集成行為主體的有意識、有選擇的過程，這種有意 識、有選擇的過程本身就包含著優化的思想方法，而且經過有目的、有意識地比較選擇， 能充分發揮各集成要素的優勢，最終實現整體優勢、整體優化的目標。
（4） 相容性。各可集成元素（單元）之間相互關聯，這種關聯是各集成元素（單 元）能否集成為一個整體的必要條件。
2.1.2建筑工程項目集成管理
建筑工程項目，是以建筑物為目標產出物、有開工時間和竣工時間的相互關聯的活 動組成的特定過程。該過程要達到的最終目標應符合預定的使用要求，并滿足標準（或 業主）要求的質量、工期、造價和資源等約束條件。
因此，建筑工程項目集成管理即是從建設工程項目全生命周期的角度，運用集成思 想和網絡信息技術，以工程項目信息為核心，對工程項目管理人員、工作內容、進程以 及設定的管理目標進行遠程智能化的控制，實現項目整體價值和功能的提升。主要包括 組織管理、主體管理、要素管理以及信息管理四個方面。
（1）組織集成管理。在組織集成管理中，通過集成化建立為實現共同項目目標，能 承擔各自的項目任務的組織結構，建立相應工作流程、責任體系、風險管控以及激勵機 制等，使具有各自利益的各參與方共擔利益與風險，更好地服務于建筑工程項目目標［47］。 表 2-1 列舉了常用的組織結構形式及特點。
表2-1 項目組織結構類型
Tab. 2-1 The type of project organization structure
類型 直線型 職能型 矩陣型
組織的高、中、基層各 在直線型基礎上，再按專 組織中的每一個成員既隸
管理職位均按垂直系統直線 業分工設置只能管理部門，且 屬于縱向的職能部門，又同時
特 排列，各級行政主管對其下 各部門有權在其業務分工范圍 隸屬于一個或幾個橫向的產品
點 屬擁有和行使全部的管理職 權。是高度的一元化領導組 織結構 內向下級頒布命令 單位或項目單位
結構簡單、權責明確、 按專業設置職能部門，可 靈活應變能力強；小組成
優
點 指揮統一、聯系簡捷、決策 以吸收各方面專家參與管理， 員積極性高；有利于人力資源
迅速、管理費用低 提高管理水平和效率 的充分利用；有利于加強部門 間的橫向聯系；有利于最高主 管實施分權管理
容易產生專制，妨礙下 多頭領導，政出多門，破 處理不當，容易引發項目
屬發揮主動性和創造性；主 壞了命令統一原則，易造成管 主管和職能部門主管之間的權
缺 管容易陷入日常行政事務 理混亂；直線主管與職能部門 利爭奪，產生互相推諉、互相
點 中；沒有專業化分工不利于 的職責權限難以劃分清楚；職 扯皮的現象；項目小組是臨時
管理水平的提高 能部門之間協調困難；管理人
員和費用增加 性的組織，易使成員產生短期
行為
適 用 性 適用于技術較為簡單、 適用于規模不大但任務較 適用于某些業務中存在需
業務單純、人員數量少、規 復雜需要專業化職能管理的組 要集中各方面人員參加的項目
模較小的組織，也可適用于
中型組織現場作業管理 織 組織
（2）主體集成管理。即各參與方的集成管理，在項目全生命周期管理過程中，應用 管理科學、系統科學、自然科學、工程技術和信息技術等管理手段及方法對各參與方的 工作任務、職責等進行集成管理。
（3） 要素集成管理。由于工程項目同時存在質量、成本、進度、安全、風險和溝通 等多個相互制約的項目要素，因此需要對這些項目要素進行集成的規劃考慮。項目各參 與方應強調實現多要素目標的一致性，共擔利益風險，防止各參與方為了各自利益而損 害其他方的利益，只有整個工程項目的多要素目標實現了，各參與方的目標才能實現。
（4） 信息集成管理。從建設項目提出、市場調研、可行性研究、評估、決策、設計、 施工到竣工驗收及后期的運營物業管理等一系列工程活動中，收集和整合大量建設工程 信息，用于指導和控制工程項目的建設工作，提高信息使用效率，減少因為溝通問題導 致的費用增加，提升項目利潤。
2.1.3 工程項目集成管理模式
管理模式是一種由項目管理者基于假設的基礎上，設計出的一整套具體運用于企業 的管理理念、管理程序、管理制度、管理內容、管理工具和管理方法論體系，并通過企 業的反復運用，逐漸使企業自覺在運行過程中按此框架進行操作的管理規則。
當前，我國大多數工程建設項目采用的是設計——招標——建造的模式，這種模式 雖然具有專業分工明確、管理階段明細、管理重點突出等優點，但人為地階段割裂（設 計、施工、采購等）和專業割裂（建筑、結構、給排水等），導致了項目目標與組織沖突、 信息溝通不暢、項目知識割裂等問題嚴重，制約著建設項目的實施績效，是制約我國建 筑業管理水平提高的重要因素之一。
工程項目集成管理模式是一種基于信息技術的新型高效的工程項目管理模式。依據 工程項目和項目管理的特點，基于系統化和集成化理念，綜合考慮了工程項目從前期決 策到后期運營維護全生命周期中各要素間相互關系、各參與方的在項目執行過程中的動 態關系以及項目全過程中信息的高效傳遞和數據共享，從項目整體出發，對工程項目實 施全過程中的組織、要素、主體和信息進行系統科學性的管理，實現項目在質量、進度 和工期等目標的全面優化。即在實現信息安全共享的基礎上，通過建立各參與方平等協 調的項目管理機構，并由該機構在項目全壽命周期全過程實施項目決策和管理，進而提 高項目管理水平和管理效益，彌補了當前工程項目實施過程中被人為割裂的不利局面。
傳統管理模式和集成管理模式的區別如表2-2所示。
表2-2 傳統管理模式與集成管理模式區別
Tab. 2-2 The difference between integrated management model and traditional management model
傳統管理模式 集成管理模式
產生背景 工業化日益發展的基礎上 信息化時代的新型管理模式基礎上
管理對象 人、財、物等資源 管理主體的創造行為
研究對象 人與機器、人與環境的關系 人才、信息、科學技術等
側重點 通過專業化分工，改善勞動條件，提高 體力勞動的工作效率；
忽視了信息的作用，而重視的是企業內
部各項資源的合理配置和有效利用 通過系統的有效集成，改善工作方式和組織結 構；注重使用激勵的管理方法建立集成系統； 注重將企業內部各類要素與企業外部的相關環 境資源進行合理整合，并使內外資源的各種優勢 間能進行有效互補，達到“1+1 >2”的效果
2.2BIM技術理論
2.2. 1 BIM的內涵
30多年前，美國Chuck Eastman博士首次提出了建筑信息模型的概念，他認為：“建 筑信息模型綜合了所有的幾何模型信息、功能要求和構件性能，將一個建筑項目整個生 命周期內的所有信息整合到一個單獨的建筑模型中，而且還包括施工進度、建造過程、 維護管理等過程信息。”[48]
Autodesk公司在2002年正式提出“建筑信息模型"的概念，指出建筑信息模型是在 建筑設計、施工以及運營過程中，創建和使用的一種可以計算的數碼信息[49]。
而美國國家BIM標準則將BIM定義為一個共享的知識信息庫，通過對項目功能特性 的數字表達進行信息的傳遞和共享，為項目全生命周期中各參與方的決策提供準確的依 據［50］。
綜上，BIM是創建并利用數字化模型對建設項目進行設計、建造和運營全過程進行 管理、優化的方法和工具，通過對信息的插入、提取、更新和修改來支持在建設項目不 同階段、不同利益相關方的協同工作。
2.2. 2 BIM的特點
完整的建筑信息模型，是對工程對象的全面描述，也是連接建筑項目設計、施工和 運營維護等階段的數據、過程和資源的重要部分，表2-3概況了 BIM的基本特點。
表2-3 BIM特點
Tab. 2-3 The feature of BIM
特點 說明
一致性 在建筑全生命周期的任意階段保持信息的一致性，減少重復輸入，降低信息的不一致性
關聯性 對象可以相互識別相互關聯，自動統計分析并生成相應報表，且實時更新以保證模型的 完整性
完備性 包含工程對象的三維幾何模型信息、拓撲關系、設計信息、施工信息以及維護信息
可視化 三維立體模型展示
優化性 基于BIM的其他性能分析工具動態處理模型更新前后各項數據，進行方案的綜合優選
協調性 項目前期進行各專業間的碰撞檢查，及時發現設計沖突，增強各參與方之間的協同工作
模擬性 日照模擬、聲能模擬、熱能模擬、5D模擬、疏散逃生情況模擬等等
可出圖性 可以輸出建筑圖紙中的任何部位和構件，相應的預埋套管圖、綜合管線碰撞檢查報告以 及改進方案等
BIM以上的特點能提高工程項目交付的速度，從而縮短工期，節約成本。此外，通 過集成的信息模型，提供更好的交互協同能力，為工程項目全過程中各參與方和多要素 的集成管理提供了可能。
2. 2. 3基于BIM的集成與協同技術
隨著設計、投標、施工等各階段工作的逐漸展開，與建設工程有關的信息不斷增加 并逐漸深化。而實際對工程各個階段的信息利用卻不完善，由于缺少統一的信息平臺， 各階段銜接中均有大量信息丟失，出現信息“回流”的現象，如圖 2-1所示。
BIM技術的出現，為避免和減少信息流失提供了可能，通過對信息的插入、提取、 更新和修改來支持在建設項目不同階段、不同利益相關方的協同工作，因而BIM的一個 關鍵點就是信息交換過程。利用網絡將各自獨立的、分布與各處的多臺計算機相互連接 起來，有效共享資源并協同工作［51］。主要集成與協同技術如下：
Fig.2
（1） CSCW 技術： 是基于局域網和互聯網 Internet 環境，可以形成 協同設計。例如：通過 任何物體與互聯網相連 報警、診斷、維護等的
（2） 數據庫技術： 的、異構的應用系統訪
（3） 中間件技術： BIM 與其他軟件如 ERP Lifecycle Management， 常用的BIM軟件，可以 設計 采購 施工 管理
?時間 圖2-1建筑工程周期中的信息回流
-1 The information flow in construction project cycle
CSCW （Computer Support Cooperative，計算機支持協同工作） 干展分布異地、異構平臺下的協同設計，在Extranet/Intranet乃至 動態的隨“產品”而轉移的“虛擬設計組織”，支持同步或異步 IFID、傳感器、GPS、攝像機等各種傳感技術，應用電子標簽將 ，實現中心計算機系統對機器、設備及人員的遠程監視、自動 制。
數據庫相對文件具有共享性、并發性、安全性，并允許由分布式 寸和修改，從而成為BIM協同操作的重要技術支撐。
實現不同技術平臺、不同領域的BIM軟件之間的互操作，以及 （Enterprise Resource Planning，企業資源計劃）、BLM （Building 建筑全生命周期管理）、電子商務系統間的集成。表2-4列舉了 作為信息集成分析的工具。
表2-4常用BIM軟件
Tab. 2-4 The common BIM softwares
功能分類 專業軟件
建筑建模 Revit Architecture、ArchiCAD、魯班土建
結構建模 Revit Structure、Bentley Structure、魯班鋼筋
設備建模 Revit MEP、MagiCAD、魯班安裝
碰撞檢查 Navisworks、Solibri、魯班 BIM 瀏覽器
nD模擬 MS Project、Navisworks、Innovaya、魯班 MC、廣聯達 BIM5D
可視化 3DS MAX、Navisworks
性能模擬 Ecotect、IES、GBS、Energy Plus
造價管理 Innovaya、Solibri、魯班造價、廣聯達造價
進度管理 Project, P6、魯班 MC、廣聯達 BIM5D
（4）軟件服務技術 :通過 SOA (Service-Oriented Architecture，面向服務的體系結
構）、SaaS （Software as a Service，軟件運營）等技術，在WEB層面對BIM相關的數據 以及操作進行封裝與服務集成，具有良好的松耦合性與跨平臺性。例如：使用PIP,為 項目各參與方提供一個基于網絡的信息獲取的單一入口，并進行個性化的用戶權限和用 戶界面設置，實現項目各參與方各專業間安全、高效地信息交流和環境共享。
第三章基于BIM技術的集成管理內容
集成管理的內容主要包括了項目要素集成、各參與方集成以及信息集成三方面。要 素管理是管理的對象，參與方管理是管理的主體，信息管理是要素管理和參與方管理之 間的紐帶，它們三者之間相輔相成，聯系緊密。
3.1基于目標分析的要素集成
項目要素管理是集成管理的重要內容之一，在一個項目的實施過程中，各個要素的 進程情況或變更都直接或間接地影響到其他幾個要素，同時每一個單個的要素都與項目 的成功與否緊密相連。這種多要素相互關聯和影響的特性，決定了項目管理多要素集成 管理實施的必要性。
運用BIM技術可以實現項目全過程的多要素信息的共享和傳遞，便于各參與方對項 目進行綜合管理。因此，本節主要從質量、成本、進度、安全、環境五大目標要素進行 分析，研究其基于BIM的集成管理。
3.1. 1 BIM模型的相關信息提取及應用
BIM模型中包含了豐富的信息，作為BIM主流的基礎建模工具，本文以Revit模型 為例，Element（圖元）是Revit中最基本的類，通常使用3種類型的圖元：模型圖元、 基準圖元、視圖專有圖元。如圖 3-1 所示。
圖3-1 Revi t的模型圖元分類
Fig.3-1 The model elements of Revit classification
模型圖元表示建筑的實際三維幾何圖形，包括主體和模型構件。基準圖元用于幫助 定義項目上下文。視圖專有圖元包括注釋圖元和詳圖圖元兩種，其中，注釋圖元是對模 型進行歸檔并在圖紙上保持比例的二維構件，詳圖圖元是在特定視圖中提供有關建筑模 型詳細信息的二維項。
BIM模型是一個富含項目信息的三維建筑模型，依據上述分類標準，基于目標分析 的五大要素可以從BIM模型中提取的信息，如表3-1所示。
表3-1 BIM模型中提取的五大要素管理信息
Tab. 3-1 Target management information extracted from BIM model
要素管理 提取的初步信息 提取的具體信息
人員信息 培訓信息、人員素質
設備信息 型號、廠地、使用年限、技術參數
質量安全管理 材料信息 廠地、防火等級、傳熱系數、材質
結構信息 圍護結構、功能信息、質量等級
工程量 面積、體積、標高、質量
成本管理 造價信息 單價、數量
進度計劃 模型階段信息、節點、總工期
進度管理 施工工藝 工藝流程、新技術
資源信息 人員數量、材料數量、機械數量
場地信息 地質信息、建筑地坪、場地構件
環境管理 建筑性能信息 熱阻、可見光透過率、日光得熱系數
BIM模型與其他輔助軟件之間通過數據交換，可以衍生出各類測評，為設計優化和 方案比選等提供量化的依據，圖3-2分析了 BIM模型的主要交換格式。
圖3-2 BIM數據交換格式分析
Fig.3-2 The analysis of BIM data exchange format
這樣，在最初的二維圖紙分析基礎上，利用BIM技術先進的三維參數化建模，將建 筑物的各種信息以統一的形式在建筑信息模型中表達出來，實現建筑信息的集成化和信 息的完全共享。通過相關的BIM檢驗系列軟件，對參數化模型進行沖突碰撞檢查，糾正 偏差，同時可以運用虛擬漫游對已建三維模型進行全方位的實時檢查。再將進度和成本 信息添加到檢驗合格的三維模型中，并利用無線射頻技術及現場 IOT 傳感裝置進行質量 安全管理，最后進行資源分析、審核分析以及 5D 施工模擬等，各要素的管理流程如圖 3-3 所示。
圖3-3 基于目標分析的要素集成管理流程圖
Fig.3-3 The flow chart of integrated target management based on goal analysis
更多BIM技術在多要素管理中的具體應用如圖3-4所示。
進 度 成 本 質量安全 環境
策劃階段
竣工結算
運維
階段 ■ ■ ■ 設備養護和更換自 動提醒 能耗分析 1
1
1
1
1
1
/、
圖3-4 BIM技術在全過程要素集成管理中的應用
Fig.3-4 Application of BIM technology in the whole process of factors in integrated management
3.1.2多要素集成管理框架
通過對BIM模型信息的提取和具體應用，驗證了 BIM技術在多要素管理中的可行 性，本節從項目目標管理全過程，提出了多要素集成管理框架。
對一個基本的項目來說，目標管理通常包括啟動、計劃、執行、控制以及結束這五 個階段。這五大管理核心的有機結合共同構成了完整的多要素集成管理體系。通過BIM 技術以及相關聯的物聯網等信息化管理工具，結合全生命周期的過程管理，建立了基于 BIM技術的多要素集成管理架構，如圖3-5所示。
計劃、執行和控制是項目多要素集成的三大關鍵過程。其中，計劃主要是基于BIM 技術，構建完整的資源數據庫，便于項目管理人員方便快捷的在BIM信息管理平臺上確 定資源投入量的具體實施計劃；執行則是通過BIM信息管理平臺上的各要素功能模塊 （如：進度控制模塊、成本控制模塊等）比較分析相應要素目標的實際與計劃值的偏差， 實時動態調整嚴重偏差部分，始終將偏離結果控制在計劃范圍；控制主要針對發生偏差 的具體因素采取可控措施，調整并優化方案。
Fig.3-5 The structure of multi-factor integrated management in engineering project
3.2項目各參與方的集成管理
工程項目管理主要的參與方主要包括業主、設計方、施工方、監理方、運營方、供 貨商以及建設管理部門。通過對參與方的集成管理，可以減少項目參與方之間的溝通障 礙，提高信息的使用效率，降低溝通成本，保證項目的多要素目標的實現。
3.2.1 各參與方集成管理的內涵
建設工程項目全過程中有眾多的參與方，不同參與方在建設項目全過程中職責和作 用不同，因此需要和產生的信息也不同。基于BIM技術的信息管理平臺提供了一個讓各 參與方進行信息交流的虛擬環境。
各參與方的集成管理旨在通過運用BIM技術和計算機技術，結合集成管理理論，集 成各參與方產生的各階段信息，進行參與方集成管理虛擬環境的構建。在這種虛擬環境 中，通過信息集成管理平臺對用戶的權限進行設置，各參與方可以靈活地處理各自權限 范圍內的工作信息，實現信息共享和協同工作。圖 3-6 所示為項目主要參與方之間的傳 統式信息流結構向BIM化信息流結構的轉變。
圖3-6工程項目信息傳遞方式的轉變
Fig.3-6 The change of information transmission mode in engineering project
3.2.2建設全過程各參與方集成管理內容
本節基于BIM技術，從工程項目全過程的角度，對項目各參與方的項目管理進行了 分析，提出了各參與方全過程集成管理框架，如表3-2所示。
表3-2 各參與方全過程集成管理框架
Tab. 3-2 The integrated management frame of all participants in the whole process
按照業主制定 審查設計方的概念 審核各參與方提供 的要求負責與 設計并反饋業主 的設計模型和參數 設計方、承包方 并反饋業主
等溝通
實施合同管理、監 管施工，審核變更 并反饋業主
利用竣工模型 為運營方提供 設備運營和更 新服務
總 為設計方提供 為設計方提供項目 基于施工設計模型 基于現場條件和
承 工程信息及特 深化意見并利用設 形成項目施工指導 范圍，實時更新模
包 別要求 計模型初步設計施 模型并反饋 BIM 型并反饋 BIM 中
方 工指導模型 中心、設計方 心、設計方
為BIM中心、 提供設計審查、工 深化施工模型，進 與專業分包、供應
分 設計、總包方提 程問題反饋，利用 行多專業分包的沖 方共同管理施工，
包 供質量、成本等 設計模型創建施工 突檢查，反饋BIM 實時更新竣工模
方 反饋意見 模型 中心、總包方等 型并反饋BIM中
心
向 BIM 中心、分包 形成供應系統施工 交付工程所需的
供 方提供與設計審查 模型，向BIM中心 系統和信息請求，
應 和工程相關反饋意 及分包方反饋 為竣工模型提供
方 見；創建供應系統 信息并向 BIM 中
模型 心、分包方反饋
運用BIM技術，將各參與方在規劃決策階段就集中在同一工作平臺，基于同一 BIM 模型，進行彼此間的協同工作和信息共享，實現項目多要素的集成管理。
3.2.3各參與方的合同管理流程及工作條款
1. 合同管理流程 工程建設合同管理已經成為建筑業發展和科學管理的重要環節。合同管理作為項目 管理的起點，控制并制約著進度管理、質量管理、成本管理等，是項目建設的關鍵和保 障企業利益的重要環節。
工作內容 交付物 技術要點 項目組織及管理 文件格式及文件 知識產權
仝 —卒 豐 豐 —仝 仝
ERP系統、BIM合同標準
亍
BIM信息平臺合同管理模塊
圖3-7基于BIM的合同管理系統流程圖
Fig.3-7 The system flowchart of contract management based on BIM
基于BIM的合同管理，一方面要結合ERP等系統，以合同起草為起點，實現從合 同的評審、訂立、履約、變更、索賠、法律糾紛到合同清欠等全生命周期的管理，另一 方面要對涉及到BIM應用的任務以及交付內容、深度、質量提出明確、詳細的規定，便 于統一雙方對BIM工作任務的理解，實現對BIM工作量的有效評估，保證交付質量， 保障合同雙方的利益。詳細的合同管理流程圖如 3-7所示。
2. BIM合同條款
近年來，國內的工程合同條款體系越來越具有中國特色，并以合同的形式明確項目 各參與方的權利義務關系。但這些合同范本沒有對BIM的應用提出相應的條款，隨著國 內BIM應用的程度越來越高，要想更好的推廣和應用BIM技術，必須解決BIM交付和 應用標準的合同問題。
鑒于國內在BIM應用標準和合同文件方面的缺失情況，只能借鑒國外的BIM合同 文本。通過比較和研究發現，目前美國在BIM標準體系制定方面最為完善，因此本文借 鑒 Consensus DOC Consortium 和美國建筑學會提出的 BIM 合同文件，探索適用于我國的 建設工程BIM合同。結合本國實際情況，目前我國的BIM合同條款不適合作為一個獨 立的合同文本，而應該作為相關合同的附錄，用來對現有的設計合同文件、施工合同文 件中與BIM相關方面不足規定進行補充，對工程合同條款的內容進行最大限度的完善, 切實將BIM技術應用到我國實際項目中［52］。
BIM合同條款應包括：總則、基本規定、BIM模型交付與模型管理、BIM實施計劃、 風險控制和知識產權問題。具體如表3-3 所示：
其中，總則是對BIM合同條款的總的說明，包括語言文字、圖紙和文件的保密、適 用情況以及計量單位等說明；基本規定主要規定了該附錄訂立的原則以及對BIM相關詞 匯的定義；模型交付的深度等級，是按照項目發展階段將模型劃分成三個交付等級，即 概念設計、初步設計以及施工圖設計交付等級，每個模型的交付等級對內容和使用范圍 的要求由低到高逐級增加。
表3-3 BIM合同條款框架
Tab.3-3 The framework of BIM contract clause
分類 內容
語言文字 所有合同文件中除專用術語外均使用中文，并對有必要解釋的專用術語用中文 進行注釋
圖紙和文件 對文件中涉及的相關秘密，各參與方必須對其保密，各方應承擔違反保密協議
總則 的保密 造成的后果以及相應的法律責任
適用情況 適用于單體面積2萬平方米以上、結構復雜的異形建筑或超高層建筑或建設單 位在工程招標文件中明確要求應用BIM技術的情況等
計量單位 所有計量均采用中華人民共和國法定計量單位
如果該附錄的內容和所附屬的合同有不一致的地方，該附錄具有優先解釋權
基本
規定 各參與方在使用模型過程中，一旦發現模型中存在問題時，應當及時通知他人所發現的錯誤，
以便能及時改正，減少損失
BIM 模型 是對項目的建筑實體和功能特性的數字化表示，還用于描述模型構件或從總體 上表示單個或多個模型
本合同約定的涉及BIM成果的知識產權包括著作權、專利權、專有技術權等 幾何造型僅需要表現出幾何實體的基本形狀及總體尺寸，無需表現細節特征、 內部構件組成等；信息應包含占用面積、高度、位置、方向等基本信息，也可 將必要的非幾何信息加入到模型構件中 幾何造型應表現出幾何實體的主要幾何特征及關鍵尺寸，無需表現細節特征、
內部構件組成等；信息應包含構件主要尺寸、安裝尺寸、標高、位置、方向等
主要信息，也應包含構件的類型、規格、關鍵屬性、關鍵參數等
施工圖設計 幾何造型應表現出幾何實體的詳細幾何特征及尺寸的信息，應表現必要的細節
格式應使用統一的版本
建設項目應用BIM技術的，各參與方必須要進行計算機軟硬件的配置以及網絡環境的構建
BIM 模型的建造者對其提供的模型內容有最終解釋權。所有參與方只能把他人的成果用于規
定的項目中，且合同和模型的主體是基于這個項目
一般情況下，建筑設計師自項目開始就默認為 BIM 模型的管理者，當其發生變動時，應對變
化后BIM模型管理者承擔的責任在附錄中予以明確，并由負責各階段末尾的BIM模型管理者
對相應文件進行記錄保存
在BIM技術實踐中必須有系統管理員負責BIM系統平臺的管理。建設單位負責根據情況需求
對系統管理員進行聘用和更換，并對系統管理員的工作經費和人員工資進行承擔
BIM規定了各參與方應在綜合考慮各方面因素的基礎上，對各自的BIM責任進行明確，并可以列 實施 舉附錄和 BIM 實施計劃之外的合理事項。一旦各參與方對此達成一致，另外補充的內容就可 計劃 作為對BIM實施計劃的修改
風險所有參與方應共同分攤BIM應用中產生的額外風險，并規定各模型建造者應對各自提交的模 分配型成果負責
各模型建造者應當授權其它模型參與者以下權利來對第三方提起的關于版權侵害的潛在訴訟
請求的風險進行管理：對于同一項目，其它參與方是所有建造者的成果的版權的所有者；雙方 如果沒有事先約定，其它參與方不能將模型建造者的成果應用于其它項目上
設計單位和建設單位應對項目結束后BIM模型使用的權限在合同中予以明確，并約定在建設
單位沒有支付模型使用費的情況下，設計單位有權取消其模型使用的權利
3.3信息集成管理
信息管理是指人類利用信息技術，對信息進行有計劃的組織、領導及控制，來實現
對信息資源的有效地開發和利用，即人對信息資源和信息活動的管理［53］。建筑工程中的
信息具有數量龐大、類型復雜、存儲分散以及動態變化等特點，因此要實現對工程信息
的高效利用，就需要進行信息的集成管理。
3.3.1建設全過程各階段信息分析
由于在建筑工程項目全生命周期過程中，產生的各種信息不會消失，而是會傳遞到 后面的階段，繼續被應用。例如，設計階段產生的建筑的規模大小、性能等信息，將會 在運營維護階段建筑的維護和改造中繼續被使用。因此有必要從全生命周期的角度對工 程項目各階段的信息進行分析。下面依次對策劃階段、設計階段、施工階段以及運營維 護四個階段的信息進行分析。
（1）決策階段
決策階段主要是對項目總目標、階段目標、項目投資額以及功能等進行定義，大多 是使用非幾何信息對擬建的項目進行描述。從全生命周期的角度來看，此階段產生的信 息對后續工作的影響力是最大的［54］。該階段的主要信息構成如表3-4所示。
表3-4 決策階段信息構成
Tab.3-4 The information form of the decision phase
分類 內容
市場方面的信息 社會需求情況；產品市場占有率；價格變化趨勢
資源信息 資金籌措渠道、方式；原材料、輔料來源；勞動力、水、電供應
環境信息 城市交通、運輸、氣象；地質、水文；項目周邊配套設施情況；社會治安狀況等
公共信息 國家或地方的法律法規；政策、標準、規范
投資研究信息 投資建議書；項目名稱、規模、分布和功能；進度和建設周期；初步建設計劃、經濟 效益；投資概算和資金來源信息
土地競投信息 投標方案；建設規劃用地許可證等文件；國有土地使用證；劃撥建設用地文件
項目可行性研究 項目說明、項目概況、投資環境分析、市場調研資料、規劃方案、環境分析、建設方 式及進度安排、投資估算及資金計劃、經濟效益評價、風險分析
項目推廣信息 全程營銷策劃方案；宣傳計劃等
（2）設計階段 設計階段通過多專業的協同設計工作，將業主的建設意圖以及具體的功能要求轉化
為可以實施的模型。該階段的主要信息構成如表 3-5所示：
表3-5 設計階段信息構成
Tab.3-5 The information form of the design stage
分類 內容
項目公共信息 國家和地方政策、法律、法規、規范流程、環保政策、政府服務情況和限制
同類工程項目 建筑規模、結構形式、造價構成、工藝、地質情況及處理效果、建設工期、新材
相關信息 料、新工藝使用情況、經濟技術指標
擬建項目 地質、水文、地形地貌、拆遷及安置情況、水電氣接入點、周圍建筑、學校、醫
所在地信息 院、交通、商業、綠化、消防等
勘察、設計信息 水文、地質勘察資料、設計深度和技術文件資料；設計任務書和進度計劃；建筑 各個專業設計圖紙；初步設計、技術設計審核資料；施工圖審查、審核信息；單 位信息、人員構成等
招投標、合同信息 勘察設計招標文件、勘察設計投標書、中標通知書、勘察設計合同
經濟信息 勞動定額、人、材、機市場價格、設計概算、施工圖預算
（3）施工階段
一般施工階段的時間較長，期間需要投入大量的人力、物力以及財力，涉及到多參 與主體的工作活動信息。該階段的主要信息構成如表 3-6 所示：
表3-6 施工階段信息構成
Tab.3-6 The information form of the construction stage
分類 內容
項目公共信息 法律、法規和部門規章制度、技術標準；新技術、新工藝信息、自然環境信息等
工程概況信息 工程概況、設計圖紙（建筑、結構、水暖、電氣等）、招投標文件、合同文件
施工記錄信息 施工日志、質量檢查記錄；工程變更通知單；監理工程師通知回復單；隱蔽工程
驗收記錄；材料設備進場記錄
施工技術資料信息 施工組織設計、技術交底；主要材料、構配件、設備等的出廠質量證明和試驗報 告；施工試驗記錄；工程質量檢驗評定
現場管理及工程協調 信息 施工平面圖、現場平面布置、會議通知、會議紀要、洽商記錄
資源計劃信息 勞動力需要及配置計劃、材料設備供應計劃、資金需用量計劃、材料消耗記錄、 工程款信息
進度信息 施工進度計劃、WBS結構分解、工期信息、施工定額
成本信息 合同成本、實際成本、成本控制計劃、成本分析文件、人、才、機價格
安全及文明施工信息 安全交底、安全設施驗收、安全教育、安全措施、安全檢查
竣工驗收信息 施工質量合格證書、單位工程竣工質量核定表、竣工驗收證明書、施工技術資料 移交表、施工項目結算
（4）運營維護階段
運營維護階段通過對建筑本身進行日常維護，保證建筑設施的使用性能良好，為用 戶提供一個優雅舒適的環境。該階段的主要信息構成如表 3-7 所示：
表3-7 運營維護階段信息構成
Tab. 3-7 The information form of the operation stage
分類 內容
接管的信息 從施工單位接收的各種關于產權和技術方面的信息
工程概況 建設項目工程概況（建筑的幾何尺寸、結構性能、建筑分析數據、空間布局情況 等）、總平面布置等
用戶信息 用戶檔案資料、服務需求；業主委員會成員信息；滿住程度或空置率
環境信息 建筑設施內部環境；小區的綠化、車輛管理信息
公共信息 國家、地方的政策法規、上級主管部門頒發的各種條例制度
設備設施信息 設備布置、參數、運行計劃和性能信息、建筑設施規模、尺寸、空間布局、房間 布置信息
物業管理方案 規章制度；各種設備、設施的日常維護和管理計劃；房屋的日常維修、日常維護 計劃
合同文件和記錄信息 物業管理合同、租售協議；代繳各種費用的約定文件；會議記錄、各種投訴記錄、 往來人員記錄、其他文件信息
財務信息 物業的出租、出售情況；設施設備的資產鑒定；建筑維修費用計劃；物業繳納、 收取、花費信息
治安、災害防護信息 治安管理條例、日常安保計劃、逃生路線、消防通道信息
通過對各階段的信息進行分析，各參與方可以迅速找到各自需要的信息，為后面信 息的高效利用做鋪墊。
3.3.2信息分析基礎上的知識集成
各參與方在項目管理的過程中，始終進行知識的獲取、使用和創造，不斷的進行知 識的匯集和循環利用。通過上述建設全過程各階段信息的分析，結合知識集成理念，實 現項目管理過程中知識的獲取、傳遞、使用和創新。
工程項目管理中的知識集成目標是：在對項目管理流程分析的基礎上，最大程度的 對知識進行獲取、積累、傳遞、運用、交流和共享利用以及反饋創新，使得管理人員可 以通過傳遞和使用各自的知識，并互相交換優質知識信息，高效的完成項目管理任務。 工程項目管理中知識集成的內容和過程如圖 3-8所示：
圖3-8工程項目管理知識集成圖
Fig.3-8 The map of knowledge integration in project management
從圖中可以看出，建筑工程項目管理知識集成的主要過程包括知識的獲取、知識的 積累、知識的傳遞和使用、知識的交流和共享、知識的反饋。其中，對知識的獲取和積 累又包含顯性知識的采集和隱性知識采集，顯性知識如工程項目的相關合同文件、電子 文檔等，隱形資料如工程技術、經驗等。通過采集、分析和提煉這些知識，并最終將其 存儲在知識庫中，大大提高了知識交流的高效性和以及知識反饋的創新性。因此，工程 信息化是知識集成的一種表達方式，數據庫是知識庫的一種存在形式。
3.3. 3基于BIM技術的信息集成管理系統概念模型
對工程項目各階段的大量信息，如何有計劃地對其收集、分類處理、儲存以及對其 中信息進行有效提取利用，是信息集成管理中的關鍵問題。雖然工程建設參與方已經普
遍使用了互聯網技術，但很多管理軟件仍然是基于C/S架構和B/S架構，云技術和IOT 技術仍然在發展階段。由于各參與方對信息的需求不同，以及信息處理權限、信息保密 等仍然未達成統一協議，導致信息共享程度不夠，形成“信息孤島”現象。針對現實中 存在的問題，建立的信息集成管理系統應該具有結構穩定、聯系緊密、協同交互性好并 可擴展的特性［55］。基于BIM技術的信息管理系統平臺可以高質量和動態地處理大量工程 項目設計、施工、竣工驗收及運營維護的相關信息，保證信息高效流通，實現工程項目 管理信息化，為全生命周期各階段做出最優決策。因此，本節從數據層、信息模型層和 功能應用層對BIM信息管理系統概念模型進行研究。
1. 數據層
數據層是一個中央數據庫，包含了建設項目全生命周期內所有的信息，包含結構化 數據和非結構化數據兩類。信息隨著工程項目的發展，不斷進行更新。通過該中央數據 庫，可實現信息在不同階段、不同參與方之間的傳遞和共享。數據層的主要工作是進行 信息的采集、編碼、歸類和存儲，具體如圖 3-9所示。
圖3-9數據層示意圖
Fig.3-9 The schematic diagram of data layer
（1）信息采集 信息采集主要采用紙質記錄、電子文件記錄以及多媒體記錄等方式。傳統的紙質記 錄信息的方式費時費力，文件傳遞過程中容易造成信息的延誤、缺損和丟失。電子文件
記錄方式通過基于網絡的云盤平臺，項目各參與方可以將項目各階段的信息（如幾何信 息、材料信息、類型信息、質量信息、進度信息、報表信息、成本信息、其他有形信息 以及無形信息等）上傳到該平臺，由信息管理員對采集的信息進行前期的集中管理。
（2） 信息編碼、歸類
由信息管理人員對云盤上收集來的各種信息逐層進行工程項目結構分解（WBS）, 直至將整個項目分解成可控制的活動，以滿足項目管理過程的順利實施［56］。在完成WBS 工作后，綜合使用項目編碼四種基本形式（順序碼、分類碼、結構碼和組合碼）進行項 目信息編碼，以保證信息可以被計算機識別和操作［57］。
對編碼后的信息中包含的各種離散雜亂的數據，按照文件格式和數據標準劃分成非 結構化數據與結構化數據。將諸如工程文檔、報表、圖像類多媒體信息、無形信息這類 既沒有預定義的數據模型，也無法用二維表結構進行邏輯表達的數據，歸類為非結構化 數據。基于IFC標準所描述的，并可以通過交換或解析存儲到數據庫中的結構化文檔和 模型，歸類為結構化數據。
（3） 信息存儲
BIM數據庫是一個信息存儲平臺，能保證不同階段不同參與方需要的任何信息都可 以隨時從此數據庫中提取，同時各個參與方也可以根據建設項目管理的實際需要，擴展 和輸入相應的信息，不斷完善數據庫信息。此外，存儲在BIM數據庫中的信息只需要在 某一階段由某個參與方輸入一次即可，其他后續參與方只需要根據自己的使用需求提取 這些信息，提高了信息使用效率。
具體來說，BIM數據庫要滿足結構化數據和非結構化數據的存儲要求。IFC關系數 據庫用于存儲結構化文檔數據和模型數據。數據倉庫用于存儲非結構化數據，其中文件 數據庫用于組織和管理各種類型的非結構化文檔。采用 XML（Extensible Markup Language）技術對結構化文檔信息進行存儲，用戶自定義不同的需交換的數據結構，這 些結構的集合體組成一個XML的schema。不同的XML schema實現不同軟件之間對存 儲于相應的關系數據庫中定義了實體屬性和關系屬性的數據交換。
對結構化模型數據先通過IFC模型解析器處理成IFC對象的模型數據。由于IFC是 基于對象模型進行信息描述的，而關系型數據庫則建立在關系模型基礎上，用二維表的 數據結構記錄和存儲數據。因此就要建立關系型數據模式與IFC對象數據模型的映射關 系，實現從對象模型到關系型數據模型之間的轉換，并最終存儲于關系數據庫中。對于 非結構化數據可建立統一的數據倉庫以及專門的非結構化數據庫，進行非結構化數據的 集中存儲和數據管理。如文件元數據庫專門用于存儲非結構化文檔的元數據。它根據文 件的不同類型建立不同的數據表來記錄文件的元數據，并通過IFC關系實體與IFC數據 庫建立關聯，從而形成完整的 BIM 數據存儲。
2. 信息模型層
信息模型層是建筑信息管理系統中的核心部分，連接著數據層和功能應用層，主要 是利用從BIM數據庫中提取的數據，進行建筑信息模型的創建，并利用擴展的數據進行 信息模型的更新完善，為工程項目各參與方提供各自需要的模型信息。如圖 3-10所示。
功能應用層
圖3-10信息模型層示意圖
Fig.3-10 The schematic diagram of information model layer
模型圖元定義了所有構配件對象及其屬性和操作，因此創建BIM建筑信息模型，首 先要從BIM數據庫中進行模型圖元數據的提取。其中，提取的模型圖元基本數據（如幾 何數據、物理數據、功能數據等）是描述模型構件的自身特征和屬性，用于創建BIM幾 何模型。其擴展數據是項目管理過程中所產生的與模型圖元關聯的信息或資料，如成本 數據、技術數據、進度數據等。通過將大量的、非直接的與模型元素相關聯的各種擴展 數據不斷整合到信息模型中，逐步完善建筑信息模型［58］。針對建筑工程全生命周期不同 階段，還可生成相應的建筑信息各階段的子模型，各階段子模型又可生成面向應用主體 的子模型，如項目設計子階段又可生成建筑設計子模型、結構設計子模型以及 MEP 設 計子模型等。
3. 功能應用層
功能應用層主要由工程項目各參與方對信息模型層獲取的各類共享模型信息（如設計 信息、成本信息、進度信息等），運用相應BIM軟件進行分析應用，并將各自應用分析得 到的信息進行相互交流和共享。例如：在設計階段，將Revit Architecture建立的3D建筑信 息模型導入到Navisworks中進行建筑信息模型的碰撞檢查;3D建筑信息模型導入到Ecotect
Analysis中進行光照、熱能等建筑綜合性能分析；在施工階段，3D建筑信息模型結合Project 創建的施工進度信息進行項目4D進度管理等。但由于目前各軟件公司開發的數據存儲格 式標準不同，出現了各專業軟件之間信息無法共享的問題。IFC作為一個公開的數據表達 和存儲標準，使得工程類軟件能夠以其作為數據交換的中轉站，完成數據的無縫鏈接，實 現建筑項目各專業之間高效的信息交換。利用網絡協作平臺創建的虛擬網絡環境，來實現 工程項目各參與方各專業之間遠程的信息交流和協同工作，完成全生命周期內模型信息的 傳遞和共享。PIP技術作為網絡協作平臺的核心技術，通過為建設項目各參與方提供一個 基于網絡的信息獲取的單一入口，個性化的用戶權限和用戶界面設置，創造了項目各參與 方各專業間安全、高效地信息交流和共享環境。
4. BIM信息集成管理系統概念模型
全面的建筑工程項目BIM信息集成管理是運用BIM技術，進行項目全過程、多要 素以及各參與方的綜合集成管理。其中，BIM技術提供集成管理的技術支撐；過程集成 管理將項目的全壽命周期，通過虛擬化組織模式和集成化的項目管理系統串聯成一個整 體；多要素集成管理將成本、質量、工期、安全、風險等多要素進行綜合性管理；參與 方集成管理通過信息集成管理系統加強了各參與方之間的信息共享、交流和協同工作［59］。
圖3-11基于BIM的建筑信息集成管理系統概念模型示意圖
Fig.3-11 The schematic diagram of Conceptual model of BIM-based integrated information management
system
此外，BIM信息集成的過程還應是一個知識集成的過程，通過知識的獲取、積累、傳 遞、運用、交流和共享實現知識的循環。
因此，基于已構建的數據層、信息模型層和功能應用層三大模塊，結合工程項目的過 程管理、多要素管理、參與方管理以及知識管理，搭建了分布式網絡環境下基于BIM技術 的信息集成管理系統概念模型，如圖3-11所示。
5.基于BIM技術的工程項目信息集成管理系統平臺功能設計
BIM信息集成管理系統平臺由平臺管理和信息集成管理兩大模塊組成。其中，平臺管 理模塊主要是針對于系統平臺的管理人員，它們主要對平臺的用戶進行管理以及系統的更 新維護。信息集成管理模塊主要針對項目各參與方的用戶，用戶進行注冊登錄后，可以通 過數據存儲與訪問、BIM模型應用等功能模塊對工程項目信息實施管理與應用。該模塊是 信息集成管理系統平臺的核心。BIM信息集成管理系統平臺的功能模塊如圖3-12所示。
其中數據存儲與訪問功能在設計時，宜選用Oracle、SQL Server等大型關系型數據庫， 滿足多項目多專業對海量數據的存儲與使用需求，支持多用戶的并行數據訪問。采用基于 角色的訪問控制［60］，根據人員的不同角色設置相應的權限，如結構專業人員一般情況下 只能對本專業有讀寫權限，而對其他專業數據沒有讀寫的權限，來對數據的讀、寫、修改、 刪除或提取進行控制，保證數據訪問與使用的安全性。
軟件開發功能設計時通過提供統一的API （Application Programming Interface，應用程 序編程接口），使用戶能直接對IFC數據進行編程擴展，免于處理IFC標準復雜的實體之間 的關系，而根據專業應用需求進行程序開發［61］。
圖3-12 BIM信息集成管理系統平臺示意圖
Fig.3-12 The platform schematic diagram of BIM-based integrated information management system
BIM 模型應用功能提供的模型管理以及 BIM 軟件應用功能，使得用戶可以直接對 信息模型進行瀏覽，選擇不同的信息模型顯示選項，查看組成信息模型的構件并獲取構 件的相關屬性，再通過各專業軟件對建筑信息模型進行各種性能模擬分析，完成各專業 間數據的交換和共享，實現項目各參與方之間的協同工作。并通過要素管理系統對質量、 成本、進度等目標要素進行集成管理。
3.4 本章小結
本章從工程項目多要素管理、各參與方管理和信息管理三方面研究了集成管理的內 容。其中，在BIM模型中提取并應用了基于目標分析的質量、成本、進度、安全、環境 五個要素管理的信息，構建了項目多要素集成管理框架；從業主、設計方、施工方、BIM 中心等參與方的角度，建立了項目各參與方集成管理框架；基于數據層、信息模型層和 功能應用層，構建了基于BIM技術的信息集成管理系統框架模型，并進行了 BIM信息 集成管理系統平臺的功能設計。
第四章 基于BIM技術的組織管理制度及集成管理框架
在項目集成管理內容的研究基礎上，本章基于BIM技術從組織結構、責權利分配和 激勵機制三方面對組織管理制度進行闡述，并建立了集成管理框架。
4.1組織結構的建立
組織集成是一種新型的組織模式，它是在項目協作、動態聯盟、虛擬組織等組織集 成理念的指導下，把項目各參與方聯合起來組成的管理組織。
4.1.1新型組織結構建立的必要性
工程項目集成管理要求工程項目各參與方從全局角度考慮，充分利用各方特有的知 識和經驗，積極主動的參與工程項目管理，因此需要為各參與方提供及時、準確的信息 交換和共享。然而現階段項目各參與方的組織關系大多是基于一系列相互分離的合同構 建的，由于合同關系過于分散，嚴重阻礙了各參與方之間的信息交流和共享。因此，傳 統的項目組織結構已經滿足不了工程項目集成管理的要求，需要一種新型的項目組織結 構來適應集成化管理。
4.1.2 項目組織結構
通過對項目多要素集成管理、多參與方集成管理和信息管理的研究組織管理的研究， 結合組織管理理論，建立業主主導下的基于BIM的工程項目組織結構。各個參與方通過 網絡技術和信息管理系統平臺實現對同一個BIM信息模型的信息交流和數據共享。該組 織結構可按照不同項目階段的需求而加入新的參與方，信息管理員通過對不同參與方設 置訪問權限，實現對各參與方信息獲取的權限管理。BIM中心的項目經理作為業主代表, 負責參與各主體間的協調、溝通以及項目決策，并指導建立BIM信息協同工作平臺，確 保各參與方進行協同管理，提高工作效率。如圖4-1所示即為基于BIM的工程項目組織 結構。
該種組織結構是在矩陣組織結構的改進和創新基礎上建立的。BIM中心在決策階段 和施工階段接受來自業主方的指令，在運營階段接受來自運營方的指令。與傳統項目管 理組織結構不同的是，業主方雖然是項目的最高指揮者，但它并不是直接對工程項目進 行管理，而是通過BIM中心對項目各參與方以及下設的各職能部門進行管理，BIM中 心作為項目的最高決策部門，是業主方的項目最高代表，當縱向工作部門和橫向的工作 部門的指令發生矛盾時，由BIM中心進行協調并反饋業主方。
BIM中心主要的工作職責包括：以業主需求為導向，明確項目集成管理目標，在全 生命周期過程管理中運用動態控制原理進行控制和調整；確定工程項目集成管理目標的 任務，如費用管理、工期管理、合同管理、信息管理以及安全管理等；通過對目標任務 的分析，進行組織設計和工作流程設計，完成組織結構中各部門人員的管理職能分工； 從全過程角度分析和評估各參與方提交的各種問題，在此基礎上做出決策并指揮相關參 與方執行決策方案。
注： ? 指令關系 ? 協調關系
圖4-1基于BIM技術的項目管理組織結構
Fig.4-1 The organization structure of project management based on BIM technology 此外，這種組織結構中，橫向和縱向工作部門的工作內容都圍繞著 BIM 信息模型展 開，通過對模型信息的收集與共享利用，改變了傳統組織結構中信息傳遞完整性和溝通 性差的特點，還將各參與方的利益捆綁在一起，共擔風險，迫使各參與方之間增加溝通 和交流，消除組織間的障礙溝通，實現組織的集成管理。
4.2組織內部職能分工
各管理主體在組織結構建立后，根據各主體特點，設置相應的質量、進度、成本、 安全等管理部門，并根據工程建設管理需要配備技術人員和管理人員，明確界定各部門 和人員的管理職責。在BIM集成管理模式中，職責體系涵蓋了業主方、運營方、BIM中 心、設計方、施工方、監理方以及材料供應方等多個主體，其中起到核心地位的是 BIM 中心。
BIM 中心作為項目管理組織結構決策管理機構，以業主的需求為目標，保證各參與 方各專業部門之間的工作協同和信息共享，加深各方之間的相互信任，確定各參與方的 具體職責和項目的實施計劃，最終實現工程項目的高效率運作和項目利益的最大化。因 此，有必要對其職能部門設置及責權利進行闡述。如圖 4-2 所示，為 BIM 中心的組織結 構圖。
BIM中心項目經理
圖4-2 BIM中心組織結構圖
Fig.4-2 The organization structure chart of BIM center
其中，BIM中心的項目經理是整個BIM中心的最高決策者，應具有豐富的項目管理 經驗和良好的組織能力及溝通能力，熟悉BIM技術及軟件應用。BIM系統維護員應具 有一定的計算機應用背景和BIM系統維護的經驗。BIM數據管理員應熟悉BIM軟件應 用，具有良好的計算機應用能力。表4-1列出了 BIM中心部分崗位職能分工。
表4-1 BIM中心部分崗位職能分工表
Tab. 4-1 The part division of work table of job functions of BIM center
崗位 工作內容
負責BIM項目決策，制定BIM工作計劃
建立并對項目BIM團隊進行管理，明確各角色人員職責與權限，并定期對組員
進行考核、評價和獎懲
負責BIM環境的保障監督，監督協調系統管理員完成BIM軟件、硬件及網絡環
境的建立
BIM 中心項目經理 確定項目中的各類BIM標準及規范
負責對BIM工作進度的管理與監控
組織人員對搭建的各專業BIM模型的進行協調、管理、分析以及出圖等
負責階段性檢查和交付檢查，對存在的問題組織解決，確保BIM交付成果的質
量要求
負責對外數據接收或交付，配合各參與方完成數據和文件的接收或交付
土建專業建模及工程量報表輸出
土建工程師 土建專業圖紙問題匯總
協助現場質量、安全管控
施工可視化模擬
圖紙審查
設計工程師 建筑性能分析
管線綜合檢查
安裝工程師 機電各專業建模及工程量報表輸出
安裝專業圖紙問題匯總
碰撞點檢查
管線綜合優化
造價工程師 施工圖預算 目標成本優化 成本分析 竣工結算
BIM 系統維護員 負責BIM系統平臺、存儲系統及BIM數據庫、構件資源數據庫系統的日常維護 管理、備份等工作 負責各系統的人員及權限的設置與維護 負責各項目環境資源的準備及維護
BIM 數據管理員 負責對各項目、各部門的構件資源數據及模型、圖紙、文檔等項目交付數據進行 收集和整理
負責按照標準對項目交付數據及構件資源數據進行審核，并提交審核情況報告 負責按結構化對構件資源數據進行整理完畢后導入構件庫，并確保數據良好的檢 索能力
負責維護構件庫中的構件資源，保證構件庫資源的一致性、時效性以及可用性 負責對數據信息的匯總、提取，供其他系統應用
除業主外的項目各參與方應服從于BIM中心的統一領導，并積極支持BIM中心的 管理工作。具體職能如表 4-2 所示。
表4-2 各參與方職能分工表
Tab.4-2 The division table of job functions of all parties
崗位 工作內容
業主方 按照建設法規和相關政策的規定履行相應的責任和義務； 正確處理與BIM中心的關系，授權BIM中心管理權力 及時審核批復BIM中心提交的反饋意見
督促BIM中心按合同約定的安全工作內容進行承包人安全工作的檢查
設計方 將業主的建設意圖體現在建筑模型上，指導后續的施工活動 按 BIM 中心、施工方等反饋意見進行模型設計 根據各類變更，及時調整信息模型
施工方 根據BIM施工模型和業主要求，編制具體的施工組織方案， 負責施工方案可行性的論證并控制工程造價 按合同約定的安全工作內容，編制施工安全措施計劃送監理人審批 負責施工材料的安全管理，特別是對易燃易爆以及有毒腐蝕性危險品的安全管理 按約定的內容和期限，編制詳細的BIM施工進度計劃和BIM施工方案說明報送
BIM 中心和監理方 完善質量檢查制度，并配備專業的質檢人員
按時提交工程質量保證措施文件報送BIM中心和監理人審批
嚴格按照法律規范和合同協議為業主和BIM中心提供管理咨詢服務
協助 BIM 中心進行三大目標管理和信息管理，協調好各參與方之間的工作關系
監理方 在約定的期限內對施工方提交的BIM施工進度計劃和BIM施工方案說明，作出 批復或提出修改意見
在合同約定的時間內，對施工方提交工程質量保證措施文件進行審批
材料供應商 按照BIM中心和施工方的具體需求，供應材料及構配件并對所供材料的質量和 數量負責
在規定的時間內將供應材料送至指定地點
在決策階段, 協助環境影響報告的編制；編制項目運營總體策劃報告并進行項目
后評價的準備工作
在設計階段 分析建筑設計方案，并結合運營經驗給出相應優化建議；協助編制
初步設計和施工圖設計任務書
運營方 在施工階段 制定招標文件中運營方面的有關條款；參與合同談判和相關文件的
編制；收集并保存施工階段中有關運營方面的各種信息
在運營階段，從業主方接管BIM模型及運營管理權；授權BIM中心，進行項目 后期的運營維護管理；及時審核批復BIM中心的反饋意見；通過分析運營前各 階段的資料信息，結合物業管理實際情況對項目進行后評價
需要注意的是，在集成管理模式下要求運營方在項目規劃決策階段就應介入，通過
對各階段的信息收集整理，更好的為后期運營階段服務。
4.3激勵機制
為了超額完成項目目標，需要將項目人員的目標與項目最終目標整合成共同的目標， 通過設置獎勵機制充分滿足項目人員的需要，調動起項目人員工作的積極性和創造性。
本文以BIM中心項目組織激勵機制為例，各參與方下的激勵機制參照此展開。為提 高整個BIM項目團隊的工作積極性,BIM中心的激勵機制應包括物質激勵和精神激勵。
4.3.1 物質激勵
物質激勵是對項目人員最基本和最實際的激勵方式，它是實施精神激勵的前提，主 要表現在工作薪酬、獎金以及福利等方面。
BIM 中心項目部可采用“職位（崗位）工資+效益工資+獎金+福利”的薪酬制度。 其中，在公司的崗位評價制度下，結合項目部管理人員不同的學歷、職稱以及崗位等來 確定職位（崗位）工資；效益工資則根據項目規模和工程總投資來制定；根據最終項目 盈利的多少來確定獎金的具體數額；福利的具體待遇根據不同對象和工作環境單獨制定。
1.職位（崗位）工資確定標準
按照組織劃分的：BIM中心項目經理、部門經理、高級工程師、中級工程師、工程 師、技術員等不同層級確定不同的職位工資。
2.效益工資確定的標準 項目部各級管理人員，在施工項目停滯期間，沒有效益工資，只有崗位工資（年末
停工期間、跨年工程及工程竣工后結算時除外）；效益工資標準按項目的工程總投資或產
值確定。
3.項目部獎金分配標準
公司應對超額完成任務的項目部所有人員發放獎金，獎金的數額按照超額利潤部分 的一定百分比進行提取，并經集團公司對獎金分配方案審核同意后兌現；為充分調動 BIM中心項目經理的工作積極性和認可其在提高項目利潤率中的領導能力，他在共享所 有項目人員的超額獎金的同時，還可以獲得公司提供的單獨按一定比例提取的利潤分紅； 還應設置創新獎勵基金，對管理創新和技術創新進行獎勵，鼓勵項目成員利用所擁有的 知識、能力、技術提高項目的運作效率，創造更高的項目利潤。
4.福利確定標準 項目核心人員的福利標準，根據其對企業的貢獻程度，結合具體崗位和工齡等進行
制定。項目基層人員的福利，根據其具體工作環境以及工作季節進行制定，如高溫補貼、 特種工種補貼等。
5.項目部績效考核標準
根據合同內容，BIM中心項目部對各項管理目標進行確定，并在明確項目管理績效 考核的指標及兌現條件后，與公司簽訂項目管理責任書。項目完成后，公司績效考核部 門對項目部提交的各項管理目標的完成情況進行量化考核，并將考核結果上報公司，由 公司實施相應的獎金激勵。
4.3.2 精神激勵
1.活動激勵
在項目實施過程中，為確保BIM團隊在遭遇各種突發事件時，能始終保持足夠的凝 聚力，通過定期舉辦各種活動，如：在項目每個小階段舉辦總結評優會；定期舉辦頭腦 風暴會，共同研究如何解決困難，不斷地向團隊釋放激勵。
2.目標激勵
BIM中心項目經理從全局對整體項目進行考慮，制定總的項目實施目標，對團隊成 員的工作方向進行指導。實施步驟如下：
1） 制定項目組的整體目標；
2） 將整體目標在時間和空間上劃分成若干個分目標；
3） 將團隊整體劃分為若干組，給每個組分配具體目標；
4） 小組的所有成員設定自己的目標；
5） 項目經理與各組討論協商實現目標的行動計劃；
6） 組織實施行動計劃。
項目經理對目標的進展情況進行定期檢查，對于超前完成目標的組員進行一定物質 獎勵，并推選為學習標兵。
3.培訓與晉升激勵
在工程項目實施過程中應當為項目相關的技術人員和操作人員提供技術技能培訓， 挖掘項目人員創新潛力。
此外，項目經理應定期通過與組員的溝通交流，對組員的個人需求和職業發展意愿 進行充分的了解，鼓勵組員積極參與項目全過程管理，并及時總結，通過BIM技術的應 用給項目帶來的直接或間接經濟效益，經項目經理確認，按確認的年節約成本額的百分 比作為獎金，對項目效益有突出表現的組員可以進行職位晉升為其提供適合其要求的晉 升道路，充分調動組員的內在潛力。
4. 4基于BIM技術的集成管理框架
4.4.1集成管理框架構建基礎
基于全生命周期的建筑工程項目集成化管理的本質是在全過程目標最優的指引下， 將原本分離的投資決策、建設實施以及運營使用階段統籌起來，綜合考慮工程項目的進 度、質量、造價、安全以及環保等要素目標，運用相關的理論和方法在工程建設管理中 實現整體優化，以實現工程的可持續發展。
集成化管理模式的構建，應包括全過程管理、全要素管理、各參與方管理以及信息 管理四個方面。其中，全過程管理強調各方管理主體從項目全生命周期角度出發，加強 對全要素目標的整體控制。全要素管理強調實現多要素目標的一致性，共擔利益風險。 各參與方管理則是基于BIM模型和工作協同平臺，加強參與方彼此間的溝通和合作。信 息管理通過收集、分類、處理和分析建設項目中的大量信息，來指導和控制工程項目的 建設工作。由于全過程管理、全要素管理和各參與方管理的對象都是基于各種信息實現 的，因此，信息管理作為上述管理的基礎和紐帶，是構建集成管理框架體系不可缺少的 因素。
4.4.2集成管理框架構建
研究建筑工程項目集成管理的意義在于通過項目組織模式對信息進行控制，保證項 目全生命周期中信息流的正確傳遞，確保項目的實施效率和最終效益。本文研究提出的 建筑工程項目集成管理框架是一種基于BIM技術，以集成化理念為主要思想，全面考慮 全過程各階段中與項目有關的各種要素綜合而成的一種管理框架，如圖4-3所示。
基于BIM技術的集成管理工作內容主要包括BIM技術和計算機網絡信息化技術的 應用、各參與方集成管理、全生命周期過程集成管理以及多要素目標集成管理。整體架 構以各參與方集成管理為管理主體，多要素目標集成管理為管理要素，全生命周期過程 集成管理為管理過程，BIM信息集成管理平臺為管理工具，具體說明如下：
（1） BIM信息化協同平臺是集成管理的技術支撐，信息化是手段，集成是目的。
（2） 全生命周期的過程集成管理將項目從前期規劃決策直至后期運營維護整個過程 通過BIM協同平臺建立的集成管理系統串聯成一個整體，將整個過程中的工程信息都通 過信息化處理，存儲在BIM數據庫中。
（3） 多要素目標集成管理旨在解決以項目管理目標為線索的施工項目進度、成本、 質量、安全以及環境等多要素集成化管理，包括因條件限制或環境改變引起的動態管理。 通過BIM數據庫，將工程項目全生命周期中各階段的各要素信息進行存儲。
（4） 各參與方集成管理旨在基于 BIM 協同工作平臺，將項目各參與方集中于同一 工作平臺，增大相互間溝通和交流，加強信息共享，樹立項目利益全局意識，最終實現 合作共贏。
4.5本章小結
本章主要從組織結構建立、組織內部職能分工和激勵機制三方面對工程項目集成管 理組織管理制度進行研究，在此基礎上結合集成管理的內容，構建了基于BIM技術的工 程項目集成管理框架。其中組織結構建立方面，闡述了新型組織結構建立的必要性，結 合BIM技術，建立了以BIM中心為核心的集成管理組織結構，并對各參與方和BIM中 心的職能分工進行了研究；從物質激勵和精神激勵兩方面論述了集成管理的激勵機制。
第五章 案例分析
5.1項目簡介
該項目位于揚州市邗江區，由揚州本地某房地產開發商建設開發，江蘇某大型國企 施工集團作為總承包方，設計為集酒店、商業、住宅為一體的現代化綜合建筑群。項目 占地面積為 1.75 萬平方米，總建筑面積為 6.21 萬平方米，其中地下車庫建筑面積為1.32 萬平方米，建筑高度最高為 78.3米，工程設計使用年限為 50年，抗震等級 8級，耐火 等級一級。
5.2組織管理
5.2.1 建立項目組織結構
該地產開發商在項目招標文件中，明確要求設計單位、施工總承包單位等在投標文 件中提交有關BIM技術運用的文件，并建立了如圖5-1的組織結構圖。
圖5-1綜合建筑群項目BIM組織結構圖
Fig.5-1 The BIM organization structure of architectural complex case
BIM 中心作為業主代表，全面執行項目的管理工作，本項目 BIM 中心共有 16 人， 其中BIM中心項目經理1人、設計部3人、成本部3人、工程部5人、信息部2人以及 綜合部 2 人。其內部組織結構圖如圖 5-2：
BIM中心
圖5-2綜合建筑群項目BIM中心組織結構圖
Fig.5-2 The BIM center organization structure of architectural complex case
5.2.2職能分工
根據組織結構圖，各參與方和BIM中心的職能分工如表5-1和表5-2所示。
表5-1 各參與方職能分工表
Tab. 5-1 The division table of job functions of all parties
崗位 工作內容
負責協調各參與方的工作，并進行項目決策
制定模型交付標準和交付節點
BIM 中心 審查設計方提交的 BIM 模型
檢查各專業成果并向業主反饋
分解目標任務，進行組織設計和工作流程設計
明確項目管理目標，全過程進行動態控制
根據BIM中心提出的項目要求進行工程設計并及時交付模型
設計方 按BIM中心、施工方等的反饋意見進行模型調整
根據施工方案變化和變更，及時調整信息模型
授權BIM中心管理權力
業主方 及時審核批復BIM中心提交的反饋意見
對BIM中心的反饋意見及時審閱和批復
根據BIM施工模型和BIM中心要求，編制具體的施工組織方案，
負責施工方案可行性的論證并控制工程造價
按合同約定的安全工作內容，編制施工安全措施計劃送監理人審批
施工方 根據設計方交付的BIM模型，進行施工模擬和交底
按約定的內容和期限，編制詳細的BIM施工進度計劃和BIM施工方案說明報送
BIM 中心和監理方
完善質量檢查制度，并配備專業的質檢人員
按時提交工程質量保證措施文件報送BIM中心和監理人審批
按照法律規范和合同協議為業主和BIM中心提供管理咨詢服務
協助BIM中心進行目標管理，協調好各參與方之間的工作關系
監理方 在約定的期限內對施工方提交的BIM施工進度計劃和BIM施工方案說明，作出
批復或提出修改意見
在合同約定的時間內，對施工方提交工程質量保證措施文件進行審批
按照BIM中心和施工方的具體需求，供應材料及構配件并對所供材料的質量和
材料供應商 數量負責
在規定的時間內將供應材料送至指定地點
表5-2 BIM中心部分崗位職能分工表
Tab. 5-2 The part division of work table of job functions of BIM center
崗位 工作內容
負責BIM項目決策，制定BIM工作計劃
BIM 中心項目經理 建立并對項目BIM團隊進行管理，明確各角色人員職責與權限，并定期對組員
進行考核、評價和獎懲
續表 5-2
負責BIM環境的保障監督，監督協調系統管理員完成BIM軟件、硬件及網絡環
境的建立
確定項目中的各類BIM標準及規范
負責對BIM工作進度的管理與監控
組織人員對搭建的各專業BIM模型的進行協調、管理、分析以及出圖等
土建專業建模及工程量報表輸出
土建工程師 圖紙問題匯總
協助現場質量、安全管控
施工可視化模擬
鋼筋專業建模及工程量報表輸出
圖紙問題匯總
鋼筋工程師 鋼筋下料審核
協助現場質量、安全管控
施工可視化交底
圖紙審查
設計工程師 建筑性能分析
管線綜合檢查
機電各專業建模及工程量報表輸出
安裝工程師 圖紙問題匯總
碰撞點檢查
管線綜合優化
施工圖預算
造價工程師 目標成本優化
成本分析
竣工結算
負責BIM系統平臺、存儲系統及BIM數據庫、構件資源數據庫系統的日常維護
BIM 系統維護員 管理、備份等工作
負責各系統的人員及權限的設置與維護
負責各項目環境資源的準備及維護
負責對各項目、各部門的構件資源數據及模型、圖紙、文檔等項目交付數據進行
BIM 數據管理員 收集和整理
負責按照標準對項目交付數據及構件資源數據進行審核，并提交審核情況報告
5.2.3 獎懲機制及規章要求
1.BIM 工作中心組員應積極參與本工程所有項目的投標、前期策劃、施工過程管理 以及竣工結算等。
2.組員考核分配按全年完成項目BIM收費計價總額進行分配，全年完成總額在1000 萬以內的，總分配額為 20%；1000-1200萬部分按15%；1200萬以上的部分按10%。
3.組員應積極參與項目全過程管理，并及時總結，通過BIM技術的應用給項目帶來 的直接或間接經濟效益，并經項目經理確認，經確認年節約成本或效益在200萬元內的， 獎勵節約額40%；年總節約額在200-400萬元部分獎勵30%；年總節約額在400萬元以 上部分獎勵 15%。
4.設置創新獎勵基金，對管理創新和技術創新進行獎勵，鼓勵組員利用所擁有的知 識、能力、技術提高項目的運作效率。
5.對項目效益有突出表現的組員，通過BIM中心主任的考核，可以為其提供合適的 晉升職位。
6.嚴格執行公司的一切管理制度，服從BIM工作中心主任的統一分工和調配。
7.輔導、指導公司、項目部各級管理人員掌握和熟悉BIM技術的應用，切實將項目 全過程的管理轉化為基于BIM技術的管理。
8.嚴守商業機密、保護知識產權、嚴格部門授權、分級管理、各司其職。
9.BIM工作中心成員每人繳納5萬元服務保證金，因服務不到位的將扣除部分保證 金；擅自跳槽的將沒收保證金，且公司保留對其訴訟的權利。
5.3信息管理
5. 3. 1 BIM系統應用軟硬件配置
為了更高效率的完成BIM體系各項工作，本工程從軟硬件兩方面為項目提供技術支 持。采用了 BIM技術中較為成熟的Revit2014、CAD、Navisworks以及魯班BIM系列軟 件。BIM系統應用軟硬件的配置如表5-3、5-4所示。
表5-3 BIM應用系統軟件配置
Tab. 5-3 Software configuration of BIM application system
軟件名稱 版本 軟件功能
Revit 2014 模型制作、管線綜合、漫游
Navisworks 2012 碰撞檢查、漫游、進度及施工方案模擬
AutoCAD 2013 二維圖紙處理
Luban Trans Revit Luban Trans Revit V2.2 X86 BIM模型輸出與轉換
魯班鋼筋 2014V23 工程量統計
魯班安裝 2014V15 安裝工程量統計
魯班土建 2014V25 復雜節點定位、高支模區域查找等
魯班下料 2014V10 鋼筋下料等應用
魯班MC 2014V8 多項目集中管理、查看、統計和分析
魯班BE 2014V4.5 快速查詢數據、構件屬性等
表5-4 BIM應用系統硬件配置
Tab. 5-4 Hardware configuration of BIM application system
位置 CPU 內存 硬盤 顯卡
客戶端 i5 4G 512M獨顯 500G
建模機器 i7 8G?16G 2G獨顯 1TB
項目管理服務器 Mobile QuadCore，
1800MHz (18X100) 32G 1TB —
模型服務器 Mobile QuadCore，
1900MHz(19X100) 32G 1TB Matrox Graphics
G200eH(HP)
5.3.2 信息傳遞過程
項目實施的過程中涉及到大量信息的交換和共享，圖 5-3 清晰表達了本項目中信息 傳遞的全過程。
Fig.5-3 The life-cycle information flow based on BIM
圖5-4基于BIM的各參與方協同工作流程
Fig.5-4 The collaborative workflow of all parties based on BIM
項目規劃^初步設計 一深化設計施工圖設計施工
5.4集成管理要素
基于BIM的集成管理體現在各參與方工作的協同以及項目要素的集成管理。 鑒于項目仍在施工階段，只分析了從規劃到目前施工的過程中各參與方之間的協同 工作流程，如圖 5-4 所示。
運用BIM軟件系統實現了項目要素的集成管理，具體如表5-5所示：
表5-5 BIM在集成管理中的應用
Tab. 5-5 BIM application in integrated management
現場管理
工程量精算
現場管理人員利用魯班iBan，將現場施工情況 直接上傳到魯班BIM云端協同管理平臺，供各 專業管理人員實時掌握現場情況
圖5-5、5-6、5-7列舉了項目實施過程中BIM在集成管理方面的具體應用。
圖5-7利用iBan進行現場管理
Fig.5-7 Field control based on iBan
5.5案例小結
項目通過引入 BIM 技術，實現了全過程的集成化管理和精細化管理，其中包括提供 多專業碰撞檢查報告，全過程成本的三算對比，虛擬化施工流程減少施工差錯，材料采 購指導和限額領料流程實施，實時進度控制等，提升了各專業間數據共享和工作協同效 率，驗證了 BIM 技術在工程項目集成管理中高效性和可行性。
特別是在材料控制上大大提升對進出庫材料的管理，統一進行限額領料，避免材料 的浪費和減少二次搬運的費用。在設計圖紙檢查方面，多專業間發現碰撞點 154 處。機 電專業碰撞檢查，經篩選后得出有效碰撞點 162處，節省人工約 48 個工日，避免返工人 工費及材料費三十多萬元，在施工前很好的避免了施工過程中發生的材料和工期的損失。 通過 Luban BIM Works 的虛擬施工指導，在三維以及動畫模式下進行可視化交底，既直 觀又非常便于理解，提高效率，減少因交底不明確所產生的返工現象。據不完全統計， 本項目引入BIM技術以來，所產生的整體經濟效益保守估計在160萬以上。
因此，在工程項目前期建立 BIM 信息管理系統平臺，使業主、設計、施工等各參與 方基于同一平臺進行信息的共享和工作協同，實現建筑工程項目集成化管理。
第六章 結論與展望
本文基于BIM技術理論和項目集成管理理論，采用文獻法、比較研究法分析了BIM技 術與集成管理理論的國內外研究現狀以及傳統項目管理模式存在的問題。從工程項目多要 素管理、各參與方管理和信息管理三方面研究了集成管理的內容，在此基礎上闡述了基于 BIM技術的工程項目組織管理制度，最后建立了基于BIM技術的工程項目集成管理框架, 具體的研究成果如下：
（1） 構建了基于BIM技術的信息集成管理系統概念模型。從數據層、信息模型層 和功能應用層三個層次構建了該模型，驗證了工程項目集成化信息管理的可行性。
（2） 建立了基于 BIM 技術的組織結構。通過對項目多要素集成管理、多參與方集 成管理和信息管理的研究，結合組織管理理論，建立了基于BIM的工程項目組織結構， 為項目管理的新型組織結構提供參考。
（3） 構建了基于BIM技術的工程項目集成管理框架。并通過案例驗證了 BIM技術 在工程項目集成管理中高效性和可行性，為BIM技術在建筑工程項目管理中的全面應用 提供借鑒和指導。
由于時間及水平有限，雖然論文從整體上提出了基于BIM技術的建筑工程項目集成管 理框架，并基于信息集成管理系統概念模型進行了信息集成管理系統平臺功能設計，局限 于我國BIM模型交付標準和應用標準的缺乏、各軟件系統平臺接口的兼容性差、項目管理 人員管理方法和思想落后，要真正實現基于BIM平臺的工程項目全過程中各參與方、多要 素目標的集成管理尚需時日。后期要完成的工作是在國家BIM模型交付標準和應用標準完 善的基礎上，完善BIM合同體系和組織結構、開發基于云端技術和物聯網的BIM信息集成 管理系統平臺。
攻讀學位期間發表的學術論文
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