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【摘要】文章以實際工程項目為研究對象，探索從BIM走向CIM的智慧型工程項目管理模式，推動工程項目的智慧化管理由局部向整體發(fā)展，并與宏觀的數(shù)字化智慧城市建設(shè)融合。文章最后提出BIM定位于服務(wù)項目，CIM定位于城市管理，能否實現(xiàn)以政府主導(dǎo)的CIM平臺研發(fā)并開放相關(guān)平臺端口，為項目參建方提供便利，真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)源于項目，服務(wù)于項目。

【關(guān)鍵詞】BIM；CIM；智慧型項目管理

1引言

對建筑工程項目實行智慧化管理，通過新興信息技術(shù)，推動建筑業(yè)向數(shù)字化、信息化、智能化方向發(fā)展是大勢所趨。文章以某利用信息技術(shù)助力工程建設(shè)的創(chuàng)新管理示范性項目為研究對象，探索從BIM走向CIM的智慧型工程項目管理模式，為新興信息技術(shù)在工程項目管理中的推廣和應(yīng)用提供參考。

2項目概況

文章研究的項目是廣州市的大型商業(yè)綜合體，總建筑面積約12萬?，地下3層，地上為超高層塔樓，總投資約4.5億元人民幣。項目結(jié)構(gòu)類型為框架—核心筒和勁性鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。該項目由中建四局第六建設(shè)有限公司施工總承包。工程采用逆作法施工地下室，主體結(jié)構(gòu)內(nèi)含大型鋼斜柱與墻內(nèi)鋼斜撐，技術(shù)含量高，施工難度大。同時，該項目也是廣州市利用新興信息技術(shù)助力工程建設(shè)，促進(jìn)建設(shè)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的創(chuàng)新管理示范性項目。

3BIM技術(shù)在項目中的應(yīng)用

目前，BIM技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工程項目建設(shè)的各個階段，在推動工程項目的建設(shè)進(jìn)程、攻克施工重點和難點、實現(xiàn)工程項目建設(shè)目標(biāo)上發(fā)揮著越來越大的作用。

3.1BIM碰撞檢查。施工總承包單位對項目土建和機電綜合管線分別建模。通過BIM建模和碰撞檢查的方式，及早發(fā)現(xiàn)各專業(yè)施工圖紙存在的矛盾和問題，主動就圖紙問題與設(shè)計單位進(jìn)行溝通確認(rèn)，把圖紙存在的問題盡可能在施工前期妥善解決，為項目施工全面推進(jìn)打下良好的技術(shù)基礎(chǔ)。比如，在機電綜合管線建模過程中，發(fā)現(xiàn)圖紙標(biāo)注的地下室給水管道距地標(biāo)高與結(jié)構(gòu)柱帽會發(fā)生碰撞。發(fā)現(xiàn)問題后，及時與設(shè)計單位給排水專業(yè)設(shè)計師進(jìn)行溝通，取得設(shè)計變更方案。通過建模方式，將圖紙中存在的技術(shù)問題及早發(fā)現(xiàn)及早解決，為項目進(jìn)度和質(zhì)量管理贏得了寶貴的時間。

3.2BIM4D施工過程模擬。BIM4D施工過程模擬是通過在三維模型上添加時間軸，進(jìn)而實現(xiàn)時間流程管理的仿真模型。它主要由組件模型、程序模型和數(shù)據(jù)庫三部分組成。組件模型就是用BIM技術(shù)建立起來的虛擬項目構(gòu)件；程序模型就是通過程序建立虛擬項目構(gòu)件與項目時間流程的邏輯關(guān)系，呈現(xiàn)整個施工過程；數(shù)據(jù)庫主要是分析和統(tǒng)計相關(guān)數(shù)據(jù)，生成報表，為項目管理提供決策信息。它把虛擬的模型和進(jìn)度計劃關(guān)聯(lián)起來，按計劃模擬施工的進(jìn)程，檢查施工流程、材料供應(yīng)及進(jìn)度計劃的合理性，使項目人力、材料、機械設(shè)備、資金和技術(shù)等生產(chǎn)要素的管理更加精細(xì)化和具體化。同時，該技術(shù)讓各參建方在工程施工的前期準(zhǔn)備階段就能了解到項目的建設(shè)全貌和建設(shè)的全過程，更直觀地把握項目建設(shè)過程的關(guān)鍵時間節(jié)點。

3.3項目重點難點的施工模擬。地下室逆作法施工和鋼斜柱吊裝是本項目施工和項目管理的重點和難點。施工總承包單位決定采用BIM技術(shù)進(jìn)行施工模擬，優(yōu)化施工組織設(shè)計，有效控制重點難點的施工進(jìn)度和質(zhì)量等管理問題，共享數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)各方達(dá)成一致目標(biāo)。在超高層建筑中利用主體地下結(jié)構(gòu)的全部或部分作為地下室施工期間的支護(hù)結(jié)構(gòu)，自上而下施工地下結(jié)構(gòu)，并與土方開挖交替實施的逆作法施工，能夠大幅縮短工期，取得較高經(jīng)濟效益。具體的施工工藝流程是：地下室連續(xù)墻和樁基礎(chǔ)施工→地下室結(jié)構(gòu)柱施工，采用一柱一樁結(jié)構(gòu)形式→土方明挖至首層地下室底板→首層梁板結(jié)構(gòu)施工→逆作地下結(jié)構(gòu)、與地上主體結(jié)構(gòu)同時施工。本項目對上述施工工藝流程進(jìn)行全過程模擬，對關(guān)鍵工序的模擬精度力求接近項目實際工況，對關(guān)鍵節(jié)點大樣實現(xiàn)三維可視化交底，為逆作法施工奠定基礎(chǔ)。該項目另一個施工難點是鋼斜柱吊裝。該項目地上主體結(jié)構(gòu)采用大型懸挑偏心受壓鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，施工難度大。同時該項目因現(xiàn)場復(fù)雜環(huán)境的諸多限制，無法采用常規(guī)的搭設(shè)落地胎架的方式進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)安裝。如何在偏心受力和復(fù)雜環(huán)境雙重不利施工條件下確保鋼結(jié)構(gòu)的安裝精度，成為項目管理必須解決的難題。對此，項目總承包單位采用BIM技術(shù)對安裝過程進(jìn)行施工過程模擬，確定最不利的施工工況，尋找解決方案，優(yōu)化施工組織設(shè)計，最終使得吊裝作業(yè)得以順利實施。施工總承包單位通過施工模擬方式傳遞有效信息，使項目參建方對項目施工重點、難點的進(jìn)度和質(zhì)量控制目標(biāo)達(dá)成一致，高效實現(xiàn)計劃、組織、協(xié)調(diào)和控制等項目管理工作，在管理上形成協(xié)作和合力。

4從BIM走向CIM的智慧型工程項目管理模式

4.1智慧建設(shè)理論推動BIM技術(shù)向CIM平臺發(fā)展。智慧建設(shè)理論是集成BIM技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)的信息技術(shù)，以滿足工程項目的功能性需求和不同參與方的個性化需求為目的，構(gòu)建工程項目建造運行的智慧環(huán)境，推動基于BIM技術(shù)的工程項目智慧建造逐步向基于CIM平臺的數(shù)字化智慧城市建設(shè)方向發(fā)展和融合的新理論。其中，CIM是城市信息模型[1]的簡稱，其數(shù)據(jù)主要由大場景、宏觀的地理信息系統(tǒng)GIS數(shù)據(jù)和著眼于建筑單體、微觀的BIM數(shù)據(jù)構(gòu)成[2]，為實現(xiàn)城市的精細(xì)化和動態(tài)管理，提升和完善城市綜合服務(wù)水平和能力提供信息支持。BIM與CIM是微觀與宏觀、局部與整體的關(guān)系。智慧建設(shè)理論為構(gòu)建全新的工程項目管理提供了理論基礎(chǔ)，通過技術(shù)和管理創(chuàng)新實現(xiàn)對工程項目全生命周期的管理。在智慧建設(shè)理論的指導(dǎo)下，工程項目智慧管理模式將尋求突破，推動局部向整體發(fā)展，與宏觀的數(shù)字化智慧城市建設(shè)融合。

4.2基于CIM平臺的工程項目管理模式。本項目著重探索CIM平臺在建設(shè)階段，通過數(shù)據(jù)融合和可視化等方式，為傳統(tǒng)工程項目管理模式帶來新的內(nèi)涵?；贑IM的智慧化管理的關(guān)鍵基礎(chǔ)在于信息的智能獲取。它有別于傳統(tǒng)的人力采集信息的方式，其基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)源自攝像頭及智能捕捉、傳感器及數(shù)據(jù)分析、電子芯片感應(yīng)、傾斜攝影成像、三維掃描建模或其他信息平臺關(guān)聯(lián)導(dǎo)入等，然后通過數(shù)據(jù)接口實現(xiàn)各項管理業(yè)務(wù)的各類數(shù)據(jù)匯總，集成在CIM平臺各功能板塊上。此外，與傳統(tǒng)的二維平面或表格統(tǒng)計的呈現(xiàn)方式不同，CIM平臺以BIM模型或三維模型為數(shù)據(jù)載體，以三維可視化的表現(xiàn)形式，數(shù)據(jù)均與工程模型相關(guān)聯(lián)。從BIM到CIM，項目進(jìn)度、質(zhì)量、安全與環(huán)境保護(hù)三大目標(biāo)的管理有了創(chuàng)新的方式。1）項目進(jìn)度管理基于CIM平臺，建筑的建造過程被納入城市建設(shè)實時管控中，進(jìn)行全局和局部的整體協(xié)調(diào)。本項目采用全景和全過程實時監(jiān)控，無人機和監(jiān)控采集數(shù)據(jù)后上傳至CIM平臺，建造的實時進(jìn)度即可呈現(xiàn)在城市的動態(tài)面貌中。對于政府職能部門和項目投資者來說，能從平臺上及時了解到項目的進(jìn)度。通過與BIM4D施工模擬的數(shù)據(jù)進(jìn)行比照后，對項目進(jìn)度的總體控制更加直觀。對項目總承包單位而言，能從平臺上掌握到項目所處周邊環(huán)境的情況，為項目實施尋找最佳時機。2）項目質(zhì)量管理工程質(zhì)量監(jiān)督管理常規(guī)的管理方式是事前監(jiān)督程序到位、事中監(jiān)理和事后實體抽查。在CIM平臺上通過數(shù)據(jù)提取和融合后，可以實時可視化、立體化監(jiān)督，質(zhì)量監(jiān)督不再停留于紙面化和會議化。3）基于CIM平臺的項目安全與環(huán)境保護(hù)目標(biāo)的管理應(yīng)用廣泛在安全方面，比如工地管理人員和勞務(wù)人員信息可視化監(jiān)控；安全教育和培訓(xùn)中結(jié)合VR和AR技術(shù)，使人員在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中達(dá)到教育目的；通過人工智能方式對工地安全帽佩戴、高空作業(yè)安全帶配置的情況進(jìn)行識別和報警；深基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)的同步共享和預(yù)警；塔吊、施工電梯等主要機械設(shè)備的智能監(jiān)控的應(yīng)用等。揚塵和噪聲監(jiān)控則是環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用。通過CIM平臺獲取的信息是智能且可視化的。它通過先進(jìn)的信息化手段，賦予項目管理更加廣闊的思維和視角；同時，通過CIM平臺，項目參建單位為信息化賦能城市治理貢獻(xiàn)數(shù)據(jù)，讓城市治理更加科學(xué)化、精細(xì)化和智能化。

5從BIM到CIM探索中的思考

5.1實現(xiàn)從BIM到CIM的思考。BIM與CIM局部與整體的關(guān)系決定了二者對信息詳細(xì)程度的要求不一樣。在BIM應(yīng)用過程中，對模型本身有較高信息精度要求。在CIM平臺中，更注重各項信息的自動獲取、智能分析、高效處理。

5.2數(shù)據(jù)雙向服務(wù)的思考。BIM定位于服務(wù)項目，CIM定位于服務(wù)城市管理，二者定位不同、受眾不同。當(dāng)前CIM試點平臺著力于職能部門對建設(shè)項目的智能監(jiān)管，強化了監(jiān)督管理，對項目本身的管理提出了更高的要求，但從項目參建方的角度看，卻增加了人力物力投入。思考以政府為主導(dǎo)的CIM平臺能否在滿足職能監(jiān)管功能的同時，研發(fā)并開放相關(guān)平臺端口、功能模塊用于項目自身管理服務(wù)，為項目各參建方提供便利，真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)源自項目、服務(wù)于項目。

6結(jié)語

從BIM技術(shù)走向CIM平臺，從傳統(tǒng)的項目管理走向智慧型工程項目管理是建筑行業(yè)主動融入數(shù)字化智慧城市的創(chuàng)新和建設(shè)，取得高質(zhì)量發(fā)展的未來方向。

參考文獻(xiàn)

[1]住房城鄉(xiāng)建設(shè)部.住房城鄉(xiāng)建設(shè)部《城市信息模型（CIM）基礎(chǔ)平臺技術(shù)導(dǎo)則》[J].工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化.2020(10)：32.

[2]許鎮(zhèn)等.CIM研究綜述[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2020，12(3):1-7.

作者:倪小真 黎光軍 單位:廣東工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 中建四局第六建設(shè)有限公司