9.7.3 基于BIM的全过程咨询应用模式
1.基于BIM的全过程咨询模式的重新设定
目前，我国建筑行业内部大量使用的主要以二维CAD工具展开的项目管理方式与方法。图9-33大致展示了二维传统模式下的全过程项目管理基本工作流程和技术框架。广义的全过程项目管理已经覆盖了前期策划阶段、设计阶段、施工阶段、竣工验收、交付使用、运用维护甚至拆除等全寿命周期(图9-32)。
从图9-32可以看出，全过程项目管理的工作量是十分繁重的，在如此浩繁的工作量之下，传统的二维项目管理技术暴露出的弊端也很明显：第一，二维CAD之下项目文件以纸质工程图纸文件为主，一个工程从开工到竣工所涉及的纸质文件量特别巨大，整理收档困难，很难作为成熟的项目经验累积供今后使用；第二，工程变更困难。一处变更需要随之更改与其相关的所有部位，且在二维视图之下很容易出现错漏，而且每次变更都必须重新核算工程量和施工图预算，非常繁琐；第三，多种信息以不同的格式存在，给信息管理也带来很大的不方便。比如，工程文件多以WORD文档形式存在，工程预算多以EXCEL表存在，而图纸文件又以DWG格式为主存在，更有效果图，施工照片等等文件格式都不能统一管理，给信息管理工作也带来极大的不便。
2)基于BIM的全过程项目管理模式设定的基本原则
全过程项目管理是一个标准的长流程管理，在BIM的思想体系之下审视这个二维项目管理流程，有很多步骤的存在更多的是作为一个程序的必要，而作为一项工作的必要性并不是非常明显。笔者根据多年的项目管理实务操作经验对现行全过程项目管理流程的再审视，结合BIM思想的特点，认为基于BIM的全过程项目管理流程重新设计的基本原则——简化流程、压缩路径。
3)基于BIM的全过程项目管理各参建方协同模式的设定
全过程项目管理各阶段所对应的参与方包括：业主方、咨询单位、设计方、施工方(总包、分包)、供应商等。相关参与方是全过程项目管理在不同阶段的执行者与受益者，各参与方充分的协同配合才能使项目的既定目标得以实施。在BIM的思想体系之下，项目各参与方的工作流程将呈现出与传统工程项目管理所不同的分工协同方式。
(1)设计方(设计阶段)
图9-32 传统二维体系下的全过程项目管理模式
在BIM的设计思想之下，设计信息采用了同一种储存的方式，改变了二维存储方式中信息割裂的问题。在二维CAD中，设计元素可以以多种方式呈现，平面图，立面图，三维透视图，剖面图，或者构件详图，这些不同的呈现方式所指向的模型是同一个设计元素。BIM在这种设计元素的集成表现上做的非常的出色，举一个非常简单的例子：修改上述呈现模式中的任意一个表现形式，其他状态下的这一元素属性都会相应的发生变化，因为修改的本来就是同一设计元素。再比如选中要素的一个构件，那么其他的状态下的构件都被选中，因为他们本就属于同一构件元素的不同呈现状态。
除了对设计方自身的改变以外，BIM的设计方式很容易同业主进行沟通，BIM的集成设计成果是一个三维模型，非建筑专业的人交流理解起来才不至于有更多的误解，有效减少了设计变更带来的重复和浪费。同时，业主方也可用BIM来检查设计院提供的设计图纸是否满足其原始需求以及后期发展需求，对同时进行的其他设计顾问提供的图纸或BIM模型进行综合碰撞检查，或者根据今后使用和运营要求模拟不同的使用场景，评估空间布置，向设计单位更科学的下达变更指令。
(2)施工方(施工管理阶段)
对于项目管理咨询公司来说，施工管理阶段是全过程项目管理过程中周期较长的组成部分，是工程项目的物化阶段，很多前期累计的问题都要集中在这一阶段解决。因此，这一阶段是全过程项目管理中比较复杂，也是比较核心的部分。
表9-2列出了在BIM体系下施工管理各任务板块的工作模式。在BIM体系下，施工管理中的核心协调工作全部围绕着BIM模型展开。投标和合约管理中的投标报价以BIM模型中的算量为准，可以排除很多人为因素的干扰，使得项目投资成本更易于在同一标准上的控制。设计管理前文已述，这里不再重复。采购管理按照BIM模型设计的构件来制定采购计划和质量标准，真正实现了建筑部品的标准化。进度管理中采用BIM模型后通过BIM体系的4D施工模拟，工程的质量，进度，包括费用造价等信息都包含在内。信息管理中，在BIM体系下可以避免现阶段的工程信息管理存在的最大问题：资料文档格式多、信息不关联、维护难度大，如doc，jpg，dwg还有其他数据格式多达十余种，且修改一处都必须相应的修改多个文件格式，信息之间相互不关联。在BIM体系之下，所有项目资料都围绕BIM模型展开，文件格式达到了集成化的高度统一，且在同一的模型中修改一处与之相关联的其他部分属性都相应变动。
表9-2 BIM体系下的施工管理模式
(3)业主/项目管理公司(全过程咨询及全生命周期)
对于业主来讲，在项目实施阶段，BIM最大的价值在于可以将项目各参建方协同到统一的平台中，可以最大限度的避免因为信息割裂、组织路径、标准多样、沟通不畅等导致的反复和损失，并可以直接利用BIM来预评估审核各参建方提供的成果，比如在施工过程中，业主可以通过BIM模型中构件属性的调整来控制投资目标和进度目标的管控，在带来实质性损失前进行变更，实现时间和成本的利益最大化。
在工程项目竣工交付之后，BIM模型对于业主或者物业管理公司也有重要意义。BIM的模型就是一个按比例可以随意缩放的虚拟建筑模型，这个模型包含着实体建筑所有的重要信息。业主和物业公司可以根据模型提供的各种信息对建筑物实时检查和维护，并在设备使用与消耗过程中不断更新数据库，使其能够真正反映建筑物的使用情况，各个设备的运营状况等信息。
4)于BIM的全过程项目管理(全过程咨询)模式的重新设定
根据前面介绍的基于BIM的全过程项目管理模式转变的技术细节，可以看出基于BIM的全过程项目管理在简化流程、压缩路径上的巨大优势。通过前面的讨论，笔者提出基于BIM的全过程项目管理(全过程咨询)模式的重新设定，如图9-33所示。
BIM体系下的全过程项目管理的总流程和工作内容仍然不变。
图9-33 BIM体系下的全过程项目管理(全过程咨询)模式
此模式中的设计阶段为理想模式，不再需要概念设计，方案设计，初步设计，施工图设计等步骤，直接简化为BIM的建模与逐步深化的过程。不过现实的情况是，政府设计文件审查的模式仍是二维图纸的审查，所以当前设计方使用BIM主要用于自身效率的提高和与业主沟通的方便。不过政府审批已经开始变革，上海在这一方面已经走在前列，早在2012年底，上海市规划和国土资源管理局正式发文，上海市重点区域的建设工程实行三维报建，相关三维建模标准等已陆续出台。2018年5月国务院办公厅正式颁布了《国务院办公厅关于开展工程建设项目审批制度改革试点的通知》(国办发〔2018〕33号)，明确要求：对工程建设项目审批制度进行全流程、全覆盖改革，2018年，试点地区建成工程建设项目审批制度框架和管理系统，审批时间压减一半以上。2019年，在全国范围开展工程建设项目审批制度改革，上半年将审批时间压减至120个工作日。2020年，基本建成全国统一的工程建设项目审批和管理体系。由传统审批方式转向效率更高的BIM审批机制已是必然趋势。
在施工管理阶段，三控制两管理的核心都被涵盖在以BIM模型为基础的虚拟建筑之中，这种管理方式的优势在前文已述，以这项技术来简化流程、压缩路径，实现各参建方的协同统一是施工阶段项目管理的核心。
验收交付阶段，除了将实体工程项目交付使用之外，还将经过验收的包含有建设项目所有工程信息的建筑信息模型一并交付给业主，为业主的后续使用维护提供技术支持。在交付使用阶段，项目各参与方将施工进程中遇到的各项问题与各种信息一一汇总到了BIM模型中，使得BIM模型成为能够真正反映建筑物真实面貌的最终成果，更进一步简化了竣工决算的工作量。
维护运营阶段，这个成熟的BIM模型还将更加长久的发挥他的作用。由于BIM模型真正模拟了建设项目的真实情况，其中包含的大量属性信息成为设施管理和设备更新的可靠依据。就算项目的使用寿命终结拆除之后，BIM模型仍然能够作为项目经验的积累，为探索更加成熟的BIM项目管理模式提供参照，真正实现项目管理的全寿命周期管理。
2.基于BIM的全过程咨询组织结构的变革
组织理论在传统管理学的基本理论上建立，是经典管理学的重要组成部分。主要研究系统的组织要素、组织模式、分工、信息流向、工作流程、内部激励与奖惩等内容，以确保在适合的组织构成下完成工作任务。项目管理模式的发展改变了传统管理的管理方式，但在组织理论上并无独创，基本沿用了传统管理的组织模式。
在BIM体系下，BIM团队是最终完成BIM所有设想的执行者，也是对BIM业务开展贡献最多的群体。这个组织的组织结构，人员素质最终决定了BIM体系的全过程项目管理的成败。目前主流的分类是将BIM人才分为三种：BIM标准人才，BIM工具人才，BIM应用人才，如图9-34所示。
图9-34 BIM人才分类
本章节论述基于BIM的全过程项目管理组织框架，涉及的BIM人才属于上图中标注的部分，即BIM的专业应用人才。
1)基于BIM的全过程项目管理组织结构设定的基本原则
基于BIM的项目组织设定的目的是为了保证项目各参建方能够按照先前设计的流程框架协同完成好各项工作。前文已述，基于BIM的全过程项目管理模式中各参建方的工作都是围绕统一的BIM模型展开，因此，基于BIM的全过程项目管理模式中便要求确保项目各参建方(业主、设计方、施工方、专业分包方、供货商等)的信息流必须统一流向BIM模型，由项目管理单位汇总分析后提交最高决策者作为决策依据，并可共享给各个参建方。另外，运维阶段的信息录入及更新也可以基于同一个BIM模型的基础上，即保持全生命周期内建筑几何及非几何信息的数据库是唯一的、可共享的。(https://www.daowen.com)
因此，基于BIM的全过程项目管理组织设定的基本原则是：破除信息割裂、共享信息流，使各种信息能够畅通的流向BIM模型。
2)基于BIM的全过程项目管理组织结构的重新设定
根据上述基本原则，组织结构必须能够保证所有有效的工程信息都统一向BIM模型汇总。本章节选取最常见的矩阵式组织结构进行论述。
(1)基于BIM的全过程项目管理组织的横向与纵向分层
首先需解决横向与纵向的分层问题：即矩阵结构的横向与纵向分别以什么标准来划分。
通过对已有项目管理矩阵组织的研究，横向大多以职能部门来划分，纵向则以项目的不同工种来划分。工程实践证明这种划分形式既明确了各个专项任务的承担者，又能够得到各个职能部门的支持和配合。职能部门与专项工作人员之间不再需要以往的组织结构中需要上级的协调才能顺利开展工作，而是以项目任务为中心主动的展开交流，不仅有利于团队整体能动性的发挥，充分调动了组织成员的积极性。这种横向与纵向的划分标准有利于组织对项目管理经验和BIM实施经验的积累，提高了管理的有效程度。
(2)基于BIM的全过程项目管理(全过程咨询)组织结构的设定
根据上面论述，在选取了组织结构方式和明确纵横向分层原则的基础上，笔者提出了基于BIM的全过程项目管理(全过程咨询)组织结构图，如图9-35所示。
图9-35 基于BIM的全过程项目管理(全过程咨询)组织结构
从图9-35可以看出，BIM经理通过横向的专业工程师收集汇总相关的项目信息，各参建方负责提供相关的项目信息，两者在矩阵组织结构中交汇。各方有效信息最终都将向BIM模型汇集，成为不断完善和深化BIM模型的信息基础，一方面可作为项目最高决策者的决策依据，同时各参加方通过共享信息流可以提供更加科学合理的建议。而BIM模型也会在这种组织结构下不断汇集信息日益成熟，最终成为能够真正反映建筑物实体面貌的建筑信息模型。
随着项目规模的日益扩大，复杂程度也随之增加，项目集群管理(portfolio management)的重要性也日益增加。在项目集群管理中，基于BIM的全过程项目集群管理组织结构也可以得到延伸，详见图9-36。
多个项目同时管理的BIM团队为BIM经验的积累借鉴与共享提供了更加有利的条件。以上图模式为例：模型A与模型B、C之间就可以通过借鉴来实现信息的相互共享，既有利于模型数据的最大化利用，更有利于BIM团队经验的累积，能够使BIM团队迅速的走向成熟。
图9-36 基于BIM的全过程项目集群管理组织结构
3.基于BIM的进度目标管理的应用模式
1)基于BIM的进度目标管控的框架体系
基于BIM的进度管理体系应建立在传统进度管理体系之上，集成应用传统进度管理理论、技术方法和BIM技术，能够实现信息技术辅助进度管理最优化。目前相关技术在进度管理中的应用是孤立的，比如P6/P3、MS project等进度分析软件，虽然单独应用某项技术给项目管理带来了很大好处，但远远低于技术间集成应用的效益。BIM及其相关技术的出现为工程项目管理带来极大的价值和便利，尤其是项目全生命周期内信息的创建、共享和传递，能够保证信息的有效沟通。只有将相关信息技术进行集成，并构建基于BIM的进度管理体系，才能消除传统信息创建、管理和共享的弊端，更好实现工程项目进度管理信息化，从而提升项目管理的效率。
现有的工程项目进度管理系统应用中的大部分工作主要依靠人工完成，相关系统软件进度控制模块功能有限，且由相应部门的进度管理人员进行数据更新和信息发布。项目参建方单独进行项目信息的处理，而系统无法实现自组织和自运行，信息滞后现象严重，阻碍整体工程的信息共享，导致信息孤岛现象的出现。系统所提供进度信息的及时性、准确性和可获取性不高，无法满足项目参与各方各阶段的信息需求，效率低下。结合BIM技术特点，将其自身优势和衍生功能糅合到进度管理中，构建基于BIM技术平台的进度管理框架体系，可弥补传统管理方式的不足。笔者提出基于BIM的进度管理应用框架体系，具体见图9-37。
图9-37 基于BIM的进度管理应用框架体系
基于BIM的进度管理应用框架体系能够直观显示引入BIM技术后进度管理方法工具的提升和完善。基于BIM的进度管理是在现有进度管理体系中引入BIM技术，意在综合发挥BIM技术和现有进度管理理论与方法的价值。由于BIM技术模型能够承载项目全寿命周期管理中所需的信息，因此BIM技术产生的BIM信息平台及功能有利于项目进度管理的全过程，其效益渗透到进度计划与控制的各环节。项目应在现有进度管理体系的基础上，以BIM信息平台为核心，建立BIM、WBS、网络计划之间的关联，从而综合利用各种方法和工具，改善进度管理流程，增加项目效益。BIM信息平台可分为信息采集系统、信息组织系统和信息处理系统三大子系统。三大子系统是递进关系，前序系统工作为后续系统工作提供数据。
2)基于BIM的进度目标管控的技术实现
进度管理中，Project、P6等以进度控制为核心功能的专业软件能够为项目管理者提供极大的帮助。进度管理中引入BIM技术的应用同样离不开相关软件系统的支持，而且并非单一软件能够完成。多种BIM相关软件间的综合应用，促成以BIM为基础的多功能实现。以三维建筑信息模型所构建的BIM信息平台是进度管理BIM技术应用的核心与基础；四维建筑信息模型的建立是进度管理BIM技术核心功能实现的关键；另外，施工进度信息的创建也是进度管理必不可少的环节。3D、4D等关键技术与功能的实现为进度管理中BIM技术的应用做好准备。同时3D建筑信息模型以及施工进度数据的创建是4D建筑信息模型建立的前序工作和实现基础。
根据既有经验基础，探索出一套以Revit和Project软件为基础，通过对3D建筑信息模型的建立及施工进度信息的创建，以Revit等BIM信息平台，集成现有Project、P6等进度管理系统功能优势的4D进度管理系统，实现BIM模型与进度软件的交互应用。
(1)基于BIM的质量目标管理的应用模式
工程质量问题一直都是人们关注的焦点问题，影响着项目使用者的人身财产安全。随着科学技术的进步，以及工程工具和建筑材料的不断创新，许多工程中的质量“通病”在逐一被解决，但是同时也伴随着新的问题的出现。BIM技术在工程质量管理中的应用可以对现存的某些问题进行针对性解决，达到提高工程质量管理效率的目的。
BIM技术可以通过施工流程模拟、信息量统计给项目管理提供重要的技术支持，使每个阶段要做什么，工程量是多少，下一步做什么，每一阶段的工作顺序是什么，都变得显而易见，使管理内容变的“可视化”，增强管理者对工程内容和质量掌控的能力。基于BIM技术的质量管理既体现在对建筑产品本身的物料质量管理，也包括施工实施过程中技术质量的管理：
就建筑产品物料质量而言，BIM模型储存了大量的建筑构件、设备信息。通过软件平台，从物料采购部、管理层到施工人员个体可快速查找所需的材料及构配件信息，规格、材质、尺寸要求等一目了然，并可根据BIM设计模型，跟踪现场使用产品是否符合设计要求，通过先进测量技术及工具的帮助，可对现场施工作业产品进行追踪、记录、分析，掌握现场施工的不确定因素，避免不良后果的出现，监控施工质量。
施工技术的质量是保证整个建筑产品合格的基础，工艺流程的标准化是企业施工能力的表现，尤其当面对新工艺、新材料、新技术时，正确的施工顺序和工法、合理的施工用料将对施工质量起决定性的影响。BIM的标准化模型为技术标准的建立提供了平台。通过BIM的软件平台动态模拟施工技术流程，由各方专业分包单位合作建立标准化工艺流程，通过讨论及精确计算保证专项施工技术在实施过程中细节上的可靠性。再由施工人员按照仿真施工流程施工，确保施工技术信息的传递不会出现偏差，避免实际做法和计划做法不一样的情况出现，减少不可预见情况的发生。
同时，可以通过BIM模型与其它先进技术和工具相结合的方式，如：激光测绘技术、RFID射频识别技术、智能手机传输、数码摄像探头、增强现实等，对现场施工作业进行追踪、记录、分析，能够第一时间掌握现场的施工动作，及时发现潜在的不确定性因素，避免不良后果的出现，监控施工质量。
(2)基于BIM的投资目标管理的应用模式
造价管理的目的就是为项目投资实现增值。工程项目造价管理分为两个阶段，即：项目计划阶段和合同管理阶段。对于每个阶段，应用BIM技术后都能提高造价管理的效率和水平。
项目计划阶段主要是对工程造价进行预估，应用BIM技术可以为造价工程师提供各设计阶段准确的工程量、设计参数和工程参数，这些工程量和参数与技术经济指标结合，可以计算出准确的估算、概算，再运用价值工程和限额设计等手段对设计成果进行优化。BIM技术模型较传统二维图纸一个很大的区别就是能够把建筑、结构、机电等信息完整有效的保存下来，并且能快速准确的统计工程量，提出分析报告。BIM模型中由于每一个构件都是和现实中的实际物体一一对应的，所含的信息也都是可以直接拿来运算的，因此计算机在BIM模型中可以根据构件本身的属性，如：类型、尺寸、数量等进行快速识别分类，当需要进行工程量统计时，计算机和智能软件可以根据不同的分类迅速做出自动统计。
同时，基于BIM技术生成的工程量不是简单的长度和面积的统计，专业的BIM造价软件可以进行精确的3D布尔运算和实体减扣，从而获得更符合实际的工程量数据，并且可以自动形成电子文档进行交换、共享、远程传递和永久存档。准确率和速度上都较传统统计方法有很大的提高，有效降低了造价工程师的工作强度，提高了工作效率。
在合同管理阶段，工程造价管理的主要工作是通过对细部工程造价信息的抽取、分析和控制，从而控制整个项目的总造价。应用BIM技术的造价文件不仅仅是抽象的数字，而是由实体支撑，可以提取项目各部位准确的工程量。同时，算量软件与造价软件之间无缝连接，由于变更引起的模型变化与造价变化同步。当项目发生工程变更时，可以用变更信息及时修正BIM模型，从而准确统计出变更的工程造价。造价工程师根据“项目当前造价=合同造价+变更工程造价”原理，可以动态监控建设项目的当前造价，为投资人批准变更提供专业意见和建议，协助投资人对投资进行严格的控制，做到充分利用建筑模型进行造价管理。同时，BIM技术可框图出价，通过条件统计和区域选择即可生成阶段性工程造价文件，便于进度款的支付统计，以及进行工程造价的多算对比。将BIM模型数据上传到服务器端，项目管理团队通过互联网可以快速准确获得工程量及工程变更数据，造价工程师、承包商、业主可使用网络共享的BIM数据模型实现网上工程量对数业务。
基于BIM技术的5D模拟(3D模型+进度+造价)可以帮助项目管理者实时的了解工程项目的造价情况，为项目实施过程中的相关决策提供依据。5D模拟过程详见图9-38。