摘要： 如今，土木工程业已经开始向数字化和信息化发展，设计和施工方法发生了巨大变化。但是，过去的数字化只是集中在某一单一领域。设计，施工和监测各有自己的信息平台，难以形成相互沟通，很容易产生孤岛效应。随着BIM技术的引入，项目之间的相互独立性发生了变化，模块之间的信息可以实时实现；，这一数据战略也在“十三五”期间提升到一个崭新的地位来帮助国家指导新经济。作为数据集成的基础，BIM技术将受到欢迎，并获得更多的应用和推广。本文主要从BIM 技术在当今工程项目管理信息系统的研究背景，综述以及BIM技术在工程项目管理信息系统中的应用中仍然存在的问题以及优化方法，还有如何构建这一信息系统进行了研究。本文采用理论研究与实践研究相结合的方法，结合工程实例，直观地展示了BIM技术的优点和特点及其在项目管理中的应用。通过本文的研究，发现BIM对工程项目管理有很多积极的影响。BIM可以使所有项目参与者实现协同工作和信息共享，从根本上改变信息传递方式，提高信息交换的效率和准确性，节约，人力和成本，减少信息传递中产生的重复传输，也减少了错误和信息传输错误导致的文书工作和错误；同时通过同一平台进行协同工作，可以方便参与者有效地讨论，调整和修改项目，方便业主及时检查项目状况，了解施工进度；通过BIM技术也可以详细了解项目的整个生命周期特征，项目信息也可以在项目完成后完全交付给业主。非零碎的有机整合信息有助于以后项目的运作和管理。这些优点弥补了传统项目管理方法中的许多缺点。随着信息时代的到来，各行各业都将利用信息技术来实现信息和数据。作为工程设计，施工和管理的数据工具，BIM技术是实现和确保工程项目管理和信息技术一体化的重要基础。这说明BIM技术在项目管理中具有很大的应用价值。
关键词：BIM技术；工程项目信息管理；应用
一：研究背景
工程建设项目是初步规划，方案设计，施工管理和物业管理相结合的一项活动。在项目整个施工生命周期中，项目参与人数众多，项目信息在内容和数量上各不相同。在管理过程中，总会出现一些过于模糊的项目信息数据和严重的信息损失，使项目信息无法在参与方之间有效沟通和共享，极大地降低了项目的管理效率，影响了项目的正常运行。同时，由于现代工程建设项目的规模和复杂程度越来越高，项目建设每个阶段单一的信息化程度已经不能满足发展要求。例如，如果仍然使用传统的信息管理，例如计算机辅助设计，使用CAD绘图已经不能满足复杂结构设计的需要。用传统的方法协调建设项目参与各方的管理必然会消耗大量的精力和时间，导致项目建设成本增加，工程计划变更次数增加，施工期延误等。因此，将先进的信息管理技术用于所有参与建设项目的协作管理是必然的趋势。近年来，随着BIM技术在工程建设领域的迅速发展，为国内建筑公司带来了新的机遇，也提出了新的挑战。采用BIM技术改变传统的施工企业项目管理方式，将成为提升新形势下市场竞争力的关键因素之一。BIM集成了一系列建模应用软件，可以通过在模型软件中添加参数来模拟建筑物。基于项目建设每个阶段的信息整合，实现项目参与者之间的信息整合和共享。与此同时，BIM利用独特的视觉特征将所有参与项目实施的参与者聚焦在一个共同的3D工作平台上，以进行协作和交流信息，确保项目目标在实施过程中的统一，并使项目参与者的参与度和协作效率大大提高。因此，BIM在建筑行业的推广应用为提高工程项目管理效率提供了强有力的信息技术支持，为合作项目管理提供了新的方向。因此，利用BIM协同管理项目信息，使项目信息数据透明化，也为协同管理建设提供了及时准确的信息，提高了项目管理的科学性，值得我们进行考虑和探索。
二：BIM 技术综述
BIM技术基于3D建筑模型的一种技术。这一技术将建筑项目整个生命周期的所有阶段，各部门之间的信息都通过各部门共享的三维建筑模型串联在一起，进行综合应用和管理，形成一个完整的模型和描述。建筑项目的每个部门都可以访问与所有与这些建筑信息相关的3D建筑模型，各取所需进行提取，达到获取信息的目的。BIM技术在工程整个生命周期内信息集成管理和共享的特点不仅可以促进协调专业人员以图纸和文档的形式更方便的传递和使用信息，而且便于不同方面的信息共享和提取。并且可以提高使用的及时性和准确性，有效地进行组织和跟踪，以实现部门和部门之间的信息传递，大大减少了现有信息传输方法中重复应用导致的信息冗余，丢失，模棱两可和错误，大大提高了各部门的工作效率和准确性。BIM技术的实现需要建立一个工程信息集成管理平台，将所有参与部门连接起来，这一系统的建立基于目前世界上应用最广泛的IFC（Industry Foundation Classes）的公开信息交换标准。三维建筑信息模型使各部门能够在工程建设管理的各个阶段有机地整合，管理和共享各个相关部门的所有项目信息，实现建设项目的即时通讯项目管理。BIM技术起源于美国，并迅速得到推广和普及。在英国，瑞士等欧洲国家，日本，新加坡等发达国家得到了进一步的发展和研究。但是，2002年以后，中国才开始接触BIM技术。
在现阶段，国内外研究重点主要集中在以下几个方面：（1）信息生态学的概念研究。海外科学家在1997年提出了微观层面的信息生态学概念。他们认为信息生态学是指从整体角度出发，对影响组织内信息使用的复杂问题进行研究，并使用系统视图分析许多不同现象的相互作用。信息生态系统中占据核心地位的不是技术，而是技术所支持的人们的活动。美国锡拉丘兹大学的一位教授认为，信息生态学是一个有组织的信息环境。它包含多个相互影响并相互依赖的社会，文化和政治子系统。这些子系统影响这一组织中信息的生成，流动和使用。他还对信息生态学提出了新的定义。他相信信息生态学是一门研究如何控制信息影响的方法论科学。其核心研究内容是向自然生态学的形成和机制学习，研究人类健康，心理和生理的科学。整个社会都在寻求这样一套优化信息生态环境的科学方法。（2）信息生态学的研究。这一研究探讨了信息技术与当地环境中的人之间的关系，研究此的科学家认为信息生态学是由人，实践，价值和技术组成的特定的环境。系统是信息生态系统的核心，是人类活动而不是技术本身。2007年，美国一名学者在他的文章“信息生态学：数据，记忆和认知的开放系统环境”中指出，信息生态系统是一个多层面的数据系统，是为创造知识和信息流而生的。他试图通过研究一些非线性数据，利用这些知识和信息来构建一个可持续和稳定的信息生态系统。从新技术和新方法的演化计算方面，他提出了基于信息生态系统构建的分层通信拓扑结构，以提高分布式计算系统环境下信息检索的准确性。（3）电子商务/政务中的信息生态。研究此的学者们从信息政策，信息系统开发，信息文化（包括信息共享，信息超载，访问，信息控制，态度）三个方面研究了企业电子商务中BIM 技术的影响。然而，也有学者利用互联网生态系统中经典模型的组织生态动力学模型，在当前全球电子商务环境的基础上构建了电子商务生态系统模型。2008年，沙特阿拉伯学者使用内容分析和概念开发方法来比较和分析效率和效果之间的差异。在分析电子商务生态效率的基础上，沙特阿拉伯学者进行了深入分析，并建立了一个利用生态效率评估电子商务的模型。他认为，使用生态效率的概念模型可以设计适应特定环境的电子商务模型。（4）网络信息生态学。在2004年，匈牙利的学者认为，网络生态系统重要的不是网络中存在的各种实体，而是各个实体之间的相互关系。他们从网络的拓扑结构开始，比较该部门的食物网络，使用图论来分析网络生态系统的结构。英国阿 伯丁大学商学院的一位教授提出了基于数学分析和统计理论构建网络信息生态的模型。美国西北大学的两位学者利用流行病理论，交换与依赖理论，演化与协作等交叉学科理论，全面分析了网络的存在，网络交换，网络演进现象以及网络结构生成机制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆西班牙萨拉戈萨大学的一位学者提出使用网络信息生态学的概念来解决数字图书馆和信息服务的影响和演变的问题。他还阐述了信息生态学概念对数字图书馆和信息服务发展的影响，分析了信息生态学的演变和发展对社会和经济的影响。
三：工程管理信息系统当今存在的问题及进行优化
项目的建造和施工过程不可能总是如预期的那样健康稳定地进行。许多不可预测的因素和原因会影响基于BIM构建的项目信息生态系统，影响系统各个组成部分之间的关系。而这些影响带来的破坏可能超过系统自我调节能力（即生态阈值），弱化或破坏生态系统，影响系统的生态平衡，造成信息生态系统的不平衡。为了尽可能避免信息生态失衡的出现，使不平衡的系统恢复平衡，有必要分析系统存在的问题，制定一些有效的管理策略。文章从系统结构的合理性，系统功能的完备性以及系统状态的相对稳定性等方面进行研究。将系统存在的问题分为信息问题，信息处理人员问题和信息环境问题三个方面来进行具体剖析。
（1）信息存储过于离散，信息处理缓慢。缺乏信息共享的主要原因就是BIM信息的存储过于分散。BIM的重要性在于它的协同作用可以使项目整个生命周期的参与者实现信息共享。但是，它往往受到单位和地区等因素的限制。在BIM技术的实现过程中，易出现信息孤岛效应，即设计单位，建设单位并没有展开真正意义上的信息交流。每个单位都建立自己的BIM模型来协助他们的工作并存储相关信息，这造成大量的人力物力和资源浪费，并且信息也可能不一致。从系统功能的角度来看，BIM信息的离散存储导致基于BIM的工程项目信息生态系统无法完全实现信息高度集成化，共享化和智能化管理。随着建设项目规模的不断扩大，BIM应用也在不断扩大和扩大，大量的BIM信息数据被整合到BIM数据库中，导致BIM对硬件CPU和内存的需求日益增加。每次软件版本更新。功能的增加将迫使硬件成本增加。因此，BIM设备成本将无限增加。这将成为公司推广使用BIM的一个严重问题；同时，大量的信息和数据将给计算机的存储和计算能力带来巨大挑战，导致系统处理数据越来越慢。
（2）BIM人才缺乏，BIM人才培养不足。根据《2011中国工程建设BIM应用研究报告》，2011年建筑行业未能使用BIM技术的主要原因是没有BIM人才。潘家义和赵元钊认为，从业者的心理和思维模式对中国建筑业BIM的发展有重大影响。在中国的BIM应用价值研究报告（2015）中，影响BIM效益的因素分为两组：市场和行业因素；在市场和行业因素中，所有被调查者都列举“更多拥有BIM技能的员工”作为首要因素，这直接反映了BIM在中国的快速发展，也从侧面体现了对BIM技术人才的巨大需求。也有人认为大部分相关行业从业人员缺乏BIM知识和技能是在中国普及BIM应用的两大障碍。BIM面临的进一步发展面临的挑战之一是培养具有适当经验和技能的人才。李俊伟等教育科研单位的学者提出加强对BIM技术关键理论的研究，并将BIM技术培训纳入人才培养体系，为社会提供更多合格的BIM人才。王忠指出，企业培养BIM人才的最佳途径是在项目中实际使用BIM或采用试点模式，通过实践建立完整的BIM人才结构体系，组织各类培训和专业学习。陈勇等人认为，公司应该通过让软件供应商每年举办几次大规模的BIM培训来组织人员学习BIM技术。几乎所有学者都提出了BIM人才缺乏的问题，并在研究BIM发展障碍的同时提出了发展BIM人才的建议。然而，没有学者正式界定BIM人才的定义，明确其权利义务，培养人才。这只是一个方面，在实施BIM技术应用程序的过程中，公司经常购买BIM软件，并派人去学习如何使用该软件。回国后，他们仍然不知道如何使BIM对团队或企业有效。因此，缺乏BIM人才是BIM推广的最大障碍。
（3）本地化的BIM软件开发不足。现阶段中国自主研发的BIM软件及其功能可以适应目前行业发展的现状，许多企业可以使用。但我国在程序设计，几何建模等方面仍然一片空白，未能形成完整的一套类似于Autodesk Revit软件的技术系统，这就使BIM技术应用的好处很难实现。
四：基于BIM的工程项目信息系统的构建
从学科的角度来看，基于BIM的工程项目信息生态系统也是信息生态学在建筑领域的应用，它属于人工信息生态系统的范畴，具有项目信息生态系统的所有特征，即系统性，人性化和多样性，也具有信息流的特征和个性，地域性和双向性。从微观角度来看，基于BIM的工程项目信息生态系统是指在一个项目中，信息工作人员和信息环境以信息创造，传播和反馈为纽带，以BIM技术作为信息手段来满足工程需要，其最终目标是服务该项目并保持建筑领域的正常运行。基于BIM的项目信息生态系统中的信息来自项目所在的信息生态环境，伴随着项目在施工，设计，施工和运营过程中的建设，相关人员对数据进行收集和处理后，再用BIM 技术进行集成。在BIM技术中，包括BIM3D信息（几何，物理，功能和性能信息），4D信息（附加进度信息），5D信息（附加成本信息），6D信息（附加性能分析信息）。而基于BIM的工程项目信息生态系统中的信息处理人员也可以分为三类：信息生产者，信息消费者和信息分解者。因为人们有主观能动性，他们是有意识的个体。而在这个项目中，如果人们被有意识的划分为信息生产者，消费者和解体者，那么每个人都可以成为信息的主体。BIM技术被引入到项目中后，信息可以更加有序地传播。为了便于分析基于BIM的工程项目信息生态系统并减少信息交叉点，本文以BIM作为信息主体作为依据来进行划分，即BIM模型的创建者是信息生产者和BIM信息分析处理人员，BIM系统管理员是信息分解者，BIM信息获取和使用人员是信息消费者。信息环境是指工程项目信息生态系统的信息管理范围内的信息活动，如信息人以外的项目信息的生产，传播，使用，管理和分解等。BIM信息基础设施则包括了信息技术，BIM信息法和BIM信息政策，也包括BIM硬件配置，工程办公设备等。BIM信息技术是指用于开发，管理和利用信息资源及其相应的使用方法和操作技能的BIM技术设备，如BIM软件系统和BIM管理方法等等。BIM的信息政策也随着建筑行业的变化而不断调整和改进，因而我们也需要即使跟进，以达到推动工程项目BIM技术的应用的目的。
结束语：
利用信息资源可以帮助建筑公司从大量积累的信息中提取有用信息进行决策分析，并帮助公司提高管理决策能力。本研究基于BIM技术，为建筑公司使用信息资源建立了一个概念框架。在此基础上，确定了建筑公司的主要信息资源来源，建立了基于IFC标准的信息资源模型，利用数据映射形成信息资源的方法最终设计和开发了施工企业信息资源利用系统，并基于实际信息验证了系统的可行性和有效性。基于BIM的项目信息协同管理涉及多个项目参与者，如业主，设计师，承包商和顾问，项目信息复杂，形式多样，是一个非常复杂的系统工程。目前，中国BIM信息协同管理研究不够充分，BIM协同管理项目信息的项目案例不多。因此，本文只是对BIM技术在工程项目管理信息系统中的应用做了一个简单的探索，BIM信息协调管理具体实施中涉及的技术问题还需要进一步研究。
参考文献：
[1]黄治国.建筑工程项目信息管理中BIM技术应用研究[D].北京交通大学，2016.
[2]张晨晨.基于BIM的工程项目信息生态系统研究[D].中国矿业大学，2016.
[3]刘星.基于BIM的工程项目信息协同管理研究[D].重庆大学，2016.
[4]陆宁.基于BIM技术的施工企业信息资源利用系统研究[D].清华大学，2010.
论文作者:陈杨硕
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/8/6
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