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建筑信息模型BIM与企业资源计划系统ERP

2017/2/20 10:17:23 人评论次浏览来源：中房联盟分类：ERP

[摘要]当前工程项目精细化管理最大难题在于：一是难以实时提供项目管理各条线所需的基础数据；二是各条线工作协同困难。随着数字建造核心技术——3D建模和3D计算技术的成熟和实用化，以建筑信息模型(BIM)为交互对象的数字建造技术越来越得到广泛的应用，ERP与BIM结合应用将为提高工程项目管理水平创造巨大价值。

[关键词]工程项目管理；建筑信息模型；数字建造系统；建筑工程数据管理；建筑工程生命周期管理；工程基础分类；ERP

据美国劳动局、商务部报告，在过去40年中，美国大多数行业已经极大地改进了生产效率，生产率几乎翻了一番，而建筑业的生产效率反而在下降。而国内建筑业劳动生产率虽然从数据上看近20年大幅增长，但主要原因是物价水平上涨，机械设备化率提高带来的。从管理的角度看生产力水平依然很低，管理粗放，进度成本控制困难。前些年由于定额计价造价水平较高，项目部成本压力较小。随着清单报价规则(最低价中标)施行，成本压力越来越大，精细化管理势在必行。

建造阶段承包商进行精细化项目管理，最大困难在于：①缺乏有效的工具和方法为各条线提供实时工程基础数据，如项目经理经营决策、人机物资源计划、仓库限额领料、物料采购各个环节往往因预算部门不能及时提供基础数据，很难做到事前控制；②缺乏有效的工具和方法为各条线提供最有效率的协同作业方法，工程变更和现场技术文件发布相当频繁，数据、信息的传递不能实时同步，沟通协调成本高，因此发生差错、延误工期现象非常严重.

当前承包商提高项目管理水平试图从流程管理和借助ERP·MIS信息系统加以解决，就近10年的发展来看，效果还是不太理想。原因在于所有的项目精细化管理都要以工程实物量数据为基础，且要实现实时的四算对比，即中标价、设计预算、施工预算(计划消耗)、实际消耗的实时对比，才能找到问题和漏洞。流程管理和MIS、ERP显然都无法解决好这个问题。另外，国内项目管理流程规范化程度很低，一个大企业各项目管理流程差别也较大。因此很难培育出一个成熟的工程项目管理MIS、ERP市场和好的产品。

以3D建模、3D计算为核心的数字建造技术是通过建筑信息模型(BIM，buildinginformationmodel)的建立，实行从招投标开始至工程建成全过程以工程数据管理(BDM，buildingdatamanagement)，为项目管理各条线提供实时准确的基础数据，使项目管理事先控制能力和共享协同能力得到提高。

1. 数字建造关键技术

数字建造技术的核心理念在于创建一个工程信息模型(BIM)，它可以记录下工程实施过程中几乎所有的数据。数据一旦与工程信息模型构件相关联，创建以后就可以被实时调用、统计分析、管理与共享。

这就需要一种建立建筑信息模型(BIM)的强大工具，方便、快捷地创建BIM。近年来，随着计算机软硬件技术的发展，BIM建立工具有了突破性进展。Autodesk的Revit、鲁班算量软件都是典型代表。一个成熟的BIM建立工具需要有以下几方面成熟的技术：

1） 3D建模技术BIM建模技术必须针对建筑工程开发，要达到非常高的易用性，否则无法推广。

2） 3D实体计算技术工程管理需要的数据为实物量，工程构件纵横交错，必须要计算出实物量才有意义，体积、面积、长度均如此。因此首先BIM的数据应是可运算的系统，能像人脑一样知晓各构件之间空间关系。其次要用大规模布尔算法，因工程规模越来越大，布尔算法对CPU、内存资源需求十分惊人，研发高效率算法、增量计算技术十分重要。

3） 3D数据基于Web传输技术BIM建立在工程现场服务器(Server)中，为扩展应用价值，实行协同作业，分享BIM数据必须实行远程(Web)调用。3D图形数据量巨大，如何达到较好的用户体验，成为一个重要课题。3D数据压缩与Web传输技术至关重要。

2. 数字建造系统(DCS)完整描述(见图1)

图1.数字建造系统（DCS）

数字建造系统(DCS)以存放BIM的工程数据管理(BDM)服务器为核心，可通过局域网或Internet与项目部各管理岗位相连。工程开始前，由专门授权的项目技术人员建立初步的BIM，随着工程的建造过程，BIM创建的数据量逐步增加，管理和共享的数据量也越来越大。各项目管理岗位都可以实时调用最新的BIM数据，用于项目管理所需。应用方式非常类似于人们常用的搜索引擎Google。举例说明：铺地毯班组领10楼地毯材料时，仓库发料员在终端PC上输“10楼地毯”，系统将列出详细数据表汇总数、各房间用量，并可查询分布图形。DCS系统创造数据和分享数据的权限通过系统授权来实现，以免造成数据流混乱和泄密。

1. 数字建造系统(DCS)应用价值

3.1 将2D交互方式进化到3D交互方式

传统通过二维(2D)图纸和文件的交互方法有交互效率低、容易发生错误、信息不全面、关联信息调用困难、设计数据无法运算等弊端。基于BIM的DCS系统能很好地解决以上问题，将三维工程问题真正从二维交互方式进化到三维交互方式。对一个工程部位很容易从各个角度查看，三维构建关系一目了然，交互效率极高，也不易发生理解错误，不光可以看到图形数据，构件的属性数据都可方便调出。同时对BIM中的数据

进行各种自动计算，为用户提供结果报表。

3.2 实现了工程信息的集成(见图2)

图2.工程信息的集成和协同作业

二维范围表达的工程含义相当有限，大量设计思想、工程实施要通过缺少关联关系的二维图纸、技术文件来表达，表达难度大，沟通成本高，生产效率低，往往为解决某个问题调用大量文件资料，计算过程中发生差错较多。基于BIM的工程数据管理(BDM)，很好地解决了这个问题，不论一个构件关联多少属性数据文件，都很容易实现实时调用。如质检中发现10楼防火门闭门器有问题，可在查询界面中输入“10楼防火门”几个字，相关属性资料即被全部调出，并有详细3D图形。

3.1 实行实时项目协同作业

以往的项目管理各条线协作模式基本处于点对点沟通协作模式，杂乱无序，信息传递效率低、差错多、成本高，在线协同模式的建立大大改善了这一问题。

3.2 为ERP实时提供各条线数据，实行项目管理的事先控制

项目成本管理的关键在于实时掌握基础数据，过程中能进行实时四算对比，分析出问题，从而解决成本漏洞隐患，基于BIM的DCS系统提供了这种能力。当材料员进行采购时，能得到最新工程量清单，工程中存在大量变更，数据是动态的，这样可以避免采购量出错引起的损失。

限额领料管理在项目上几乎无法实现，最主要原因是仓库发料员不能轻易得到实时的实物量数据，最后导致用了再说。很多大型施工企业，20年前，已将限额领料流程建立和完善了，但并没有被真正执行，几乎所有项目整体上都是事后补单，实物量数据无法实时计算分享是一个重要原因。

项目经理的经营生产决策同样基于基础数据，工期排定，人、机、物调度均以工程量数据为基础决策，实时得到，对快速决策和决策准确性起到关键性作用。如图3所示。

图3.BIM（DCS）创建管理共享

3.1 虚拟建造

在BIM基础上进行扩展，对技术措施方案(大型施工设备、脚手架布置等)建模，加上BIM的时间维，形成4D·BIM，可以进行全建设过程虚拟，对施工技术方案的评价、现场交底、招投标技术方案表现带来价值。

1. 数字建造技术应用现状

2002年开始，Autodesk提出BIM概念，随后提出工程生命周期管理(BLM)概念。国内数字建造技术(DCT)近几年才真正兴起，由鲁班软件率先提出和定义概念。

4.1 建造业文件传递标准

IAI(国际协同作业联盟www.iai.org)开发出了一套数据模型的数据标准IFC，用来描述建造产业中3D建筑构件之间协同运作的机制与内容。IAI是国际标准组织(ISO)的分支单位。IFC系统既是一套数据呈现标准，也是一套档案格式，其原则是将建筑建造3D模型与图形等数字构件视为真实世界的构件来定义，目的是让建筑上的CAD使用者能在不同软件间交换设计数据(BIM)。