集成管理与BIM技术理论

　　第二章 集成管理与 BIM 技术理论

　　2.1 集成管理理论。

　　2.1.1 集成管理的内涵及特点。

　　集成化的理念最初来源于 1969 年，由美国学者霍尔（Hall）提出的系统工程"三维结构体系"[46],它是一种解决大规模、结构复杂、因素众多的复杂工程组织与管理问题的思想方法，其本质上是一种管理理念集成的体现。

　　因此集成管理是指对特定要素的集成活动以及集成体的形成、维持及发展变化，进行能动的计划、组织、指挥、协调、控制，以达到整合增效目的的过程。且集成管理的对象主要是要素的集成活动，既包括对具有公共属性要素的集合过程的管理，又包括了对要素经过集合后所形成的整体或系统的维持，以及对整个系统在内外环境作用下变化、发展规律的研究。

　　基于集成理念，对时间维（过程集成）、逻辑维（组织集成）、知识维（信息方法集成）这三个维度的空间结构系统进行集成，则构成了集成管理系统，能够加强管理系统和对象间的内部联系，实现整个管理系统的协调程度和管理效益的提高。

　　集成管理是一种全新的管理理念与方法，是强调运用集成的思想和理论来指导管理实践，其特点如下：

　　（1）主体行为性。集成是集成主体--人的有意识、有选择的行为过程，是为实现集成主体某一具体目的而进行的有意识的活动。因此，集成管理突出强调集成主体的主体行为性。

　　（2）功能倍增性。集成管理是一种以功能倍增或涌现出新的功能为结果的，因此它不是集成要素各功能的简单加和，而是一种非线性功能变化或功能涌现。如集成电路，不仅大大提高了分立元件所组成电路的功效，而且在抗干扰性、稳定性等方面增加了新的功能。

　　（3）整体优化性。集成管理是集成行为主体的有意识、有选择的过程，这种有意识、有选择的过程本身就包含着优化的思想方法，而且经过有目的、有意识地比较选择，能充分发挥各集成要素的优势，最终实现整体优势、整体优化的目标。

　　（4）相容性。各可集成元素（单元）之间相互关联，这种关联是各集成元素（单元）能否集成为一个整体的必要条件。

　　2.1.2 建筑工程项目集成管理。

　　建筑工程项目，是以建筑物为目标产出物、有开工时间和竣工时间的相互关联的活动组成的特定过程。该过程要达到的最终目标应符合预定的使用要求，并满足标准（或业主）要求的质量、工期、造价和资源等约束条件。

　　因此，建筑工程项目集成管理即是从建设工程项目全生命周期的角度，运用集成思想和网络信息技术，以工程项目信息为核心，对工程项目管理人员、工作内容、进程以及设定的管理目标进行远程智能化的控制，实现项目整体价值和功能的提升。主要包括组织管理、主体管理、要素管理以及信息管理四个方面。

　　（1）组织集成管理。在组织集成管理中，通过集成化建立为实现共同项目目标，能承担各自的项目任务的组织结构，建立相应工作流程、责任体系、风险管控以及激励机制等，使具有各自利益的各参与方共担利益与风险，更好地服务于建筑工程项目目标[47].

　　（2）主体集成管理。即各参与方的集成管理，在项目全生命周期管理过程中，应用管理科学、系统科学、自然科学、工程技术和信息技术等管理手段及方法对各参与方的工作任务、职责等进行集成管理。

　　（3）要素集成管理。由于工程项目同时存在质量、成本、进度、安全、风险和沟通等多个相互制约的项目要素，因此需要对这些项目要素进行集成的规划考虑。项目各参与方应强调实现多要素目标的一致性，共担利益风险，防止各参与方为了各自利益而损害其他方的利益，只有整个工程项目的多要素目标实现了，各参与方的目标才能实现。

　　（4）信息集成管理。从建设项目提出、市场调研、可行性研究、评估、决策、设计、施工到竣工验收及后期的运营物业管理等一系列工程活动中，收集和整合大量建设工程信息，用于指导和控制工程项目的建设工作，提高信息使用效率，减少因为沟通问题导致的费用增加，提升项目利润。

　　2.1.3 工程项目集成管理模式。

　　管理模式是一种由项目管理者基于假设的基础上，设计出的一整套具体运用于企业的管理理念、管理程序、管理制度、管理内容、管理工具和管理方法论体系，并通过企业的反复运用，逐渐使企业自觉在运行过程中按此框架进行操作的管理规则。

　　当前，我国大多数工程建设项目采用的是设计--招标--建造的模式，这种模式虽然具有专业分工明确、管理阶段明细、管理重点突出等优点，但人为地阶段割裂（设计、施工、采购等）和专业割裂（建筑、结构、给排水等），导致了项目目标与组织冲突、信息沟通不畅、项目知识割裂等问题严重，制约着建设项目的实施绩效，是制约我国建筑业管理水平提高的重要因素之一。

　　工程项目集成管理模式是一种基于信息技术的新型高效的工程项目管理模式。依据工程项目和项目管理的特点，基于系统化和集成化理念，综合考虑了工程项目从前期决策到后期运营维护全生命周期中各要素间相互关系、各参与方的在项目执行过程中的动态关系以及项目全过程中信息的高效传递和数据共享，从项目整体出发，对工程项目实施全过程中的组织、要素、主体和信息进行系统科学性的管理，实现项目在质量、进度和工期等目标的全面优化。即在实现信息安全共享的基础上，通过建立各参与方平等协调的项目管理机构，并由该机构在项目全寿命周期全过程实施项目决策和管理，进而提高项目管理水平和管理效益，弥补了当前工程项目实施过程中被人为割裂的不利局面。

　　传统管理模式和集成管理模式的区别。

　　2.2 BIM 技术理论。

　　2.2.1 BIM 的内涵。

　　30多年前，美国Chuck Eastman博士首次提出了建筑信息模型的概念，他认为："建筑信息模型综合了所有的几何模型信息、功能要求和构件性能，将一个建筑项目整个生命周期内的所有信息整合到一个单独的建筑模型中，而且还包括施工进度、建造过程、维护管理等过程信息。"[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设计、施工以及运营过程中，创建和使用的一种可以计算的数码信息[49].而美国国家BIM标准则将BIM定义为一个共享的知识信息库，通过对项目功能特性的数字表达进行信息的传递和共享，为项目全生命周期中各参与方的决策提供准确的依据[50].

　　综上，BIM是创建并利用数字化模型对建设项目进行设计、建造和运营全过程进行管理、优化的方法和工具，通过对信息的插入、提取、更新和修改来支持在建设项目不同阶段、不同利益相关方的协同工作。

　　2.2.2 BIM 的特点。

　　完整的建筑信息模型，是对工程对象的全面描述，也是连接建筑项目设计、施工和运营维护等阶段的数据、过程和资源的重要部分。

　　BIM 以上的特点能提高工程项目交付的速度，从而缩短工期，节约成本。此外，通过集成的信息模型，提供更好的交互协同能力，为工程项目全过程中各参与方和多要素的集成管理提供了可能。

　　2.2.3 基于 BIM 的集成与协同技术。

　　随着设计、投标、施工等各阶段工作的逐渐展开，与建设工程有关的信息不断增加并逐渐深化。而实际对工程各个阶段的信息利用却不完善，由于缺少统一的信息平台，各阶段衔接中均有大量信息丢失，出现信息"回流"的现象，如图 2-1 所示。

　　BIM 技术的出现，为避免和减少信息流失提供了可能，通过对信息的插入、提取、更新和修改来支持在建设项目不同阶段、不同利益相关方的协同工作，因而 BIM 的一个关键点就是信息交换过程。利用网络将各自独立的、分布与各处的多台计算机相互连接起来，有效共享资源并协同工作[51].主要集成与协同技术如下：

　　（1）CSCW 技术：CSCW（Computer Support Cooperative,计算机支持协同工作）是基于局域网和互联网开展分布异地、异构平台下的协同设计，在 Extranet/Intranet 乃至Internet 环境，可以形成动态的随"产品"而转移的"虚拟设计组织",支持同步或异步协同设计。例如：通过 RFID、传感器、GPS、摄像机等各种传感技术，应用电子标签将任何物体与互联网相连接，实现中心计算机系统对机器、设备及人员的远程监视、自动报警、诊断、维护等的控制。

　　（2）数据库技术：数据库相对文件具有共享性、并发性、安全性，并允许由分布式的、异构的应用系统访问和修改，从而成为 BIM 协同操作的重要技术支撑。

　　（3）中间件技术：实现不同技术平台、不同领域的 BIM 软件之间的互操作，以及BIM 与其他软件如 ERP（Enterprise Resource Planning,企业资源计划）、BLM（BuildingLifecycle Management,建筑全生命周期管理）、电子商务系统间的集成。表 2-4 列举了常用的 BIM 软件，可以作为信息集成分析的工具。

　　（4）软件服务技术：通过 SOA（Service-OrientedArchitecture,面向服务的体系结构）、SaaS（Software as a Service,软件运营）等技术，在 WEB 层面对 BIM 相关的数据以及操作进行封装与服务集成，具有良好的松耦合性与跨平台性。例如：使用 PIP,为项目各参与方提供一个基于网络的信息获取的单一入口，并进行个性化的用户权限和用户界面设置，实现项目各参与方各专业间安全、高效地信息交流和环境共享。