【摘要】本文以數字工程項目管理為研究對象，探討結合BIM與大數據技術進行工程數據分析，將模型以數據可視化的方式應用在工程的質量、進度、成本等項目的管理，并提出基于BIM技術和大數據技術集成應用于工程項目管理的保障措施。

【關鍵詞】BIM技術；大數據；項目管理；數字工程

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.01.047

Research on Digital Engineering Project Management Based on BIM Technology

HUANG Yue-heng

（Nuclear Industry Southwest Survey，Design and Research Institute Co.，Ltd.，Chengdu 610000，China）

Abstract：This paper takes the digital engineering project management as the research object，discusses the engineering data analysis combined with Bim and big data technology，applies the model in the management of engineering quality，progress，cost and other projects in the way of data visualization，and puts forward the safeguard measures based on the integration of BIM Technology and big data technology for engineering project management.

Key words：BIM technology；big data；project management；digital engineering

1數字工程概念

隨著數字化改革理念的不斷深化，數字工程成為建筑行業(yè)中各大企業(yè)重點攻克的對象。數字工程是利用信息技術，如BIM、大數據、人工智能等，引導各大建筑企業(yè)進行數字化轉型，最終實現建筑建造過程從立項、設計、施工、驗收到運營等全方位的數字化管理的工程[1]。數字工程的首要工作是對工程產生的數據進行采集與傳輸，利用以BIM為代表的數字集成技術，采集工程建設過程中產生的所有數據[2]。簡而言之，數字工程就是在工程項目中充分利用大數據分析對項目產生數據進行管理與決策的工程。

2建筑業(yè)數據特點

建筑業(yè)數據被認為是一類典型的行業(yè)大數據，因為建筑業(yè)數據同樣具有以下3項大數據特征。

2.1數據量巨大

建筑業(yè)是國家經濟的重要支柱產業(yè)，與多行業(yè)上下游產業(yè)均有深厚聯系。大量數據由此產生，海量的建筑數據會在項目全壽命管理周期的各個階段產生。建筑業(yè)數據也是一種重要的信息資產需要永久存儲。這些都導致了項目進程越步入尾聲，項目累加的數據量越多。

2.2數據多樣性

建筑行業(yè)數據種類繁多，項目各參與方，如承包方、發(fā)包方、監(jiān)理方等，都為建筑行業(yè)提供了不同側重方向的專業(yè)數據。建筑業(yè)數據種類也不同，包括能夠利用軟件進行量化管理的結構化數據；也包括以合同文本、項目圖像等為主的非結構化數據。

2.3數據時效性

建筑工程項目必須嚴格按照施工工藝流程進行建造，項目在各階段會時刻迭代產生海量的項目管理數據。超過了數據時效，對數據的分析將不再具有價值，做出的決策可靠性也會下降，風險也會增加。

3基于BIM技術在數字工程項目管理的方案

3.1數據采集準備工作

3.1.1企業(yè)組織架構建立數據部

項目組織應在傳統(tǒng)組織結構中創(chuàng)新性地增加一個用于采集大數據的部門，優(yōu)化組織架構。以大數據采集為核心，數據部將作為項目的核心管理部門，協(xié)調、收集、統(tǒng)計、挖掘、篩選數據，同時負責對公司各部門的信息和數據進行深入分析和預測，并將分析結果透明地傳遞給平臺，支持項目管理和其他組織部門的業(yè)務創(chuàng)新；同時，數據部門應主動加強與項目各部門的合作，盡可能多地獲取數據和信息，打破組織結構之間的信息壁壘。實現了項目參與方、項目組織、組織生態(tài)等不同層次數據處理的銜接。

3.1.2構建共享數據平臺

構建共享數據采集平臺，并輔助傳統(tǒng)的項目管理方法收集數據用于決策與分析。項目數據部需要建立一個實時的通用項目數據平臺。該平臺主要支持現場監(jiān)控、實時記錄、動態(tài)更新等方面的數據收集工作。給項目各參與方提供一個能夠查閱通用數據的項目管理平臺，實時更新項目數據。

基于平臺的信息采集手段主要以現場自動監(jiān)控為主，人工更新手段為輔?，F場監(jiān)控利用GPS定位實時確定工程項目所在坐標。利用監(jiān)控設備視頻監(jiān)控控制節(jié)點坐標，對于在監(jiān)控設備盲區(qū)的項目位置可增加臨時控制點，三維激光掃描等設備采集項目的實時數據，使進度管理人員不用到現場也能實時掌握現場進度，并且自動將采集的數據反饋回平臺分類匯總。必要時可采用無人機等先進遙感技術對項目數據進行實時采集。

3.1.3建立項目數據庫

建立平臺后應通過不斷拓展數據的采集廣度及收集深度，逐漸形成配套完善的相關項目數據庫。項目數據庫主要用于儲存工程項目多參與方共同在平臺上傳的海量信息，采用SQL關系型數據庫對項目中的數據，如BIM模型、雙代號網絡圖等結構化文件進行儲存。從根源上提高項目管理平臺的利用率，實現對工程項目數據的協(xié)同管理。

項目基本數據完成入庫后，可進一步整合城鎮(zhèn)區(qū)域大數據庫、企業(yè)知識庫，兩者可以為項目管理數據庫提供潛在數據，擴大數字工程項目管理數據分析基數。海量的城市級大數據可為建筑項目的開展提供數據支持，完成多樣性數據閉環(huán)。

3.2數據采集注意事項

建立好以數據部負責為核心的項目平臺采集數據庫后，在數據采集過程中要注意以下3點：

1）建立以數據為核心的責任管理制度。每個上傳數據的用戶ID與監(jiān)測設備都會被顯示在相對數據平臺的附錄中，方便數據部管理人員對數據進行定期的檢查，同時在源頭處保障數據傳遞的可靠性與有效性。為后續(xù)項目管理者利用數據進行決策打下堅實基礎。

2）在項目數據庫利用測算軟件測量并上傳項目數據時，平臺需要比對上傳數據是否與多參與方上傳數據相互映照。如果提交方上傳數據經平臺技術比對后準確無誤或偏差較小的，數據可以直接通過審核成功錄入。

3）經比對后若上傳數據方與其他項目參與方已經上傳的數據存在重大偏差。就需要提醒數據上傳方重新實際勘測、檢查軟件是否存在操作失誤后再上傳數據。同時檢查出現數據偏差的原因，及時修理設備，從而降低偏差幅度。

3.3數據分析

在進行數字工程項目管理時，數字工程項目管理的三大影響因素為：進度、成本、質量。因此不僅要利用BIM與大數據集成技術對數據進行實時的監(jiān)測處理，更要及時對數據進行對比分析，保證項目工期目標最大化實現。

3.3.1香蕉曲線模型

香蕉曲線模型是建立以時間為橫坐標，累計工程量為縱坐標的二維坐標體系。以工程項目在進度計劃編制階段預測繪制而成的雙代號網絡圖等計劃文件為基礎，繪制三條大數據進度曲線，分別是：以最早開始時間為計算依據的計劃最早完成大數據進度曲線（ES曲線），以最晚開始時間為計算依據的計劃最晚完成大數據進度曲線（LS曲線），以及實際進度大數據完成曲線。繪制完成后的三條大數據曲線稱之為香蕉曲線模型，利用BIM軟件對三條大數據曲線進行對比分析。如圖1所示。

在BIM軟件構建香蕉曲線模型進度控制的流程為：

1）在項目平臺數據庫中檢索已經入庫的工程項目各工序計劃完成時間，導出進度大數據雙代號網絡計劃圖，利用BIM技術計算圖中包含每項施工工藝流程的ES、EF、LS、LF、FF、TF等數據時間參數。

2）以進度大數據雙代號網絡計劃圖為基準，在BIM軟件中建立以時間為橫坐標，累計工程量為縱坐標的二維坐標軸，在BIM軟件中繪制計劃最早完成大數據進度曲線（ES曲線）和以最晚開始時間為計算依據的計劃最晚完成大數據進度曲線（LS曲線）。

3）在項目平臺數據庫中檢索已反饋的工程項目各工序完成情況與實際工期數據并與經手數據的施工現場相應的過程監(jiān)控人員、施工人員進行三重確認。確保數據準確無誤后，在計劃實施過程中，定期檢查工程的實際完成工程量數據，以當下監(jiān)測時刻為截止日期，選定全部已完成施工工藝流程的大數據，在BIM軟件中導入相關大數據，自動繪制出在同一坐標內實際工程項目大數據進度的累計曲線。

4）建模完成后，通過BIM軟件的模擬功能，對比分析三條大數據進度曲線，自動生成結論報告。

①如果以監(jiān)測時刻為基準點，實際大數據進度點與計劃最早完成大數據進度曲線相比靠上，說明數據表明實際施工進度超前最早完成大數據進度計劃。

②如果以監(jiān)測時刻為基準點，實際大數據進度點與計劃最晚完成大數據進度曲線相比靠下，說明數據表明實際施工進度落后于最晚完成大數據進度計劃，進度計劃過慢，項目進度管理處于嚴重落后狀態(tài)，必須立即采取相應措施進行進度優(yōu)化。

③如果以監(jiān)測時刻為基準點，實際大數據進度點在計劃最早完成大數據進度曲線和計劃最早完成大數據進度曲線之間，處于兩條曲線封閉形成的閉合空間內，說明數據表明實際進度適中，進度偏差在合理的范圍內，維持正常項目管理節(jié)奏即可。

3.4成本管理

依據掙值模型對成本進行決策優(yōu)化方案如表1。

4基于BIM技術數字工程項目管理方案保障措施

影響B(tài)IM技術在數字工程項目管理實施的主要因素如下：政策、資金、人才、觀念、技術。國家出臺了相應行業(yè)政策保障了行業(yè)環(huán)境，是項目管理成功實施的基礎。企業(yè)充足的資金預算支持數字化升級改革，是項目管理順利實施的前提。項目采用恰當的BIM軟件和協(xié)同平臺分析數據，是項目管理成功實施的保障。人員轉變傳統(tǒng)的項目管理觀念，是項目管理成功實施的關鍵。現階段建筑企業(yè)在觀念轉變、復合高精尖人才儲備、政府政策推廣等方面仍需大力發(fā)展。以建筑業(yè)目前行業(yè)現狀為前提，本文基于上文構建的應用方案提出以下保障措施。

4.1政府推廣扶持數字化改革的政策

從社會需求和行業(yè)前景的角度來看，BIM技術在數字工程項目管理的推廣，不僅是未來建筑業(yè)實行高效率管理的必然選擇，同時也是側面提高國民經濟發(fā)展的重要手段。建筑企業(yè)推進BIM與大數據結合應用技術，促進中國工程建設行業(yè)的數字化水平提升，推動行業(yè)科技變革創(chuàng)新。政府在新興技術發(fā)展初期強制推廣執(zhí)行是最為有效的，市場經濟自由發(fā)展無法快速穩(wěn)健地將大數據分析技術應用到數字工程項目管理中去。

4.2高校進行教學改革

全國高等教育院校工程管理專業(yè)應適應社會需求、緊跟行業(yè)風向，在行業(yè)熱點發(fā)展體系化之前完成對校園復合專業(yè)人才的培養(yǎng)。在人才培養(yǎng)模式上進行積極的教學改革探索，以培養(yǎng)跟進行業(yè)前沿熱點、符合專業(yè)需求的人才為培養(yǎng)目標。培養(yǎng)契合行業(yè)需求、理論與實踐能力相結合的數字化管理高水平復合人才。從多維角度提高學生的BIM技術應用能力、邏輯性數學分析思維及扎實的數字工程項目管理理論知識。保障學生從校園畢業(yè)進入企業(yè)從事項目管理工作時，具有能快速建立BIM模型、創(chuàng)新研發(fā)數字化技術的能力，能夠有效接替項目管理經驗從業(yè)人員，給項目管理行業(yè)注入新鮮血液。

4.3人員轉變數字化管理觀念

數字工程項目管理核心是將大數據技術與人的主觀經驗管理相結合后形成的集成管理方法。在項目管理中強調三分技術，七分管理。

因此推進BIM與大數據技術集成應用于數字工程項目管理時，最核心的管理問題還是要轉變觀念。計算機技術先進，企業(yè)管理者觀念陳舊，這樣的企業(yè)即使投入再多研發(fā)資金，最終改革效果也是大打折扣的。

企業(yè)決策者應努力宣傳與數字化項目管理創(chuàng)新相匹配的企業(yè)文化，將以往基于管理者的個人意圖或專家經驗的主觀決策轉變?yōu)橐詳祿寗訛闆Q策依據的管理方法。數據分析的結果被用作決策和評估的基礎。

5結論

國內關于BIM與大數據結合的研究還處于起步狀態(tài)，在 BIM技術應用于數字工程項目管理還有很大的研究空間?？梢酝ㄟ^BIM—ERP系統(tǒng)結合完成對人的管理、利用運籌學等數學模型完成對數據的系統(tǒng)分析，通過對人和物的雙向管理實現主觀與客觀并行的高效動態(tài)項目管理?？梢钥朔椖吭谌芷陔A段因信息不暢而導致的資金浪費情況，增強企業(yè)在各階段建筑信息控制能力。對于建筑企業(yè)來說最后不僅縮短了項目開發(fā)周期，保證了項目在開發(fā)中施工質量，還提高了項目資金周轉率，節(jié)約了成本，并為后續(xù)項目提前儲備了實力。

【參考文獻】

[1]孫浩，費金亭，謝偉.數據價值核心：數字化背景下建筑設計方法重新架構[J].當代建筑，2021（3）：32-34.

[2]劉媛媛.BIM技術在建筑施工中的應用[J].江西建材，2021（2）：157-158.

[3]許阿敏，李文芳.BIM技術在工程項目施工進度管理中的應用[J].江西建材，2021（1）：235-236.

[4]孫成偉.數字化與項目管理深度融合[J].中國建設信息化，2021（2）：16-23.

【作者簡介】

黃悅恒，男，1995年出生，助理工程師，研究生，研究方向為工程管理。

（編輯：謝飛燕）