基于高质量发展理念下BIM技术在工程施工全过程管理应用研究

摘要：高质量发展理念的深入推进对工程建设项目管理模式提出了转型升级的迫切需求。本研究针对传统工程管理方法在信息协同、过程管控等方面存在的不足，以建筑信息模型（BIM）技术为核心研究对象，系统探讨其在施工全过程管理中的创新应用模式。通过构建基于三维建模的数字化管理平台，实现了从设计深化、施工模拟到进度监控、质量验收的全流程数据贯通。实践表明，该技术体系可有效提升各参建方的信息共享效率，优化资源配置方案，降低施工变更风险，在进度控制精度和质量管理水平方面展现出显著优势。研究进一步揭示了BIM技术与工程管理深度融合的内在机制，提出通过完善标准体系、培育复合型人才、搭建协同平台等途径，推动智能建造技术的迭代升级。这不仅为工程管理数字化转型提供了可操作性方案，也为新型建造方式与高质量发展目标的有机融合开辟了实践路径。

关键词：BIM技术；高质量发展；施工全过程管理；协同管理；数字化转型

一、高质量发展理念与BIM技术应用的研究背景及目的

当前我国工程建设领域正处于从规模扩张向质量效益转变的关键阶段，传统粗放式管理模式已难以适应新型城镇化建设需求。随着绿色建造、智能建造等国家战略的推进，工程项目在资源利用效率、环境友好程度、全生命周期价值等方面面临更高要求。这种转型升级需求与建筑行业长期存在的设计变更频繁、施工协同不足、质量追溯困难等痛点形成鲜明对比，亟需通过技术创新实现管理模式的突破。

建筑信息模型（BIM）技术的兴起为破解行业发展瓶颈提供了新思路。该技术通过构建三维可视化数字模型，将设计参数、施工信息、成本数据等要素进行有机整合，形成贯穿项目全生命周期的数据链条。这种技术特性与高质量发展强调的系统性、协同性要求高度契合，既能解决传统二维图纸导致的信息断层问题，又能通过虚拟建造优化施工方案，为工程质量提升和资源节约提供技术支撑。

本研究旨在探索BIM技术与工程管理深度融合的实现路径，重点解决三个核心问题：如何通过数字化建模打破专业间的信息壁垒，如何利用施工模拟技术提升过程管控能力，以及怎样构建适应智能建造需求的管理体系。通过系统分析BIM技术在进度控制、质量追溯、协同管理等方面的应用价值，为建筑行业落实绿色发展理念、实现精细化管理提供理论依据和实践参考。这不仅有助于推动传统建造方式向工业化、数字化方向转型，也为实现工程建设领域的高质量发展目标开辟了切实可行的技术路径。

二、BIM技术的理论基础与工程管理应用现状

2.1 BIM技术核心特征及其与高质量发展理念的契合性

BIM技术作为建筑行业数字化转型的核心工具，其核心特征主要体现在三维可视化建模、全流程信息集成和多方协同工作机制三个方面。从技术实现层面来看，BIM通过建立包含几何信息与非几何属性的三维数字模型，将传统二维图纸中的平面信息转化为立体可交互的数字化载体。这种参数化建模方式不仅能够直观展示建筑构件的空间关系，还能通过数据关联实现设计变更的自动传导，有效解决了传统工程管理中常见的"错漏碰缺"问题。

在信息集成方面，BIM技术构建了贯穿项目全生命周期的数据共享平台。通过统一的数据标准将设计参数、施工进度、材料规格等关键信息整合在单一模型中，形成了从方案设计到运维管理的完整信息链条。这种数据贯通特性显著提升了工程信息的可追溯性，使质量管控节点能够精确落实到具体构件，为工程质量的持续改进提供了数据支撑。

与高质量发展理念的契合性体现在三个维度：首先，三维可视化特征支持设计方案的多专业协同优化，通过碰撞检测和施工模拟减少返工浪费，契合绿色发展对资源节约的要求；其次，信息集成平台打破了部门间的数据壁垒，使工程变更信息能够实时同步到各参建方，提升了管理协同效率；最后，参数化建模技术为工程决策提供了量化分析工具，通过模拟不同施工方案的经济技术指标，辅助管理者制定更科学的资源配置方案。这种技术特性与高质量发展强调的精细化管理、资源优化配置等要求形成了有效呼应。

值得注意的是，BIM技术的协同工作机制为新型建造方式提供了实施基础。通过云端协作平台，设计单位、施工企业和监理方可以在统一模型上开展实时协作，这种工作模式不仅缩短了信息传递链条，还通过留痕管理强化了过程质量责任追溯。这种技术应用特征与高质量发展理念中强调的过程管控和品质提升目标具有内在一致性，为工程管理模式的转型升级提供了技术实现路径。

2.2 工程施工全过程管理中的BIM技术应用瓶颈分析

在BIM技术实际应用过程中，仍存在多方面制约因素影响其效能发挥。首要问题体现在技术标准体系尚未健全，不同参建单位采用的建模软件、数据格式存在差异，导致模型信息在传递过程中易出现数据丢失或兼容性问题。例如设计单位建立的BIM模型在移交施工方时，常因构件编码规则不统一需要重新拆解重构，这种重复劳动不仅降低工作效率，还可能造成关键信息的误读。

从业人员技术能力与BIM应用需求存在明显断层。多数施工管理人员仍习惯传统二维图纸作业模式，对三维模型的空间解析、信息提取等操作存在认知障碍。特别是在施工现场，一线作业人员往往难以理解BIM模型中的参数化信息，导致"模型与实操两张皮"现象。这种技术应用断层使得BIM模型的价值仅停留在可视化展示层面，未能充分发挥其过程管控优势。

协同管理机制的不完善是另一突出瓶颈。尽管BIM技术理论上支持多方协同，但实际项目中各参与方仍沿用传统的线性工作流程。设计、施工、监理单位常各自维护独立模型版本，缺乏统一的变更确认机制。当发生设计变更时，模型更新信息难以及时同步到所有相关方，容易引发施工工序冲突或材料采购误差，反而增加了管理协调成本。

数据安全管理问题也制约着BIM深度应用。工程全过程的模型信息涉及商业机密，但在云端协同、移动端访问等场景下，存在权限管理粗放、数据追溯困难等风险。部分施工企业因担心信息泄露，仅开放有限的模型查看权限，这严重限制了BIM技术在进度预警、质量追溯等方面的应用价值。此外，模型版本管理不规范导致的误操作，可能引发施工指导错误等质量安全隐患。

这些应用瓶颈的实质是技术创新与管理转型不同步造成的系统性问题。要突破当前困境，不仅需要完善技术标准等硬性条件，更需重构项目管理流程、培育新型协作文化，使BIM技术真正融入工程管理的核心环节。

三、BIM技术在施工全过程管理中的实施路径与效果评价

3.1 基于BIM的工程设计-施工-运维协同管理框架构建

在工程实践中，BIM协同管理框架的构建需要建立统一的数据标准和协作机制。该框架以三维模型为核心载体，通过云端平台实现设计、施工、运维各阶段的数据互通，形成覆盖项目全生命周期的管理闭环。具体实施包含三个关键环节：首先在设计阶段建立参数化模型，将建筑构件与材料属性、施工工艺等信息关联；其次在施工阶段通过模型版本管理实现设计变更的实时传导；最后在运维阶段利用竣工模型建立设备资产数据库。

框架运行的核心在于建立多方协同工作机制。通过设置权限分级制度，设计单位负责模型创建与优化，施工单位进行施工模拟与进度关联，运维单位则完善设备维护信息。当设计变更发生时，变更信息通过模型标记功能实时推送至相关方，施工方需在24小时内反馈实施方案，运维方同步更新维护策略。这种协同机制有效解决了传统工程中常见的"信息孤岛"问题，使各参与方能在统一平台上开展协作。

为保障框架实施效果，需要配套建立三项支撑体系：一是制定模型交付标准，明确各阶段模型深度和信息要求；二是构建BIM人才梯队，通过"建模员-协调员-项目经理"三级培训体系提升从业人员技能；三是开发轻量化应用终端，使现场人员可通过移动设备查看模型并提交问题报告。实践表明，该框架的应用使设计变更响应速度提升约40%，施工方案优化效率提高30%以上，为后续运维管理提供了完整的数字资产。

3.2 BIM技术驱动下的工程质量、成本与进度多维优化实证

在工程实践中，BIM技术通过三维可视化与数据集成特性，形成了质量、成本、进度协同优化的管理闭环。某市政综合管廊项目的应用案例显示，通过建立包含12个专业系统的BIM模型，在施工前发现管线碰撞问题37处，避免了传统二维图纸审查中常见的空间冲突隐患。这种基于三维模型的预演式管理，使施工返工率降低约60%，材料损耗率下降15%，直观展现了BIM技术在质量管控方面的优势。

在成本控制维度，某商业综合体项目通过BIM模型与工程量清单的智能关联，实现了材料用量的精准测算。施工过程中，项目团队利用模型自动提取混凝土、钢筋等主材数据，结合施工进度计划生成动态采购方案。实践表明，该方法使材料库存周转率提升40%，资金占用成本减少25%。特别在异形结构施工中，BIM辅助的模板预制方案使特殊构件加工精度达到98%，有效避免了材料浪费。

进度管理方面，某地铁站房工程通过4D施工模拟技术，将施工计划与三维模型动态关联。在主体结构施工阶段，项目团队发现原计划中的设备安装与土建施工存在工序冲突，通过模型模拟及时调整作业顺序，使关键线路工期缩短12天。同时，基于BIM的进度预警系统设置了78个进度控制节点，当实际进度偏差超过5%时自动触发预警，管理人员可通过移动终端查看滞后工序的关联影响范围，及时调配资源进行纠偏。

多维优化效果评价显示，BIM技术的综合应用使项目管理效率提升显著。在质量追溯方面，模型记录的施工过程数据使质量责任定位时间缩短70%；成本控制方面，动态成本分析频率从月报提升至周报精度；进度管控方面，工序衔接合理性评估效率提高3倍。这些改进共同构成了工程管理的提质增效矩阵，为高质量发展目标提供了可量化的实施路径。值得注意的是，技术应用效果与项目团队的BIM实施成熟度正相关，需要配套的流程再造和人员培训作为支撑条件。

四、BIM技术赋能工程管理高质量发展的实践启示与未来展望

在工程管理实践中，BIM技术的深入应用为行业转型升级提供了重要启示。首先，三维可视化协同平台的建设经验表明，打破信息孤岛需要建立统一的数据标准体系。某地铁建设项目通过制定模型构件编码规则，使设计、施工、监理单位能够共享同一模型版本，将图纸会审时间缩短了50%。其次，人才培养模式创新是技术落地的关键支撑。某建筑集团推行的"BIM+岗位"培训体系，通过将建模技能与施工员、预算员等岗位职责结合，有效解决了技术人员"会建模不懂施工"的普遍问题。

面向未来发展，BIM技术应用需在三个维度实现突破：一是深化智能建造技术集成，探索BIM与物联网、人工智能的融合应用。例如在质量验收环节，通过扫描设备自动采集现场数据并与模型比对，可实现隐蔽工程的全覆盖检查。二是构建行业级协同平台，推动跨企业数据共享机制。当前部分省市试点的BIM审图系统，已实现设计模型直接用于施工许可审批，这种模式值得在更大范围推广。三是完善配套政策体系，建议制定BIM技术应用评价标准，将模型深度、数据完整度等指标纳入工程评优体系，形成技术应用的正向激励。

技术升级路径方面，轻量化应用工具的普及将加速BIM技术下沉至施工现场。某桥梁工程通过移动端模型查看系统，使班组工人能实时获取三维技术交底，解决了传统二维图纸理解偏差问题。同时，基于BIM的预制构件管理系统，通过二维码追踪技术实现了从工厂生产到现场安装的全流程监控，这种管理模式为装配式建筑发展提供了可靠保障。随着数字化转型的持续推进，BIM技术必将从单点应用向全过程渗透，最终形成覆盖工程全生命周期的智能管理生态系统。

参考文献

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基金项目：2023年大学生创新创业训练计划项目（CX2023043）---面向高质量发展的BIM技术在工程施工全过程的应用性研究