基于BIM的全生命周期项目信息管理系统毕业论文.docx
《基于BIM的全生命周期项目信息管理系统毕业论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于BIM的全生命周期项目信息管理系统毕业论文.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
基于BIM的全生命周期项目信息管理系统毕业论文
---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印---
摘要
随着信息时代的到来，我国建筑业也逐渐加入到向信息化转型的行列。
由于建筑业信息存在来源广、数量大、形式多样的特殊性，因此大部分工程项目依旧保持传统项目信息管理模式，信息化的表现仅存于项目各阶段的参与方自身，在项目上相互之间没有过多的信息交流，导致工程项目信息在传递过程中出现信息碎片化，从而形成“信息孤岛”效应，降低了工程项目的信息管理效率，延缓了建筑业向信息化转型的进度。
针对该模式存在项目信息管理低效的情况，本文通过文献资料分析得到，当前我国工程项目普遍缺乏的是对整个项目信息统筹兼顾的信息综合管理系统。
随着BIM技术的引入，该系统的理念将得以实现。
BIM信息系统允许对整个项目信息进行综合管理，工程项目各参与方之间相互独立的情况得到了改善，并且可以通过系统实现协同工作，不仅方便各方对项目进行共同讨论，也方便各方简单直观的对工程项目全生命周期各阶段项目信息进行了解，包括工程现状、施工进度等；提高项目信息透明度，降低由于繁琐的信息传递过程产生的信息失真情况。
本文主要提出了应用BIM技术对工程项目信息进行综合管理的实施，论证了在信息管理中BIM技术的应用优势及不足，为工程项目全生命周期信息管理提供了理论和技术支持。
关键词：
建筑信息模型（BIM）、信息管理、全生命周期、信息系统平台
Abstract
WiththeadventoftheInformationAge,China'sconstructionindustryhasgraduallyjoinedtheranksofthetransitiontoinformation.Becauseoftheparticularityoftheconstructionindustryinformation,whichhasawidesource,alargequantityandavarietyofforms,mostengineeringprojectsstillmaintainthetraditionalprojectinformationmanagementmode,andtheperformanceofinformatizationonlyexistsintheparticipantsthemselvesineachphaseoftheproject,thereisnotmuchinformationexchangeamongtheprojects,whichleadstothefragmentationofinformationintheprocessofinformationtransmission,thusformingthe"InformationIsland"effectandreducingtheefficiencyofinformationmanagementoftheprojects,theconstructionindustrytoslowdownthepaceofthetransitiontoinformation.
Aimingatthelowefficiencyofprojectinformationmanagementinthismode,thispaperanalyzestheliteraturedataandconcludesthattheinformationintegratedmanagementsystemforthewholeprojectinformationisgenerallylackinginourcountry.WiththeintroductionofBIM,theconceptofthesystemwillberealized.BIMInformationSystemsallowfortheintegratedmanagementoftheoverallprojectinformation,improvedindependenceamongtheprojectparticipants,andtheabilitytoworkcollaborativelythroughthesystem,itisnotonlyconvenientforallpartiestodiscusstheprojecttogether,butalsoconvenientforallpartiestohaveasimpleandintuitiveunderstandingoftheprojectinformationinallstagesoftheprojectlifecycle,includingtheprojectstatus,constructionprogress,etc.,reducetheinformationdistortioncausedbythetediousinformationtransmissionprocess.ThispapermainlyputsforwardtheapplicationofBIMtechnologyintheinformationmanagementofengineeringprojects,anddemonstratestheadvantagesanddisadvantagesofBIMtechnologyininformationmanagement,itprovidestheoreticalandtechnicalsupportforthewholelifecycleinformationmanagementofengineeringprojects.
Keywords:
BuildingInformationModel（BIM）、informationmanagement、LifeCycle、informationsystemplatform
第一章诸论
1.1研究背景与意义
1.1.1研究背景
建筑业是我国缓解就业压力、拉动城乡经济的关键。
随着城市化建设的普及发展，我国在建筑业的支出不断增加。
同时，建筑业在飞速发展的过程中，逐渐暴露出生产效率低、资源成本浪费的现象。
针对相关文献资料以及实际工程项目分析，当前我国建筑业生产效率低迷的原因，主要是传统项目信息管理模式无法应对越来越庞大、复杂的工程项目，无法实现对项目各参与方共同沟通的综合管理以及项目全生命周期所有信息资料的协同管理。
有研究数据表明，由于重复工作造成施工成本存在6.12美元/㎡的增加，约有30%以上的工程项目存在资金浪费现象。
因此，想要提高我国建设生产效率就必须尽快对传统信息管理模式进行转型。
在全球经过信息时代的改革后，无论任何行业信息资源管理将显得极为重要。
我国在近几年内，根据已掌握的BIM技术对建筑业的信息资源管理展开了深入的研究和应用。
例如，丁士昭通过结合PIP（PersonalInformationPortal）技术和BIM技术，建立基于BIM技术的建设项目全生命周期管理模式[1]。
1.1.2研究意义
本文通过对建筑业传统项目信息管理模式进行分析，得知工程项目在各阶段的项目信息是由项目各参与方之间独立进行的信息管理活动。
在各阶段信息传递的过程中，由于沟通不足经常会造成信息失真和传递不及时的情况，从而降低项目的综合管理效率。
通过应用BIM技术来构建一个“项目全生命周期信息管理系统”，将工程项目各个阶段的所有信息资源进行采集并存储进BIM系统平台，供所有参与方使用，实现项目信息系统化综合管理，推动建筑业的高效运行。
1.2研究综述
1.2.1建筑信息模型（BIM）国内外研究综述
（1）国外BIM研究综述
BIM理念萌生于美国，CharlesEastman在其撰写的“BuildingProductModel”[2]一书中首次提出了建筑信息模型的概念。
BIM被Eastman发布的《BIM手册》定义为“BIM建筑模型通过参数化建模完成对项目信息的集成，项目各阶段主体可以通过模型在项目生命周期的所有阶段传递和交换项目信息”[3]。
直到2002年，Autodesk公司才发布了BIM白皮书，并研发了一系列的BIM软件产品，BIM技术开始由纯理论逐渐演变成一种解决生产实践问题的工具和方法[4]。
（2）国内BIM研究综述
2003年BIM首次进入我国，建筑业各行各界都知道BIM技术的引入意味着转型。
但由于，BIM技术是新型信息技术，与传统建设项目运作方式不符，造成BIM技术的研发和实践分析总结一直处于探索阶段。
随着信息时代的推进，再加上该技术的成熟高效，BIM技术逐渐得到了相关单位和部门甚至是国家政府的重视，我国开始对BIM技术由区域到全国进行有规章制度要求的普及应用。
例如，2012年，国家建设部将《建筑工程信息模型应用统一标准》纳入了工程建设标准规范修订计划[5]。
1.2.2传统项目信息管理模式国内外研究综述
20世纪50年代，工程项目信息管理的理念诞生。
在当时，信息管理在项目中是不被重视的，人们只想着如何把这个建筑物给搭建起来，并不在意这个项目所涉及的施工信息，在造价方面则由人工进行项目工程量的统计以及项目预算的计算，至于房屋的后期运营维护几乎没有任何信息依据。
60年代初，项目信息管理的“春天”到了，美、日、德等发达国家开始利用计算机技术来辅助工程项目进行信息管理，对工程项目的立项决策、招投标、合同管理等主要工作起到重要作用。
1.2.3基于BIM的项目信息管理系统国内外研究综述
（1）国外BIM项目信息管理系统研究综述
在BIM项目信息管理中，各阶段不同的BIM模型之间需要交换和传递数据，但由于不同软件彼此之间的BIM模型数据格式不同，信息数据的传递格式不规范。
因此，当前想要实现BIM信息综合管理，最主要的任务就是制定“BIM模型交互标准”。
根据IFC的标准，Faraj等建立了一个Web技术模式信息集成与交换系统，其系统能够将设计、进度、施工等信息进行集成[6]。
以IFC标准为基础，韩国成均馆等高校构建了一个设计信息协同系统平台，实现了项目设计阶段对建筑信息、设计进度信息，项目方案预算信息等结构化信息的集成管理[7]。
（2）国内BIM项目信息管理系统研究综述
为了帮助建设项目各阶段之间进行信息共享传输，中国建筑标准设计研究院发布了JG/T198标准提供参考[8]。
提出借助构建BIM模型来研究基于BIM技术的项目协同管理系统框架[9]。
对建筑业信息管理效率问题进行分析，希望通过建立BIM信息系统来提出IPD，从而实现项目信息协同管理[10]。
1.2.4文献综述总结
建筑业信息化不仅是以后发展的趋势还是项目信息管理转型的方向。
项目信息管理是提升建筑业生产效率水平的重要保证，而BIM技术则是实现建筑业项目信息管理的关键技术。
工程项目的信息数据是不断更新的，项目信息会动态地随着项目的进展不断增加，因此，有效地应用BIM技术可以为动态监管信息的集成和共享问题提供一个良好的项目信息管理系统平台。
如何更好地将BIM技术与工程项目信息管理有效结合起来，充分利用BIM技术在工程项目建设全生命周期中各阶段的信息协同作用，是目前我们应该攻克的难题。
1.3研究内容与方法
1.3.1研究内容
分析工程项目传统信息管理模式与新型BIM信息管理系统平台的优劣之处，提出当前我国项目信息管理模式存在无法对项目全生命周期信息全面集约管控的问题，并证实BIM信息管理系统是可以通过借助网络建立一个项目全生命周期信息统一管理协作平台，来解决海量信息无法把控和“信息孤岛”问题，深化产业链各环节数据共享，方便多方参与者进行实时的信息交流和互助合作，并为工程项目提供技术指导。
本文的主要研究内容有以下几点：
（1）分析当前传统项目信息管理的模式以及存在的主要问题。
根据实际工程案例，对基于BIM技术项目信息管理系统的框架及其运行机制进行研究，保证该信息管理系统具备一定的可实现性和可操作性，能有效解决工程项目信息流失和信息不能共享问题。
（2）将传统信息管理模式与BIM信息管理系统进行对比分析。
从施工成本和管理效率两方面来分析讨论BIM技术在工程项目信息管理中的适用性。
（3）提出“通过项目信息管理系统对项目各参与方实施全生命周期的项目信息数据共享”假设，以解决“信息孤岛”、信息再利用率差等问题。
（4）通过实际案例分析，该基于BIM技术的工程项目信息管理系统的实施效果。
根据系统应用过程中表现的不足提出相关建议，并分析系统的应用对工程项目信息管理的影响，为后续相关研究提供研究思路，验证其应用价值。
1.3.2研究方法
本文主要采用归纳总结法、对比论证法和案例分析法三种方法进行研究。
（1）归纳总结法：
通过整理期刊、博硕论文、研究报告的观点、思路和技术路线，对“BIM技术是否能和工程项目信息管理模式进行融合应用”进行研究，总结出BIM项目信息管理系统的可行性与不足。
（2）对比论证法：
根据资料数据和工程实例将传统工程项目信息管理模式和BIM项目信息管理系统进行对比分析，论证BIM项目信息管理系统在项目信息管理上的优势。
（3）案例分析法：
以BIM技术为理论基础，结合实际工程案例，从项目各阶段的角度在多个方面分析BIM信息管理系统在项目信息管理中的实际应用价值，并发现其不足。
1.3.3技术路线
图1.1研究技术路线
第二章BIM技术视角下的工程项目全生命周期信息管理
2.1传统项目信息管理模式现状及问题
2.1.1传统项目信息管理模式现状
当前国内的建设项目依旧保持着传统项目信息管理模式。
项目信息会随着项目规模而变得复杂，因此传统项目信息管理模式必将无法承受这海量的信息数据。
通过计算机网络实现的基于BIM技术的信息管理系统将因为其高效集成的信息管理模式得到推广应用。
项目信息管理系统需要应用的计算机软件包括Microsoft公司的Project、IBM公司的RationalPortfolioManager以及Primavera公司的P3/P6等。
由于这些软件在项目各个阶段的独立性应用，无法串联起整个项目的信息共享，达不到项目信息集成管理的效果。
表2.1常用工程项目信息管理软件
2.1.2传统项目信息管理模式问题及原因分析
综合文献资料以及实际工程项目分析，当前的传统项目信息管理模式主要存在以下几点问题：
（1）信息无法得到高效共享。
在项目全生命周期内，项目各参与方对自身阶段的项目信息进行“闭环管理”，无视各阶段信息之间的串联管理工作，导致项目信息因为缺少沟通而具有阶段性。
（2）信息失真。
工程项目信息在传统项目信息管理模式中具有单向流动性。
项目各阶段参与方没有及时地进行信息共享与交流，导致项目信息在漫长的项目全生命周期内不停的流动交接，容易造成信息损失。
（3）信息不能有效集成。
在传统项目信息管理模式中，不存在对全生命周期项目信息集成管理的平台，使得各阶段项目信息分崩离析。
在成本、进度、质量、安全、环保等重要信息数据的统筹兼顾上，常常会因为考虑不周全而出现着重点分配不均的情况。
2.2工程项目全生命周期各阶段信息管理分析
在工程建设过程中，不断更新产生的工程项目信息会随着项目的进程在各阶段之间传递与应用。
因此，有必要从全生命周期的角度对工程项目各阶段进行项目信息管理分析。
下面将从决策、设计、施工以及运营维护四个阶段进行信息管理分析。
2.2.1决策阶段信息管理分析
决策阶段主要是对项目总体目标、阶段目标、项目规划进行定义，以及对利用BIM信息技术拟建工程项目进行相关调研。
该阶段生成的项目信息是整个工程项目的根据，也是项目成功实施的风向标。
2.2.2设计阶段信息管理分析
设计阶段主要是通过初步设计与施工图设计相结合而进行的协同设计，将业主理论概念上的建设意图转化为可以模拟实施的建筑信息模型。
该模型是由建筑、结构、管道、电气、暖通五个部分协同设计的项目信息来组成，作为施工阶段和运维阶段实施的信息基础。
所以，这五个部分是设计阶段信息管理的重点。
2.2.3施工阶段信息管理分析
施工阶段是以相关设计文件和设计图纸为根据，将建筑信息模型转化为实际建筑的过程。
需要投入大量的时间以及人力、物力和财力，不断产生需要决策的施工信息，各参与方之间将负责对这些施工信息进行有效地传递与管理，从而作出正确的决策。
该阶段的项目信息主要由施工基础信息和扩展信息来组成，将两个信息相结合来产生建设完成的工程实体项目信息模型。
2.2.4运营维护阶段信息管理分析
运营维护阶段主要是管理和维护建筑设施，以确保建筑设施的性能和使用年限。
通过将工程项目的设施基本信息以及运维过程中输入的扩展信息进行整合，形成项目的运维信息管理模型，方便运维方根据模型提供的项目信息对建筑项目进行扩展运营及建筑设施维护。
2.3工程项目信息管理模式下的BIM技术
2.3.1BIM技术的应用概念
由于有效利用三维建筑模型的信息管理技术，在工程项目各阶段内各参与方可以通过对BIM信息模型进行插入、更新、修改、提取和共享自己所需要的相关工程信息，保证建筑信息的完整性，实现各参与方在基于BIM技术的项目信息管理系统平台的项目信息共同沟通，从而建立高效集成的BIM信息管理模式。
改变了以二维图纸为主要信息载体的传统信息管理模式，是建筑业在CAD设计图纸变革后的又一次技术变革[11]。
因此，推广和使用BIM模型可以说是全球可持续发展概念的一个重要体现。
2.3.2BIM的技术适用性分析
（1）BIM技术应用于工程项目信息管理的优势分析
在项目信息管理模式中BIM技术的应用优势主要表现为以下几点：
1.信息创建性好
信息创建在工程项目中是实现信息化管理的基础，同时也是对后续项目质量保证的关键工作。
因此要求工程项目的信息创建必须是完整并准确的。
针对传统方式与BIM技术在信息创建的比较发现，无论在信息创建、载体、保存、准确性表达等方面BIM技术都更胜一筹，如表2.2所示。
表2.2传统技术与BIM技术信息创建能力比较
2.信息集成管理能力强
BIM系统通过对项目的决策、设计、施工和运维四个阶段实时产生的信息数据不断进行更新、扩展和补录，从而实现工程项目各阶段的全要素信息集成。
对传统项目信息管理模式来说，BIM信息系统有利于各阶段参与方及时准确的得到项目信息，实现了项目各参与方的信息实时共享，保证了各阶段工程信息的时效性、完整性以及关联性，提高了项目的决策效率。
3.信息传递共享效率高
传统的工程项目信息传递主要还是纸质版或口头形式的“点对点”模式。
这种模式下，信息传递就会存在单方向流动性，各阶段信息管理者只能对自身阶段进行信息管理，无法得到其他阶段的准确信息。
针对BIM模型的信息传递优势进行分析，不仅解决了信息传递的时效性问题，还保证了项目全生命周期内各参与方都能参与到信息管理中，从而有利于项目信息利用价值的充分发挥。
图2.1信息共享传递模式转变
（2）基于BIM技术的信息管理系统问题分析
针对我国当前对基于BIM技术的信息管理系统应用发现，在运用BIM技术对工程项目进行信息管理的过程中依然面临着以下几点问题：
1.工程项目管理模式不匹配
在工程项目中各参与方的管理存在片面性和阶段性，彼此之间缺少一定的协同沟通。
例如，设计方在设计阶段主要负责建筑设计和结构设计，一般对项目的施工条件、成本控制不加以考虑；施工方主要负责工程的实际施工，对项目的施工五要素严格控制，也就容易忽略项目后期需要进行的维护和运营。
同时，施工方与设计方不存在直接沟通，只能根据设计方给的图纸进行施工，无法进行逆流反馈，从而建筑设计方案没办法得到最大效益的优化。
在BIM信息管理模式下，各参与方依旧保持相互独立的状态。
2.BIM应用软件体系不完整
随着信息时代的到来以及BIM技术的推广普及，Autodesk公司带头发布了众多的BIM应用软件，比如Revit、Naviswork、CAD、广联达BIM5D等。
根据实际情况得知BIM一系列的应用软件受到了众多工程师的热捧，但是这些应用软件并未形成一个兼容且互补的综合应用系统，无法对项目信息进行有效地综合管理。
3.项目各方能力领域无法达成交集
由于工程建设各阶段参与人员所涉及的知识领域不同，就会存在知识盲区，比如设计方可能就不知道施工阶段是如何施工，施工方大部分人员知识水平低下，不会应用信息管理系统等一系列系统软件，所以会给“应用BIM系统进行工序报验”带来难题。
（3）改进方案
1.业主方作为工程项目的总负责人，应该带头集中和协调工程项目的各参与方，保证BIM信息集成的全面性和完整性。
基于BIM模型的各阶段项目信息在各参与方之间传递和共享，有利于信息价值的充分挖掘及应用。
2.对当前市场上存在的一系列BIM软件进行综合分析整合，使各个软件之间存在关联使用性，并支持各参与方协同工作，实现BIM建筑设计模型在全部BIM软件中流通应用的信息综合管理。
在实现综合管理以后，项目信息也将随之集中起来。
3.对工程项目的所有参与人员采取“先培训，后开工”的建筑理念，普及这个理念将能使工程项目的管理效率事半功倍。
理念的核心主要是通过对工程项目各参与方采取交流培训的方式，促进各方交流沟通学习，普及各个阶段及领域的相关知识，使得整个工程项目的参与方在全生命周期内都实现无障碍沟通。
本章小结
本章首先针对传统项目信息管理模式的现状及问题进行了深入分析，提出当前信息管理模式需要向信息化高效管理转型的想法，并立即分析工程项目全生命周期的各阶段信息管理，从项目各阶段总结归纳了当前产生信息管理问题的原因。
结合当前建筑业中BIM技术的应用现状，分别从信息创建、信息集成和信息传递三个方面论述了BIM技术的应用优势，并提出BIM项目信息管理系统存在的问题及改进方案，为后续构建基于BIM技术的信息管理模型提供准确的理论支撑。
第三章构建基于BIM技术的工程项目信息管理系统
3.1项目信息管理系统的构建核心及关键要素
3.1.1信息管理的核心
通过分析传统项目信息管理模式存在的问题，了解到解决项目各阶段信息流的分散问题是实现信息管理效率和水平提高的关键。
因此，信息管理系统的核心就是希望通过实时收集、更新、查阅、组织整个项目的全部信息数据，来实现信息流的综合管理，推进项目信息集成系统模型的设计建设。
3.1.2信息管理的关键要素
推动建设项目全生命周期内所有信息要素的共享关联，是实现基于BIM的项目信息管理系统的框架基础，也就是BLM体系框架的原型，如图3.1所示。
图3.1基于BIM的项目信息管理系统框架
（1）组织要素。
指构建BIM信息系统的框架及其组成对象。
（2）过程要素。
指支持在BIM系统进行信息创建的各类工程软件。
（3）应用要素。
指在项目建设过程中不断应用更新产生的的信息流。
（4）集成要素。
指在项目各阶段将产生的信息数据进行集成管理。
3.2项目信息管理系统构建的框架体系
为了顺利构建基于BIM技术的项目信息管理系统，需要解决项目信息利用BIM技术进行存储和共享的问题。
经过分析研究，BIM数据库是项目信息管理系统的构
升级会员 