1 设计BIM和施工BIM一体化模式

1.1 DCBIM-I的整体设计

DCBIM-I是在设计施工一体化理念基础上提出的一种新型项目管理模式，旨在通过BIM技术促进设计与施工的深度融合与协同。该模式强调以设计为主导，推动多方合作，并通过扁平化管理模式打破层级壁垒，确保设计与施工的无缝衔接^[24]。

1.1.1 模式定义

DCBIM-I是指在工程建设项目中，由工程总承包方组建的BIM管理中心负责BIM全过程管理与技术实施的项目管理模式。该管理中心通过BIM技术全面分析项目需求和应用场景，开展实时多维分析与统筹布局，及时发现并解决项目问题，确保设计对施工的有效指导和施工过程的及时反馈，从而实现设计施工的深度融合与无缝衔接。在DCBIM-I实施过程中，设计BIM应采用正向设计理念，总承包方需根据项目实际情况制定BIM应用总体策划。策划应涵盖项目全过程的管理机制、协同工作流程和数据交换事项,同时应考虑到专项设计、深化设计、采购应用和模型会审等环节。

1.1.2 管理机制与协同

DCBIM-I的管理机制由工程总承包方负责，以甲方BIM管理团队为领导核心，确保各参与方在项目实施过程中的责任明确、协同高效。其应用组织架构如图1所示。为了确保各方能够有效协同工作，避免时间和资源的浪费，且信息能够在项目的各个阶段得到有效传递，DCBIM-I特别注重以下几个方面：

1）协同机制的建立：DCBIM-I强调跨领域团队的定期沟通与协作，数据共享和实时项目管理工具的应用，同时加强责任划分和目标导向的明确，推动各方共同朝着项目目标努力。

2）组织架构的合理配置与协同：DCBIM-I管理团队由甲方BIM管理团队领导BIM管理中心，设有设计、施工和运维BIM团队，分别对接设计、施工和运维方，确保各环节的协同与无缝衔接。特别是施工和运维方的早期介入，有助于提前识别和解决问题，提高施工图准确性，减少修改。项目交付后的运维方由业主指定，由于前期BIM管理团队设有运维BIM团队可以利用设计与施工阶段积累的BIM数据，实现精准的设施管理与优化，为业主后期选择BIM管理中心参与运维提供了很大的竞争优势。

3）信息共享与资源整合：DCBIM-I在项目管理过程中，尤其注重信息的共享和实时更新。项目参与方之间通过BIM平台实时协作，避免了传统管理模式中信息流动不畅的问题，确保了设计、施工和运维等各阶段的顺利衔接，优化资源配置，提升了整体工作效率和资源利用率。

图1 DCBIM-I应用组织架构

Fig. 1 Application organization structure of DCBIM-I

1.1.3 协调流程与数据流转

目前，我国普遍依靠施工图来连接设计和施工，而在DCBIM-I下，BIM技术通过BIM管理中心的有效运作，将设计与施工更紧密地联系起来，涵盖从设计到竣工的全过程。BIM管理中心作为数据流转的枢纽，统筹管理从设计初期到运维阶段的各类数据。基于正向设计理念，BIM管理中心通过空间分析、技术分析、施工可行性及性能分析等多维度功能，全程参与并优化设计过程。通过参数化设计和信息集成，使设计人员能够全面评估方案可行性，确保项目需求和应用场景得到充分考虑，实现设计与BIM技术的深度融合。

如图2所示，图中BIM代表BIM管理中心运用的BIM技术手段。在设计阶段，BIM管理中心与设计方同步开展方案设计与分析，通过多维分析及时发现和呈现潜在问题，辅助设计的同时为后期设计优化提供依据，确保设计成果的合理性和可实施性。在施工阶段，若遇到问题，施工人员应及时反馈，BIM管理中心通过冲突检测分析问题来源。若是模型问题，立即由对应建模人员调整；若源于设计图纸，则结合现场反馈深入分析，并协助设计方优化方案，确保施工人员能够顺利应用最新的施工图。详细的数据协调流转过程如图3所示。

数据在项目各阶段之间的流转遵循严格的规范和标准，如表1所示。DCBIM-I的数据标准体系采用三维架构，分别从数据类型与来源、数据格式与标准、数据流转与管理机制三个维度构建完整的数据管理框架。BIM管理中心通过标准化接口处理各阶段数据，首先形成方案设计阶段信息、图纸模型基础数据等初始设计数据；随后在设计过程中，不断产生深化更新和专项设计等设计优化数据；经多轮审核后，进一步形成施工计划、工程量清单等施工准备数据，以及进度数据、质量记录、现场变更等施工执行数据。在数据管理方面，设计模型采用IFC标准格式并兼容RVT、DWG等格式，施工管理采用P3/Project格式，设备信息采用COBie格式，通过SQL和MongoDB混合架构进行存储。统一的BIM平台架构设计应遵循《建筑信息模型应用统一标准》^[25]和ISO 19650-1:2018^[26]要求，同时实施分级权限控制和实时同步更新机制，确保数据安全性和时效性，最终将这些数据转化为运维管理所需数据，存入运维管理数据库。

与传统模式相比，DCBIM-I通过整合多个专业人才，特别是施工BIM深化人员，不仅有效解决了设计院缺乏现场经验的问题，BIM管理中心还能在深化设计阶段与施工单位紧密合作，根据现场反馈及时调整模型、更新设计方案，实现设计与施工的高效协同。此外，设计与施工阶段的BIM模型都能导出工程量清单，为投资估算和预算提供可靠依据，进一步提升项目管理效率。

图2 BIM协调设计与施工

Fig.2 BIM coordinated design and construction

图3 BIM管理中心协调数据流转过程

Fig.3 Data flow coordination process of BIM management center

1.2 DCBIM-I的流程创新与优化

传统建筑项目的设计与施工BIM和组织架构中，常面临设计协调复杂、沟通障碍和缺乏有效设计审核机制等问题。为了解决这些问题，DCBIM-I提出了创新的流程框架，并对全阶段的工作流程进行了细化与优化，特别是在设计流程与施工图交付方面。

1.2.1 设计流程与多专业协同优化

DCBIM-I的设计流程涵盖建筑、景观、结构、机电、装饰等多个专业，通过BIM管理中心将传统割裂的设计阶段整合为一个动态优化的协同空间，各设计阶段在保持基本职责边界的前提下，利用BIM平台实现信息互通与设计优化调整，如图4所示。在BIM方案设计阶段，建筑和景观专业率先进行场地功能布局和建筑单体规划，确定项目的整体定位和空间布局框架，为后续各专业深化设计划定基本边界；随着设计深入，初步设计、深化设计和施工图设计阶段逐步纳入结构、机电、装饰等更多专业的BIM模型，实现多专业、跨阶段的实时协调与冲突检测。整个设计过程中，BIM管理中心负责建模和数据协同，设计和施工BIM团队共同工作，实时调整设计方案并进行可行性评估，最终形成精确的施工图模型和二维图纸。

1.2.2 施工图审查与交付优化

施工图设计阶段，DCBIM-I引入基于BIM模型的协作审查机制，有效提升了审查效率和设计准确性。施工图设计从传统的文档审查转向基于模型的碰撞检测与可行性分析，确保设计方案可实施，并且各方在审查和优化过程中提高了协作的透明度和效率。设计单位、施工方及相关咨询单位共同审查施工图，确保其符合施工规范和工艺要求。最终，BIM施工图和相关文件被交付给施工方和业主，为后续施工提供明确指导。其中整个施工图的交付过程，如图5所示。具体交付内容如表2所示。

图4 DCBIM-I设计流程及各阶段包含专业

Fig.4 DCBIM-I design process and disciplines included in each stage

图5 DCBIM-I的BIM施工图交付流程设计

Fig.5 BIM construction drawing delivery process design of DCBIM-I

1.2.3 总体管理流程创新与应用效益

DCBIM-I流程下的参与方包括建设方、总承包方、BIM管理中心团队和造价方。在前期准备阶段，总承包方搭建BIM协作平台，确定BIM应用总目标和牵头单位。随后，总承包方与设计和施工BIM团队共同编制《BIM应用实施规划》^[24]，并提交业主审核，总体流程如图6所示。与传统管理流程相比，DCBIM-I具有以下几个显著区别：

1）BIM设计提前引入：在传统流程中，BIM建模通常在施工图设计后开始。而DCBIM-I则在方案设计阶段就引入BIM技术，通过BIM模型进行设计优化，减少后期修改和资源浪费。

2）深化设计与协同优化：设计阶段的BIM深化设计为施工提供了更精确的指导，同时加强了设计、施工和运维的深度衔接，确保了工期、成本等多维目标的实现。

3）全生命周期协同：DCBIM-I通过BIM技术的全生命周期应用，确保设计、施工和运维阶段的信息共享和协作，提高了整体效率。特别是在运维管理中的前瞻性，提前设置运维团队参与设计策划，后期将最终的BIM数据和模型进行运维管理数据库的构建。此外，造价方尤其在BIM方案设计初期就引入，参与设计BIM和施工BIM的方案和图模概预算审核，确保了项目从设计到运维的全过程能够在精确的预算控制下高效推进，进一步提升了项目的整体协同效率。

结合上述流程创新，DCBIM-I实施能够显著提升项目的协同效率与管理质量，具体表现为：通过早期引入BIM技术，识别并解决潜在的设计冲突与问题，从而大幅降低了后期返工与设计变更的频率；其次，借助实时信息共享与协调工作机制，有效避免了资源浪费，显著提升了整体工作效率与资源利用率，优化了资源配置；最后，通过BIM技术的精确建模和碰撞检测，减少了施工过程中的错误和质量问题，确保了项目的高精度与高度可靠性，显著提升了项目质量。

1.3 DCBIM-I的创新价值

通过上述对DCBIM-I的系统设计，本文提出的管理模式在工程建设领域具有重要的创新价值，主要体现在以下方面：

1）管理模式的创新价值：突破传统项目管理模式局限，创造性地将BIM技术与项目管理深度融合，建立了以BIM管理中心为核心的扁平化组织体系。通过系统化的项目管理机制设计，实现了设计、施工及运维各阶段的信息无缝连接，为建筑项目的集成化管理提供了可复制的系统解决方案。

2）协同机制的突破性：通过创新性的协同机制设计，打破了传统设计与施工割裂的局限，实现了项目全过程的深度融合。基于实时数据共享和动态调整机制，有效解决了建筑行业长期存在的信息孤岛问题，为提高项目管理效率提供了实践路径。该机制的创新不仅优化了项目执行效率，更为行业发展提供了新思路。

3）数字化转型的示范作用：设计了覆盖项目全生命周期的数字化管理体系，为建筑行业的数字化转型提供了可落地的实施范例和经验借鉴。通过BIM技术的精准应用，实现了从设计到施工的数字化协同，建立了贯穿全过程的信息流动和协作体系。该模式的推广应用将有力推动建筑业向数字化、智能化方向发展，提供了行业转型升级的创新思路和实践指导。

图6 DCBIM-I总流程

Fig.6 Overall process of DCBIM-I

2 DCBIM-I的实践

为验证DCBIM-I的实际应用效果和创新价值，本节以西咸新区某学校项目为例，具体分析了DCBIM-I的实际应用，归纳总结了其应用效果，并进行了反思与总结。

2.1 项目概况

本工程位于陕西省西安市西咸新区某大道，涵盖小学、中学及其配套设施，项目总建筑面积为73313.19 m²。作为新区级应急工程，该项目建设周期较短且质量要求较高，因此采用DCBIM-I的模式理念来优化项目管理和施工过程。在设计和施工阶段，项目提前融入了装配式设计，尤其在柱、支撑等部件上，大量使用了装配式结构，提高了室内有效面积约2%-3%，并优化了梁高和净空高度。

部分主体结构采用了预制钢结构和装配式工艺，有效叠加了设计、制造和施工周期，缩短了建设周期超过1/3，避免了冬季天气的影响，提高了施工效率。最终，项目的预制装配率达到66%，大幅提升了施工精度和质量（见图7）。

图7 项目装配构件示意图

Fig.7 Schematic diagram of project assembly components

2.2 DCBIM-I应用

2.2.1 组织架构及职责分工

在DCBIM-I指导下，建设单位与EPC总承包单位、设计及BIM全过程咨询单位共同组建BIM技术管理部，全面负责项目各阶段的BIM管理。项目的BIM组织架构基于信息化数据的逆向控制，确保了各阶段的BIM应用精准实施，最终形成了与施工现场匹配的竣工模型。本项目的BIM组织架构如图8所示。

在设计阶段，将BIM图模的初步设计与深化设计团队合并，通过任务节点和阶段性职责分配，避免重复工作并灵活调整人员投入。针对设计阶段中遇到的各类BIM应用问题，增设BIM设计应用小组。其中，设计优化分析组负责冲突检测、合理性分析及方案比选；设计支持组则为设计团队提供技术支持和数据共享及信息协同平台。此举可以有效提升设计精度，确保高效沟通与顺畅协作，最大化BIM技术在设计阶段的应用价值。

在施工阶段，BIM施工组分为BIM模型深化组和BIM现场应用组，创新性地设立了跨专业深化组，提前与外部分包商合作解决结构问题，避免施工现场误解和冲突。BIM现场应用组含有监控管理、质量控制和进度模拟三个子组，分别负责物料管理及施工进度可视化、实际施工与模型一致性验证，并通过时序模拟优化工期、预见施工风险。同时，BIM施工组负责后期合成竣工模型，确保现场变更数据实时更新并反映到竣工模型中，为后期运维管理提供数据支持。提前为业主选择参与单位进行后期运维管理提升竞争力。

图8 西咸新区某学校项目BIM组织架构

Fig8 BIM organizational structure of a school project in Xixian New Area

2.2.2 应用策划

本项目通过DCBIM-I实现了BIM技术从报建到竣工的全程贯通，确保了设计与施工的深度融合，并通过统一的标准化管理提高了协作效率，减少了信息不对称和资源浪费。以下是几个关键策略：

1）设计前移与施工反馈机制：采用“施工提前反馈设计”原则，将施工图深化设计及技术会审提前到设计阶段，确保施工需求能逆向影响设计调整。例如，项目中通过提前在设计初期确定关键设备（如电梯型号和尺寸），避免了传统模式下设备选择滞后的问题，从而减少设计和施工过程中不必要的修改和资源浪费。

2）设计与施工深度融合：在BIM技术管理部框架下，组建由BIM设计组和BIM施工组核心人员组成的“设计专委会”，引导施工技术部在BIM应用初期参与讨论，提供施工视角的建议。并与设计专委会紧密合作，参与BIM模型核查，提前识别设计中的模糊点和施工难点。通过统一BIM设计标准、模型规范和数据交换格式，确保设计与施工的深度融合，为后续施工提供精准指导。该项目BIM总体应用流程如图9所示。

3）项目管理平台优化协同：本项目采用由外部软件开发商根据BIM技术管理部的需求定制开发的XiBIM项目管理平台。平台支持跨阶段的数据整合与实时共享，打破了项目中的信息孤岛问题，确保了各方的高效协作。该平台支持与多种BIM软件对接，确保数据结构化和数字化处理，并通过精准的数据分析支持项目决策，帮助缩短工期、节约成本、提升质量。有效提高了项目管理效能。

图9 项目BIM总体应用流程

Fig.9 Overall application process of project BIM

2.2.3 DCBIM-I应用实例

在项目的设计与施工过程中，依托DCBIM-I指导策划组建的BIM技术管理部，实现了多专业的精细化协同与信息共享，显著提升了设计优化与施工管理效率。

1）设计阶段应用

在设计阶段，BIM优化分析组通过整合各专业设计图纸，及时发现并解决了管线冲突问题。以风雨操场屋面为例，在模型整合过程中发现了各专业设计中存在的管线冲突问题，通过碰撞检查并协调调整。避免了后期因设计问题产生的变更及额外成本。模型整合情况如图10所示，优化效果如图11所示。

此外，DCBIM-I特别重视设计反馈机制。例如，在地下室模型深化阶段，BIM施工组发现原设计净空不足2.4m，未考虑到机电管线后期维护空间的需求。通过向BIM设计组反馈，将方案调整为机房门内收900mm，并降低整层车库层高0.5m，如图12所示。这一调整不仅满足走道内管线密集区的安装、检修空间，且门开启后不占走廊空间不影响通行。同时车库层高降低可减少土方的开挖，减少了后期施工量，为项目节约造价392万。

图10 各专业图纸整合情况

Fig.10 Integration of various professional drawings

图11 经BIM优化后的各专业设备排布

Fig.11 Arrangement of professional equipment optimized by BIM

图12 机房房门内收图

Fig.12 Acceptance diagram of room door in computer room

2）施工阶段应用

在施工阶段，BIM技术管理部通过精细化管控，成功实现了成本节约。例如，在初期土方平衡设计中，地形图精度仅为米级，设计师只能基于近似数据进行填挖方计算。按此填挖方案，仅边坡支护需花费约3000万元，超出了甲方预算。为了解决这一问题，BIM设计支持组使用无人机拍摄获得了厘米级精度的地形图，协助模型设计组建立场地土方原始地坪与设计地坪3D模型。通过将两者叠合得到了更精确的土方计算模型，如图13所示。经精细化计算，优化了土方开挖计算，最终减少了27%的净挖方量和约500万元的边坡支护费用，具体优化前后对比如表3所示。

此外，DCBIM-I强调在施工前与各平台方的提前协作与设计优化。例如，在室内外管网排布方面，BIM技术管理部在整合各专业的BIM模型的同时，主动与各施工团队开展协作，提前进行设计方案的优化。在室内施工前，BIM施工组通过管综优化确定了风口的具体点位，并通过BIM模型进行可视化标注，将点位信息及时传递给精装设计团队，协助他们在出图前对预留点位进行精准修改。随后发现原设计的吊顶净高比实际需求低了30cm，BIM跨专业施工组同施工协调组与内装设计团队紧密沟通调整设计方案，最终统一提升了学校走廊吊顶高度15cm。

图13 场地土方模型示意图

在室外施工前，BIM施工组对管网与景观乔木位置进行了碰撞检测，发现28处乔木树坑与管线碰撞，14处管井标高高于绿化地坪。BIM施工组汇总碰撞点并反馈问题报告，及时与景观绿化设计人员合作，修改设计方案，避免了乔木对管网的影响。在所有影响因素得到优化和调整后，BIM技术管理部再次对室外整体管网模型进行了碰撞分析，发现并解决了63个管网碰撞点，并优化了管线路径。室外管线碰撞优化如图14所示。

图14 局部室外管线BIM碰撞优化前后对比

Fig.14 Comparison of local outdoor pipeline BIM collision optimization before and after

通过这一系列前瞻性的举措充分体现了在DCBIM-I指导下的BIM技术管理部在设计与施工阶段的紧密配合，以及其预见性和解决问题的能力，为项目的顺利推进和高效施工提供了有力保障。

2.3 项目应用效果与经验总结

2.3.1 经济效益

本项目通过DCBIM-I的应用，实现了显著的经济效益。首先，在设计阶段优化了地下室净空，为业主节约了约235万元投资，并提升了车库舒适度。借助BIM技术，项目团队提前识别图纸中的碰撞问题，减少了70%~80%的设计错误和近200项设计变更，预估节约了约982万元成本。

在结构设计方面，项目成功缩小柱、支撑等构件的尺寸，增加了学校内部实用面积2%~3%。此外，喷淋管优化减少了材料浪费，安装效率提升了10%~20%。施工阶段，BIM技术有效优化了施工组织，减少了25%的协调时间，解决了50%~60%的施工信息请求。场地填挖经BIM技术管理部重新计算后，边坡支护节省了约500万元预算。

BIM技术还提升了项目的管理效率，施工BIM专业人员的派驻使得BIM技术管理部的咨询费用从每平方米10元增至28元，显著提高了BIM技术的投资回报率。通过这些举措，项目成功实现了降本增效，保证了高效、低成本、高质量的项目交付。

2.3.2 社会效益

本项目充分发挥了BIM技术的整合优势，通过将“I”（Information）应用到“M”（Modelling），有效地将BIM技术融入整个项目管理流程中，从而提高了项目管理的效率和质量。项目通过前移施工深化，将设计和施工中的关键难点提前解决，减少了常规施工中的不确定性。BIM技术的深度应用提升了项目管理的效率和质量，促进了各方合作，减少了设计变更和施工难度。

通过BIM技术管理部的引导，项目实现了全生命周期“一模到底”的管理方式，减少了设计和施工方的重复工作，确保了施工质量和进度。同时，BIM技术的集成应用为建筑行业提供了创新的管理模式，对未来建筑项目的高效管理和技术进步具有示范作用，推动了行业的现代化。

2.3.3 项目思考

EPC模式最大优势在于设计阶段主导作用的充分发挥。通过BIM技术管理部的参与，项目实现了初步的一体化管理，但仍存在一定的流程瓶颈，特别是在设计方案修改时需要征得设计方的许可，导致一定的时间延误。未来可考虑将BIM技术管理部与设计方进一步合并，形成更加紧密的协作关系，实现设计与施工的真正无缝对接。

这种创新整合有助于提升信息传递的效率和设计的准确性，从而在更大范围内优化项目执行流程，推动建筑行业向集成化管理迈进，实现全流程高效协作。

3 结 语

本文提出的DCBIM-I为我国建设行业EPC模式下的项目管理创新提供了新思路，尤其在设计与施工深度融合、提升协同效率、优化资源配置及提高项目质量方面具有显著优势。通过精细化管理和合理的协同流程，DCBIM-I有效解决了传统管理模式中设计与施工脱节、信息流动不畅和频繁设计变更等问题，为项目的高效推进和高质量交付提供了有力保障。

尽管DCBIM-I主要面向EPC模式，其核心理念和创新流程同样可推广至传统设计与施工分离模式及施工总承包模式等。通过融合BIM技术与优化管理流程，DCBIM-I不仅能够提升设计与施工的协同度，减少变更与返工，还能提高整体项目效益。在传统承包或分包模式中，通过强化BIM全生命周期的应用与协作机制，DCBIM-I可以显著提升管理水平，为各方提供统一的信息支持和高效沟通平台。

然而，在分散化的非EPC项目中，DCBIM-I的推广仍面临协同机制不完善、技术标准不统一以及平台整合难度较大的挑战。未来应通过合理的流程优化与技术支持，发展具有自适应能力的DCBIM-I管理框架，进一步提升这些项目的管理效益。随着BIM技术的不断普及和深入应用，DCBIM-I有望在更多管理场景中发挥重要作用，加速建筑行业的数字化转型。尽管技术标准、人员培训及平台兼容性等挑战依然存在，但随着行业技术水平的不断提高，DCBIM-I的潜力和价值将会进一步显现，并为建筑行业高质量发展提供坚实助力。