上海市胸科医院新建科教综合楼项目位于上海市徐汇区内环以内，北临淮海西路，南邻番禺绿地，东面为安顺路，位于胸科医院东北角。
项目总投资18596万元，建筑高度约60m，总建筑面积24208m2，其中地上面积18868 m2，地上13层；地下建筑面积5340m2，地下3层。设置机动车位169个，全部为智能机械式地下停车位，计划建设周期为26个月。该项目的建成将为胸科医院提供科研教学、行政会议办公室、停车、设备等功能空间。
项目于2015年12月30日开始桩基工程施工，于2016年3月18日开始主体工程施工，2016年7月3日开始土方开挖，于2017年1月18日完成结构封顶，并于2017年10月31日顺利通过竣工验收。
该项目在前期阶段考虑到了传统的二维项目管理模式在医院建设项目管理中的诸多弊端，为提高建设单位的项目管理能力，项目建设全生命周期内采用了BIM+PM（项目管理）管理模式，提升了项目管理单位基建精细化管理能力。同时该项目于2015年12月被列为上海市第一批BIM试点项目政府投资工程。
该项目中BIM技术应用成果涵盖42个应用点，成果包括：BIM应用报告43份、组织召开BIM专题并编写会议纪要86份、开展观摩交流会及学习交流会3次、建立各阶段各种类模型215个、形成模拟视频49个、BIM应用相关论文3篇、编写并出版了《BIM在医院建筑全寿命期中的应用》以及《上海市级医院建筑信息模型应用指南》。
该项目运用BIM技术进行精细化管理，在工程安全、质量、进度和造价控制方面获得了良好的效果。
安全控制方面，基于BIM技术对施工安全进行管理，建设期间无安全事故，获得施工阶段和装饰阶段“文明施工工地”称号。
进度控制方面，基于BIM-4D技术进行进度控制，科学安排施工工序，节省施工时间，与原计划相比，提前3个月竣工验收。
质量控制方面，基于BIM对工程的质量进行控制，项目目前已获得优质结构奖、绿色施工样板工地，正在申请上海建筑工程白玉兰奖。
造价控制方面，通过应用BIM技术，进行碰撞冲突分析、漫游检查等，预先发现建筑结构问题共计193处、地下管线综合问题共计9类99处、地上管线综合问题共计5类44处。基于BIM进行工程量审核与造价跟踪管理，累计节省造价1668.9万元，其中通过BIM技术提前工期创造经济效益662.7万元，通过BIM技术优化设计及施工方案创造经济效益100万元，通过BIM技术优化设计图纸创造经济效益201.6万元，通过BIM造价核算优化经济效益704.9万元。
以下将对BIM技术在科教综合楼项目的具体实践案例进行分析说明，旨在总结BIM实践经验，深入挖掘BIM技术在工程建设过程中的巨大潜在价值，同时积极响应国家层面与上海地方相应部门出台的相关政策，进一步深入推进BIM技术应用。
可视管理，高效决策，提高管控能力
通过BIM技术在科教综合楼项目中的应用实践， 总结出如下三点 BIM技术应用于项目管理的核心价值：
提高可视化管理能力
BIM 技术应用于施工阶段项目管理，可以为项目管理带来可视化管理手段，从而帮助建设单位领导班子快速做出决策。例如，可以通过BIM技术三维模拟设计院平面表达并加以性能可视化分析，从而加快方案决策过程；4D管理应用可以直观地反映整个建筑的施工进度和形象进度，帮助项目管理人员合理制订施工计划、优化施工资源。
科教综合楼13F多功能厅方案模拟与整体照度分析
提供有效的分析手段
BIM是综合建筑信息模型，由不同层级的构件组成，并可基于部位、专业、分项、构件、时间等提供各种维度的分析，为项目管理提供有效的分析手段。例如，通过院内原有管线、设备的事先构建分析，可以预判施工可能存在的风险，从而使施工方案更加安全可靠、施工人员心中有底；利用BIM辅助动态成本管理，比如针对一定的楼层，从BIM获取收入、计划成本，从项目管理系统获取实际成本数据，然后进行三算对比分析。
科教综合楼项目原有管线、设备模型构建分析
为项目管理提供数据支持
在施工阶段的项目管理中，BIM可以为各个业务实时提供基础数据。例如，可以方便快捷地为成本测算、材料管理及甲方报量、分包工程量审核等业务提供工程数据，从而大幅度提高工作效率，并提高决策水平。
施工模拟，优化工序，合理缩短工期
施工的进度控制和管理包含了进度计划的设置和控制，进度计划的设置是结合规定的时间来设置施工的进度，并尽可能地减少经济投入。而进度计划的控制主要是在施工期间，及时发现和解决影响进度的问题，并适当地修改计划，保证项目的顺利完成。
在施工的计划控制方面，项目中的重点、难点对计划的可行性有一定的影响，而BIM技术可以在这方面发挥作用。BIM技术可以对建设方案进行分析，尤其是在项目的重点、难点方面能够进行科学的鉴定，从而为项目的优化调试提供可靠的数据支撑。另外，BIM技术可以对建设方案进行模拟演练，具体地展示出计划是否可行。因此，BIM技术可以提高调试的效率，有利于调整建设方案，促使方案的施工进度符合要求。以下通过科教综合楼项目的桩基工程与主体结构施工进行说明。
桩基工程的BIM-4D施工模拟
在上海市胸科医院科教综合楼的总进度计划中，桩基施工时间为30天。但是，施工总承包单位通过CAD图纸排布以及现场技术人员根据经验所进行的施工分析，认为在狭长的施工现场仅能安排4台打桩机，施工159根62m长的钻孔灌注桩约需45天。
通过地下工程施工全过程BIM-4D模拟，考虑钢筋笼的运输和起吊半径、混凝土搅拌车的行走路径、打桩机的移机等因素，合理优化场布，科学得出分区块打桩机数量、排布以及施工机械的行车路线，详细反映了地下施工全过程的情况。将这些模拟结果用于指导施工，使桩基工程工期从45天缩短到30天。
桩基施工BIM-4D模拟
主体结构施工模拟
通过主体结构施工全过程BIM-4D模拟，充分提高场地空间利用率；通过各工序之间的碰撞检查，尽可能地避免因工序搭接失误而造成的返工，合理安排行车路线，大大提高施工效率；通过模拟分析增加了施工区泵车出入口，缩短了浇捣时间；利用模拟对出入口进行合理的时间安排，降低院区内人员危险。通过 BIM-4D模拟，主体结构工程工期从114天缩短到84天。
基于BIM技术的进度管理，需要在项目实施阶段，在更新进度信息的同时，持续跟踪项目进展、对比计划与实际进度、分析进度信息、发现偏差和问题，通过采取相应的控制措施解决已出现的问题，并预防潜在问题以维护目标计划。
科教综合楼通过基于BIM的进度管理体系从不同层次提供多种分析方法，实现了项目进度的全方位分析。该项目在整个施工过程中共计缩短工期92天，占合同工期的15%。
图纸优化，质量把控，验收一次通过
BIM技术在科教综合楼质量管理方面的应用贯穿设计阶段、施工准备阶段和施工阶段。
在方案设计阶段、BIM建模前期，需要建筑专业和结构专业的设计人员大致确定工程结构的高度，对于使用空间净高要求严格的区域，需要机电专业参与协同设计。
在扩初设计阶段，需要机电专业通过BIM的碰撞检测，发现水暖电、消防、医用设备等管线间的碰撞问题，提前深化设计、优化设计，避免施工过程中发生冲突。
在施工准备阶段，BIM最重要的功能是“虚拟施工”，对设计方案进行检测分析，对施工方案进行模拟、分析与优化，从而发现施工中可能出现的问题，使得技术人员在施工前就采取预防措施，直到获得最佳的施工方案，从而保证施工方案和关键施工工艺的可行性和施工质量。进行虚拟施工的过程中不消耗施工人力、机械、材料等资源，大大降低了管理成本和返工成本。此外，还可以基于 BIM 的属性添加，建立建筑材料、建筑结构与构件的质量保证体系；基于 BIM 云平台的应用，将施工工艺的实施与现场质量跟踪管理进行关联，实施动态质量管理。
整合各专业成果，提高设计质量
目前建筑设计专业分工已经很细致了，但是由于各个专业的设计人员受自身所学所限，对项目的理解基本都是从自身专业角度出发，导致相互之间配合度较低，理解有偏差，以至于图纸之间的相互冲突比比皆是。
通过BIM整合各专业成果并得到的统一模型，可直观反映图纸错误以及待优化部位，然后根据商讨结果进行修改，从而保证设计的统一协调性。
科教综合楼建筑、结构、机电专业模型
科教综合楼项目中通过BIM整合模型发现建筑结构有效碰撞193处、地下管线综合问题9类共计99处、地上管线综合问题5类44处。基于各类问题，BIM咨询单位及时建议设计院对相关部位的图纸进行修改，消除误差，优化施工图的准确度，从而保障设计质量，降低施工过程中的返工，控制工程造价。
虚拟建造保证施工质量
在科教综合楼项目施工过程中，基于 BIM 技术进行虚拟施工，“先试后建”，达到了良好的效果。
在开始施工前，对施工方案进行模拟、分析与优化，从而发现施工中可能出现的问题。虚拟施工是施工领域的新方法，它将 BIM技术用于模拟建造一个建筑工程项目，不仅考虑时间维，还考虑其他维数，如材料、机械、人力、空间、安全等，可以扩展到“N 维”。
例如，科教综合楼项目钢连廊吊装施工过程中，对整个连廊进行了高精度模型构建，然后构建BIM施工作业模型，用于指导构件加工和安装工作，对构件安装位置进行精确定位、可视化交底，避免安装失误。
钢连廊施工作业模型
基于 BIM 现场监控的质量管理
对工程质量的控制与管理，除了保证BIM深化设计的质量要求、BIM 施工模拟的施工工艺选定，还必须基于BIM进行技术交底，将优化的设计文件和施工组织文件落实到生产一线，并基于BIM云平台，实行施工质量动态跟踪监控（如图7所示）。现场质量管理人员可以通过移动终端将现场采集的现场照片、录音、视频等质量管理信息上传至云端，准确定位问题的严重性和优先性，将所有施工现场的进度和质量问题及时暴露。对现场原材料进场和试验报告的管理的相关信息也能及时集成到BIM云平台上。
这就构建起了施工全过程质量管理跟踪反馈机制，确保管理者掌控工程质量管理的真实情况，减少因信息缺失和跟踪不及时造成的管理疏漏。
施工质量 BIM 云平台动态跟踪监控（截屏）
科教综合楼项目基于BIM技术的质量管理是一个质量保证体系，通过以验收为核心流程的规范管理和质量文档来实现。其质量管理包含了对设计质量、施工质量和设备安装质量等全方位的控制和管理。统一的BIM模型起到桥梁的作用，解决了图纸之间的矛盾、图纸和施工脱节的问题，同时也保障了竣工验收一次通过的基础条件。
辅助投资，精确算量，投资不超概算
基于BIM技术的工程算量在科教综合楼项目上的充分应用，基本实现了工程算量全覆盖、全透明，结合投资监理单位提供的综合单价得出实际工程造价，提高了建设周期的投资控制能力，做到招标阶段清单精准化，施工过程造价变更透明化，竣工结算高效化。
C01标段桩基工程BIM竣工模型造价结算分析
通过构建桩基竣工模型，对该工程167根实际竣工的工程桩的桩号、桩长、桩标高及桩位偏差等主要信息进行了竣工核验与工程信息录入，以便后期查阅（图8所示）。同时运用算量软件对桩基工程进行了BIM模型算量，将获得的算量结果与投资监理提供的该标段桩基工程预算工程量进行了对比，旨在提高工程算量精度，并结合该工程综合单价得出BIM工程造价，为桩基工程竣工结算提供参考与支撑（目前误差在3%以内）。
桩基竣工结算BIM模型及造价分析
铝合金门窗BIM工程量计算分析
基于设计院提供的建筑图纸，在REVIT软件下建立建筑模型，运用算量软件对建筑模型的门窗进行了BIM模型算量，将获得的算量结果与投资监理提供的铝合金门窗清单的工程量进行了对比。
铝合金门算量对比表
施工准备阶段主体建筑结构BIM工程量计算分析
基于设计院提供的审图图纸，在REVIT软件下建立建筑结构施工图初步模型，运用斯维尔算量软件对建筑结构进行BIM模型算量，将获得的算量结果与投资监理提供的《补充协议附件PDF文件》中的工程量进行了对比。
结构梁板算量对比表
信息平台，专题例会，提升管理质量
工程项目管理中存在的施工人员操作流程不规范、材料使用不规范、环境评估不足等问题均会影响施工质量。将BIM技术应用于工程项目管理，可以以构件为单位对施工需要的建筑构件、设备进行管理。同时，BIM提供了技术管理平台，各专业参与者可以通过BIM技术建立标准化施工工艺流程，避免施工人员的不规范操作。此外，在BIM技术的帮助下，项目参与者可以进行施工环境评估，包括对施工现场的环境、周边环境等进行模拟，从而实现事前控制、事中控制。BIM技术在质量管理的事后控制中，可以针对已发生的质量问题快速分析原因，并采取补救措施，形成资料集，为其他项目的质量控制提供参考。
基于BIM的项目管理平台的应用
结合目前已有的《工程项目管理制度》，针对工程建设项目“投资、进度、质量、安全”等重要方面的管理，探索了基于BIM的PM管理模式。通过软件平台开发，实现BIM模型数据和PM管理数据的整合，形成相互之间的网状数据关联，使所有数据信息能够在系统内部顺畅地流动，功能与功能之间、系统与系统之间实现无缝融合，尤其微现场管理功能，方便平台的各级使用人员参与项目管理，实现通过移动端可以方便快捷地获取和处理项目管理任务。
基于BIM的PM信息平台主要包含PC端、平板电脑端、安卓／IOS客户端三个部分，如图所示。
基于BIM的现场项目管理平台(WebAppPad)
BIM专项例会制度
上海市胸科医院科教综合楼项目实行每周一次BIM专项例会制度，该例会置于传统例会之前，主要基于BIM讨论研究项目上遇到的问题，并提出有效的解决方案。
通过近三年的应用实践，科教综合楼项目充分发挥了BIM技术在医院项目中的可视化、虚拟化、协同管理、成本和进度控制等优势，提升了工程决策、规划、设计、施工和运营的管理水平，减少了返工浪费，科学地缩短了工期，提高了工程质量和投资效益。创新的BIM技术应用模式及阶段性成果得到了相关政府部门以及医院同行的广泛认可。
BIM既是一种工具，也是一种管理模式，在建设项目中采用BIM技术的根本目的是为了更好地管理项目。BIM技术也只有在项目管理中“生根”，才有生存发展的空间，否则，浪费了大量的人力物力，却没有得到相应的回报，这也是国内大多数BIM工程失败的主要原因。
因此，BIM不是一场“秀”，BIM技术必须和项目管理紧密结合在一起，BIM应当成为建筑领域工程师手中的工具，并逐渐代替传统工具，实实在在地为项目管理发挥作用。
BIM技术在上海市胸科医院科教综合楼项目管理中的集成应用，带来的不仅仅是更先进、更高效的软件技术，更多的是工作方式、工作流程、管理模式的一种变革。