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摘要:经济的高速发展带动信息技术的进步,而信息技术的发展又促进经济的不断深入。对建设工程项目质量管理工作来说,信息技术有着极为重要的影响力。文章分析了BIM在建设项目各阶段关于质量管理中的障碍及结合VR的应用优势，探讨了在建设工程项目全过程中实现以PDCA循环为基本方法的全面质量管理，供参考。
关键词:建设项目；质量管理；BIM；VR
1、引言
随着信息时代的到来,信息技术不断被应用到建筑工程管理中的成本管理、进度管理和质量管理中,极大的促进了建筑工程管理的发展。其中，在建设项目的质量管理中，以建筑信息模型(BIM)为代表,相关信息技术还包括4D技术,虚拟现实技术(VR),虚拟原型设计技术(VP),射频识别技术(RFID),地理信息系统(GIS）等。下面，文章将重点讨论如何将BIM和VR结合起来，在建筑项目的全生命周期中实现全面质量管理。
2、BIM和VR概述
2.1 BIM概述
BIM(Building Information Modeling,BIM)，建筑信息模型，是对建筑工程项目的物理特性和功能特性的数字化表达，为建筑物自诞生起到整个全生命周期完结过程中进行决策提供了可信赖的信息共享知识资源。BIM是一个将建筑信息模型化的过程，在这个过程中，BIM涵盖了整个建筑项目全生命周期的信息，并提供了各方参与者的协作平台，实现所有项目相关者的信息交流与共享以及数据的随时修改和更新。经过在十几年的发展，B1M已经不仅仅是一种技术'更是一种管理手段，它改变了建筑工程的生产组织模式与管理方式。然而，国内对于BIM的应用与研究还处于相对初级的阶段。
2.2 VR概述
VR(Virtual Reality,VR),虛拟现实是以计算机技术为核心，结合相关科学技术，生成与一定范围真实环境在视、听、触觉等方面高度近似的数字化环境。用户借助外部设备与数字化环境中的对象进行交互作用，相互影响，可以产生身临其境的感受。虚拟现实的突出特点是沉浸感、交互性、想象性。用户可通过在虚拟场景中的漫游体验，产生与虚拟环境的交互作用，从而更真实的体验环境。现在虚拟现实所实际应用的系统分为桌面虚拟现实系统、沉浸虚拟现实系统、分布式虚拟现实系统。而其应用范围更是涉及航空航天、军事、医学、教育、土木工程、游戏等多个领域。在中国，2016年更是虚拟现实发展的元年。国内很多企业均开始涉及VR技术'其中阿里巴巴更是高调宣布成立虚拟现实实验室。
3、BIM和VR在质量管理体系中的应用价值
3.1 BIM在质量管理中的应用
(1)材料设备质量管理
施工所用材料和设备的质量是工程质量控制的源头，所以全部材料及设备的质量管理就尤为重要。BIM可以将工程所用材料、设备的信息全部数字化，并与相应构件相互关联。这样，在施工前期模型建立时就可以看到每个构件的相应信息，方便建设方、承建方和监理方对材料与设备进行管理和监督。
(2)施工过程质量管理
BIM建模以后可以与现场施工进度相结合，不断更新建筑信息和构件信息，并将数据上传到云平台。因此，在施工过程中的人员控制、施工流程、质量检查等问题都迎刃而解。
3.2 BIM在质量管理中的局限性
(1)施工前效果未知
如今BIM主要应用于项目设计阶段，在此时，模型建立也只是体现出该设计方案的三维立体效果，而用户并不能真正去体验该设计方案中建筑的所处环境、室内装修、交通设施等。
(2)施工过程中效果未知
虽然现在BIM技术已经可以做到施工进度实时上传与修改，但是具体施工的效果还不能完全呈现。业主和项目管理者不能随时看到施工效果以监督该项目是否符合自己的要求。最后很有可能出现项目建成却没有达到令客户满意的效果，由此带来不必要的返工和成本消耗，也就没有真正实现全面质量管理的要求。BIM虽然已经可以让施工人员看到具体的细节，但是具体改动的方案仍不能让工人非常详尽的理解。
3.3 BIM与VR结合的必然优势
BIM重在建模和数据与构件相关联，而VR重在用户的交互式体验，这两者的结合可以完全解决如今BIM在建筑质量管理上的缺陷。在施工前期，BIM所建立的模型与VR技术相结合，可以全方位立体的展示出设计方案的样子。用户可以体验走在建筑里的感觉，甚至是建筑中的一盆植物，用户都可以改变它的摆放位置。更重要的是，业主可以据此看到该方案的优缺点，从而更具体地提出自己的要求。工程建设方也可以更清晰地看到业主的要求，从而更好地解决问题，以达到客户满意的效果。而在施工过程中，工程师需要修改方案细节，可以直接让工人体验修改的过程和结果。这极大地简化了工程师与工人的沟通过程，排除沟通障碍。
4、基于BIM与VR技术的建设项目质量管理
施工的质量管理在建筑工程的建造中必不可少。结合国际和MBA智库百科的定义:工程质量管理是一种系统和动态的管理活动'其管理行为会随着外界条件、时间、地点、人等因素的变化而变化。而采用全面质量管理的理论可以使建筑质量得以提升。1994年，国际标准化组织(ISO)提出全面质量管理的定义:一种以质量为中心，以全员参与为基础的管理途径，通过令顾客满意和本组织的所有成员及整个社会均能受益而达到长期成功。所以，工程项目成功的一大关键在于以质量作为一切工作的核心、通过全员参与的质量管理和控制，以高质量的建筑和服务使顾客达到最高的满意度，最终获得最大的收益。
全过程的质量管理作为全面质量管理的一大重要理论特性，要求在建筑形成的寿命循环周期全过程中建立相应的质量管理体系。基于B1M和VR技术在建设工程中的应用，根据质量形成的规律，在整个过程中对各阶段的质量进行管理控制，包括策划过程质量管理、设计过程质量管理、施工过程质量管理、辅助过程质量管理、运营维护质量管理、员工工作质量管理六大方面。
4.1 策划过程质量管理
近年来，随着建设工程信息化的兴起，西方学者探索将BIM理论应用到建设项目的前期策划阶段，提出基于模型信息进行分析和计算，采用层次分析法或模糊决策方法进行方案优化。
于建设方而言，在策划过程中，市场调研是确保建筑项目质量满足用户需求的起点。技术人员将相关调查数据运用进行建模，得到建筑工程所需部分的整合数据，便于可行性研究报告的整合数据收集。BIM在策划阶段的应用主要内容包括:现状建模、场地分析、成本核算、方案决策数据支撑、总体规划等。通过BIM与VR技术的结合，可以使得部分需求分析结果以一种可视化的方式呈现在决策人员眼前，从而便于决策人员的理解。
4.2 设计过程质量管理
设计开发是建筑质量的源头。优质的设计可以降低工程实施的错误率、返工率，降低工程建设成本。在设计过程中，尽可能地采用新的质量设计技术，将质量目标或用户需求参数化；严格设计审查制度，组建“设计审查小组”对设计方案在技术、经济、社会等方面进行严格的审查和验证，帮助确定最佳设计方案。
BIM与VR技术的结合，是实现设计过程质量管理的重要途径。在建筑项目设计阶段，首先通过BIM进行建模，实现建筑设计的数据化、信息化，同时在平面端(即WEB、PC、MOBILE)展示建筑设计的三维化效果。而BIM与VR技术的结合，使BIM中的各项信息连接到VR虚拟硬件中，通过构建虚拟展示，增强建筑设计的立体渲染真实效果，为使用者提供高交互性与具象性。最后通过BIM与VR的展示，进行建筑设计的审查、检验与试验，最终为确定最佳的设计方案提供技术上的便捷支持。
4.3 施工过程质量管理
建筑施工过程是一个将数据化的设计方案通过一系列的工作转化为实体建筑的过程。而质量管理贯穿始终，它保证整个施工过程完全处于受控状态，最终建造出符合设计方案质量要求的建筑成品。其中可以采用工序质量控制?来持续进行质量分析检验工作'以加强工艺管理。
通过BIM与VR技术在施工过程质量管理中的应用，能够达到统筹规划、持续改进质量的目的。在BIM与VR设备进行设计方案数据无缝连接后，在施工过程中还可以实现虚拟漫游，实时更新数据，以细化施工进度管理并与BIM设计方案数据同步。通过工序质量控制，能够及时发现和预报制造过程中的质量问题并加以控制和处理，有效减少甚至完全消除施工中错误的产生，从而做到质量的持续改进。施工过程中信息庞杂、设计系统多，传统的点对点协同共享易造成各方理解的不一致，致使效率低下，影响施工质量。通过BIM与VR技术的实时运用，以可视化的效果，全方位并且实时向管理人员、监理人员等相关人员一致地展示现场的施工工作，不受时间、地理位置的限制，便于审査、检验施工质量。
4.4 辅助过程质量管理
辅助过程质量管理是指为保障施工过程正常运行而对各种材料、设备的质量管理。主要包括物资供应、工具供应、设备的质量管理等。
建筑材料是影响建筑质量的重要因素。运用辅助过程质量管理以及BIM相关软件，可以记录所需材料、工具等的使用状况，包括价格、使用阶段、设备定期维修时间、供应商等详细情况，并按时完成设备的质量保养。同时在进行部分材料(如装修材料)的比选时，可以通过BIM建模和VR可视化效果相结合，以精确选料。
4.5 运营维护质量管理
在建筑的全过程质量管理中，包括对于建筑建成后的运营维护质量管理。
在运营维护管理阶段,运用数据化、信息化的BIM模型，开展资产管理工作。将资产建立三维模型，并通过对模型的实时更新管理，实现资产的管理工作，同时根据资产的维护信息可以对设备进行及时的保养。
4.6 员工工作质量管理
良好的员工工作质量管理是建筑产品良好质量的重要保证。
在工程项目的全过程实施过程中，全员参与质量管理，细化并明确每个人的工作目标与职责，并制定相应的考核标准和奖惩体系:持续对员工进行教育培训，保证员工高质量的完成工作。
5、基于BIM与VR技术的建设项目质量管理的实现
5.1 实现全面质量管理的基本方法
在本项研究中采用全面质量管理的基本方法:PDCA循环，P(Plan,计划)，D(Do,执行)，C(Check,检查)，A(Action,处理)，也称戴明环。所谓PDCA循环就是按照上述顺序来进行质量管理工作，其不仅是一种质量管理方法，更是一套科学的、合乎认知的通用办事程序。
PDCA循环上升示意图
1-愿有不平 2-新的水平
PDCA循环的特点是:
(1)大环套小环，小环保大环，相互促进。
(2)不断转动，逐步提高。
(3)推动PDCA循环的关键是A(处理阶段)。
5.2 基于BIM与VR技术的PDCA循环
5.2.1 按项目进行阶段进行全面质量管理
(1)项目决策阶段
在项目决策阶段，项目的建设方需要进行前期调研，以确定项目的可行性。其中包括技术可行性、经济可行性、环境可行性和社会可行性。在此阶段可以将VR技术应用于该项目的地理环境、气候条件等客观条件的模拟，从而确定该项目的环境可行性。
(2)设计阶段
在此阶段需要进行施工方案的比较与确定。在此过程中，每一份设计方案就是Plan,根据设计方案进行BIM建模和VR模拟化，就实现了Do和Check的过程。建模相当于将项目建设出来，而VR技术可以让项目相关者在相应方案所呈现的虚拟环境中看到方案中不能令建设方满意之处和可能出现质量问题的地方。有了这些，就可以进行Action,修改完成后可以重复这个过程。BIM与VR结合最大的好处就是在处理问题时可以直接在虚拟出的环境中进行修改，并将修改后的数据直接返回BIM的相关系统，这样修改部分所涉及的构件信息，工程项目的整体信息都可以随之变化，减少了因设计方案不完善所带来的人力、经济、时间等成本的增加。
(3)施工过程
在项目实施过程中，Plan就是项目进度计划，需充分考虑可能影响施工进度和质量的因素，如天气、材料、设备、修改方案等，这些都可以直接由BIM提供支持。Do就是施工过程，根据项目设计方案和进度计划进行施工的具体实施。在施工过程中，监理单位和安全管理人员随时对施工的技术和过程进行监督检查，这就是Check的过程。在此过程中，BIM+VR可以实现施工过程可视化，特别是细节方面，更有助于检查者发现问题。如果出现问题可以将其直接通过BIM进行修改，并实时通过VR技术全方位展现给施工人员，让他们更清楚问题的源头和修改方向。
(4)运营维护阶段
项目建成之后，该项目的运营维护主要是日常的水电设施管理和绿化、清洁等运营成本的控制。这些数据在项目建设之初就已经存在于BIM模型当中，随着后来的施工不断变化而形成最后的数据。水电设施管理都采用计算机管理，通过将BIM中的信息导入相应的管理系统，如果出现质量问题，计算机可直接提醒相关人员处理。而运营成本主要取决于企业当年的财务计划和相关政策。
5.2.2 人员工作质量的全面管理
在一个项目的全生命周期的全面质量管理中一项非常重要的元素是人员质量管理。无论是项目进行到任何阶段，人员质量管理都应该做到人员分工明确，并完善教育培训和企业文化建设。BIM和VR技术都属于现代刚刚发展起来的技术，在相关人员进行工作之前都应该进行相应的培训，要做到专业技术由专业人员操作，以避免不必要的问题出现。同时，要使所有员工认识到质量管理的重要性，做到人人参与，人人关心，营造以质量为中心的氛围。PDCA循环将在每个人的具体工作中得到体现。
6、总结
综上分析，BIM将成为建筑行业最前端引领行业变革的重要推动力之一,而VR技术将为提升BIM应用效果并加速其推广应用。本文提出了BIM与VR技术的结合是实现建筑工程全面质量管理的重要手段的观点。虽然，就目前来看，信息技术的应用尚不成熟，BIM和VR作为刚刚起步的发展起来的技术，存在其本身的优势，但也存在一些缺陷，在具体的实践中还有很多需要注意的地方。相信随着科技的不断发展，信息技术在建设项目质量管理中应用的进一步研究，BIM与VR技术会实现更好地融合，在建筑项目质量管理领域中实现更大的价值，推动建筑行业的整体发展。
参考文献
[1]覃健.浅谈BIM与VR的联系与未来[J].建筑工程技术与设计, 2016(32).
[2]刘嘉旺.浅谈BIM & VR技术在建筑工程中的运用[J].建筑工程技术与设计, 2016(8).
论文作者:李芳耀
论文发表刊物:《防护工程》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/21
标签：质量管理论文; 过程论文; 建筑论文; 技术论文; 质量论文; 过程中论文; 项目论文; 《防护工程》2017年第7期论文;