Changing roles of the clients,architects and contractors through BIM
Abstract
Purpose – This paper aims to present a general review of the practical implications of building information modelling (BIM) based on literature and case studies. It seeks to address the necessity for applying BIM and re-organising the processes and roles in hospital building projects. This type of project is complex due to complicated functional and technical requirements, decision making involving a large number of stakeholders, and long-term development processes.
Design/methodology/approach – Through desk research and referring to the ongoing European search project InPro, the framework for integrated collaboration and the use of BIM are analysed. Through several real cases, the changing roles of clients, architects, and contractors through BIM application are investigated.
Findings – One of the main findings is the identification of the main factors for a successful collaboration using BIM, which can be recognised as “POWER”: product information sharing (P),organisational roles synergy (O), work processes coordination (W), environment for teamwork (E), and reference data consolidation (R). Furthermore, it is also found that the implementation of BIM in hospital building projects is still limited due to certain commercial and legal barriers, as well as the fact that integrated collaboration has not yet been embedded in the real estate strategies of healthcare institutions.
Originality/value – This paper contributes to the actual discussion in science and practice on the changing roles and processes that are required to develop and operate sustainable buildings with the support of integrated ICT frameworks and tools. It presents the state-of-the-art of European research projects and some of the first real cases of BIM application in hospital building projects. Keywords Europe, Hospitals, The Netherlands, Construction works, Response flexibility, Project planning Paper type General review.
1. Introduction
Hospital building projects, are of key importance, and involve significant investment, and usually take a long-term development period. Hospital building projects are also very complex due to the complicated requirements regarding hygiene, safety, special equipments, and handling of a large amount of data. The building process is very dynamic and comprises iterative phases and intermediate changes. Many actors with shifting agendas, roles and responsibilities are actively involved, such as: the healthcare institutions, national and local governments, project developers, financial institutions, architects, contractors, advisors, facility managers, and equipment manufacturers and suppliers. Such building projects are very much influenced, by the healthcare policy, which changes rapidly in response to the medical, societal and technological developments, and varies greatly between countries (World Health Organization, 2000). In The Netherlands, for example, the way a building project in the healthcare sector is organised is undergoing a major reform due to a fundamental change in the Dutch health policy that was introduced in 2008.
The rapidly changing context posts a need for a building with flexibility over its lifecycle. In order to incorporate life-cycle considerations in the building design, construction technique, and facility management strategy, a multidisciplinary collaboration is required. Despite the attempt for establishing integrated collaboration, healthcare building projects still faces serious problems in practice, such as: budget overrun, delay, and sub-optimal quality in terms of flexibility, end-users dissatisfaction, and energy inefficiency. It is evident that the lack of communication and coordination between the actors involved in the different phases of a building project is among the most important reasons behind these problems. The communication between different stakeholders becomes critical, as each stakeholder possesses different set of skills. As a result, the processes for extraction, interpretation, and communication of complex design information from drawings and documents are often time-consuming and difficult. Advanced visualisation technologies, like 4D planning have tremendous potential to increase the communication efficiency and interpretation ability of the project team members. However, their use as an effective communication tool is still limited and not fully explored (Dawood and Sikka, 2008). There are also other barriers in the information transfer and integration, for instance: many existing ICT systems do not support the openness of the data and structure that is prerequisite for an effective collaboration between different building actors or disciplines. Building information modelling (BIM) offers an integrated solution to the previously mentioned problems. Therefore, BIM is increasingly used as an ICT support in complex building projects. An effective multidisciplinary collaboration supported by an optimal use of BIM require changing roles of the clients, architects, and contractors; new contractual relationships; and re-organised collaborative processes. Unfortunately, there are still gaps in the practical knowledge on how to manage the building actors to collaborate effectively in their changing roles, and to develop and utilise BIM as an optimal ICT support of the collaboration.
This paper presents a general review of the practical implications of building information modelling (BIM) based on literature review and case studies. In the next sections, based on literature and recent findings from European research project InPro, the framework for integrated collaboration and the use of BIM are analysed. Subsequently, through the observation of two ongoing pilot projects in The Netherlands, the changing roles of clients, archite
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通过BIM改变业主、设计师、承包商的角色
摘要
目的——本文旨在介绍一种具有实际意义的基于文献和案例研究的建筑信息模型(BIM)。它试图解决BIM和重组的过程和角色在医院建设项目中应用的必要性。这种类型的项目很复杂是由于复杂的功能与技术要求,做出决定涉及大量的涉众，和长期的开发过程。
设计/方法/途径——通过文献研究和参考欧洲正在进行的研究项目，框架集成协作和使用BIM进行了分析。
调查结果——其中一个主要发现是识别为一个成功写作使用BIM的主要因素，产品信息共享(P)、组织角色协同(O)、工作流程协调(W)、环境对于团队(E)、然后参考数据整合(R)。
独创性/价值——本文有助于在改变所需角色和过程开发与经营可持续建筑环境支持集成的ICT的框架和工具的科学和实践。介绍了先进的欧洲研究项目和一些真实的应用于医院建设项目BIM的真实案例。
关键字：欧洲、医院、荷兰、工程施工、响应的灵活性，项目计划
1 导言
医院建设项目非常关键，涉及到重要投资且建设周期长。医院建设项目也非常复杂，因为涉及卫生安全、特殊设备和大量数据的处理。建设过程是动态的，包括迭代阶段和中间的变化。转移议程、角色和责任的许多建筑相关人员都积极参与，比如:医疗保健机构，国家和地方政府，项目开发商，金融机构，建筑师，承建商，顾问，设施管理，设备制造商和供应商。这些建设项目的影响很大，随着医学、社会、科技的发展，医疗政策也在迅速变化。在不同国家之间同样如此(世界医疗组织2000)。比如在荷兰，因为2008年推出的荷兰卫生政策，卫生保健部门的建设项目组织方式经历了巨大的变革。
迅速变化的环境要求一个建筑在其生命周期中具有灵活性。出于整合生命周期的考虑，在建筑设计、施工技术和设施的管理策略，多学科的合作是必要的。医疗建设项目建立全面合作的尝试在实践中仍面临着严重问题，如预算超支、延时、灵活性带来的次优的质量、用户不满和能源效率。显而易见的是，在这些问题背后的最重要原因是缺乏一个建设项目的不同阶段所涉及的角色之间的沟通和协调。不同的利益相关者之间的沟通变得非常重要，因为每个利益相关者具有不同的技能。因此，复杂的设计图纸和文件信息的提取，解释和通信的过程往往耗时和困难。先进的可视化技术，如4D规划，有巨大的潜力可以提高项目团队的沟通效率和项目成员的解释能力。然而，作为一个有效的沟通工具的使用仍然有限，并没有充分探讨，在信息传递和集成也有其他方面的障碍，例如：许多现有的信息和通信技术系统不支持的数据和结构的先决条件是不同的建筑角色或学科之间的有效合作的开放性。
建筑信息模型(BIM)为事前问题的解决提供了整体方法。因此，BIM是越来越多地使用信息和通信技术作为一个在复杂的建设项目的支持。一个有效的多学科协作，最佳使用BIM的支持，需要不断变化的客户，建筑师和承包商的角色，新的合同关系和重新组织的合作进程。不幸的是，在实践方面仍然存在一些差距，比如怎样使建筑参与者们再变换的角色中有效合作、改进并利用BIM作为一个最佳的信息和通信技术的协作支持。基于文献回顾和案例研究，本文全面回顾了建筑信息建模(BIM)。在下一部分将重点分析全面合作框架和BIM的应用，这部分研究会基于文献和来自欧洲的研究项目。随后，通过观察在荷兰进行的两个试点项目，将研究通过IBM的应用，客户、建筑师和承包商之间的角色转换。总之，应用IBM的统一协作，其成功因素和障碍都是确定的。
2 通过统一协作和生命周期设计的角色变化方法
一个医院建设项目涉及不同的参与人员，角色和知识领域。在荷兰，因为新的医疗政策，医院建设项目中的客户，建筑师和承包商的角色变化是不可避免的。以前，医疗机构根据医疗机构法需要获得新的建设项目和重大整修许可证和建筑许可证。许可证由荷兰卫生部颁发，医疗机构从政府获得财政支持。2008年以来，管理医院建筑项目和房地产所有权的法令已经生效。在新法律中，为医院下建设项目许可证不是强制的，也不是能获得的(荷兰健康法，福利与体育，2008)。这种变化从国家政策导向方面给与了更多的自由，也分配了更多的责任给医疗机构对其房地产融资和管理。新政策意味着医疗机构对建设项目和房地产所有权进行全面负责管理和资金拨付。将不再得到政府单独的医疗保健设施拨款，但将包括对医疗服务的费用。这意味着，医疗机构必须通过他们的服务，他们对房地产的投资赚回来。这项新政策旨在刺激医疗建筑的设计，采购和管理，这将有助于有效和高效的初级卫生保健服务的可持续创新。这个建设项目和房地产管理的新战略找到了集成的协作方式。以保证在施工期间，使用和维护的可持续性，最终用户、设备管理人员、承建商及专门承建商需要在规划和设计过程中涉及。新战略的影响，反映在建筑者角色的转变和新的采购方法上。
在传统的采购方法中，建筑师和设计工程师改进设计和细节。然后，客户端(医疗机构)给卫生部发送申请获得建筑许可证和政府财政支持。在此之后，选择承包商的招标过程中，强调为寻找最低价格的投标人。施工期间，变化往往发生由于施工问题和客户需求的新要求。由于技术的复杂性、决策的高水平，从开始直到交付医院建设项目全过程可能需要长达十几年的时间。交付后，医疗机构完全负责设施的运作。重新设计和变化也发生在使用阶段，以应付新的功能和医学界的发展。
综合采购描绘了有关各方在建筑项目上的新的合同之间的关系。在综合采购项目中，顾客只跟建筑施工方保持契约关系，而与建筑设计师和承包方之间没关系 。而在需求方面的客户端任务和职业群体之间的传统边界变得模糊，因为建筑师，顾问公司，承包商，分包商和供应商都在建设过程中的供应方的立场。这样的配置使建筑师，工程师和承包商在一个非常不同的位置，影响不仅自己的角色，而且他们的职责，任务和与客户，用户，团队和其他利益相关者沟通。
从传统采购法到综合采购法的过渡需要供给双方当事人心态上的一个转变。它是为客户和承包商能有一个公平和公开的合作，使他们都可以最佳利用他们的能力。综合协作的有效性也取决于客户的能力和战略，以组织创新的招标程序。
一个新的挑战出现在案件的定位的一名建筑师合作伙伴承包商。对于建筑师同一个承包商达成合作伙伴关系，一个重要的问题是如何确保建筑的价值观的实现，以及通过高效施工过程来实现的创新过程。在另一起案件中,建筑师可以站在客户端战略顾问的角色而不是设计师。在这种情况下,建筑师的责任是将客户的需求和愿望翻译成建筑值将其体现在设计规范中,并评估承包商的提议反对这个。在这些新角色中,建筑师拥有作为代表利益的服务商的责任，掌握托管人的客户价值和托管人的设计模型。
从传统到综合采购方法的过渡也带来了对付款方案的影响。在传统的建筑过程中，建筑师的酬劳通常是基于项目花费的百分比，这可能仅意味着这个建筑花费的越多，酬劳将越高。工程师基于设计的复杂程度和任务的强度来接受酬劳。一个高度复杂的建筑将造成大量的返工设计，就红利而言，这点对于工程师是有利的。一个传统的承包商通常可获得委员会根据招标建造建筑最低的价格满足给定的最小规格客户端。交付之后，承包商不再负责建筑的长期使用。在传统的采购方式中，所有的风险是置于客户一方的。
在综合采购方法中，付款方式是根据所获得的建筑性能；因此，付款是非对抗性的。自从建筑师、工程师和承包商对建筑的设计和质量拥有广泛的责任，付款是在这段时间内连接这座建筑的测量系统的功能和技术性能的纽带。酬劳变成一种达到最理想质量的激励。如果这个项目的参与者成功交付一个超过最低客户的需求高附加值建筑物,他们将根据客户的额外所得而获得一笔奖金。这种透明度的水平也是可以提高的。如果利益相关者同意共享信息和其详细程，则打开账簿记录会是一个优秀的工具。
接下来采用综合采购方法，医院建设项目的新房地产策略对创新产品开发和生命周期的设计方法发表评论。一个可持续的业务投资案例和医院大楼的开发依赖动态的生命周期管理，它包括考虑和分析建筑生命周期成本随时间的发展的变化(投资/初始成本、运营成本、和物流成本)。相比传统生命周期成本法，动态的生命周期管理包含一个转变,即从只关注于专注最大限度地减少成本到总收益最大化的获得。其中一个关于成功实现动态生命周期管理的一个决定性因素是可持续设计的建筑和建筑的组件，这意味着设计携带者足够的灵活性来适应长时期产生的变化(发表于1992)。
设计基于生命周期管理的原则影响了建筑师的角色，因为他需要了解关于使用场景和相关财务安排、不断变化的社会环境和物质环境和新技术。设计需要集成人活动和业务的战略时间。在这种背景下，建筑师通过组织的、当地的和全球的金融政策、经营、健康和安全、环境等等来联合自己的设计策略。
结合的过程和产品的创新，不断变换角色的项目参与者可以通过集成项目交付或IPD(美国建筑师协会，加利福尼亚议会，2007)来适应。IPD是一种集合参与人员、体系、业务结构和实习于一个过程，该过程能够通过设计、制造、建设的所有阶段，综合人才并协作所有参与者的见解以减少浪费、提高效率。IPD原则可以被应用于多种合同安排。IPD团队包含的成员将远远超过三位一体的建筑师、工程师和承包商。至少,尽管,一个集成项目应该包含一个客户,建筑师,承包商，工程师之间的紧密合作，但主要承包商最终负责项目的建设,从早期的设计直到项目交接。IPD成功的关键是集合一个可以齐心协力并工作高效的团队。IPD是建立在写作上的。因此，如果参与者分享应用共同点价值观和目标，IPD才能成功。
3 通过BIM应用改变角色
BIM包括ICT框架和可以支持基于生命周期设计的的方法的综合协作的工具。BIM是一个数字表示的物理和功能特性的设施。这样，它作为一个为形成一个可信赖的生命周期从开始向前的决策基础服务的共享知识资源(国家建筑科学研究院NIBS，2007)。BIM促进不同时间和地点的独立协同工作。一个BIM的基本前提是在BIM系统中把不同股东在不同生命周期阶段插入、提取、升级或修改信息来支持和反映利益相关者的角色。BIM的最终形式，作为一个共享的数字表示建立在具有互用性的开放标准，可以成为从设计团队向承包商和分包商，然后向客户端的虚拟的信息模型。
BIM不同于之前所知的计算机辅助设计(CAD)。BIM会比生成数字图纸(2D或3D)的应用程序更进一步。BIM是一个综合模型，其中所有过程和产品信息都结合在一起存储、阐述，并交互式地分发到所有相关的项目参与者。作为一个涉及所有成员贯穿整个项目生命周期的主要模型，BIM随着项目的发展而开发。使用BIM，被提议的设计方案将被评估是否符合顾客的要求是否满足预期的建筑设计效果。BIM的功能支持设计过程向多维延伸，包括:三维可视化和细节,冲突检测、材料时间表,计划、成本估计,生产和物流信息,和竣工文件。在施工过程中，BIM会支持之间的通信建设网站,工厂和办公室的设计——这是至关重要的一个有效的和高效的预制和装配过程以及防止或解决问题相关的不可预见的错误或修改。当该建筑在使用中，可以使用BIM结合智能建筑系统提供和维护大楼的最新信息性能,包括生命周期成本。为在AEC/FM工业中合作运用BIM的更高效的信息交换中发挥全部潜能，高质量的开放国际标准和这些标准的高质量的安装使用必须被替换。IFC开放标准是普遍认为是被广泛实现的在软件。不幸的是，这个认证程序允许低质量的的实现进行身份高质量的认证，并且本质上呈现它是在IFC实际使用中没用的身份认证。IFC兼容BIM实际上是用更少的人工为建筑师和承包商起草，为工程师显示为相同的作用。最近的一项调查显示，CAD仍然是用于设计工作的主要技术形(约占60%)，而此时BIM被约20%的设计师和约10%的工程师和承包商使用。
应用程序支持一个最优的BIM交叉学科和交叉阶段合作，在项目参与者角色和关系上打开了一个新的维度。几个最相关的问题是:新角色的模型管理员；访问权和知识产权的协议(IPR)；根据合同类型的责任和付款安排根据的类型和相关的集中采购；开放国际标准的使用。协同工作使用BIM要求建立一个拥有ICT以及施工工艺技术的新的专家的角色的模型管理员 。该模型管理员处理系统,以及项目人员。他为BIM功能提和维护供技术解决方案，管理信息流，提高利益相关者的ICT技能。模型管理员并不能决定在设计和工程的解决方案和组织程序，但他的角色在整个链中的决策的重点是： BIM的发展，模型的结构和细节水平的定义，相关BIM工具的调度，例如，模型检查、合并、和冲突检测、分摊协作方法，特别是决策和通信协议、任务规划、和风险管理以及信息管理方面，依据数据流和数据储存、鉴定沟通的错误,和决策或过程(重新)跟踪。
对于法律和组织问题,一个实际的问题是：在什么情况下知识产权(IPR)协同工作使用BIM不同于知识产权在传统的团队合作。就结合作品而言，知识产权每个元素都依附于它的创造者。尽管看起来是一个完全集成的设计、BIM实际却是由一个组合的作品/元素;例如： 是由建筑师完成建筑物的轮廓设计，由电气承包商设计电机系统等等。因此，一旦BIM结合起来工作,知识产权的使用将类似于原来的传统团队合作，使用BIM作者注册功能实际上可能会使它更容易追踪的知识产权的关系，一方面，协同合作使用BIM不必要改变在合同怎样用BIM协同工作，影响合同中的责任位置，也不需要承担联合合同的义务。BIM附件的一般原则证实：这并不需要招致或需要一个合同关系的重新构建或转换项目参与者之间的风险除了特别要求的协议附录和其附件。另一方面，改变条款的付款方案是可以预见的。写作过程使用BIM将导致活动从早期设计阶段转变。很多，如果不是全部很多,活动详细的工程和规范阶段会进行早期阶段。这意味着设计阶段的重要支付,可能占到40%设计的成本,却不能再指望。因为建造工作同设计工作是同时的,一个新的付款的比例在早期设计阶段是必要的。
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