Changing roles of the clients,architects and contractors through BIM
Rizal Sebastian
TNO Built Environment and Geosciences, Delft, The Netherlands
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 research 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-userrsquo;s 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 fo
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通过BIM改变客户、建筑师和承包商的角色
Rizal Sebastian
TNO建筑环境和地球科学，代尔夫特，荷兰
摘要
目的：本文旨在在文献和案例研究的基础上，对建筑信息建模(BIM)的实际意义进行了一个一般性的综述。它寻求解决应用BIM的必要性，并对医院建设项目中的流程和角色进行重组。这种类型的项目由于复杂的功能和技术需求，涉及大量利益相关者的决策，以及长期的开发过程而非常复杂。
设计/方法/方法——通过台式研究和参考正在进行的欧洲研究项目InPro，分析了综合协作的框架和BIM的使用框架。通过几个真实的案例，研究了客户、建筑师和承包商通过BIM应用程序的角色变化。
研究结果——其中一个主要发现是确定了使用BIM成功协作的主要因素，这可以被识别为“力量”：产品信息共享(P)、组织角色协同(O)、工作流程协调(W)、团队合作环境(E)和参考数据整合(R)。此外，研究还发现，由于某些商业和法律障碍，以及综合协作尚未嵌入医疗保健机构的房地产战略，BIM在医院建设项目中的实施仍然受到限制。
创意/价值-本文有助于在科学和实践中实际讨论，在信息和通信技术综合框架和工具的支持下，可持续建筑的开发和运营所需的角色和过程的变化。它展示了欧洲最先进的研究项目和一些BIM在医院建筑项目中应用的第一个真实案例。
关键词欧洲，医院，荷兰，建筑工程，反应灵活性，项目规划
纸张类型一般审查
1.介绍
医院建设项目，是非常重要的，涉及大量的投资，通常需要一个长期的开发期。由于在卫生、安全、特殊设备和大量数据处理方面的复杂要求，医院建筑项目也非常复杂。构建过程是非常动态的，包括迭代阶段和中间变化。许多有不断改变的议程、角色和责任的参与者都积极参与其中，例如：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、承包商、顾问、设施管理人员以及设备制造商和供应商。这种建设项目在很大程度上受到保健政策的影响，保健政策随着医疗、社会和技术的发展而迅速变化，而且在各国之间差异很大（世界卫生组织，2000年）。例如，在荷兰，由于2008年引入的荷兰卫生政策发生了根本性的变化，卫生保健部门的一个建筑项目的组织方式正在进行一项重大改革。
快速变化的上下文表明，需要在其生命周期中使用具有灵活性的构建。为了在建筑设计、施工技术和设施管理策略中纳入生命周期的考虑，需要多学科合作。尽管试图建立综合协作，但医疗保健建设项目在实践中仍然面临着严重的问题，如：预算超支、延迟和在灵活性方面的次优质量、最终用户的不满和能源效率低下。显然，参与建筑项目不同阶段的行动者之间缺乏沟通和协调是这些问题背后的最重要原因之一。不同涉众之间的沟通变得至关重要，因为每个涉众都拥有不同的技能集。因此，从图纸和文件中提取、解释和传达复杂的设计信息的过程往往是耗时和困难的。先进的可视化技术，如4D规划，在提高项目团队成员的沟通效率和解释能力方面具有巨大的潜力。然而，它们作为一种有效的沟通工具的使用仍然有限，也没有得到充分的探索(Dawood和Sikka，2008)。在信息传递和整合方面还有其他障碍，例如：许多现有的信息和通信技术系统不支持数据和结构的开放，而这是不同建筑行为者或学科之间有效合作的先决条件。
建筑信息建模(BIM)为上述问题提供了一个集成的解决方案。因此，BIM在复杂建筑项目中越来越多地用作ICT支持。由BIM的最佳使用所支持的有效的多学科合作需要改变客户、建筑师和承包商的角色；新的合同关系；以及重新组织的协作过程。不幸的是，在如何管理建筑参与者在不断变化的角色中有效合作，以及开发和利用BIM作为协作的最佳ICT支持方面的实践知识仍然存在差距。
本文在文献综述和案例研究的基础上，对建筑信息建模(BIM)的实际意义进行了一般性的综述。在接下来的章节中，基于文献和欧洲研究项目InPro的最新发现，我们分析了综合协作和BIM使用的框架。随后，通过对荷兰正在进行的两个试点项目的观察，我们调查了客户、建筑师和承包商通过BIM应用程序所扮演的角色的变化。总之，确定了使用BIM成功集成协作的关键成功因素和主要障碍。
2.通过集成的协作和生命周期的设计方法来改变角色
一个医院建设项目涉及到不同的参与者、角色和知识领域。在荷兰，由于新的医疗保健政策，客户、建筑师和承包商在医院建筑项目中的角色发生变化是不可避免的。此前，根据《医疗保健机构法》(WTZi)，医疗保健机构必须获得新建设项目和重大翻修的许可证和建筑许可证。该许可证是由荷兰卫生部颁发的。这些医疗保健机构随后有资格获得政府的财政支持。自2008年起，有关医院建筑项目和房地产管理的新立法开始生效。在这项新立法中，WTZi下的医院建设项目许可证不再是强制性的，也不能获得的（荷兰卫生、福利和体育部，2008年）。这一变化使人们能够更多地自由地摆脱由国家指导的政策，并分别将更多的责任分配给医疗保健组织来处理其房地产的融资和管理。新政策意味着，医疗保健机构应全权负责管理和资助其建筑项目和房地产。政府对医疗保健设施费用的支持将不再单独提供，但将包括在医疗保健服务的费用中。这意味着医疗机构必须通过其服务收回房地产投资。这项新政策旨在促进卫生保健建筑在设计、采购和管理方面的可持续创新，这将有助于有效和高效的初级卫生保健服务。
建设项目和房地产管理的新策略支持了一种综合协作的方法。为了确保在施工、使用和维护过程中的可持续性，最终用户、设施经理、承包商和专业承包商需要参与规划和设计过程。新战略的影响反映在建筑行为者的角色的变化和新的采购方法上。
在传统的采购方法中，设计及其细节是由建筑师和设计工程师开发的。然后，客户（医疗保健机构）向卫生部发送申请，要求获得对建筑许可证的批准和政府的财政支持。在此之后，通过一个强调寻找最低价格的投标人的投标过程来选择一个承包商。在施工期间，由于设计的可施工性问题和客户的新要求，经常会发生变化。由于技术高度复杂，而且决策也非常复杂，从启动到实施的整个过程可能需要长达10年的时间。交付后，医疗机构全面负责设施的运营。在使用阶段也进行了重新设计和改变，以应对医学世界的新功能和发展(vanReedt多特兰，2009年)。
综合采购描绘了建筑项目相关各方之间新的合同关系。在综合采购中，客户只与负责设计和施工的主要方建立合同关系，而不是客户与建筑师和施工承包商之间的合同关系（联合合同审裁处，2007）。由于建筑师、咨询公司、承包商、分包商和供应商在建筑过程中都站在供应方面，而客户则站在需求方面，因此任务和职业群体之间的传统边界变得模糊起来。这样的配置使架构师、工程师和承包商处于一个非常不同的位置，这不仅影响了他们的角色，还影响他们的职责、任务以及与客户、用户、团队和其他利益相关者的沟通。
从传统采购方法向一体化采购方法的转变需要各方供需双方的心态转变。对于客户和承包商来说，必须进行公平和开放的合作，使双方都能最佳地发挥自己的能力。综合协作的有效性也取决于客户组织创新招标程序的能力和战略(Sebastianetal.，2009)。
一个新的挑战出现了，即让建筑师与承包商合作，而不是与客户合作。如果建筑师与承包商建立了合作伙伴关系，一个重要的问题是如何通过高效的施工过程来确保建筑价值的实现以及创新的工程。在另一种情况下，架构师可以以战略顾问的角色站在客户的一边，而不是作为设计师。在这种情况下，建筑师的责任是将客户的要求和愿望转化为包含在设计规范中的建筑价值，并据此评估承包商的建议。在任何一个新角色中，架构师都是利益相关者的利益促进者、客户价值的保管人和设计模型的保管人。
从传统采购方法向一体化采购方法的转变也给支付方案带来了影响。在传统的建筑过程中，建筑师的酬金通常是基于项目成本的一个百分比；这可能仅仅意味着建筑越贵，酬金就会越高。工程师会根据设计的复杂性和任务的强度来获得酬金。一个高度复杂的建筑，需要大量的重新设计，通常是有利于工程师的酬金。传统的承包商通常根据投标获得以满足客户提供的最低规格的最低价格建造建筑的佣金。因修改而造成的额外工作将分别向客户收取费用。交付后，承包商不再负责该建筑的长期使用。在传统的采购方法中，所有的风险都要由客户承担。
在综合采购方法中，付款是基于已实现的建筑性能；因此，付款是非对抗性的。由于建筑师、工程师和承包商对设计和建筑的质量负有更广泛的责任，因此付款与建筑在一段时间内的功能和技术性能的测量系统挂钩。酬金成为了达到最佳质量的一种激励因素。如果建筑参与者成功地提供了超过客户最低要求的更高的附加值，他们将根据客户的额外收益获得奖金。透明度的水平也得到了提高。开放式图书会计是一个很好的工具，只要利益相关者同意要共享的信息和它的细节水平(InPro，2009)。
除了采用综合采购方法外，医院建筑项目的新房地产战略还采用了一种创新的产品开发和生命周期设计方法。医院建筑投资和开发的可持续商业案例依赖于动态生命周期管理，其中包括对建筑生命周期成本（投资/初始成本、运营成本和物流成本）旁边的市场随时间发展的考虑和分析。与传统的生命周期成本计算方法相比，动态生命周期管理包括了从只关注最小化成本到关注最大化可获得的总收益的转变。成功实施动态生命周期管理的决定性因素之一是建筑和建筑部件的可持续设计，这意味着该设计具有足够的灵活性，以适应长期内可能发生的变化(Prins，1992年)。
基于生命周期管理原则的设计会影响架构师的角色，因为他需要充分了解使用场景和相关的财务安排，不断变化的社会和物理环境，以及新技术。设计需要长期地将人员活动和业务策略结合起来。在这种情况下，架构师需要将设计策略与关于财务、商业运营、健康和安全、环境等方面的组织、地方和全球政策相一致。（塞巴斯蒂安等人，2009年）。
过程和产品创新的结合，以及建筑参与者的角色的变化，可以通过综合项目交付或IPD(AIA加州理事会，2007)来适应。IPD是一种将人员、系统、业务结构和实践集成到一个过程中的方法，该过程将协作利用所有参与者的人才和洞察力，通过设计、制造和施工的所有阶段来减少浪费和优化效率。IPD原则可适用于各种合同安排。IPD团队通常将包括远远超出客户、建筑师和承包商的基本三合会的成员。不过，一个综合项目至少应该包括客户、建筑师和最终负责项目建设的主承包商之间的紧密合作，从早期设计到项目移交。一个成功的IPD的关键是组建一个致力于协作流程并能够有效地一起工作的团队。IPD是建立在协作之上的。因此，只有当参与者分享和应用共同的价值观和目标，它才能成功。
3.通过BIM应用程序改变角色
建筑信息模型(BIM)由ICT框架和工具组成，可以支持基于生命周期设计方法的集成协作。BIM是一个设施的物理和功能特征的数字表示。因此，它作为一个共享的知识资源，用于获取有关设施的信息，在其生命周期中形成决策的可靠基础(国家建筑科学研究所NIBS，2007)。BIM促进了时间和地点的独立协作工作。BIM的一个基本前提是，由不同的利益相关者在设施生命周期的不同阶段进行协作，在BIM中插入、提取、更新或修改信息，以支持和反映该利益相关者的角色。BIM的最终形式，作为一种基于互操作性开放标准的共享数字表示，可以成为一个虚拟的信息模型，从设计团队交给承包商和分包商，然后交给客户(Sebastianetal.，2009)。
BIM与早期已知的计算机辅助设计(CAD)不一样。BIM超越了一个应用程序来生成数字(2D或3D)图纸(Bratton，2009)。BIM是一个集成的模型，其中所有的过程和产品信息被组合、存储、阐述，并交互式地分配到所有相关的建筑参与者。作为整个项目生命周期中所有相关参与者的中心模型，BIM会随着项目的进展而发展和发展。使用BIM，建议的设计和工程解决方案可以根据客户的要求和预期的建筑性能进行衡量。BIM支持设计过程的功能扩展到多维(nD)，包括：三维可视化和细节、冲突检测、材料进度、计划、成本估算、生产和物流信息，以及竣工文件。在施工过程中，BIM可以支持建筑现场、工厂和设计办公室之间的沟通——这对于有效和高效的预制和组装过程，以及防止或解决与不可预见的错误或修改相关的问题至关重要。当建筑在使用时，BIM可与智能建筑系统结合使用，以提供和维护建筑性能的最新信息，包括生命周期成本。
为了充分释放AEC/FM行业在利用BIM进行协作工作中更有效的信息交换的潜力，必须实施高质量的开放国际标准和这些标准的高质量实施。国际金融公司的开放标准通常被认为是高质量的，并在软件中得到了广泛的实施。不幸的是，认证过程允许质量差的实现被认证，本质上使认证软件对IFC的任何实际使用都无用。对于建筑师和承包商，符合IFC的BIM实际上比手工制图更少，工程师也显示了同样的用法。最近的一项调查显示，CAD（作为一个封闭的系统）仍然是主要的技术形式用于设计工作（超过60%）而BIM是用于大约20%的项目为建筑师和约10%的项目为工程师和承包商(Kiviniemietal.，2008)。
应用BIM来支持最佳的跨学科和跨阶段协作，为建筑参与者之间的角色和关系开辟了一个新的维度。几个最相关的问题是：模范经理的新角色；准入权和知识产权(IPR)协议；根据合同类型和综合采购有关的责任和付款安排；以及使用开放的国际标准。
使用BIM的协作工作需要一个新的专家角色，他拥有ICT和施工过程的专门知识(InPro，2009)。模型经理处理系统以及参与者。他为客户提供并维护BIM功能所需的技术解决方案，管理信息流，并提高利益相关者的ICT技能。模型经理不负责设计和工程解决方案的决策，也不负责组织过程，但他在决策链中的角色关注的重点是：
- BIM的开发，模型的结构和细节层次的定义，以及相关的BIM工具的部署，如模型的检查、合并和冲突检测；
-
对协作方法的贡献，特别是决策制定和沟通协议、任务
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