BIM技術(shù)在工程項目進(jìn)度管理中的應(yīng)用研究

吳秋成（重慶市城市建設(shè)發(fā)展有限公司　重慶市渝中區(qū)　400000）

BIM技術(shù)在工程項目進(jìn)度管理中的應(yīng)用研究

吳秋成
（重慶市城市建設(shè)發(fā)展有限公司重慶市渝中區(qū)400000）

建筑工程項目的復(fù)雜化發(fā)展，促進(jìn)項目管理技術(shù)的進(jìn)步和管理模式的轉(zhuǎn)變。BIM作為一項新技術(shù)，在工程項目進(jìn)度管理中的應(yīng)用可有效加強管理者對于工程進(jìn)度的控制，減少工程延誤風(fēng)險，節(jié)約施工時間等，為項目進(jìn)度管理帶來便利。本文即針對基于BIM技術(shù)的工程進(jìn)度管理進(jìn)行了探討，以供參考。

BIM技術(shù)；工程項目；進(jìn)度管理

1　引言

建筑信息模型旨在利用數(shù)據(jù)資料，控制工程項目運營，而BIM技術(shù)的應(yīng)用，結(jié)合了參數(shù)模型，讓資料長期保持傳輸共享的狀態(tài)，確保現(xiàn)場技術(shù)人員能夠針對施工問題進(jìn)行積極應(yīng)對，從而有效控制工期進(jìn)度、生產(chǎn)效率和成本。該項技術(shù)具有可視化、協(xié)調(diào)性與模擬性等優(yōu)勢，發(fā)展前景廣闊。

2　進(jìn)度管理的現(xiàn)狀與發(fā)展

2.1進(jìn)度管理現(xiàn)狀

據(jù)有關(guān)調(diào)查統(tǒng)計，70%的項目工期滯后；工期滯后的項目中有75%的項目至少高于原合同價格50%。傳統(tǒng)方法雖然可以對進(jìn)度計劃進(jìn)行優(yōu)化，但是其可視性弱、不易協(xié)同、橫道圖和網(wǎng)絡(luò)計劃圖等工具自身存在缺陷，無法使進(jìn)度充分優(yōu)化。當(dāng)進(jìn)度計劃中沒有被發(fā)現(xiàn)的問題在施工階段表現(xiàn)出來時，會對工程項目產(chǎn)生非常嚴(yán)重的影響。

2.2進(jìn)度管理的發(fā)展

進(jìn)度是項目活動在時間上的排列，與造價和質(zhì)量被稱為工程項目管理的三大目標(biāo)，是工程項目在各個階段的主要工作內(nèi)容。進(jìn)度計劃技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了甘特圖、網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)和關(guān)鍵鏈法。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，項目進(jìn)度通過計算機管理得到實現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)計劃軟件最早用于國防和大型土木建筑工程，目前的工程項目管理軟件多以時間計劃為出發(fā)點，集成網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)，實現(xiàn)進(jìn)度、資源、費用的綜合管理。

2.3進(jìn)度影響因素

依靠傳統(tǒng)的技術(shù)和工具，項目進(jìn)度管理中大量的問題難以解決，主要原因有：

（1）進(jìn)度管理影響因素眾多，增加管理難度（見表1）。

表1　工程項目進(jìn)度管理的影響因素

（2）進(jìn)度計劃缺乏靈活性，沒有有效的控制方法。現(xiàn)在，工程項目中的進(jìn)度管理大多采用甘特圖、網(wǎng)絡(luò)圖等，配合項目管理軟件project，P6等制定進(jìn)度計劃并進(jìn)行控制。但是，工程項目建設(shè)過程中，影響進(jìn)度的因素時有發(fā)生，由于進(jìn)度計劃缺乏靈活性，調(diào)整復(fù)雜，導(dǎo)致實際工期的延誤。

3　BIM技術(shù)對進(jìn)度管理應(yīng)用優(yōu)勢

3.1BIM模型包含完整的建筑信息

BIM模型包含著完整的建筑信息，從構(gòu)件的尺寸、數(shù)量到構(gòu)件材質(zhì)，以及構(gòu)件之間的連接、位置、環(huán)境等。通過BIM模型，可以獲得構(gòu)件的工程量信息，為工程進(jìn)度計劃的編制提供依據(jù)。同時，可以獲取施工過程中材料和資金的需求信息，便于提前與建設(shè)單位和供應(yīng)商溝通，保證材料和資金的及時到位，避免了資源因素對進(jìn)度的影響。

在三維的建筑模型上加入進(jìn)度計劃，形成4D模型，檢測進(jìn)度計劃的時間參數(shù)、各工作的持續(xù)時間是否合理，工作之間的邏輯關(guān)系是否正確等，從而檢查和優(yōu)化項目進(jìn)度計劃。

3.2BIM技術(shù)為各專業(yè)之間協(xié)同創(chuàng)造條件

建立BIM模型時，是分專業(yè)進(jìn)行的。完成各專業(yè)BIM模型之后，在同一的平臺上進(jìn)行各專業(yè)模型之間的空間整合，通過碰撞檢查，檢驗各專業(yè)模型整合之后是否存在問題并協(xié)調(diào)解決存在的問題。在施工前發(fā)現(xiàn)問題解決問題，減少施工過程中因為模型的空間碰撞而產(chǎn)生的變更，從而確保項目的進(jìn)度按計劃實施。

3.3可視化的表達(dá)方式

BIM模型支持可視化的表達(dá)方式，可以精細(xì)化的修改模型中構(gòu)件的物理、非物理信息，減少甚至避免設(shè)計錯誤。BIM技術(shù)還支持進(jìn)度計劃的可視化表達(dá)，通過4D模型，將三維的模型構(gòu)件與進(jìn)度信息聯(lián)系起來，將各階段工程項目計劃達(dá)成的進(jìn)度目標(biāo)形象的表現(xiàn)出來，避免信息傳達(dá)錯誤，造成負(fù)面影響。

4　BIM技術(shù)在工程項目進(jìn)度管理中的應(yīng)用

4.1BIM的概念

BIM，即建筑信息模型。不同的機構(gòu)和專家給出了關(guān)于BIM不同的定義，其中美國國家BIM標(biāo)準(zhǔn)給出的定義為：BIM是設(shè)施的物理和功能特性的數(shù)字表達(dá)；BIM是一個共享的知識資源，是分享設(shè)施的信息為該設(shè)施從概念到拆除的全壽命周期中的所有決策提供可靠依據(jù)的過程。

4.2進(jìn)度管理引入BIM的技術(shù)條件與開發(fā)路線

基于BIM技術(shù)的工程項目進(jìn)度管理，又稱為BIM的4D應(yīng)用，BIM相關(guān)軟件有方便的數(shù)據(jù)接口，各個建設(shè)階段信息傳遞流暢。基于BIM技術(shù)的進(jìn)度管理軟件主要有Microsoftpro-ject、Primavera6.0、NavisWorks，其中所應(yīng)用的3D建模軟件有Revit、Bentley Ar-chiCAD、Digital Project和CATIA系列軟件，國內(nèi)用得最多的是Revit系列軟件。

3D模型相對于2D具有更直觀、更易于管理者和業(yè)主獲取和理解建筑信息。在進(jìn)度管理中引入BIM技術(shù)的過程中，如何將3D建筑模型與時間維度集成實現(xiàn)4D可視化與模擬技術(shù)，是BIM技術(shù)在進(jìn)度管理中應(yīng)用研究的重要方面。

BIM開發(fā)應(yīng)用的技術(shù)路線如圖1所示。

圖1　BIM開發(fā)應(yīng)用技術(shù)路線

4.3BIM技術(shù)與傳統(tǒng)進(jìn)度管理結(jié)合的實現(xiàn)方法

BIM技術(shù)與傳統(tǒng)進(jìn)度管理技術(shù)結(jié)合，包括設(shè)計進(jìn)度計劃自動生產(chǎn)系統(tǒng)、進(jìn)度模擬系統(tǒng)和進(jìn)度控制分析系統(tǒng)。

4.3.1BIM技術(shù)進(jìn)度管理流程

基于BIM技術(shù)的進(jìn)度管理流程如圖2所示。

圖2　BIM進(jìn)度管理流程圖

4.3.2實現(xiàn)的方法

（1）基于BIM技術(shù)的進(jìn)度自動生成系統(tǒng)

通過運用BIM中空間、幾何、邏輯關(guān)系和工程量等數(shù)據(jù)建立一個自動生成工程項目進(jìn)度計劃的系統(tǒng)，這個系統(tǒng)可以自動創(chuàng)建任務(wù)，并利用有效生產(chǎn)率計算活動持續(xù)時間，最后結(jié)合任務(wù)間邏輯關(guān)系輸出進(jìn)度計劃，這樣可以大大提高進(jìn)度計劃制定的效率和速度。

（2）進(jìn)度施工模擬

基于BIM技術(shù)的可視化與集成化特點，在已經(jīng)生成進(jìn)度計劃前提下利用Na-viswroks等軟件可進(jìn)行精細(xì)化施工模擬。從基礎(chǔ)到上部結(jié)構(gòu)，對所有的工序都可以提前進(jìn)行預(yù)演，可以提前找出施工方案和組織設(shè)計中的問題，進(jìn)行修改優(yōu)化，實現(xiàn)高效率、優(yōu)效益的目的。

（3）實現(xiàn)進(jìn)度計劃動態(tài)管理和聯(lián)動修改

基于BIM技術(shù)的進(jìn)度控制系統(tǒng)，實現(xiàn)進(jìn)度計劃的動態(tài)管理與聯(lián)動修改。基于WBS編制的進(jìn)度計劃，每項任務(wù)都有獨一無二的項目編碼，這樣就可以與3D實體模型的ID以特定規(guī)則鏈接，當(dāng)出現(xiàn)工程變更時可以將變更信息聯(lián)動傳遞到進(jìn)度管理系統(tǒng)；當(dāng)需要修改進(jìn)度信息時，3D模型信息與資源需求量也會相應(yīng)改變。

4.3.3應(yīng)用步驟

（1）構(gòu)建基于BIM的4D模型

BIM在項目進(jìn)度控制中，其模型的構(gòu)建是以4D信息模型為基礎(chǔ)的，而4D信息模型的基礎(chǔ)則是基本信息模型。基本信息模型基本屬性的確定，主要在于建筑物的三維幾何信息，如構(gòu)件實體的幾何尺寸、空間位置以及空間關(guān)系等，此外還包括工程項目的類型、名稱、用途、建設(shè)單位等基本工程信息。

而4D虛擬建造技術(shù)，其原理是為3D建筑信息模型附加上時間維度，從而構(gòu)成4D模擬動畫，通過在計算機上建立模型并借助于各種可視化設(shè)備對項目進(jìn)行虛擬描述。此模型在施工過程中可以應(yīng)用到進(jìn)度管理和施工現(xiàn)場管理的多個方面，在進(jìn)度管理上主要表現(xiàn)為可視化功能、監(jiān)控功能、記錄功能、進(jìn)度狀態(tài)報告功能和計劃的調(diào)整預(yù)測功能，能集成網(wǎng)絡(luò)計劃法、S曲線法、香蕉曲線法等。

（2）建立施工數(shù)據(jù)庫和信息管理

①數(shù)據(jù)庫的建立。4D施工進(jìn)度管理系統(tǒng)為了實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的科學(xué)管理，和工程結(jié)構(gòu)的直觀表現(xiàn)，一般采用將模型對象封裝的辦法，在系統(tǒng)中加入對象計算方法，創(chuàng)建相關(guān)數(shù)據(jù)庫。

②管理信息平臺的設(shè)置。該平臺的建立旨在為工程項目管理者提供信息集成環(huán)境，為工程各參建方的互聯(lián)互通、協(xié)同合作、共享信息，提供了公開應(yīng)用平臺。

③數(shù)據(jù)交換端口設(shè)置。數(shù)據(jù)交換端口可為其他非IFC標(biāo)準(zhǔn)的軟件或系統(tǒng)，與本系統(tǒng)之間提供數(shù)據(jù)交換途徑，與項目進(jìn)度管理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

（3）4D施工管理系統(tǒng)中的進(jìn)度管理

4D施工管理系統(tǒng)的應(yīng)用，為管理者提供了相關(guān)管理操作界面與工具層。利用該系統(tǒng)，操作人員可制定相應(yīng)的施工進(jìn)度計劃、施工現(xiàn)場布置、資源配置等，從而實現(xiàn)施工進(jìn)展、施工現(xiàn)場布置的可視化模擬，以及對項目進(jìn)度、綜合資源的動態(tài)控制和管理。

4D施工進(jìn)度管理可以有兩種實現(xiàn)方法：

①利用進(jìn)度管理軟件管理界面，可以控制并調(diào)整進(jìn)度計劃。如果平臺中的進(jìn)度計劃被修改，4D施工模型也會隨之自動調(diào)整，不僅能夠用橫道圖、網(wǎng)絡(luò)圖等二維平面來表示，還可以運用三維模型方式進(jìn)行動態(tài)呈現(xiàn)。

②在BIM軟件操作界面中，可實現(xiàn)4D的施工動態(tài)管理，可以使用不同的顏色來標(biāo)注不同工作情況，從而實時監(jiān)督任意起止時間、時間段或工程段的施工進(jìn)度，查看任意構(gòu)件、構(gòu)件單元或工程段等的施工狀態(tài)與工程屬性，進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷模到y(tǒng)即會自動調(diào)整進(jìn)度數(shù)據(jù)庫和進(jìn)度計劃，并即時更新呈現(xiàn)4D圖像最終實現(xiàn)了基于進(jìn)度計劃的資源動態(tài)管理。

5　結(jié)語

工程建設(shè)項目的規(guī)模越來越大，結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)的項目進(jìn)度管理方式方法難以滿足要求。BIM這一新興技術(shù)在工程進(jìn)度管理中的實際應(yīng)用，在切實有效控制了工程影響因素，進(jìn)而控制工程進(jìn)度的同時，還為工程的施工提供了重要的參考依據(jù)。

[1]紀(jì)凡榮，曲娣，尚方劍.BIM情景下的可視化工程進(jìn)度管理研究[J].建筑經(jīng)濟，2014（10）：40~43.

[2]楊光，李慧，吳文高.進(jìn)度模擬與管理中BIM標(biāo)準(zhǔn)的研究[J].中國市政工程，2015（06）：82~84.

[3]何清華，韓翔宇.基于BIM的進(jìn)度管理系統(tǒng)框架構(gòu)建和流程設(shè)計[J].項目管理技術(shù)，2011（9）：56~57.

TU722

A

1673-0038（2015）52-0199-02

2015-12-3

吳秋成（1982-），男，本科，主要從事工程項目管理工作。