BIM 技術(shù)與PDCA 循環(huán)融合的多元管控分析

楊 燕 鄧文彬

（1.新疆大學(xué)建筑工程學(xué)院 新疆 烏魯木齊 830047 2.西安培華學(xué)院 陜西 西安 710125）

0 引言

我國城鎮(zhèn)化不斷加速，工程建設(shè)項目多樣化、復(fù)雜化和智能化使施工技術(shù)和施工管理水平面臨更高的挑戰(zhàn)。而當前建設(shè)項目管理仍未實現(xiàn)全生命周期信息化精細管理，因為執(zhí)行困難輕視項目前期規(guī)劃設(shè)計工作管理，導(dǎo)致設(shè)計變更較多，項目運行生產(chǎn)經(jīng)營效率低，在國際市場中整體競爭力偏弱。由此塑造企業(yè)核心競爭力的關(guān)鍵在于提升建設(shè)項目的管理水平。

胡振中，張建平研究[1-2]指出BIM 技術(shù)的推廣使用，按照標準化專業(yè)建模、多專業(yè)信息協(xié)同共享、BIM 管理平臺全流程集成應(yīng)用，實現(xiàn)了專業(yè)與跨專業(yè)碰撞檢測、關(guān)鍵技術(shù)虛擬施工與漫游。進度計劃、定額清單關(guān)聯(lián)模型，比對分析制定更具科學(xué)性、實施性的進度計劃和成本計劃，為建設(shè)項目的全過程管控提供了有力保障。PDCA 四步一環(huán)作為項目管理中重要的基本原理，按照計劃－執(zhí)行－檢查－處理四大過程循環(huán)，實現(xiàn)項目的事前、事中和事后全過程管控。借助BIM 管理平臺，將PDCA 原理貫穿其中，實現(xiàn)建設(shè)項目的全過程信息化精細動態(tài)管理，對項目目標的順利實現(xiàn)和項目管理水平的提升具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1 建設(shè)項目管理存在的問題

1.1 傳統(tǒng)施工管理中存在的問題

主要反映在：①無BIM 信息化協(xié)同管理平臺，前期規(guī)劃設(shè)計階段施工方、監(jiān)理方參與度低，意見建議反饋機制差；②二維CAD 設(shè)計信息集成度低、形象性差，多專業(yè)協(xié)同工作難度高，效率低下；③傳統(tǒng)的施工進度計劃邏輯表達不直觀，制定優(yōu)化計劃時抽象難以直接發(fā)現(xiàn)問題，比對實際進度分析影響因素十分不便捷；④工程量統(tǒng)計信息準確度一般，設(shè)計變更引起工程量變化反復(fù)計算等；⑤施工中不確定性影響因素多，資料收集編制內(nèi)容龐雜，難以實現(xiàn)規(guī)范化、精細化的管理。

1.2 動態(tài)原理存在問題

主要問題反映為兩方面：①項目管理按照PDCA 循環(huán)流程各個環(huán)節(jié)均能完成，且有相應(yīng)的管理資料做支撐，但沒有達到應(yīng)有的深度和細度，特別是權(quán)責任落實不到位。例如制定好的施工準備計劃，內(nèi)容比較寬泛，針對性差，類似項目均可采用，難以突出所做項目特征，后期施工使用出現(xiàn)問題必然預(yù)案儲備不足。PDCA 自查過程中做不到全過程的跟蹤檢查和對比分析，及時糾正與處理，進一步細化下一輪四步一環(huán)，實現(xiàn)動態(tài)管理。②在PDCA 四步一環(huán)中，往往因趕工期急于開工建設(shè)，忽視進度安排、資源采購、施工方案比選細化等前期環(huán)節(jié)，過渡依賴以往工程經(jīng)驗做計劃、選方案，投入的時間和精力不足，引起后期執(zhí)行中矛盾沖突多發(fā)，項目管理整體效果差強人意。

2 基于BIM 技術(shù)和PDCA 的多元化管理分析

BIM 模型基本特征三維可視化為項目管理者直觀快捷交流提供了平臺，并且資源、成本、進度、標準等數(shù)據(jù)信息的平臺高集聚性為項目管理協(xié)同辦公、及時溝通這個目標實現(xiàn)發(fā)揮重要作用。PDCA 動態(tài)循按照環(huán)大環(huán)套小環(huán)，小環(huán)保大環(huán)，推動大循環(huán)的方式，做到項目實施各個工藝流程事前計劃、事中檢查和事后完善，不斷滾動向前。多元集成管理完美地將傳統(tǒng)項目管理理論和BIM 技術(shù)、PDCA 動態(tài)循環(huán)原理三者的優(yōu)勢融合，能夠切實提高進度目標管控效率。

2.1 施工進度與成本管理應(yīng)用分析

在傳統(tǒng)進度管理理論基礎(chǔ)上，引入BIM 技術(shù)和PDCA 動態(tài)循環(huán)管理原理。在施工準備階段，首先明確項目管理進度目標，其次由包含幾何信息的3D 模型基礎(chǔ)上關(guān)聯(lián)編制好的進度計劃形成4D 模型，然后進行施工進度流程劃分，模擬施工，優(yōu)化施工進度計劃，形成項目最優(yōu)進度計劃。接下來按照該計劃編制設(shè)備、材料、勞動力等投入計劃，關(guān)聯(lián)清單形成增加成本維度的5D 模型。利用模型演示，提取出資金投入計劃，完成PDCA 動態(tài)循環(huán)管理計劃環(huán)節(jié)，建模流程如圖1 所示。

圖1 建模流程

施工階段即是PDCA 動態(tài)循環(huán)管理執(zhí)行環(huán)節(jié)，按照進度計劃進行施工。同時開展實際進度檢查并錄入平臺模型，模型比對分析出進度偏差，并分析產(chǎn)生原因，完成PDCA 動態(tài)循環(huán)檢查環(huán)節(jié)，并且運用5M1E 分析方法剝離出產(chǎn)生偏差的系統(tǒng)性影響因素與偶然因素，結(jié)合BIM 技術(shù)制定并實施控制措施即是PDCA 動態(tài)循環(huán)管理下一個大環(huán)執(zhí)行環(huán)節(jié)，PDCA四步一環(huán)層層動態(tài)推進，直至工程竣工驗收。

2.2 施工進度與質(zhì)量管理應(yīng)用分析

目前施工項目質(zhì)量管理影響因素多，例如使用的材料、設(shè)備、施工人員的操作技術(shù)等，現(xiàn)場主要通過巡視與書面記錄檢查進行的管理和監(jiān)督。很多大型項目推廣信息化質(zhì)量管控，主要采取拍照片、錄視頻等形式上傳BIM 管控平臺，解決了及時準確反映現(xiàn)場真實情況。也結(jié)合了PDCA 四步一環(huán)動態(tài)推進管理，但存在與建設(shè)項目多維模型結(jié)合深度不夠。例如未能將質(zhì)量目標與計劃、各檢驗批或者分部分項工程驗收項目、標準與模型關(guān)聯(lián)，進行比對分析質(zhì)量偏差及出現(xiàn)原因進而制定有效措施嵌入模型，指導(dǎo)現(xiàn)場施工管理人員進行及時有效的糾正處理，最后對工程質(zhì)量進行量化評價。若實現(xiàn)將會形成集成質(zhì)量管理信息的模型，為竣工驗收、工程項目存檔、后期運行維護管理提供意義非凡的幫助。

2.3 在建設(shè)項目工程方案模擬與優(yōu)化中應(yīng)用分析

2.3.1 施工場地方案比選

建筑工程施工人員、材料、設(shè)備、臨建設(shè)施眾多，動態(tài)變化且周期長，場地布置復(fù)雜，傳統(tǒng)施工現(xiàn)場停留在靜態(tài)布置管理，不能滿足項目管理需要。BIM 場地布置能夠充分結(jié)合項目動態(tài)變化的特征，設(shè)置關(guān)鍵控制點分階段直觀進行施工場地布置[4]。常見的分為地基基礎(chǔ)、主體工程、裝飾裝修工程施工動態(tài)場地布置，如圖2 所示，不斷優(yōu)化并且利用BIM 場布軟件多角度漫游制作視頻獲得最佳方案。

圖2 BIM 三維施工場地布置

2.3.2 砌體排磚方案優(yōu)化

一般利用Revit 創(chuàng)建基于線的族，運用成組陣列的方式制作磚族，或者直接應(yīng)用廣聯(lián)達BIM5D 軟件完成砌筑工程的自動排布優(yōu)化，自動統(tǒng)計工程量，如圖3 所示，提供報表便于準確采購材料，同時節(jié)約砌筑材料與人員成本，縮短工期，Navisworks 制作動畫進行施工方案模擬用于垂直運輸及砌筑施工的指導(dǎo)與管理。

2.3.3 安全應(yīng)急疏散方案模擬

針對大型復(fù)雜工程項目施工，應(yīng)用Pathfinder 軟件對施工現(xiàn)場關(guān)鍵工作面、臨建辦公生活區(qū)進行人員疏散、疏散時間、疏散路徑等安全疏散模擬，輔助編制安全應(yīng)急方案，開展可視化安全交底，指導(dǎo)緊急狀態(tài)下施工人員逃生行為和路徑[5]。結(jié)合定期組織的消防安全演練，調(diào)整核心參數(shù)，優(yōu)化安全應(yīng)急方案，最終確定工作面容納的安全人數(shù)和最佳逃生路徑。

3 結(jié)束語

信息技術(shù)的快速發(fā)展，使得土建行業(yè)建筑信息化（BIM）技術(shù)落地實施成為現(xiàn)實，加速了我國建設(shè)工程項目精細化動態(tài)管理。建設(shè)項目全生命周期BIM 技術(shù)與PDCA 循環(huán)動態(tài)原理有機結(jié)合，為建立科學(xué)有效的項目管理方法提供了新思路。給建設(shè)項目管理體系帶來了深度改變和有效價值，能夠切實提升建設(shè)項目管理的信息化水平和經(jīng)濟成效。

圖3 廣聯(lián)達BIM5D 砌體自動排磚及工程量統(tǒng)計