基于BIM的公路工程進度成本可視化管控技術研究

孟 鑫，張德齊，柳 斌

(黑龍江省龍建路橋第三工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150028)

1 研究現狀

在實現數據可視化方面，目前的軟件可將數據由表格轉換為甘特圖等二位可視化模式，目前國內應用較多的包括微軟的MS Project以及P6軟件。但相對體量較大的建設工程對可視化的進度計劃及進度控制的需求在逐步增加，3D模型加上時間軸的概念成為目前熱門的發展趨勢。4D理論目前普遍的觀點是在上世紀九十年代由美國提出的，美國的斯坦福大學的CIFE研究所在提出4D理念后，推出了首個4D系統，即CIFE 4D-CAD系統。這個系統中，能夠實現建筑構建的事物模型和進度計劃信息結合，通過兩者的結合，能夠為構建的發展過程模擬出來。

在可視化進度監測方面，業內的學者已經對工程建設過程中的進度信息的及時有效監測是實現工程進度目標的關鍵因素之一達成了共識，并已著手對如何實現高效的進度監測進行研究。BIM的概念提出之后，在4D-CAD的基礎上進一步發展出現的BIM技術日益成為建設工程管理研究中的熱點。BIM的快速發展為建筑工程項目的信息化管理變革提供了平臺。通過BIM的統籌管理，能夠實現在建筑工程管理的各階段、各專業間的協同，使建筑工程中的所有信息能夠集合到一個平臺上進行統一的管理。從設計階段開始采用BIM技術能夠使進度監測、控制實現虛擬化、可視化。

計算機軟件在建筑施工過程中的應用越來越普遍，各個施工企業均有正在應用的信息管理平臺。同時，BIM軟件越來越多，成為計算機在工程應用的研究重點。計算機技術與其他數據信息采集技術進行深度集成，將向更宏觀、更微觀、更深度地為未來項目管理、城市管理提供更多的應用與價值，例如計算機BIM技術、RFID技術、二維碼技術、物聯網、GIS技術、視頻監控技術、裸眼3D技術、PC技術等等。

2 BIM5D平臺

2.1 準備階段

準備階段是對平臺的環境進行構建，階段內容包括：繪制模型、模型導入、建立云端數據庫。

(1)繪制模型

繪制模型是將CAD二維圖紙轉換為三維模型，如果設計單位采用正向設計的方式進行出圖的可直接進行模型取用。繪制模型的軟件可應用Revit、MicroStation等軟件進行繪制。

(2)模型導入

導入在平臺的基礎信息模塊的PC端進行。繪制好的模型通過BIM5D平臺插件進行IGMS格式轉換，轉換時需進行構建類型的選擇以及模型屬性信息的確認，已保證模型在平臺中可順利掛接信息。導入后創建單體和流水段，進行流水段與模型的掛接，流水段劃分根據工程體量大小進行確定，當體量較小時可根據清單分項進行劃分，體量較大時可把單個清單分項進行拆解，分路段進行劃分。

(3)建立云端數據庫

云端數據庫的建立即將平臺所需的數據進行基本的建立，數據包括包括計量單位、人材機的名稱屬性、合作單位信息以及使用用戶等數據。該操作在基礎數據的網頁端完成，企業級人員創建，項目級人員進行引用。

2.2 計劃階段

計劃階段包括計劃編制、計劃錄入、計劃交底三個內容。

(1)計劃編制

計劃編制包括施工總計劃、成本總計劃的編制。計劃按照項目需求進行編制，對工期、施工順序進行有序排布。施工計劃編制完成后需單獨創建project進度計劃，成本計劃編制完成后需通過GBQ算量軟件進行施工預算的編制。施工總計劃編制完成后需創建周期計劃，創建方式與施工總計劃相同。

(2)計劃錄入

施工總計劃、成本總計劃編制完成后，將project總進度計劃和GBQ平臺的施工總預算進行導入。施工總計劃導入在技術模塊PC端進行操作，導入后設置里程碑階段，并進行進度計劃與模型的掛接。施工總預算在成本管理模塊PC段進行操作，導入后進行科目編輯和模型掛接。

(3)計劃交底

當計劃錄入完成后，平臺即可進行施工模擬，施工模擬是對工程整體的施工進度進行模擬，同時成本管理模塊的數據會根據施工進度模擬生成相應的資金曲線及資源曲線。交底時針對施工進度的關鍵點、難點以及資源使用、資源單價的控制點，讓項目整體人員你對工程建設有宏觀的認識。

2.3 實施階段

實施階段在項目正式施工時進行，包括數據收集和數據錄入兩個內容。

(1)數據收集

收集的數據主要有每日的施工情況，包括施工內容、施工樁號、完成工程量等，以及施工生產資源的使用情況，包括人工、設備、材料等直接費用的消耗及間接成本的發生。除此之外也需要進行影像資料的收集，包括形象進度照片、質量隱患照片、安全隱患照片等。

(2)數據錄入

數據錄入通過兩種方式進行錄入，分別為手機錄入和電腦端錄入。施工進度按照實際完成進度在生產模塊的網頁端進行錄入；生產資源使用數據和影像資料照片在手機段進行錄入，生產資源使用數據由參與施工的工長用手機進行每天的錄入，各類影像資料由所有管理人員共同協作錄入。以上錄入的數據可直接同步至其他模塊。

2.4 分析階段

分析階段主要是對實際施工數據和計劃數據進行對比，分析方式共有三種，分別為看板、數字例會、模型分析。

(1)看板

各個模塊的首頁可直接反映總進度、周進度的完成情況，并自動計算出總工期是否滯后，在本周任務中也可直接反映工作延后的情況，同時將生產資源使用情況匯總表達。看板可做到項目的實時管控，能及時表現出項目建設的偏差情況。

(2)數字例會

當周期計劃結束時，平臺可自動生成數字例會，數字例會將進度、資源信息進行整合，更具直觀性的將各類生產信息呈現給參會人員，會議結束后可自動生成會議紀要，根據需求將會議紀要進行修改，最后導出。

(3)模型分析

錄入的所有數據也可在技術模塊PC端中進行進度和成本的分析。進度分析時按照模型顏色狀態的不同來分析施工是否滯后，從而找出施工進度滯后的關鍵點。成本分析可通過資源使用曲線和資金使用曲線反映，曲線圖會將實際生產情況與計劃情況進行對比。

2.5 調整階段

調賬階段在實際進度和成本與計劃偏差較大時進行，主要分為兩種調整方式，分別為施工實時調整和階段性施工調整。

(1)施工實時調整

施工實時調整即為不改變施工總計劃和周期性施工計劃的前提下進行的調整，調整依據主要為平臺中的預警系統，當某一天的施工完成錄入數據后，實際施工的進度或成本情況與計劃情況產生了偏差，項目在出現偏差后的第一天即進行調整，從而保證計劃目標的實現。

(2)階段性施工調整

階段性施工調整即當實際情況不能滿足計劃的施工調賬，需改變施工總計劃或改變周期性施工計劃。調整時在保證整體工期和成本目標的前提下，對后續的施工進度和施工成本進行重新擺布和計劃，保證施工有序進行的同時完成最初的既定目標。

2.6 PDCA循環

當調整階段完成后，又將進入計劃階段，項目在每個時間周期均需進行一個此類的循環，從而達到進度控制和成本控制的閉合循環，該循環將持續至施工結束。生產周期可按照項目的需求進行劃分(1周至1個月不等)。

3 結 論

通過對BIM5D平臺的應用，可使工期目標和成本目標得到保障，提高了項目可視化、精細化管理的水平，提升了項目整體效益。在成型的平臺體系上進行項目的實際使用，大大節約了軟件二次開發的時間和成本。平臺應用中也存在相應的不足，一是平臺對使用人員的整體要求提高，新員工存在學習和上手慢的情況；二是平臺模塊過于分散，不利于項目人員的學習；三是在使用過程中平臺中功能需全員參與，對項目內部的組織管理提出了更高的要求。在日后生產中應深度發掘項目組織和項目人員的潛力，使BIM理念的數字化管理全員化、常規化。模型是BIM技術應用的根本，相信在該問題解決后BIM5D平臺的應用的效果和收益也將大幅提升。