全過程BIM應用實施進度管理原理及方法研究

黃耀慶 陳 燕 陳 禹 王熙杰

上海建工集團工程研究總院 上海 201114

隨著BIM技術的不斷發展，BIM技術在工程項目中的應用逐漸呈現“全過程應用”的趨勢[1]。BIM應用任務的特點包含依附性、時效性及不確定性。依附性是指BIM任務依附于設計、施工、管理等傳統項目任務，且各BIM任務的進度都與傳統任務進度相關聯；時效性指的是BIM技術只有在傳統項目任務，如設計出圖完成、施工方案編制完成等節點前應用，且應用成果被采納用于優化方案、項目管理等各個環節中去，BIM應用的價值及效用才能最大化體現；不確定性是指全過程的所有BIM任務無法通過前期BIM策劃就確定下來，后期實施過程中需根據項目需求不斷調整增減。

在項目實踐過程中，由于對BIM實施工作進度不重視，特別是未對全過程BIM應用任務進度進行有效管理，導致產生“后BIM”現象，BIM應用不夠落地，項目整體BIM應用價值及效用低下。

1）針對單點BIM應用，其時效性常常無法得到保障，如在設計優化過程中，模型優化進度跟不上設計需求計劃；在施工模擬應用過程中，模擬往往跟不上方案編制，有時甚至滯后于施工。類似問題的出現，部分原因是沒有重視或缺乏對BIM應用進度的有效管理。

2）在項目全過程應用BIM技術的情況下，往往在2個階段之間，特別是在設計與施工交接模型的環節中，常常出現設計模型的提交跟不上施工需求的情況，從而影響施工BIM應用的開展。施工為了滿足自身應用進度要求而自己搭建設計模型，則不僅會造成應用成本的增加，還降低了項目整體BIM應用效益。該問題的出現同樣是沒有重視或缺乏對項目整體BIM進度的有效管理。

3）BIM應用任務的開展理應前置于對應傳統項目任務，對設計、施工的進度依附性較強，但項目常常為了趕工期，設計及施工計劃會不斷提前，導致相應BIM工作需要同步調整，過程中BIM實施進度若管理不到位，則會影響到BIM應用的時效性。

4）各BIM應用點之間有相互聯系的地方，有些任務之間有先后應用的邏輯關系，且單個項目的BIM人員數量配備有限，若統籌安排不到位，應用過程中也極易出現某項BIM應用的進度滯后而導致其他應用開展受到連帶影響。因此，為了保障項目全過程BIM技術應用的有序開展，滿足應用時效性、各階段間BIM成果交接、多應用任務開展、資源合理調配等要求，同時為提高項目整體BIM應用價值及效用，需對項目全過程BIM技術應用實施進度進行綜合性管理。

1 全過程BIM實施進度管理原理

項目全過程BIM實施進度管理是指通過科學的方法，對項目全生命周期內所有BIM應用任務的實施進度進行綜合管理，以保障項目BIM應用目標的實現[2]。項目全過程BIM實施進度管理的主要內容包括項目總體BIM實施計劃編制、項目全過程BIM實施進度控制等。

1.1 全過程BIM應用進程分析

在確定全過程BIM實施進度管理內容及方法之前，需要對項目全過程BIM實施任務在項目全生命周期的時間進程進行研究。

從圖1可以看出，項目全過程BIM應用任務在項目全過程的實施進程呈現“一軸多支”的形態。“一軸”指全過程BIM應用以模型為基礎，從方案—初設—施工圖—施工深化—施工—運維，下階段承接沿用上階段的模型；“多支”指的是各個階段的BIM應用源于相對應階段的BIM模型，則最終推動BIM模型不斷調整進入下一個階段。BIM應用的深度越深、范圍越大，則BIM應用的分支越多。

圖1 項目全過程BIM應用進程

全過程BIM實施任務開展在項目總體進展的時間跨度主要由項目BIM應用模式決定的。若BIM在項目中完全正向應用，即BIM正向設計出圖、BIM正向出施工方案等，則所有的BIM應用任務都作為傳統設計出圖、施工方案編制等傳統工作的前置任務；若BIM在項目全過程中部分正向應用，即某個階段或者某些應用正向，則部分BIM任務前置于傳統任務，部分與傳統任務同步；若BIM在項目全過程中作為輔助工具，即BIM輔助優化設計、輔助優化施工方案等，則BIM任務進程基本同步于傳統任務的開展。

1.2 管理要求

項目全過程BIM應用的不同模式決定了對不同項目的BIM實施進度管理要求、難度等不同。

BIM完全正向應用的模式，BIM任務與傳統任務的關系屬于強關聯，對BIM實施進度的管理要求最高，需保障BIM應用進程完全前置于傳統任務，同時需滿足項目整體進度目標的實現。

BIM部分正向應用次之，對BIM實施進度的管理要求較高，保障部分BIM應用前置于傳統任務，部分與傳統任務同步開展，以滿足項目部分進度目標的實現。

BIM完全輔助應用的模式，BIM任務與傳統任務并行，對BIM實施進度的管理要求較小，保障BIM應用與設計出圖、施工方案編制等對應傳統任務同步開展即可。

1.3 管理原則

1）系統性原則。BIM任務與任務之間有關聯，BIM任務與傳統任務之間也有關聯，需要系統地對全過程的BIM任務進行綜合計劃及進度控制。

2）前置性原則。BIM任務的計劃及控制都需要重視應用的時效性，應用需前置或同步于傳統任務，否則BIM應用價值及效用將遠遠小于應用及管理成本，而應用的前置更離不開BIM管理的前置，BIM管理前置于BIM應用，對BIM計劃及BIM實施進度進行合理評估及調整等。

3）動態性原則。全過程BIM應用具有不確定性，BIM實施任務會隨著項目需求進行增減調整，且BIM計劃也需要隨著項目整體計劃及實際進展情況進行調整。因此，對全過程BIM實施進度需要動態優化調整及控制，以保證項目整體目標的實現。

2 全過程BIM實施計劃編制

2.1 總體思路

項目總體BIM實施計劃的編制貫穿項目全過程。在項目前期策劃階段，需對項目全過程BIM實施進行全面規劃，包含BIM應用目標、模式、BIM應用點、全過程BIM實施總計劃（策劃）、管理及控制措施等。設計單位進場后，需要結合設計計劃、設計BIM應用需求等，深化并調整項目設計階段的BIM實施計劃；施工單位進場后，需要結合施工計劃、施工BIM應用需求等，深化并調整項目施工階段的BIM實施計劃，同時需要對設計與施工的BIM模型交接計劃進行綜合分析排布，若有沖突，則需要再次調整設計及施工階段的BIM實施計劃；運維單位進場后，需要結合運維計劃、運維BIM應用需求等，深化并調整項目運維階段的BIM實施計劃，同時需要對施工與運維的BIM模型交接計劃進行綜合分析排布。

2.2 計劃編制流程及方法

對全過程BIM計劃的編制主要包括任務的識別與分解、邏輯關系分析與排布、任務人工時估算、任務工期及人員配置初值設定、計劃階段性整合及優化等內容。

2.2.1 任務識別與分解

包含對BIM應用任務、BIM管理任務以及相對應的設計任務、施工任務等傳統任務的識別與分解，過程可借助WBS技術對BIM任務進行結構拆解。但僅對BIM任務分解無法直觀看出BIM應用任務與項目傳統任務以及BIM管理任務之間的關系。因此，需對WBS技術進行優化改進[3-4]，將審核任務及傳統任務與BIM任務進行識別綁定，建立項目全過程BIM實施任務的分解結構，如圖2所示。

圖2 項目全過程BIM實施任務分解結構示意

2.2.2 邏輯關系分析與排布

一是對BIM應用任務、BIM審核任務以及傳統任務三者內部進行邏輯關系編排，二是對BIM應用任務之間的關系編排。BIM應用任務、BIM審核任務、傳統任務這三者的邏輯關系主要有3類，見圖3。最終對各BIM任務進行綜合排布，得出全過程BIM實施任務邏輯關系。

圖3 3類任務的邏輯關系

2.2.3 任務人工時估算

BIM實施任務以及審核任務的人工時通常基于經驗法進行估算，即借鑒同類項目實施經驗，計算本項目實施各BIM任務的理論人工時。

2.2.4 任務工期及人員配置初值設定

BIM各任務的工期是由任務完成所消耗的人工時及人員配置數量決定的，即任務工期＝理論人工時×配置人工數量。在理論人工時的確定下，BIM實施計劃的制定也主要在BIM任務工期及人員配置上做權衡。在設計、施工、運維計劃未完全確定前，需對各任務工期及對應人員配置設置一個初值以用于計劃初排，待后續進行深化調整。

2.2.5 計劃階段性整合

BIM實施進度管理的目標及要求決定了BIM計劃無法像傳統項目進度計劃的編排思路進行，BIM計劃需要階段性整合項目總體節點計劃、設計計劃、施工計劃、運維計劃等進行綜合編排，計劃的整合可借助甘特圖、計劃表等項目管理工具[5]。

2.2.6 計劃優化

對全過程BIM計劃進行優化時，先考慮對BIM模型計劃進行排布優化，再考慮對各應用點的計劃進行排布優化。BIM模型進度計劃編排的難點在于2個階段的交接界面難以協調，特別是設計與施工交接施工圖模型階段，往往設計模型交底計劃滿足不了施工模型的需求計劃。這時需要先對設計BIM模型交底計劃進行順排，再倒排施工模型需求計劃，最后將2份計劃對比分析。若部分設計模型交底計劃滿足施工需求，則這部分模型交接計劃按設計計劃順排，若滿足不了，則優先按施工需求計劃進行倒排，再考慮通過壓縮任務工期、增加人力資源等方式進行計劃調整。對BIM計劃的優化除了對任務工期、人員配置、任務起始節點的調整外，還可以考慮通過改變應用流程、管理流程的方式調整任務邏輯及工期。如在某些項目設計與施工交接模型過程中，第三方BIM顧問需要對設計BIM模型進行審核，施工需要對設計BIM模型進行接收確認。正常流程是設計將模型先交給BIM顧問審核通過后再移交給施工審核確認，但可通過流程優化，BIM顧問與施工同時審核設計模型再進行移交，模型交接的工期被優化減少了。BIM應用的計劃優化也可通過先順排、倒排，后綜合分析調整的方法進行調整優化。

3 全過程BIM實施進度控制

3.1 總體思路

在BIM正向應用的情況下，BIM任務的優先級較高，傳統任務需要等BIM任務完成后才能開展，BIM任務的滯后不但會影響BIM工作的開展，還會影響整個項目的工期；在BIM輔助應用的情況下，傳統任務優先級比BIM任務高，若不對BIM任務進度進行控制，極易出現“后BIM”現象，從而降低BIM應用價值。因此，需要對全過程BIM實施進行合理有效的控制。項目全過程BIM實施進度的控制重點不在于保障對BIM總工期目標的實現[4]，而是在于應對因項目設計、施工、運維計劃的提前導致2個階段模型交接沖突，BIM應用任務因傳統任務的需求提前導致工期被壓縮但仍然需要保證應用的時效性，項目BIM應用內容增加導致影響其他BIM任務的正常開展等問題。因此，BIM實施進度控制需要做到進度的動態監測、科學評估及預警、及時調整BIM計劃等。

3.2 進度控制流程及方法

對BIM實施進度控制的流程主要包括檢查、完成時間預估、風險評估、應對策略、執行等，見圖4。

圖4 項目全過程BIM實施進度控制流程

3.2.1 檢查

首先，需要對BIM計劃中對應的傳統任務計劃及進展進行檢查，主要是為了確認BIM需求計劃是否有變動，若有變動則需要調整；接著對BIM任務實際進展進行檢查，檢查對象為當前正在進行的BIM任務，檢查或評估其實際完成百分比。進度的檢查方法有甘特圖法、進度表法等。

3.2.2 當前任務完成時間預估

對上述正在進行的BIM任務進行完成時間的預估，主要是為了確認BIM任務預計是否可以滿足BIM需求計劃，這里需要注意若在上個步驟中BIM需求計劃有調整，則按照新的需求計劃進行分析。若評估結果顯示能滿足需求，則表明進度正常；若評估結果顯示該項任務無法滿足需求計劃，則需要預警重視，并進入下一環節的風險評估。

對當前任務完成時間的估算方法有經驗估算法、歷史數據測算評估法等。經驗估算法是先調查任務實際完成情況，再根據評估人員的經驗估算該BIM任務的完成百分比及剩余工期。如針對一項模擬應用，當前正在進行模型的整合，尚未進行模擬，評估人員根據經驗估算該模擬的完成百分比為x，剩余工期為y天；歷史數據測算評估法是通過本項目已完成同類BIM任務的實際完成工期的測算，得出一個估算工期a（如將已完成同類BIM任務實際完成工期的平均值作為估算值），以及實際已經消耗的工期b，計算該模擬的完成百分比x＝b/a，剩余工期y＝a－b。經驗估算法的優點在于簡便，缺點是受評估人員的主觀經驗影響，估算的工期不夠合理；歷史數據測算評估法的優點在于相對客觀，缺點在于計算復雜。

3.2.3 風險評估及應對策略

風險評估的目的在于決定對當前預計要滯后的BIM任務的應對策略，是否按原計劃執行。若評估結果表明該BIM任務進度不需要控制在預期內，即對后續BIM任務的影響小，或可通過應對措施消除對后續BIM任務的影響，抑或應對措施雖可保障任務進度，但對正在執行的其他優先級更高的BIM任務造成較大影響，在這些情況下，考慮對BIM進度計劃進行優化調整；若風險評估的結果顯示該BIM任務進度一定要控制在完成預期內，則優先需要考慮的是執行應對措施以保障該任務能按需求計劃實施完成。

4 結語

全過程BIM實施進度的有效管理對項目總體BIM應用目標的實現具有重要意義，其價值在于規劃并指導項目全過程BIM實施，合理控制BIM實施進度，提升全過程BIM應用價值等。BIM進度管理內容主要包含計劃及控制兩方面。BIM計劃的編排優化最終是要滿足BIM任務與傳統任務計劃的合理依附、工期及資源配置的合理平衡等需求；BIM進度的控制是不斷檢查、評估、預測、調整、執行的過程，以保障BIM工作穩步推進，做到及時發現問題、解決問題。

長遠來看，項目全過程BIM應用的順利實施，需要國家宏觀政策上的推行和相關標準指南的科學指引；需要設計、施工一線人員BIM技能的提升，以正向應用BIM技術解決工程問題；需要能協調全專業的管理者重視并對全過程BIM工作進行科學有效管理等，這樣才能不斷提升BIM技術的實際應用價值，才能走向“遇到問題—提出BIM應用需求—BIM應用有序開展—問題得到合理解決”的應用正循環。