基于BIM技術(shù)的工程進(jìn)度可視化管理研究

胡瑛 楊蕾穎

摘要：在工程建設(shè)中，進(jìn)度管理一直是工程管理中的重要目標(biāo)之一，如何確保工程建設(shè)能夠在指定期限內(nèi)順利完成，也已成為工程參建單位非常關(guān)心的課題，BIM可視化技術(shù)在工程進(jìn)度管理中的應(yīng)用，能夠幫助工程人員更加直觀的掌握工程進(jìn)度情況，并及時(shí)找出工程偏差，從而使其能夠在后續(xù)的進(jìn)度控制中加以調(diào)整和優(yōu)化，以使工程項(xiàng)目能夠保質(zhì)保量的按時(shí)完成。鑒于此，本文便對基于BIM技術(shù)的工程進(jìn)度可視化管理進(jìn)行深入的研究。

Abstract： In engineering construction， schedule management has always been one of the important objectives in project management. How to ensure that the project construction can be completed smoothly within the specified time limit has become a topic of great concern to the project participants.The application of BIM visualization technology in project schedule management can help engineers to grasp the progress of the project more intuitively， and find out the engineering deviation in time， so that it can be adjusted and optimized in the subsequent schedule control， so that the project can can be completed on time with quality and quantity. In view of this， this paper conducts an in-depth study on the visual management of engineering progress based on BIM technology.

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);工程進(jìn)度;可視化;管理

Key words： BIM technology;engineering progress;visualization;management

中圖分類號：TU17? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2018）34-0098-02

0? 引言

在工程項(xiàng)目管理工作中，計(jì)劃管理是其首要任務(wù)，只有確保工程項(xiàng)目能夠按照計(jì)劃進(jìn)行，才能最大限度地保證工程項(xiàng)目的價(jià)值實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)階段，大部分工程都普遍使用PROJECT、P6等軟件來對進(jìn)度管理計(jì)劃進(jìn)行編制，并根據(jù)進(jìn)度管理計(jì)劃來開展進(jìn)度控制工作，由于該方法主要是通過圖表與文字的方式來對工程進(jìn)度進(jìn)行表述的，這也使其難以對工程項(xiàng)目的進(jìn)度變化情況進(jìn)行清晰的表達(dá)，從而造成項(xiàng)目進(jìn)度管理存在可視化不足的情況。而BIM可視化技術(shù)在工程進(jìn)度管理工作中的應(yīng)用，無疑能夠在很大程度上解決可視化不足的問題。在國外其他發(fā)達(dá)國家，BIM技術(shù)已經(jīng)被普遍應(yīng)用于工程項(xiàng)目的計(jì)劃管理工作中，而且在投資回報(bào)率上都普遍保持在640%～32900%以內(nèi)。由此可見，對基于BIM技術(shù)的工程進(jìn)度可視化管理進(jìn)行深入的研究是具有重要意義的。

1? 工程進(jìn)度的傳統(tǒng)管理模式研究

在以往的工程進(jìn)度管理模式中，大多都是根據(jù)編制者的自身經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行管理的，并且具備施工合同、施工技術(shù)以及進(jìn)度目標(biāo)等客觀條件的支撐，不過其在進(jìn)度管理時(shí)所采用的工具和編制方法則較為抽象化。

1.1 進(jìn)度計(jì)劃的編制? 在以往的工程進(jìn)度管理模式中，對于計(jì)劃的編制共包括以下內(nèi)容：其一是需要對工程的施工周期和具備里程碑性質(zhì)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)等進(jìn)行確定，并對進(jìn)度管理工作進(jìn)行分解，明確進(jìn)度計(jì)劃中所具有的邏輯關(guān)系，對進(jìn)度計(jì)劃和工期參數(shù)進(jìn)行繪制與估算。

1.2 進(jìn)度管理過程? 在工程進(jìn)度的傳統(tǒng)管理模式中，其所采用的管理方法主要包括進(jìn)度數(shù)據(jù)偏差對比、進(jìn)度監(jiān)控、進(jìn)度糾編等。在進(jìn)度管理工作中，進(jìn)度監(jiān)控是發(fā)現(xiàn)進(jìn)度偏差的重要保證，其能夠?qū)?xiàng)目工程的實(shí)際進(jìn)度數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并明確對工程進(jìn)度產(chǎn)生影響的各個(gè)因素，從而為后續(xù)的進(jìn)度分析與管控措施的制定做好準(zhǔn)備。在進(jìn)度監(jiān)控中，需要確保采集的實(shí)際進(jìn)度數(shù)據(jù)能夠和計(jì)劃進(jìn)度數(shù)據(jù)之間具備可比性，因此應(yīng)對實(shí)際進(jìn)度數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的整理。通?？梢罁?jù)工作量、累計(jì)百分比、實(shí)物工程量以及勞動消耗量來歸整數(shù)據(jù)，并采用前鋒線對比法、香蕉型曲線對比法等來對實(shí)際進(jìn)度和計(jì)劃進(jìn)度進(jìn)行對比，以找出實(shí)際進(jìn)度和計(jì)劃進(jìn)度之間的偏差。根據(jù)找出的實(shí)際進(jìn)度和計(jì)劃進(jìn)度之間的偏差，并計(jì)算其偏差時(shí)間是否處于總時(shí)差和自由時(shí)差范圍以內(nèi)，以此來采取相應(yīng)的控制措施進(jìn)行糾偏。當(dāng)發(fā)現(xiàn)偏差時(shí)間沒有超出總時(shí)差與自由時(shí)差時(shí)，則代表該偏差時(shí)間不會對工程進(jìn)度產(chǎn)生影響，處于可控范圍內(nèi)。否則便需要通過合同措施、經(jīng)濟(jì)措施、組織措施或管理措施等方式來進(jìn)行糾偏。

2? 基于BIM技術(shù)的工程進(jìn)度可視化管理與傳統(tǒng)管理模式的對比

將傳統(tǒng)的工程進(jìn)度管理模式和基于BIM技術(shù)的工程進(jìn)度可視化管理模式進(jìn)行對比，以分析兩者之間的差異。本文通過編制過程、編制技術(shù)、應(yīng)用軟件、數(shù)據(jù)采集等多個(gè)方面來進(jìn)行對比。

2.1 計(jì)劃編制過程及技術(shù)的對比? 在計(jì)劃編制過程中，傳統(tǒng)的工程進(jìn)度管理模式需要對剛性工期進(jìn)行確定，分解進(jìn)度控制工作，并明確邏輯關(guān)系，同時(shí)還要對一般工作參數(shù)進(jìn)行確定等。基于BIM技術(shù)的工程進(jìn)度可視化管理模式在進(jìn)度計(jì)劃編制方面，則主要包括BIM建模、進(jìn)度管理計(jì)劃的編制。由此可見，傳統(tǒng)的工程進(jìn)度管理模式相比于BIM可視化管理模式來說，在編制過程上要明顯多于后者。在計(jì)劃編制技術(shù)方面，傳統(tǒng)管理模式主要通過計(jì)劃評審法與關(guān)鍵線路法來進(jìn)行編制，而BIM可視化管理模式則是通過4D技術(shù)將BIM模型和進(jìn)度數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以此生成進(jìn)度計(jì)劃，從而使項(xiàng)目進(jìn)度的展示能夠更加直觀形象，并能實(shí)時(shí)了解工程進(jìn)度信息。

2.2 應(yīng)用軟件及數(shù)據(jù)采集的對比? 在應(yīng)用軟件方面，傳統(tǒng)管理模式主要通過PROJECT或P6等軟件來編制進(jìn)度計(jì)劃，其需要對單代號、橫道圖與雙代號計(jì)劃進(jìn)行編制。BIM管理模式則是采用REVIT及3DA2012等軟件來編制進(jìn)度計(jì)劃的，其是以BIM模型為基礎(chǔ)，將進(jìn)度計(jì)劃和模型相關(guān)聯(lián)，以使進(jìn)度計(jì)劃具備可視化的特點(diǎn)。在數(shù)據(jù)采集方式上，傳統(tǒng)管理模式主要是通過手工錄入的方式，并利用勞動消耗量、實(shí)物工程量等來對進(jìn)度狀況進(jìn)行分析與比較的。BIM管理模式則和傳統(tǒng)管理模式較為相似，但其對數(shù)據(jù)的采集主要是利用電子設(shè)備來實(shí)現(xiàn)的，并根據(jù)采集的數(shù)據(jù)來構(gòu)建模型，將該模型和原有模型進(jìn)行比較，以直觀的找出進(jìn)度偏差。

2.3 數(shù)據(jù)表達(dá)、修改及優(yōu)化方式的對比? 傳統(tǒng)的管理模式主要是通過橫道圖、斜線圖和網(wǎng)絡(luò)圖來對進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行表達(dá)的，這使其不能對工程進(jìn)度過程進(jìn)行直觀展示，而BIM管理模式則可進(jìn)行可視化展示，從而使工程人員能夠?qū)撛诘臎_突及次序錯(cuò)誤問題進(jìn)行更加容易的識別。此外，在數(shù)據(jù)修改方面，傳統(tǒng)管理模式無法根據(jù)圖紙的變化情況來修改計(jì)劃，只有明確待修改的邏輯關(guān)系、時(shí)間及工作，并進(jìn)行手工錄入以后，方可進(jìn)行更新，而且在優(yōu)化進(jìn)度計(jì)劃時(shí)，需要采用假設(shè)計(jì)算方法才能實(shí)現(xiàn)。但對于BIM管理模式來說，當(dāng)設(shè)計(jì)發(fā)生變更或圖紙發(fā)生更改時(shí)，其能夠直接進(jìn)行同步修改，而且可針對進(jìn)度問題利用模擬優(yōu)化的方式來進(jìn)行自動修改，進(jìn)而有效降低了不確定因素的影響，使工程能夠得以按期完成。

2.4 數(shù)據(jù)存儲方式的對比? 在數(shù)據(jù)存儲方式上，傳統(tǒng)的管理模式大多是以紙質(zhì)文件來進(jìn)行存儲的，這不利于數(shù)據(jù)的長期保存與查詢。而在BIM管理模式中，其是利用計(jì)算機(jī)來存儲進(jìn)度數(shù)據(jù)的，能夠進(jìn)行長期存儲的同時(shí)，還易于查詢。

3? 基于BIM技術(shù)的工程進(jìn)度可視化管理研究

3.1 基于BIM技術(shù)的進(jìn)度可視化管理原則? 在基于BIM技術(shù)的進(jìn)度可視化管理中，3D模型是編制進(jìn)度計(jì)劃的重要基礎(chǔ)，因此必須要確保模型精細(xì)化，應(yīng)由專人對模型的精度等級進(jìn)行全程維護(hù)，并建立標(biāo)準(zhǔn)化的模型元素庫，這也是進(jìn)度可視化管理工作中的一大核心原則。此外，在BIM技術(shù)的進(jìn)度管理工作中，BIM在構(gòu)件劃分方面和進(jìn)度控制可行性與編制計(jì)劃的準(zhǔn)確度有著密切的關(guān)系，因此在進(jìn)行構(gòu)件劃分時(shí)，需要對現(xiàn)有的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行充分考慮，應(yīng)確保進(jìn)度計(jì)劃中的構(gòu)件屬性能夠和實(shí)際進(jìn)度中的構(gòu)件屬性相符。除此之外，基于BIM技術(shù)的進(jìn)度可視化管理還應(yīng)遵循全員參與原則，在以往的進(jìn)度管理模式中，需要對進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行分層審批，并按照階段式進(jìn)行進(jìn)度控制。而BIM技術(shù)則是通過協(xié)作參與的方式來進(jìn)行進(jìn)度管理的，這需要參建各方能夠全部參與到BIM平臺中的進(jìn)度管理當(dāng)中去，以確保項(xiàng)目能夠按期完成。

3.2 基于BIM技術(shù)的進(jìn)度可視化管理組織體系? 在基于BIM技術(shù)的進(jìn)度可視化管理組織體系中，其共包括兩類，分別是計(jì)劃編制組織體系與項(xiàng)目各參與方組織體系。其本質(zhì)上屬于服務(wù)型組織體系，在該組織體系中不僅要對進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行編制，還要涉及到其他BIM內(nèi)容的管理，編制進(jìn)度計(jì)劃僅是其一部分內(nèi)容。對進(jìn)度進(jìn)行管理的部門主要包括建模部門與虛擬實(shí)現(xiàn)部門兩類，其需要構(gòu)建BIM模型，并確保模型的準(zhǔn)確性，通過軟件來對橫道圖計(jì)劃進(jìn)行編制，并統(tǒng)一項(xiàng)目各參與方相關(guān)意見，以使進(jìn)度計(jì)劃能夠和BIM模型進(jìn)行掛接，從而構(gòu)建一個(gè)具備可視化特征的進(jìn)度模型，并對進(jìn)度模型的后續(xù)維護(hù)與更新工作負(fù)責(zé)。如圖1所示為基于BIM技術(shù)的進(jìn)度可視化管理組織體系。

3.3 基于BIM技術(shù)的進(jìn)度計(jì)劃編制方法? 在基于BIM技術(shù)的進(jìn)度計(jì)劃編制方法中，主要是以斯維爾系列、Revit系列等多種軟件來對可視化進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行編制的。其需要分別構(gòu)建3D模型和普通進(jìn)度計(jì)劃，并將兩者的工作時(shí)間進(jìn)行掛接，以形成具備可視化特點(diǎn)的進(jìn)度計(jì)劃。例如，可通過斯維爾系列的軟件來對進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行編制，首先要通過3DA來對3D模型進(jìn)行構(gòu)建，并使用Project來生成一份格式為MPP的進(jìn)度計(jì)劃文件，然后將其在3DA軟件中進(jìn)行導(dǎo)入，以使各個(gè)構(gòu)件都能夠進(jìn)行任務(wù)匹配，使構(gòu)件具備相應(yīng)的進(jìn)度時(shí)間，并將工期當(dāng)作時(shí)間軸，以時(shí)間順序來對各個(gè)構(gòu)件的進(jìn)度安排進(jìn)行模擬。

3.4 基于BIM技術(shù)的進(jìn)度可視化管理中的計(jì)劃控制? 在基于BIM技術(shù)的進(jìn)度可視化管理中的計(jì)劃控制中，主要是通過兩種方式來實(shí)現(xiàn)的，第一種方式是通過原進(jìn)度模型和實(shí)時(shí)模型之間的比較來進(jìn)行計(jì)劃控制的，其通過對已建建筑所具備的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，以構(gòu)建和實(shí)際建筑相同的模型，并對項(xiàng)目的進(jìn)度數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)采集來構(gòu)建模型，在該方式中以三維激光掃描技術(shù)最為常用，這種技術(shù)的工作原理為點(diǎn)云實(shí)景復(fù)制，不過該方法對環(huán)境有較高的要求，在數(shù)據(jù)處理速度上比較慢。第二種方式是利用視頻錄制或全景相機(jī)掃描的方式來對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后將現(xiàn)場狀況和進(jìn)度模型進(jìn)行比較，以達(dá)到計(jì)劃控制的目的。不過該方法難以對施工現(xiàn)場的全部狀況進(jìn)行全面的計(jì)錄，因此難以和進(jìn)度模型進(jìn)行全面對比。

4? 結(jié)語

本文將基于BIM技術(shù)的進(jìn)度可視化管理和傳統(tǒng)的進(jìn)度管理模式進(jìn)行了對比分析，進(jìn)而明確了基于BIM技術(shù)的進(jìn)度可視化管理模式的應(yīng)用優(yōu)勢及應(yīng)用原則，研究了該管理模式的組織體系、進(jìn)度計(jì)劃編制方法及計(jì)劃控制手段，從而為工程項(xiàng)目的數(shù)字化管理帶來了一定的參考意義。

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