基于BIM的水工工程項(xiàng)目進(jìn)度管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

夏曉露 柴國(guó)威 廖健雄

摘 要：水工工程項(xiàng)目一般規(guī)模較大、工期較長(zhǎng)，具有很強(qiáng)的系統(tǒng)性和綜合性，開展該類項(xiàng)目需要投入大量的人員、設(shè)備、資金。若因工期控制失利，項(xiàng)目進(jìn)度延誤，必然導(dǎo)致人力物力的損失，嚴(yán)重時(shí)造成巨大的經(jīng)濟(jì)賠償，因此，進(jìn)度計(jì)劃通常作為一項(xiàng)工程的首要控制目標(biāo)。但項(xiàng)目往往因外部或內(nèi)部因素導(dǎo)致計(jì)劃趕不上變化，如何盡量避免外部和內(nèi)部因素的影響提高項(xiàng)目進(jìn)度管理的效率是研究的重點(diǎn)。本篇文章結(jié)合廣州港南沙港區(qū)四期水工土建工程的項(xiàng)目管理模式進(jìn)行分析研究，提出基于BIM技術(shù)的水工工程項(xiàng)目進(jìn)度管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用，提高項(xiàng)目進(jìn)度管理的效率。

關(guān)鍵詞：水工工程;進(jìn)度管理系統(tǒng);BIM

中圖分類號(hào)：U612? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006—7973（2020）11-0077-03

項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃是表達(dá)項(xiàng)目中各項(xiàng)工作的開展順序、開始及完成時(shí)間的相互銜接關(guān)系的計(jì)劃[1]。進(jìn)度計(jì)劃是進(jìn)度控制和管理的依據(jù)，通過編制有效的進(jìn)度計(jì)劃，可以將項(xiàng)目實(shí)施統(tǒng)一成一個(gè)整體。進(jìn)度控制是指在約定的建設(shè)工期內(nèi)，根據(jù)進(jìn)度計(jì)劃，對(duì)實(shí)際的進(jìn)度進(jìn)行檢查、分析與調(diào)整的過程。

影響工程進(jìn)度的因素分為外部因素和內(nèi)部因素，外部因素主要是自然、社會(huì)、資源供應(yīng)等方面因素，內(nèi)部因素主要發(fā)生在業(yè)主方、設(shè)計(jì)方、監(jiān)理方、施工方的管理組織、工程手續(xù)、圖紙繪制能力、施工組織、施工方案、質(zhì)量安全管理等方面。對(duì)于一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)度來說內(nèi)部因素比外部因素更可控，但項(xiàng)目體量大、工程復(fù)雜、參建人員多等方面又導(dǎo)致項(xiàng)目進(jìn)度管理存在一定的局限性。BIM具有一體化性，可以將參建人員有效整合起來，打通信息脈絡(luò)，且BIM的可視化可將工程模型與項(xiàng)目計(jì)劃結(jié)合，可視化的數(shù)據(jù)有助于管理人員掌握項(xiàng)目的進(jìn)度，提高項(xiàng)目管理效率。

本文章通過對(duì)廣州港南沙港區(qū)四期水工土建工程進(jìn)行分析研究。該工程是粵港澳大灣區(qū)首個(gè)新建的大型自動(dòng)化集裝箱碼頭項(xiàng)目，對(duì)探索智慧港口建設(shè)，增強(qiáng)灣區(qū)內(nèi)臨港產(chǎn)業(yè)互聯(lián)互通、提升珠三角港口群綜合競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。項(xiàng)目工期緊任務(wù)重，建設(shè)要求高，為了更好地開展項(xiàng)目進(jìn)度管理，采用基于BIM的進(jìn)度管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工程的提質(zhì)增效。

1 系統(tǒng)平臺(tái)概況

基于BIM的水工工程項(xiàng)目進(jìn)度管理系統(tǒng)是一款以BIM模型為基礎(chǔ)的工程進(jìn)度可視化管理平臺(tái)。整合工程模型、項(xiàng)目產(chǎn)值、設(shè)施設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)人員、項(xiàng)目工期等信息，形成工程監(jiān)控中心，全面展示項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)情況。結(jié)合BIM模型與項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃甘特圖進(jìn)行項(xiàng)目計(jì)劃與進(jìn)度管理。構(gòu)建模型在線瀏覽器，實(shí)現(xiàn)模型輕量化瀏覽，通過二維碼技術(shù)，進(jìn)行構(gòu)件基礎(chǔ)信息及構(gòu)件施工記錄展示。搭建項(xiàng)目資料云盤，自動(dòng)歸檔，利于施工資料管理。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

結(jié)合對(duì)系統(tǒng)的整體分析，系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用多層體系結(jié)構(gòu)，從層次結(jié)構(gòu)上分為數(shù)據(jù)層、平臺(tái)層和應(yīng)用層，如圖1所示。

2.1數(shù)據(jù)層

主要實(shí)現(xiàn)對(duì)三維模型、正射影像、視頻、施工現(xiàn)場(chǎng)記錄、工程進(jìn)度信息等相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理，是平臺(tái)的信息集散中心從數(shù)據(jù)體量和實(shí)施成本綜合考慮，采用Mysql數(shù)據(jù)庫(kù)作為本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。

2.2平臺(tái)層

連接數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層，提供專業(yè)化的軟件功能服務(wù)，提供通用的接口讓前端應(yīng)用層調(diào)用，使得應(yīng)用層的設(shè)計(jì)開發(fā)無需關(guān)注架構(gòu)或底層所發(fā)生的變化，降低系統(tǒng)的耦合性，便于系統(tǒng)功能的擴(kuò)展和版本迭代。

2.3應(yīng)用層

基于Web瀏覽器，依據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合系統(tǒng)集成技術(shù)、BIM技術(shù)等理論方法，利用平臺(tái)層提供的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與用戶之間的交互。

3 系統(tǒng)功能與實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)根據(jù)功能需求主要設(shè)計(jì)開發(fā)了5大模塊：

3.1項(xiàng)目監(jiān)控中心

分為兩個(gè)主要的模塊，分別是項(xiàng)目簡(jiǎn)介和功效分析。項(xiàng)目簡(jiǎn)介是在一個(gè)界面中通過可視化的模型與報(bào)表同時(shí)展示項(xiàng)目計(jì)劃工期、工程實(shí)際進(jìn)度、項(xiàng)目產(chǎn)值、現(xiàn)場(chǎng)人員投入、項(xiàng)目里程碑進(jìn)度以及建設(shè)構(gòu)件模型等信息。由此，工程管理人員能夠全面地了解項(xiàng)目情況，從而更好地管理項(xiàng)目。

功效分析是對(duì)設(shè)備使用、項(xiàng)目施工，如淤泥攪拌樁、混凝土生產(chǎn)、鋼板樁、回填砂/卸載等的效能進(jìn)行分析。該模塊通過設(shè)定基準(zhǔn)工程量，統(tǒng)計(jì)實(shí)際工程量并進(jìn)行對(duì)比。當(dāng)實(shí)際工程量大于基準(zhǔn)工程量時(shí)，即為高效能，否則為低效能。通過統(tǒng)計(jì)一段時(shí)間內(nèi)高效能與低效能天數(shù)可以判斷該設(shè)備或工藝整體的功效情況。若整體的功效較差，則需要考慮調(diào)整基準(zhǔn)工程量或增加人力或設(shè)備的投入;若整體的功效較優(yōu)，則可考慮增加工程量或減少人員與設(shè)備的投入。該模塊即通過對(duì)設(shè)備和工藝效能的大數(shù)據(jù)分析，來控制與調(diào)整工程進(jìn)度。如圖3。

3.2項(xiàng)目計(jì)劃與進(jìn)度管理模塊

項(xiàng)目計(jì)劃與進(jìn)度管理模塊分為數(shù)據(jù)駕駛艙、進(jìn)度管理兩個(gè)部分。數(shù)據(jù)駕駛艙集形象進(jìn)度、任務(wù)分解、總覽報(bào)表、關(guān)鍵任務(wù)及里程碑等模塊于一身，可便捷、快速瀏覽項(xiàng)目情況，便于快速察覺項(xiàng)目問題所在;數(shù)據(jù)駕駛艙主要是適用于數(shù)據(jù)的查看，不設(shè)增刪補(bǔ)功能。其中，形象進(jìn)度模塊展示的是項(xiàng)目總體的進(jìn)度情況，并且該模塊還可通過不同顏色的色塊快速了解項(xiàng)目完成與滯后情況，當(dāng)項(xiàng)目已完成時(shí)標(biāo)注為綠色、項(xiàng)目處于正常進(jìn)度時(shí)標(biāo)注為黃色、項(xiàng)目處于滯后狀態(tài)標(biāo)注為紅色、項(xiàng)目未開展標(biāo)注為灰色。

進(jìn)度管理模塊主要作用是對(duì)進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行“增刪補(bǔ)”，該模塊編制了項(xiàng)目總體的計(jì)劃及分部分項(xiàng)工程計(jì)劃，計(jì)劃相關(guān)對(duì)象由大到小，內(nèi)容從粗略到細(xì)致、從總體到局部，逐層分解計(jì)劃。且該模塊支持功能project計(jì)劃導(dǎo)入，在錄入每周工程量的基礎(chǔ)上，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)單位工程、項(xiàng)目的完成百分比，根據(jù)已完成的工程進(jìn)度情況，預(yù)測(cè)工程進(jìn)度及工期。該模塊還可進(jìn)行施工模擬仿真，即對(duì)應(yīng)進(jìn)度計(jì)劃，系統(tǒng)可以展示該計(jì)劃段工程建設(shè)模型情況，幫助施工人員更高效直觀地了解施工情況。

3.3項(xiàng)目模型與構(gòu)件信息管理

該模塊是利用BIM的可視化特性輔助項(xiàng)目的管理，工程人員可在該模塊查看工程模型以及構(gòu)件的屬性信息，較傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)圖紙而言該模塊展示了更直觀的設(shè)計(jì)效果，解決因工程人員對(duì)二維圖紙的識(shí)圖困難以及識(shí)圖偏差導(dǎo)致工程進(jìn)度受影響的問題。模型管理模塊可基于網(wǎng)頁(yè)端實(shí)現(xiàn)主流BIM模型的輕量化瀏覽，按單位分部分項(xiàng)工程劃分查看模型、剖切、屬性與材質(zhì)，并可在模型上進(jìn)行測(cè)量、第一視角漫游和批注。

構(gòu)件信息查詢采用二維碼進(jìn)行管理。一個(gè)模型構(gòu)件生成一個(gè)不可變化的二維碼，用戶可在手機(jī)端掃碼查看構(gòu)件的模型以及基本屬性信息、施工資料信息等。該模塊通過模型屬性進(jìn)行分類，并通過樹形視圖進(jìn)行展示，方便二維碼的管理與操作，且支持打印。

3.4項(xiàng)目資料管理模塊

項(xiàng)目資料管理模塊包括項(xiàng)目云盤、樁信息表、沉樁記錄、樁報(bào)驗(yàn)表。其中項(xiàng)目云盤通過模型屬性自動(dòng)形成云盤樹形管理框架，施工資料均是通過分部分項(xiàng)劃分自動(dòng)存到相應(yīng)的文件夾中。此外，支持自行上傳文件、修改文件夾名稱、權(quán)限設(shè)置、文件下載。當(dāng)模型變更時(shí)，新增模型分部分項(xiàng)工程，通過初始化自動(dòng)增加相應(yīng)的文件夾，本操作不涉及刪除。如變更過程中，遇到刪除模型，則初始化不會(huì)把相應(yīng)的文件夾刪除，由管理員根據(jù)需要手動(dòng)刪除，確保項(xiàng)目資料的安全。

3.5項(xiàng)目綜合辦公模塊

項(xiàng)目綜合辦公模塊主要用于參建單位、參與人員、設(shè)備信息、產(chǎn)值等內(nèi)容的管理，提供初始化設(shè)置?？梢栽谠撃K查詢負(fù)責(zé)單位/人以及對(duì)應(yīng)的負(fù)責(zé)模塊，便于找到問題的責(zé)任人;可以查詢投入使用的設(shè)備信息，如設(shè)備所屬、規(guī)格型號(hào)、數(shù)量、進(jìn)退場(chǎng)時(shí)間，方便設(shè)備的使用與管理。

4 結(jié)論

本文以廣州港南沙港區(qū)四期水工土建工程項(xiàng)目為例，設(shè)計(jì)基于BIM的水工工程項(xiàng)目進(jìn)度管理系統(tǒng)。系統(tǒng)包括5個(gè)主要的功能模塊，可視化地展示了工程項(xiàng)目計(jì)劃進(jìn)度與模型，有助于工程人員開展項(xiàng)目監(jiān)控、進(jìn)度管理、資料歸檔、綜合辦公管理等工作。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王軍升. 大型水工工程項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃與控制研究[D]. 山東：中國(guó)海洋大學(xué)，2009. 4.