BIM技術(shù)在建筑施工進(jìn)度控制中的應(yīng)用

李潔

（山東公用建設(shè)集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)寧 273110）

1 引言

建筑施工進(jìn)度關(guān)系到整個(gè)建筑項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)收益，做好進(jìn)度計(jì)劃編制，獲取準(zhǔn)確的施工進(jìn)度信息是建筑項(xiàng)目管理的最基本內(nèi)容。但建筑項(xiàng)目施工具有強(qiáng)烈的復(fù)雜性、不確定性與變化性，要做到合理的進(jìn)度預(yù)測(cè)和管控難度較大。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，各行各業(yè)都進(jìn)入了精細(xì)化管理的時(shí)代。在建筑工程項(xiàng)目中融入精細(xì)化管理理念，借助信息技術(shù)，科學(xué)、合理地制訂施工進(jìn)度計(jì)劃、優(yōu)化施工計(jì)劃、縮短施工工期、提高施工質(zhì)量，成為建筑施工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的目標(biāo)。尤其是BIM 技術(shù)在建筑領(lǐng)域的發(fā)展，除了帶給人們可視化的設(shè)計(jì)方案之外，項(xiàng)目全過程的進(jìn)度把控也得以順利實(shí)現(xiàn)[1]。

2 BIM技術(shù)在建筑施工進(jìn)度控制中的價(jià)值

隨著在建筑行業(yè)的逐漸深入，BIM 技術(shù)已經(jīng)從設(shè)計(jì)工具發(fā)展到建造思維和理念。具體在項(xiàng)目管理中，通過對(duì)建筑項(xiàng)目全生命周期信息的收集和管理，建立項(xiàng)目精細(xì)化管理的方法論。依靠BIM 技術(shù)參數(shù)化設(shè)計(jì)、可模擬、集成化等優(yōu)勢(shì)，在建筑項(xiàng)目中呈現(xiàn)出跨專業(yè)、跨階段的協(xié)同作業(yè)，幾何與非幾何信息的關(guān)聯(lián)，靜態(tài)與動(dòng)態(tài)過程信息的實(shí)時(shí)交互，微觀與宏觀空間信息的整合等，使項(xiàng)目管理者可以做到對(duì)項(xiàng)目全過程、全方位信息的及時(shí)獲取和掌握。

建筑項(xiàng)目管理可以依據(jù)BIM 信息模型，借助管理工具對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行全過程進(jìn)度把控、質(zhì)量監(jiān)督和資源協(xié)調(diào)配置。項(xiàng)目管理者可以以設(shè)計(jì)的BIM 模型為基礎(chǔ)，建立更適于項(xiàng)目管控的信息數(shù)據(jù)施工BIM 模型，以應(yīng)對(duì)日趨復(fù)雜的施工條件。利用可靠性理論和概率論，充分考慮施工過程及工期影響因素的不確定性，分析目標(biāo)工期和預(yù)測(cè)工期的復(fù)雜關(guān)系，建立施工進(jìn)度隨機(jī)預(yù)測(cè)模型。同時(shí)，探討基于BIM 管理平臺(tái)的施工進(jìn)度可靠性預(yù)測(cè)集成管理方法，進(jìn)一步提高建筑項(xiàng)目的利潤空間。

BIM 模型包含大量的項(xiàng)目信息數(shù)據(jù)，如管線位置、材料信息、物資調(diào)配等，貫穿建筑項(xiàng)目從設(shè)計(jì)到運(yùn)維的全生命周期，整個(gè)數(shù)據(jù)鏈完整、細(xì)致。利用模型優(yōu)勢(shì)，項(xiàng)目各參建方、各專業(yè)可以做到對(duì)項(xiàng)目的可視化描述以及參數(shù)化更改。BIM 技術(shù)在建筑施工進(jìn)度控制中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)如圖1 所示[2]。

圖1 BIM技術(shù)在建筑施工進(jìn)度控制中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

3 BIM技術(shù)在建筑施工進(jìn)度控制中的應(yīng)用

3.1 當(dāng)前工程項(xiàng)目施工中存在的進(jìn)度控制問題

3.1.1 設(shè)計(jì)失誤

在建筑施工中，其圖紙審查包含多個(gè)專業(yè)，需要各專業(yè)共同設(shè)計(jì)和審查，由于各專業(yè)的特點(diǎn)以及審查不同步，造成圖紙中出現(xiàn)大量的偏差，給施工環(huán)節(jié)造成大量的矛盾沖突，延誤了施工進(jìn)度。

3.1.2 進(jìn)度計(jì)劃不合理

建筑項(xiàng)目需要提前編制好完整的施工計(jì)劃方案、施工目標(biāo)、進(jìn)度計(jì)劃等內(nèi)容，但編制者往往依據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行編制，主觀且容易出現(xiàn)漏洞，延誤了施工進(jìn)度。

3.1.3 溝通不暢

工程項(xiàng)目的參與方眾多、專業(yè)眾多、環(huán)節(jié)和流程眾多，需要多方配合和協(xié)調(diào)才能完成施工工作，但由于各專業(yè)進(jìn)場(chǎng)時(shí)間不同，施工人員的能力水平不同，導(dǎo)致溝通不暢，從而延誤了施工進(jìn)度[3]。

3.1.4 環(huán)境影響

項(xiàng)目施工中，溫度、濕度、地質(zhì)等環(huán)境因素對(duì)施工進(jìn)度的影響也較大，此外，還有水、電等能源因素的影響，極有可能延誤施工進(jìn)度。

3.2 基于BIM技術(shù)的施工進(jìn)度編制流程

基于BIM 技術(shù)的施工進(jìn)度控制主要利用BIM 的4D 和5D 模擬功能，科學(xué)預(yù)測(cè)施工進(jìn)度，合理編制施工進(jìn)度控制計(jì)劃。BIM 的4D 模擬是指利用BIM 軟件將模型與進(jìn)度計(jì)劃相關(guān)聯(lián)，通過時(shí)間模擬進(jìn)行進(jìn)度計(jì)劃演示，即在3D 模型上關(guān)聯(lián)時(shí)間（進(jìn)度計(jì)劃）進(jìn)行施工動(dòng)態(tài)演示。BIM 的5D 模擬是指在4D 進(jìn)度模擬的條件下加上模型信息如成本、工程量、質(zhì)量信息等等數(shù)據(jù)。

施工進(jìn)度計(jì)劃的編制和應(yīng)用只適用于施工現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)人員和管理層人員，但不能被參與工程的其他各方理解和接受，而BIM 的動(dòng)態(tài)模擬能將施工中流水段及樓層施工以可視化的虛擬建造過程顯示，使工程的進(jìn)度信息表達(dá)得更明確。BIM的5D 動(dòng)態(tài)模擬除了在時(shí)間上進(jìn)行模擬之外，還能為管理者提供想要的數(shù)據(jù)信息。如每月的物資、勞動(dòng)力情況或財(cái)務(wù)信息等[4]。

基于BIM 技術(shù)的施工進(jìn)度編制流程為：

1）建立項(xiàng)目三維模型

通過參數(shù)化建模，得到可供各參與方共享的3D 模型，涵蓋建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電等全方面信息，且項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態(tài)下進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)橫向、縱向兩個(gè)維度的數(shù)字化管理。

2）計(jì)算機(jī)編制進(jìn)度計(jì)劃

利用計(jì)算機(jī)編制項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃，如Project 編制甘特圖，在設(shè)定各分部分項(xiàng)工程時(shí)間進(jìn)度的基礎(chǔ)上加入資源、勞動(dòng)力等條件，既避免了傳統(tǒng)編制方法工作量大、效率低下且修改困難的不足，同時(shí)，又可以導(dǎo)出各分部分項(xiàng)工程所需的資源、勞動(dòng)力曲線，從而合理組織施工。

3）施工模擬，優(yōu)化調(diào)整

在三維模型基礎(chǔ)上加入進(jìn)度和成本因素，形成5D 模型，應(yīng)用Navisworks、廣聯(lián)達(dá)BIM5D 等軟件進(jìn)行施工模擬，包括碰撞檢查、施工過程模擬、進(jìn)度模擬等，從而對(duì)模型和進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，減少后期項(xiàng)目實(shí)施過程中頻繁出錯(cuò)。其次，在實(shí)際施工過程中，當(dāng)實(shí)際進(jìn)度滯后于計(jì)劃進(jìn)度時(shí)，可以調(diào)整進(jìn)度計(jì)劃中工作的持續(xù)時(shí)間或工作間的邏輯關(guān)系來達(dá)到趕工期的目的，通過模型數(shù)據(jù)的更新，再次進(jìn)行施工模擬，確保后續(xù)工作順利開展。

4）協(xié)同工作，信息共享

伴隨工程進(jìn)展，項(xiàng)目各參與方在以BIM 為基礎(chǔ)的平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作，及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的傳遞和共享，一旦工程發(fā)生變更或索賠，通過GIS、紅外線掃描、監(jiān)控設(shè)施、移動(dòng)IT 等將現(xiàn)場(chǎng)信息收集并傳至云端數(shù)據(jù)庫，更新原有5D 模型，相關(guān)參與方都可以在第一時(shí)間獲取有效信息，從而采取應(yīng)對(duì)措施，避免由于信息傳遞不及時(shí)而出現(xiàn)的工程延誤。以廣聯(lián)達(dá)BIM5D為例（見圖2），軟件提供了模型視圖、流水視圖、施工模擬、合約視圖、物件跟蹤等多方向協(xié)同管理的可能性，通過三端一云，即移動(dòng)端、Web 端、PC 端、BIM 云，可實(shí)現(xiàn)技術(shù)部、商務(wù)部、質(zhì)量部、安全部、生產(chǎn)部等多部門多崗位協(xié)同辦公。

圖2 廣聯(lián)達(dá)BIM5D

3.3 BIM技術(shù)在施工進(jìn)度控制中的具體應(yīng)用

BIM 技術(shù)在進(jìn)度控制中的應(yīng)用主要是通過創(chuàng)建4D 模型對(duì)施工進(jìn)度實(shí)施有效控制與管理，在施工前就可以發(fā)現(xiàn)和確定可能出現(xiàn)的問題，更好地指導(dǎo)實(shí)際施工。在模型創(chuàng)建前，首先應(yīng)編制施工項(xiàng)目總進(jìn)度計(jì)劃，然后對(duì)施工項(xiàng)目進(jìn)行分解，生成4D 模型，并將模型中的實(shí)際進(jìn)度與原進(jìn)度對(duì)比，據(jù)此優(yōu)化原進(jìn)度計(jì)劃。

3.3.1 編制進(jìn)度計(jì)劃

傳統(tǒng)做法認(rèn)為，項(xiàng)目進(jìn)度控制應(yīng)以實(shí)現(xiàn)施工合同約定的竣工日期為最終目標(biāo)。項(xiàng)目進(jìn)度控制總目標(biāo)要根據(jù)項(xiàng)目管理的需要進(jìn)一步分解，而單位工程施工進(jìn)度計(jì)劃要在既定施工方案基礎(chǔ)上，根據(jù)規(guī)定的工期和各種資源供應(yīng)條件，對(duì)單位工程中的各分部分項(xiàng)工程的施工順序、施工起止時(shí)間及銜接關(guān)系進(jìn)行合理安排。利用BIM 技術(shù)模型編制進(jìn)度計(jì)劃，打破了傳統(tǒng)編制方法的束縛，使得進(jìn)度計(jì)劃的編制更加有效與合理。

3.3.2 進(jìn)度控制與糾偏

工程項(xiàng)目涉及的內(nèi)容眾多且建設(shè)周期較長，因此，容易受多種因素的影響。所以，在整個(gè)施工過程中要不斷調(diào)整進(jìn)度計(jì)劃，這就需要工作人員對(duì)進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行全過程跟蹤，不斷分析進(jìn)度計(jì)劃的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)與進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行對(duì)比分析，及時(shí)找到偏差并進(jìn)行糾正，直至整個(gè)工程竣工。利用BIM 模型技術(shù)執(zhí)行上述進(jìn)度控制內(nèi)容，能夠大大節(jié)約時(shí)間并有效提高進(jìn)度分析的準(zhǔn)確性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑施工過程的全過程動(dòng)態(tài)控制[5]。

4 結(jié)語

綜上所述，為了應(yīng)對(duì)日趨復(fù)雜的建筑項(xiàng)目施工因素，引入BIM 技術(shù)，基于3D、4D、5D 模型做施工進(jìn)度的精細(xì)化管理，可以有效解決各專業(yè)沖突等問題，對(duì)優(yōu)化進(jìn)度管控、質(zhì)量提升、縮短工期起到了積極作用。