基于BIM技術(shù)的工程進(jìn)度管理研究

徐凱祥， 方必和， 王軍

（合肥工業(yè)大學(xué)）

1 引言

建筑工程項(xiàng)目進(jìn)度管理是項(xiàng)目管理領(lǐng)域中重要的環(huán)節(jié)之一。隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，建筑逐漸向結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、體量大的方向發(fā)展，傳統(tǒng)的進(jìn)度管理模式已經(jīng)不能滿(mǎn)足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)建筑工程項(xiàng)目的要求。BIM 作為一種新技術(shù)，將建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域與計(jì)算機(jī)信息處理有機(jī)結(jié)合，達(dá)到了優(yōu)化設(shè)計(jì)效果、提高工作效率的目標(biāo)，還能解決建筑項(xiàng)目中復(fù)雜模型之間存在的矛盾等，使工程進(jìn)度得到有效控制和管理。

2 BIM 技術(shù)與建筑項(xiàng)目進(jìn)度管理理論基礎(chǔ)

2.1 BIM技術(shù)理論

2.1.1 BIM的概念

BIM（Building Information Modeling）是建筑信息模型的英文簡(jiǎn)稱(chēng)。該模型是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)真實(shí)信息為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，通過(guò)三維數(shù)字技術(shù)構(gòu)建的建筑模型[1]。在這個(gè)虛擬模型中，不僅包含建筑物構(gòu)件的尺寸信息、幾何信息、位置信息等，還包含了建筑物的空間和時(shí)間等狀態(tài)信息。借助這個(gè)包含建筑工程信息的三維模型，可以使工程項(xiàng)目管理人員和技術(shù)人員準(zhǔn)確掌握項(xiàng)目建筑工程的各種信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目的預(yù)測(cè)和控制[2]。

2.1.2 BIM技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著我國(guó)對(duì)BIM 技術(shù)的推行與發(fā)展，目前在建筑行業(yè)中越來(lái)越多的大中型建筑工程項(xiàng)目選擇采用BIM 技術(shù)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)和項(xiàng)目實(shí)施，企業(yè)也更加注重對(duì)BIM 技術(shù)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)以及人才的培養(yǎng)，BIM 技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用顯示出強(qiáng)勁的勢(shì)頭和潛力。

2.2 項(xiàng)目進(jìn)度管理理論

2.2.1 進(jìn)度管理的概念

進(jìn)度管理也叫時(shí)間管理，在建筑工程項(xiàng)目中體現(xiàn)為工期，就是以時(shí)間為主線(xiàn)貫穿整個(gè)任務(wù)中。為了能在規(guī)定的時(shí)間或工期內(nèi)完成相應(yīng)的目標(biāo)任務(wù)，首先會(huì)編制進(jìn)度計(jì)劃，根據(jù)計(jì)劃完成工作，在此期間難免會(huì)出現(xiàn)影響計(jì)劃的情況，若進(jìn)度計(jì)劃出現(xiàn)偏差，就需要對(duì)偏差進(jìn)行分析并做出調(diào)整及優(yōu)化。要根據(jù)成本與質(zhì)量的目標(biāo)進(jìn)行協(xié)調(diào)，在此基礎(chǔ)上才能完成進(jìn)度目標(biāo)。進(jìn)度管理基本流程見(jiàn)圖1，如此循環(huán)，就是傳統(tǒng)的進(jìn)度管理。

圖1 進(jìn)度管理流程圖

2.2.2 進(jìn)度管理的影響因素

由于建筑工程項(xiàng)目具有規(guī)模大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、建設(shè)周期長(zhǎng)以及參建單位眾多等特點(diǎn)，所以影響項(xiàng)目進(jìn)度管理的因素有很多，總體有七類(lèi)影響因素，分別是：人為因素、資源因素、環(huán)境因素、技術(shù)因素、組織管理水平、設(shè)計(jì)變更以及風(fēng)險(xiǎn)因素，其中人為因素對(duì)進(jìn)度的影響最大[3]。

3 基于BIM 技術(shù)的工程項(xiàng)目進(jìn)度管理應(yīng)用分析

3.1 基于BIM技術(shù)的項(xiàng)目進(jìn)度管理

3.1.1 基于BIM技術(shù)的項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃編制

1）項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃編制的一般步驟

編制項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃一般有四個(gè)階段。第一是收集匯總與項(xiàng)目相關(guān)的所有實(shí)際信息資料。第二是根據(jù)一定的工序關(guān)系及工藝流程對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行工作結(jié)構(gòu)分解，合理安排分解完的分支項(xiàng)并確定各分支項(xiàng)之間的邏輯關(guān)系。第三是根據(jù)前面收集匯總到的信息和結(jié)構(gòu)分解的結(jié)果，再結(jié)合資源分配情況來(lái)估算各分支項(xiàng)的完成時(shí)間，為后面編制進(jìn)度計(jì)劃提供基礎(chǔ)依據(jù)。第四是進(jìn)度計(jì)劃的編制階段。根據(jù)各分支項(xiàng)估算出的時(shí)間以及它們之間的邏輯關(guān)系完成進(jìn)度計(jì)劃的編制，并對(duì)此計(jì)劃進(jìn)行修改和完善，最終確定進(jìn)度計(jì)劃的編制結(jié)果。

2）基于BIM技術(shù)的進(jìn)度計(jì)劃編制

BIM技術(shù)既是一個(gè)平臺(tái)，也是一種工具，它基于傳統(tǒng)方法開(kāi)展進(jìn)度管理的，通過(guò)優(yōu)化傳統(tǒng)進(jìn)度管理的流程，從而使進(jìn)度管理更加高效[4]。

在BIM 技術(shù)的支持下編制項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃，三維的BIM 模型是基礎(chǔ)，根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃編制流程將計(jì)劃編制好以后，通過(guò)BIM 模型與進(jìn)度計(jì)劃結(jié)合從而生成4D 的進(jìn)度計(jì)劃，導(dǎo)入Project 中，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)進(jìn)度計(jì)劃與BIM技術(shù)下的進(jìn)度計(jì)劃的連接。運(yùn)用BIM中的施工模擬技術(shù)，將進(jìn)度計(jì)劃與建好的BIM 模型相關(guān)聯(lián)，使BIM 模型根據(jù)進(jìn)度計(jì)劃在時(shí)間軸上進(jìn)行整個(gè)施工過(guò)程的事前模擬，幫助管理者及時(shí)發(fā)現(xiàn)原計(jì)劃中的風(fēng)險(xiǎn)與不合理的問(wèn)題，提前對(duì)這些問(wèn)題逐一進(jìn)行解決，得到最優(yōu)的進(jìn)度計(jì)劃，這就是基于BIM技術(shù)的進(jìn)度計(jì)劃編制流程，如圖2所示。

圖2 基于BIM技術(shù)的進(jìn)度計(jì)劃編制流程圖

與傳統(tǒng)的進(jìn)度計(jì)劃編制相比，基于BIM 技術(shù)的進(jìn)度計(jì)劃編制有以下幾方面的優(yōu)勢(shì)。第一是項(xiàng)目信息完整。在編制進(jìn)度計(jì)劃之前建立的BIM模型中包含了項(xiàng)目所需的各種信息，具體包含幾何信息，參數(shù)化信息等，各參建方在此基礎(chǔ)上提取自己想要的信息，提高編制進(jìn)度計(jì)劃的效率。第二是協(xié)同性高。在傳統(tǒng)的進(jìn)度管理階段，各參建方都是獨(dú)立完成自己專(zhuān)業(yè)內(nèi)的工作，只有當(dāng)項(xiàng)目中出現(xiàn)問(wèn)題才會(huì)去溝通解決；引入BIM技術(shù)之后，項(xiàng)目的各個(gè)部門(mén)都可以在BIM 平臺(tái)上協(xié)同工作。第三是進(jìn)度計(jì)劃可視化。因?yàn)锽IM 模型的特點(diǎn)有可視化，所以在此基礎(chǔ)上編制的進(jìn)度計(jì)劃同樣可以實(shí)現(xiàn)可視化，使管理者能夠更好地對(duì)進(jìn)度計(jì)劃做出優(yōu)化；用此來(lái)指導(dǎo)后面的施工作業(yè)更加清晰直觀，提高工作效率和管理水平。

3.1.2 基于BIM技術(shù)的項(xiàng)目進(jìn)度控制

在傳統(tǒng)方法下進(jìn)行進(jìn)度控制工作，存在信息滯后、丟失信息的問(wèn)題等，使進(jìn)度控制工作的時(shí)效性變差。BIM 技術(shù)的出現(xiàn)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)進(jìn)度控制的不足，傳遞起來(lái)更加直接、快速，可以保證信息的可靠性，使項(xiàng)目信息的變動(dòng)及時(shí)在模型中體現(xiàn)，方便進(jìn)行進(jìn)度控制工作[5]。

基于BIM 技術(shù)的進(jìn)度控制原理沒(méi)有變，與傳統(tǒng)方法下的進(jìn)度控制流程一致，但基于BIM 技術(shù)的進(jìn)度控制方法更加高效。①可以使用激光掃描儀器將施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行掃描并上傳至平臺(tái)，通過(guò)與進(jìn)度計(jì)劃比對(duì)并核實(shí)后發(fā)現(xiàn)其中存在的問(wèn)題，減少返工，提高控制的效率。②可以利用手機(jī)、ipad等，讓現(xiàn)場(chǎng)的工作人員將實(shí)際進(jìn)度情況通過(guò)計(jì)算機(jī)及時(shí)上傳至BIM 平臺(tái)，進(jìn)行進(jìn)度對(duì)比后發(fā)現(xiàn)存在的偏差等問(wèn)題。③運(yùn)用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（AR），由專(zhuān)業(yè)人員將現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度對(duì)比結(jié)果上傳至BIM 平臺(tái)，經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)分析后，對(duì)出現(xiàn)的偏差采取一定的措施。

4 在項(xiàng)目進(jìn)度管理中引入BIM 技術(shù)的問(wèn)題

①標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。由于BIM 技術(shù)及軟件依靠國(guó)外，而國(guó)外引進(jìn)的軟件技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)內(nèi)的情況不符，所以缺乏軟件或系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)互用的具體標(biāo)準(zhǔn)。

②技術(shù)人才問(wèn)題。國(guó)內(nèi)缺乏BIM技術(shù)方面的人才，培養(yǎng)及咨詢(xún)力度不夠。

③認(rèn)知問(wèn)題。在全國(guó)范圍內(nèi)由于企業(yè)的規(guī)模與實(shí)力不同，造成大部分中小企業(yè)對(duì)BIM 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及效益認(rèn)識(shí)不足，導(dǎo)致思維模式及行為方式難以轉(zhuǎn)變，缺乏應(yīng)用動(dòng)力。

④技術(shù)推廣問(wèn)題。相關(guān)部門(mén)和企業(yè)對(duì)于BIM技術(shù)的推廣及應(yīng)用支持不夠。

5 在項(xiàng)目進(jìn)度管理中引入BIM 技術(shù)的建議

5.1 對(duì)存在的標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題提出的建議

①可以發(fā)揮行業(yè)協(xié)會(huì)的作用牽頭制定和完善BIM信息編碼標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)、電子工程圖檔案標(biāo)準(zhǔn)、電子文檔交互標(biāo)準(zhǔn)等。

②鼓勵(lì)企業(yè)制定自己的標(biāo)準(zhǔn)體系和BIM 標(biāo)準(zhǔn)，后續(xù)還可以上升至行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

5.2 對(duì)存在的技術(shù)人才問(wèn)題提出的建議

①加大行業(yè)BIM技術(shù)培訓(xùn)的力度，推動(dòng)BIM技術(shù)的普及和應(yīng)用。

②推動(dòng)高校對(duì)BIM 相關(guān)專(zhuān)業(yè)或BIM 專(zhuān)業(yè)的設(shè)置，為BIM技術(shù)研究和應(yīng)用培養(yǎng)并輸出大量的人才。

③加強(qiáng)企業(yè)信息化BIM 人才的建設(shè)，建立并完善多渠道、多層次的信息化人才培養(yǎng)和考核制度，采取能吸引并穩(wěn)定相關(guān)人才的措施。

5.3 對(duì)存在的認(rèn)知問(wèn)題提出的建議

①發(fā)揮行業(yè)協(xié)會(huì)的作用，多開(kāi)展有關(guān)BIM 技術(shù)的交流與共享會(huì)議，促進(jìn)對(duì)BIM技術(shù)更深的認(rèn)識(shí)。

②組織開(kāi)展建筑業(yè)應(yīng)用BIM 技術(shù)的工程示范，發(fā)揮示范企業(yè)與工程的示范作用，規(guī)范BIM 進(jìn)度管理實(shí)施流程，引導(dǎo)并帶動(dòng)當(dāng)?shù)丶罢麄€(gè)建筑業(yè)對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用。

5.4 對(duì)存在的技術(shù)推廣問(wèn)題提出的建議

相關(guān)政府部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)建筑行業(yè)引入BIM技術(shù)工作的監(jiān)督與落實(shí)，拓寬工作思路方法，抓實(shí)抓細(xì)，考慮引入BIM技術(shù)存在的問(wèn)題的全面性以及相關(guān)工作措施的可行性，出臺(tái)一系列相應(yīng)文件，切實(shí)解決存在的問(wèn)題，使BIM技術(shù)的推廣及應(yīng)用更進(jìn)一步。

6 結(jié)語(yǔ)

文章在研究傳統(tǒng)進(jìn)度管理理論與方法的同時(shí)，總結(jié)概括了其現(xiàn)階段的現(xiàn)狀和不足，以此為切入點(diǎn)引入BIM技術(shù)，通過(guò)研究分析BIM技術(shù)與進(jìn)度管理結(jié)合的情況，為國(guó)內(nèi)BIM 技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提出思路和建議。