吳秋成（重慶市城市建設(shè)發(fā)展有限公司　重慶市渝中區(qū)　400000）

BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目進(jìn)度管理中的應(yīng)用研究

吳秋成
（重慶市城市建設(shè)發(fā)展有限公司重慶市渝中區(qū)400000）

建筑工程項(xiàng)目的復(fù)雜化發(fā)展，促進(jìn)項(xiàng)目管理技術(shù)的進(jìn)步和管理模式的轉(zhuǎn)變。BIM作為一項(xiàng)新技術(shù)，在工程項(xiàng)目進(jìn)度管理中的應(yīng)用可有效加強(qiáng)管理者對(duì)于工程進(jìn)度的控制，減少工程延誤風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約施工時(shí)間等，為項(xiàng)目進(jìn)度管理帶來(lái)便利。本文即針對(duì)基于BIM技術(shù)的工程進(jìn)度管理進(jìn)行了探討，以供參考。

BIM技術(shù)；工程項(xiàng)目；進(jìn)度管理

1　引言

建筑信息模型旨在利用數(shù)據(jù)資料，控制工程項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)，而B(niǎo)IM技術(shù)的應(yīng)用，結(jié)合了參數(shù)模型，讓資料長(zhǎng)期保持傳輸共享的狀態(tài)，確?，F(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員能夠針對(duì)施工問(wèn)題進(jìn)行積極應(yīng)對(duì)，從而有效控制工期進(jìn)度、生產(chǎn)效率和成本。該項(xiàng)技術(shù)具有可視化、協(xié)調(diào)性與模擬性等優(yōu)勢(shì)，發(fā)展前景廣闊。

2　進(jìn)度管理的現(xiàn)狀與發(fā)展

2.1進(jìn)度管理現(xiàn)狀

據(jù)有關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，70%的項(xiàng)目工期滯后；工期滯后的項(xiàng)目中有75%的項(xiàng)目至少高于原合同價(jià)格50%。傳統(tǒng)方法雖然可以對(duì)進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化，但是其可視性弱、不易協(xié)同、橫道圖和網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖等工具自身存在缺陷，無(wú)法使進(jìn)度充分優(yōu)化。當(dāng)進(jìn)度計(jì)劃中沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題在施工階段表現(xiàn)出來(lái)時(shí)，會(huì)對(duì)工程項(xiàng)目產(chǎn)生非常嚴(yán)重的影響。

2.2進(jìn)度管理的發(fā)展

進(jìn)度是項(xiàng)目活動(dòng)在時(shí)間上的排列，與造價(jià)和質(zhì)量被稱(chēng)為工程項(xiàng)目管理的三大目標(biāo)，是工程項(xiàng)目在各個(gè)階段的主要工作內(nèi)容。進(jìn)度計(jì)劃技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了甘特圖、網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)和關(guān)鍵鏈法。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，項(xiàng)目進(jìn)度通過(guò)計(jì)算機(jī)管理得到實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃軟件最早用于國(guó)防和大型土木建筑工程，目前的工程項(xiàng)目管理軟件多以時(shí)間計(jì)劃為出發(fā)點(diǎn)，集成網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)度、資源、費(fèi)用的綜合管理。

2.3進(jìn)度影響因素

依靠傳統(tǒng)的技術(shù)和工具，項(xiàng)目進(jìn)度管理中大量的問(wèn)題難以解決，主要原因有：

（1）進(jìn)度管理影響因素眾多，增加管理難度（見(jiàn)表1）。

表1　工程項(xiàng)目進(jìn)度管理的影響因素

（2）進(jìn)度計(jì)劃缺乏靈活性，沒(méi)有有效的控制方法?，F(xiàn)在，工程項(xiàng)目中的進(jìn)度管理大多采用甘特圖、網(wǎng)絡(luò)圖等，配合項(xiàng)目管理軟件project，P6等制定進(jìn)度計(jì)劃并進(jìn)行控制。但是，工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，影響進(jìn)度的因素時(shí)有發(fā)生，由于進(jìn)度計(jì)劃缺乏靈活性，調(diào)整復(fù)雜，導(dǎo)致實(shí)際工期的延誤。

3　BIM技術(shù)對(duì)進(jìn)度管理應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

3.1BIM模型包含完整的建筑信息

BIM模型包含著完整的建筑信息，從構(gòu)件的尺寸、數(shù)量到構(gòu)件材質(zhì)，以及構(gòu)件之間的連接、位置、環(huán)境等。通過(guò)BIM模型，可以獲得構(gòu)件的工程量信息，為工程進(jìn)度計(jì)劃的編制提供依據(jù)。同時(shí)，可以獲取施工過(guò)程中材料和資金的需求信息，便于提前與建設(shè)單位和供應(yīng)商溝通，保證材料和資金的及時(shí)到位，避免了資源因素對(duì)進(jìn)度的影響。

在三維的建筑模型上加入進(jìn)度計(jì)劃，形成4D模型，檢測(cè)進(jìn)度計(jì)劃的時(shí)間參數(shù)、各工作的持續(xù)時(shí)間是否合理，工作之間的邏輯關(guān)系是否正確等，從而檢查和優(yōu)化項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃。

3.2BIM技術(shù)為各專(zhuān)業(yè)之間協(xié)同創(chuàng)造條件

建立BIM模型時(shí)，是分專(zhuān)業(yè)進(jìn)行的。完成各專(zhuān)業(yè)BIM模型之后，在同一的平臺(tái)上進(jìn)行各專(zhuān)業(yè)模型之間的空間整合，通過(guò)碰撞檢查，檢驗(yàn)各專(zhuān)業(yè)模型整合之后是否存在問(wèn)題并協(xié)調(diào)解決存在的問(wèn)題。在施工前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題，減少施工過(guò)程中因?yàn)槟Ｐ偷目臻g碰撞而產(chǎn)生的變更，從而確保項(xiàng)目的進(jìn)度按計(jì)劃實(shí)施。

3.3可視化的表達(dá)方式

BIM模型支持可視化的表達(dá)方式，可以精細(xì)化的修改模型中構(gòu)件的物理、非物理信息，減少甚至避免設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。BIM技術(shù)還支持進(jìn)度計(jì)劃的可視化表達(dá)，通過(guò)4D模型，將三維的模型構(gòu)件與進(jìn)度信息聯(lián)系起來(lái)，將各階段工程項(xiàng)目計(jì)劃達(dá)成的進(jìn)度目標(biāo)形象的表現(xiàn)出來(lái)，避免信息傳達(dá)錯(cuò)誤，造成負(fù)面影響。

4　BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目進(jìn)度管理中的應(yīng)用

4.1BIM的概念

BIM，即建筑信息模型。不同的機(jī)構(gòu)和專(zhuān)家給出了關(guān)于BIM不同的定義，其中美國(guó)國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn)給出的定義為：BIM是設(shè)施的物理和功能特性的數(shù)字表達(dá)；BIM是一個(gè)共享的知識(shí)資源，是分享設(shè)施的信息為該設(shè)施從概念到拆除的全壽命周期中的所有決策提供可靠依據(jù)的過(guò)程。

4.2進(jìn)度管理引入BIM的技術(shù)條件與開(kāi)發(fā)路線

基于BIM技術(shù)的工程項(xiàng)目進(jìn)度管理，又稱(chēng)為BIM的4D應(yīng)用，BIM相關(guān)軟件有方便的數(shù)據(jù)接口，各個(gè)建設(shè)階段信息傳遞流暢。基于BIM技術(shù)的進(jìn)度管理軟件主要有Microsoftpro-ject、Primavera6.0、NavisWorks，其中所應(yīng)用的3D建模軟件有Revit、Bentley Ar-chiCAD、Digital Project和CATIA系列軟件，國(guó)內(nèi)用得最多的是Revit系列軟件。

3D模型相對(duì)于2D具有更直觀、更易于管理者和業(yè)主獲取和理解建筑信息。在進(jìn)度管理中引入BIM技術(shù)的過(guò)程中，如何將3D建筑模型與時(shí)間維度集成實(shí)現(xiàn)4D可視化與模擬技術(shù)，是BIM技術(shù)在進(jìn)度管理中應(yīng)用研究的重要方面。

BIM開(kāi)發(fā)應(yīng)用的技術(shù)路線如圖1所示。

圖1　BIM開(kāi)發(fā)應(yīng)用技術(shù)路線

4.3BIM技術(shù)與傳統(tǒng)進(jìn)度管理結(jié)合的實(shí)現(xiàn)方法

BIM技術(shù)與傳統(tǒng)進(jìn)度管理技術(shù)結(jié)合，包括設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃自動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)、進(jìn)度模擬系統(tǒng)和進(jìn)度控制分析系統(tǒng)。

4.3.1BIM技術(shù)進(jìn)度管理流程

基于BIM技術(shù)的進(jìn)度管理流程如圖2所示。

圖2　BIM進(jìn)度管理流程圖

4.3.2實(shí)現(xiàn)的方法

（1）基于BIM技術(shù)的進(jìn)度自動(dòng)生成系統(tǒng)

通過(guò)運(yùn)用BIM中空間、幾何、邏輯關(guān)系和工程量等數(shù)據(jù)建立一個(gè)自動(dòng)生成工程項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)可以自動(dòng)創(chuàng)建任務(wù)，并利用有效生產(chǎn)率計(jì)算活動(dòng)持續(xù)時(shí)間，最后結(jié)合任務(wù)間邏輯關(guān)系輸出進(jìn)度計(jì)劃，這樣可以大大提高進(jìn)度計(jì)劃制定的效率和速度。

（2）進(jìn)度施工模擬

基于BIM技術(shù)的可視化與集成化特點(diǎn)，在已經(jīng)生成進(jìn)度計(jì)劃前提下利用Na-viswroks等軟件可進(jìn)行精細(xì)化施工模擬。從基礎(chǔ)到上部結(jié)構(gòu)，對(duì)所有的工序都可以提前進(jìn)行預(yù)演，可以提前找出施工方案和組織設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，進(jìn)行修改優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)高效率、優(yōu)效益的目的。

（3）實(shí)現(xiàn)進(jìn)度計(jì)劃動(dòng)態(tài)管理和聯(lián)動(dòng)修改

基于BIM技術(shù)的進(jìn)度控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)度計(jì)劃的動(dòng)態(tài)管理與聯(lián)動(dòng)修改?；赪BS編制的進(jìn)度計(jì)劃，每項(xiàng)任務(wù)都有獨(dú)一無(wú)二的項(xiàng)目編碼，這樣就可以與3D實(shí)體模型的ID以特定規(guī)則鏈接，當(dāng)出現(xiàn)工程變更時(shí)可以將變更信息聯(lián)動(dòng)傳遞到進(jìn)度管理系統(tǒng)；當(dāng)需要修改進(jìn)度信息時(shí)，3D模型信息與資源需求量也會(huì)相應(yīng)改變。

4.3.3應(yīng)用步驟

（1）構(gòu)建基于BIM的4D模型

BIM在項(xiàng)目進(jìn)度控制中，其模型的構(gòu)建是以4D信息模型為基礎(chǔ)的，而4D信息模型的基礎(chǔ)則是基本信息模型?；拘畔⒛Ｐ突緦傩缘拇_定，主要在于建筑物的三維幾何信息，如構(gòu)件實(shí)體的幾何尺寸、空間位置以及空間關(guān)系等，此外還包括工程項(xiàng)目的類(lèi)型、名稱(chēng)、用途、建設(shè)單位等基本工程信息。

而4D虛擬建造技術(shù)，其原理是為3D建筑信息模型附加上時(shí)間維度，從而構(gòu)成4D模擬動(dòng)畫(huà)，通過(guò)在計(jì)算機(jī)上建立模型并借助于各種可視化設(shè)備對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行虛擬描述。此模型在施工過(guò)程中可以應(yīng)用到進(jìn)度管理和施工現(xiàn)場(chǎng)管理的多個(gè)方面，在進(jìn)度管理上主要表現(xiàn)為可視化功能、監(jiān)控功能、記錄功能、進(jìn)度狀態(tài)報(bào)告功能和計(jì)劃的調(diào)整預(yù)測(cè)功能，能集成網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃法、S曲線法、香蕉曲線法等。

（2）建立施工數(shù)據(jù)庫(kù)和信息管理

①數(shù)據(jù)庫(kù)的建立。4D施工進(jìn)度管理系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的科學(xué)管理，和工程結(jié)構(gòu)的直觀表現(xiàn)，一般采用將模型對(duì)象封裝的辦法，在系統(tǒng)中加入對(duì)象計(jì)算方法，創(chuàng)建相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)。

②管理信息平臺(tái)的設(shè)置。該平臺(tái)的建立旨在為工程項(xiàng)目管理者提供信息集成環(huán)境，為工程各參建方的互聯(lián)互通、協(xié)同合作、共享信息，提供了公開(kāi)應(yīng)用平臺(tái)。

③數(shù)據(jù)交換端口設(shè)置。數(shù)據(jù)交換端口可為其他非IFC標(biāo)準(zhǔn)的軟件或系統(tǒng)，與本系統(tǒng)之間提供數(shù)據(jù)交換途徑，與項(xiàng)目進(jìn)度管理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

（3）4D施工管理系統(tǒng)中的進(jìn)度管理

4D施工管理系統(tǒng)的應(yīng)用，為管理者提供了相關(guān)管理操作界面與工具層。利用該系統(tǒng)，操作人員可制定相應(yīng)的施工進(jìn)度計(jì)劃、施工現(xiàn)場(chǎng)布置、資源配置等，從而實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)展、施工現(xiàn)場(chǎng)布置的可視化模擬，以及對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度、綜合資源的動(dòng)態(tài)控制和管理。

4D施工進(jìn)度管理可以有兩種實(shí)現(xiàn)方法：

①利用進(jìn)度管理軟件管理界面，可以控制并調(diào)整進(jìn)度計(jì)劃。如果平臺(tái)中的進(jìn)度計(jì)劃被修改，4D施工模型也會(huì)隨之自動(dòng)調(diào)整，不僅能夠用橫道圖、網(wǎng)絡(luò)圖等二維平面來(lái)表示，還可以運(yùn)用三維模型方式進(jìn)行動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)。

②在BIM軟件操作界面中，可實(shí)現(xiàn)4D的施工動(dòng)態(tài)管理，可以使用不同的顏色來(lái)標(biāo)注不同工作情況，從而實(shí)時(shí)監(jiān)督任意起止時(shí)間、時(shí)間段或工程段的施工進(jìn)度，查看任意構(gòu)件、構(gòu)件單元或工程段等的施工狀態(tài)與工程屬性，進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?，系統(tǒng)即會(huì)自動(dòng)調(diào)整進(jìn)度數(shù)據(jù)庫(kù)和進(jìn)度計(jì)劃，并即時(shí)更新呈現(xiàn)4D圖像最終實(shí)現(xiàn)了基于進(jìn)度計(jì)劃的資源動(dòng)態(tài)管理。

5　結(jié)語(yǔ)

工程建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)模越來(lái)越大，結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，傳統(tǒng)的項(xiàng)目進(jìn)度管理方式方法難以滿足要求。BIM這一新興技術(shù)在工程進(jìn)度管理中的實(shí)際應(yīng)用，在切實(shí)有效控制了工程影響因素，進(jìn)而控制工程進(jìn)度的同時(shí)，還為工程的施工提供了重要的參考依據(jù)。

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TU722

A

1673-0038（2015）52-0199-02

2015-12-3

吳秋成（1982-），男，本科，主要從事工程項(xiàng)目管理工作。