孫濤，李長(zhǎng)江，夏凡，李和濤，劉蘭波，羅文詢

（中國(guó)建筑第二工程局有限公司）

1 我國(guó)傳統(tǒng)施工過程問題

我國(guó)傳統(tǒng)建筑行業(yè)在施工過程中存在明顯問題，如因?yàn)槭┕がF(xiàn)場(chǎng)人員密集、現(xiàn)場(chǎng)管理比較混亂，導(dǎo)致建筑行業(yè)生產(chǎn)效率較低。同時(shí)，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式粗放、勞動(dòng)力密集、欠缺自主創(chuàng)新能力等問題較為明顯。在施工項(xiàng)目中可以發(fā)現(xiàn)進(jìn)度管理水平隨著新興技術(shù)的飛速發(fā)展與理論探討已經(jīng)獲得了很大進(jìn)步。目前，許多施工項(xiàng)目不僅制定甘特圖、網(wǎng)絡(luò)圖等進(jìn)度計(jì)劃，也有糾正偏差的預(yù)備和相關(guān)措施。如圖1以廣東省人大常委會(huì)機(jī)關(guān)辦公樓施工進(jìn)度計(jì)劃網(wǎng)絡(luò)圖為例。但是，這種整體進(jìn)度管理方式，經(jīng)常會(huì)引起與實(shí)際情況偏離的很多問題，導(dǎo)致實(shí)際業(yè)務(wù)流程延遲。偏差問題不僅影響時(shí)間成本和經(jīng)濟(jì)成本，還影響建設(shè)質(zhì)量和整個(gè)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益。因此，將最新的信息技術(shù)應(yīng)用于建設(shè)進(jìn)度管理，有利于提高目前建筑施工過程中的總體進(jìn)度管理水平。

圖1 傳統(tǒng)施工進(jìn)度計(jì)劃網(wǎng)絡(luò)圖舉例

2 進(jìn)度管理與智慧施工理念

建設(shè)項(xiàng)目的進(jìn)度管理指為了完成工程項(xiàng)目而設(shè)立的進(jìn)度目標(biāo)、進(jìn)度計(jì)劃，并采取各種有效措施確保進(jìn)度計(jì)劃的實(shí)現(xiàn)。制定的計(jì)劃包括所有層面的一般計(jì)劃和詳細(xì)計(jì)劃。

規(guī)劃參數(shù)化和規(guī)劃控制是項(xiàng)目規(guī)劃管理的基本內(nèi)容。項(xiàng)目時(shí)間表的編制是指項(xiàng)目必須在一定期限內(nèi)按時(shí)完成的規(guī)定，因此時(shí)間表的編制是非?；竞椭匾摹Ｔ谥贫〞r(shí)間表的過程中，不僅要降低施工成本，還要在設(shè)計(jì)過程中最大限度地提高施工設(shè)施的質(zhì)量。進(jìn)度計(jì)劃控制是在按照進(jìn)度計(jì)劃施工的過程中，需要?jiǎng)討B(tài)檢查項(xiàng)目的實(shí)際進(jìn)度是否達(dá)到要求，并且是否出現(xiàn)了實(shí)際施工與計(jì)劃不同的情況，發(fā)現(xiàn)了需要及時(shí)對(duì)進(jìn)度偏差進(jìn)行糾正，保證項(xiàng)目能夠按時(shí)完成。

項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃是項(xiàng)目能夠順利按照預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)完成的重要保障。目前，除進(jìn)度計(jì)劃的順利開展，還要編制詳細(xì)計(jì)劃，比如勞動(dòng)需要計(jì)劃、資金需求計(jì)劃等。項(xiàng)目的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)是指在項(xiàng)目進(jìn)行到關(guān)鍵時(shí)刻時(shí)需要進(jìn)行進(jìn)度跟蹤、收集實(shí)時(shí)進(jìn)度信息，并進(jìn)行進(jìn)度計(jì)劃內(nèi)容的對(duì)比。在項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃設(shè)置完成后，需要將計(jì)劃內(nèi)每一環(huán)節(jié)的工序做到更加細(xì)致和詳細(xì)地安排，雖然在編制過程中會(huì)盡量避免某些因素的影響，但在實(shí)際施工過程中依舊會(huì)遇見許多不可抗力和不測(cè)事態(tài)，在預(yù)定計(jì)劃的執(zhí)行過程中容易發(fā)生偏差，管理者有必要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)問題和偏差，并采取適當(dāng)措施。日程管理是對(duì)項(xiàng)目實(shí)際進(jìn)展?fàn)顩r進(jìn)行檢查、比較、分析、修正的一系列活動(dòng)，確保項(xiàng)目在確定日程內(nèi)得以達(dá)成[1]。

3 基于新興信息技術(shù)的智慧施工與施工項(xiàng)目進(jìn)度管理

信息化時(shí)代下的智慧施工需要借助互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI和云計(jì)算等其他技術(shù)，其最大特點(diǎn)是運(yùn)用新興信息技術(shù)，由勞動(dòng)密集型建設(shè)向技術(shù)密集型建設(shè)轉(zhuǎn)型。

智慧施工中的智慧是科學(xué)技術(shù)革新帶來(lái)的工具變革下的概念。具體來(lái)說，智能施工的智能經(jīng)歷建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能和無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)、智能控制系統(tǒng)等裝置，適應(yīng)新的信息技術(shù)的應(yīng)用，整合技術(shù)協(xié)作系統(tǒng)工具特有的技術(shù)革新合作狀態(tài)下的制造方法（見圖2）。

圖2 智慧施工特性圖

為實(shí)現(xiàn)智慧施工進(jìn)度管理任務(wù)，通常采用Project管理軟件和Revit軟件進(jìn)行進(jìn)度構(gòu)建與計(jì)劃編制。Project主要?jiǎng)?chuàng)建進(jìn)度計(jì)劃[2]。首先，為了收集大量關(guān)于項(xiàng)目的信息，將工作結(jié)構(gòu)分解，將獲得的信息轉(zhuǎn)換為任務(wù)列表，并制定初始計(jì)劃。在明確項(xiàng)目的任務(wù)、制定時(shí)間表之后，為了完成任務(wù)，就需要分配資源。為了提高制定進(jìn)度計(jì)劃的精度，有必要在編制過程中使各個(gè)環(huán)節(jié)和層面的資源相對(duì)應(yīng)。在實(shí)施項(xiàng)目任務(wù)之前為了避免資源超載和工作過度或資源浪費(fèi)，有必要事先明確在規(guī)定時(shí)間內(nèi)是否合理分配了資源。一旦將人力、物力和機(jī)械資源分配到任務(wù)中，規(guī)劃項(xiàng)目期間的邏輯關(guān)系和任務(wù)依賴性就會(huì)反映在資源統(tǒng)計(jì)表和資源目錄中。資源輸入表和資源使用表分配的資源時(shí)間和使用情況。完成任務(wù)，分配資源，確認(rèn)日程。在任務(wù)實(shí)施前，要在計(jì)劃的時(shí)間內(nèi)分配資源，重新審視擬定好的日程，確認(rèn)項(xiàng)目的任務(wù)范圍、成本(資源)、日程(時(shí)間)。需要調(diào)整時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，項(xiàng)目的日程繼續(xù)進(jìn)入實(shí)施階段。

時(shí)間表和成本是相互關(guān)聯(lián)的，而且為確保項(xiàng)目的質(zhì)量，時(shí)間表應(yīng)該盡可能低。項(xiàng)目費(fèi)用主要由人力、材料、機(jī)械資源及其他與工作相關(guān)的費(fèi)用造成。將作業(yè)的固定成本和單位資源成本作為計(jì)劃成本的起點(diǎn)。一旦任務(wù)完成并匹配了資源，軟件就可以估計(jì)整個(gè)項(xiàng)目的成本。當(dāng)費(fèi)用不能滿足預(yù)算要求時(shí)，應(yīng)調(diào)整項(xiàng)目計(jì)劃或資源計(jì)劃。

隨著我國(guó)建筑行業(yè)的快速發(fā)展，建筑行業(yè)的相關(guān)技術(shù)和管理水平不斷得到改善。雖然有理論和技術(shù)的支持，但工程進(jìn)展緩慢、難以完成工期的現(xiàn)象依然時(shí)有發(fā)生。我國(guó)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)度管理存在影響因素眾多，進(jìn)度管理難以涵蓋所有因素的問題。資本、勞動(dòng)、材料、機(jī)械工具、技術(shù)因素、環(huán)境因素、政治、經(jīng)濟(jì)、自然風(fēng)險(xiǎn)因素等資源因素，以及最廣泛的人力因素都會(huì)對(duì)日程管理產(chǎn)生影響。因此，活動(dòng)前的日程管理很難綜合進(jìn)行，活動(dòng)中的日程管理跟不上，活動(dòng)后的應(yīng)急處理也不充分。建設(shè)項(xiàng)目日程計(jì)劃的擬定，甘特圖、網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃、項(xiàng)目等的技術(shù)支持，依然依賴于項(xiàng)目經(jīng)理的經(jīng)驗(yàn)。工期施工必然導(dǎo)致日程計(jì)劃的制定不合理。

另外，網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃是面向?qū)I(yè)人士的，非專業(yè)人士通常不能有效理解其內(nèi)涵，這不利于工作人員對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度進(jìn)行跟進(jìn)。另外，基于網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃，分解各過程的邏輯關(guān)系和時(shí)間的確立需要根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)。在執(zhí)行計(jì)劃的過程中，由于各種各樣干擾因素的存在，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不能按照當(dāng)初的計(jì)劃進(jìn)行，背離當(dāng)初計(jì)劃的現(xiàn)象，然后調(diào)整日程。由于按照進(jìn)度計(jì)劃的工作量，工作人員可能在實(shí)際工作中需要調(diào)整的任務(wù)繁多，再加上調(diào)整時(shí)期比較有限，缺少一定的彈性。

建筑項(xiàng)目往往參與的單位眾多，交涉內(nèi)容復(fù)雜，容易溝通和協(xié)調(diào)不充分。在項(xiàng)目的建設(shè)過程中，政府機(jī)關(guān)、甲方乙方、第三方、現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)相關(guān)人員等都需要全部參與工程建設(shè)。建設(shè)單位也需要和其他單位合作。有關(guān)參與單位要搞好溝通和協(xié)調(diào)。設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)變更應(yīng)及時(shí)反饋給施工單位，如有延誤或時(shí)間變更，容易影響業(yè)主單位進(jìn)行進(jìn)度付款。材料供應(yīng)商供應(yīng)及時(shí)，特定施工人員的質(zhì)量也會(huì)影響施工。日程、質(zhì)量、成本是相互限制的。日程、成本、質(zhì)量就像三角形的三條邊，一條邊改變了，其他兩條邊也會(huì)改變。提高進(jìn)度意味著增加勞動(dòng)力、機(jī)器和其他資源的投入，也有可能導(dǎo)致質(zhì)量低于標(biāo)準(zhǔn)。達(dá)到一定目標(biāo)必須是一定時(shí)間、費(fèi)用和質(zhì)量之間平衡的結(jié)果。然而，由于工程實(shí)踐缺乏相關(guān)的技術(shù)指南，對(duì)某些質(zhì)量和成本的估計(jì)是困難的。隨著進(jìn)度的不斷接近，一些建設(shè)單位會(huì)毫不猶豫地增加成本或興建豆腐渣項(xiàng)目進(jìn)行進(jìn)度競(jìng)爭(zhēng)，一旦發(fā)現(xiàn)這種情況，就會(huì)返工，進(jìn)入惡性循環(huán)。這不僅不能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)而且使成本增加[3]。

4 施工進(jìn)度模擬與實(shí)時(shí)施工模型

現(xiàn)有的進(jìn)度管理理論是結(jié)合BIM與互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算與4D技術(shù)進(jìn)行了融合交互的進(jìn)度管理信息模型。在進(jìn)度管理過程中，應(yīng)用各種新信息技術(shù)，確保建設(shè)項(xiàng)目在規(guī)定期限內(nèi)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。特別是使用RFID技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)信息收集，如圖3所示，可以有效解決實(shí)時(shí)跟蹤問題。普及計(jì)算可以處理所收集的信息，收集信息并將其傳輸?shù)紹IM模型中，以進(jìn)行實(shí)時(shí)進(jìn)度跟蹤。以實(shí)施部分與計(jì)劃進(jìn)度進(jìn)行三維比較，可以明顯發(fā)現(xiàn)偏差并早日糾正。同時(shí)，并未進(jìn)行施工的部分項(xiàng)目可以做4D模擬，以施工部分作為參照，為后續(xù)施工做樣本參照。

圖3 RFID技術(shù)信息收集順序

BIM為Building Information Model‐ing，即建筑信息模型。我國(guó)對(duì)建筑信息模型的研究和發(fā)展起步較晚。但是在某些項(xiàng)目中不同程度的使用了BIM，如上海中心大廈，因?yàn)榻ㄖ?xiàng)目的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要參考了解的信息較大，同時(shí)交涉單位眾多，按照傳統(tǒng)的施工理念容易發(fā)生信息偏差，采用BIM技術(shù)，利用Revit建立信息模型，并對(duì)完成部分不斷修改和加工。

現(xiàn)有的日程管理技術(shù)手段存在局限性，難以改善，妨礙了日程管理提高效率，無(wú)法充分滿足以效率為目標(biāo)的日程管理需求。隨著BIM的出現(xiàn)，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)和方法引入日程管理，拓寬了建設(shè)項(xiàng)目日程管理的技術(shù)途徑，大大減輕了日程管理中存在的問題。但是，在我國(guó)，BIM技術(shù)幾乎都處于研究階段，實(shí)際應(yīng)用于項(xiàng)目的階段僅限于設(shè)計(jì)階段，因此還需要進(jìn)行更詳細(xì)地的研究（見圖4）。

圖4 BIM技術(shù)應(yīng)用在設(shè)計(jì)階段舉例

通過構(gòu)建進(jìn)度信息收集平臺(tái)，結(jié)合以往的進(jìn)度跟蹤、檢查方法，可以實(shí)現(xiàn)基于BIM的進(jìn)度跟蹤、檢查。建設(shè)管理者使用BIM調(diào)度管理功能模塊，掌握和調(diào)整項(xiàng)目的進(jìn)度信息，如項(xiàng)目的形象進(jìn)度率、實(shí)際完成時(shí)間、實(shí)際消耗的資源數(shù)量等。基于BIM的日程調(diào)整的實(shí)施步驟如下所示：

①施工管理負(fù)責(zé)人提前調(diào)整日程，修改BIM施工模型；

②在調(diào)度管理系統(tǒng)中，根據(jù)調(diào)整后的調(diào)度計(jì)劃，對(duì)BIM模型中的鏈路關(guān)系進(jìn)行修改，重新進(jìn)行建設(shè)模擬；

③通過新建模擬，分析調(diào)整后的建設(shè)計(jì)劃，建設(shè)工作面是否合理，建設(shè)順序是否錯(cuò)誤等問題；

④對(duì)不同的建設(shè)進(jìn)度調(diào)整計(jì)劃進(jìn)行比較分析，選擇最合理的建設(shè)計(jì)劃，根據(jù)新的建設(shè)計(jì)劃和資源需求計(jì)劃對(duì)未完成的工作進(jìn)行重新調(diào)整。

5 事前、事中、事后質(zhì)量控制

基于BIM4D技術(shù)的施工進(jìn)度優(yōu)化通過在項(xiàng)目施工BIM三維實(shí)體的規(guī)劃文件中添加信息的時(shí)間、資源和成本，對(duì)施工過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬演示和安排。同時(shí)，在施工過程中，需要注意資源配置合理、場(chǎng)地布置等問題。當(dāng)發(fā)現(xiàn)安排有不合理之處，需要工作人員根據(jù)BIM4D模擬的結(jié)果進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整和優(yōu)化。構(gòu)建資源優(yōu)化包括通過BIM4D構(gòu)建模型，對(duì)每個(gè)流程的相應(yīng)工作內(nèi)容進(jìn)行模擬構(gòu)建，并對(duì)BIM模型的三個(gè)信息、構(gòu)建時(shí)間表和資源需求進(jìn)行相應(yīng)修改。通過對(duì)日歷信息的持續(xù)調(diào)整和可視化施工模擬，選擇資源配置最優(yōu)的施工日歷方案，確定最優(yōu)方案下的關(guān)鍵路線。同時(shí)，可以制作該方案下整個(gè)施工過程的視頻模擬，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。