BIM時代項目進度管理之抉擇：甘特圖PK流線圖

張云蛟

BIM時代項目進度管理之抉擇：甘特圖PK流線圖

張云蛟

近年來，隨著BIM工具和方法論的日臻完善，BIM理念已滲透到工程建筑行業的方方面面，日益成為一個行業熱點，整個行業正在急速跨入BIM時代。BIM絕不只是一個單純的建筑3D模型，它還是一個能承載諸多信息的載體。正因如此，借助BIM，可以極大地改善一些傳統工作的流程和效率，為這些傳統作業方式注入新的活力。這里，筆者僅就在項目施工階段的進度管理的兩種方法，即甘特圖和流線圖，做一下簡單的闡述。從中可以看到，借助BIM這一手段來改善進度管理的潛力、價值和機會。

甘特圖：活動順序與持續時間一目了然

甘特圖，俗稱橫道圖，是由 Henry·L·Gantt 于1910年左右發明。甘特圖是通過任務條目列表和時間刻度圖示出項目的活動順序與持續時間，比起單純的表格計劃，更加直觀形象，是目前項目進度管理中最常用的方式，受到了大多數建筑業從業者的偏好。

微軟的Project計劃管理軟件，應該是工程項目進度管理中使用最廣的軟件。在Project中，項目計劃以非常典型的甘特圖形式呈現在一張二維圖表上，其中不僅包括任務條目和時間信息，同時也能標識出任務之間邏輯關系。

即便甘特圖進度計劃已經很形象了，但要獲知某項任務條目所對應的工程實體信息時，傳統上也只能從圖紙中去讀取和識別。這意味著項目參與者需要將圖紙和進度計劃在頭腦中逐漸建立對應關系，即便是非常有經驗的人也需花費很多時間和精力去完成這一過程。不過隨著BIM這一載體的出現，這一情況大為改觀。通過將模型構件與甘特圖中的任務條目逐一做好關聯，項目管理人員可以方便地看到項目的可視化進展情況。如果在建模前就有比較好的規劃，即將任務條目與模型構件類別建立了對應關系，便可實現甘特圖和模型構件的掛接。而且，由于各種突發情況，當需要調整進度計劃時，模型構件與進度計劃可以實現快速自動同步更新。

圖一 Navisworks中的甘特圖，體現了模型構件和任務的關聯

現在，市場上幾乎所有能實現BIM模型與進度計劃關聯的軟件都能生成甘特圖進度計劃，并支持與Project之間的甘特圖雙向導入或導出，這類軟件包括如Navisworks、Synchro 4D、Tekla、DP、Delmia等等。

總之，借助上述BIM工具，傳統甘特圖的可視化、可解讀性大大加強。一方面，可以將項目施工全流程進行可視化虛擬演示，即展示各類構件的先后安裝實施過程；另一方面，甘特圖中的任務“橫道”也可以和相應的構件同步更新展示，比如，這些“橫道”會隨著模型虛擬進度演示時改變顏色和狀態，非常形象和清晰。

甘特圖的短板：難以量化和不確定性

雖然甘特圖有如此多的優點，但是，它也有著一些不易克服的局限。

首先，隨著大型商業綜合體建筑、超高層建筑等的大量出現，建筑工程的功能日漸復雜和綜合，用甘特圖來精細化管理項目進度時，任務條目數量會變得極其龐大，成百上千條任務形成了錯綜復雜的關系。即便借助于BIM這一可視化工具，去理解和閱讀這一進度計劃仍然是非常困難的。更何況，在編制甘特圖時，主要還是以編制者的經驗為依據，去手動編制。如何確保進度計劃的合理性和可行性則是一個非常大的挑戰。

實際上，正是由于上述情況，導致在編制甘特圖時常常不可能將計劃編制得非常詳細，而是一邊施工一邊編制隨后一小段工期內的詳細施工進度計劃。計劃不可能起到統籌施工全流程的作用，導致計劃流于形式。

概括而言，甘特圖有如下幾點不足：

1.空間位置信息不易表達清楚

在建造活動中，某項任務是在哪個區域或樓層發生的，這是一個特別重要的信息。受制于甘特圖的特點，空間位置信息和建造活動只能寫在任務條目中，如：“地上二層樓板澆筑”，空間和活動不能拆分，導致在任務列表這一維度上要同時表達兩維的信息。如果以空間來組織任務條目，則會出現建造活動順序交錯的狀態，反之亦然；如果以建造活動的先后順序去組織任務條目，則會出現同一空間內的建造活動條目分布零散，不便統籌。

2.任務橫道的長短難以量化

任務橫道的長度體現了該項任務完成速度，但是，某項任務的完成速度不僅與該任務的工程量有關，而且也需考慮到與其它任務的制約關系。也就是說，某項任務中間可能會有不連續的情況產生，這在甘特圖中是很難判斷的。而如果將該任務分解為數個任務，去適應這種情況，則無疑又會增加任務條目的復雜性，帶來新的問題。

3.非強關聯性任務條目的開始時間不易把握

施工中有大量的任務，其間不存在強關聯性的關系，如機電安裝工程和裝修工程之間不存在特別嚴格的邏輯依存關系，這導致了在甘特圖編制計劃進度時，安排這些任務的開始時間時會比較隨意。但客觀上這些非關鍵路線上的任務安排是存在優劣之分的。實際工程中，則是通過經驗判斷來編排這些任務的開始時間的，但這意味著會有很大的不確定性和風險性。換言之，僅依靠甘特圖是難以判斷這些任務的進度安排是否合理。

流線圖PK甘特圖

流線圖，是一種同時反映空間、時間和任務條目的進度計劃管理方式，所以，該方法又被稱為時空進度計劃方法或時空矩陣模型。早在1929～1931年，美國建造帝國大廈期間，就采用了此種進度計劃方式，實現了一天一層的建造速度。

圖二 美國帝國大廈的進度管理流線圖

流線圖的計劃體現了三個維度的信息，一般在橫軸也就是時間軸上，體現了進度的時間信息，和甘特圖一樣。而縱軸，則體現了工程中各部位的空間位置信息，如區域、樓層、流水段等，對應于甘特圖中的各項任務條目，則表示在相應的時間軸和位置軸的交叉位置處，經常會以一條斜線表達。也就是說，一條斜線表示一項施工任務，其對應的時間軸上的投影區段，即是該項任務的持續時間。域，橫軸為時間，斜線代表施工任務，其中黃色區域表明兩個施工任務之間存在較大的閑置時間，任務安排不夠緊湊

圖三 典型的項目流線圖，縱軸表示施工位置區

比較甘特圖和流線圖，會發現，流線圖的信息傳達得更加豐富。如前所述，甘特圖中的任務條目同時要表達兩個維度（空間位置和活動）的局限，在流線圖方式下，被突破了，實現了空間位置和活動的獨立表達，相當于在甘特圖的基礎上增加了一個信息維度。

雖然，流線圖完全也可以轉化為甘特圖，但流線圖之于甘特圖，不單單是一種表達形式上的變化，更帶來了進度管理方法論上的飛躍。

流線圖完美解決空間沖突和時間閑置

進度管理，說到底是對工程中各項任務進行合理的時間和空間上的規劃，以及資源的配置，以實現施工時空間占滿、時間連續的目標。在傳統甘特圖上難以發現的空間沖突（同一空間同一時段內安排了多個彼此影響施工任務）和時間閑置（俗稱窩工），在流線圖方式下，卻變得非常直觀。

做個類比，在二維機電圖紙表達方式下，發現管線碰撞是比較困難的，但如果將機電系統改變為三維表達，即建立BIM模型，管線碰撞檢測則變得非常易于完成，原因是BIM模型是比二維圖紙更高維度的呈現方式。同樣，流線圖是比甘特圖更高維度的表達方式，這就是為什么在流線圖方式下更容易發現空間沖突和時間閑置的原因所在。

判別方式很簡單，如果發現在流線圖上出現了兩段相交的斜線，則表明這兩個施工任務發生了空間沖突；如果發現均為同一類任務的兩個斜線間首尾間有較大空隙，則表明兩個施工任務間會有時間閑置的情況發生。

不僅如此，每條斜線的斜率實際上體現了完成此項任務的速度。如果多個同類施工任務的工程量很接近，而代表它們的斜線的斜率卻變化很大，則說明這些任務的工效變化很大，也就意味著相應的資源配置不均衡。如現場班組或人數變化很大，這是施工管理非常忌諱的一點。總之，借助于流線圖的方式，可以更好地優化進度計劃和資源配置。

目前，市場上基于BIM的進度管理軟件中，由美國Trimble公司出品的Vico Office軟件套裝擁有最為強大的流線圖方式的進度管理功能，源自德國的RIB iTWO平臺也在最新的版本中引入了流線圖這一進度管理功能。通過與可視化模型的關聯，流線圖這一方式變得更加直觀易懂。

這類軟件的工作流程為：先將一個項目的BIM模型自由切分為若干個區域，如按樓層、流水段等，這時，跨越了數個區域的一個施工任務就會被自動拆分到不同區域，生成多個分任務，對應于各區域的分任務工程量可以從模型中自動讀取，輸入任務的工效數據，再定義好任務間的邏輯關系后，軟件就將自動繪制出（不是人工繪制）項目的進度流線圖。之后，進度計劃管理員可以直觀地分析流線的合理性，直接對任務流線進行拖動、速度調整、資源配置等操作，從而完成對整個工程進度計劃的優化，實現更少的資源投入，更短的建設工期，更平穩的資金流線。可以看到，其工作流程本質上是以BIM模型為驅動，平衡多種變量的綜合控制。

圖四 由甘特圖編制的進度計劃導入Vico Office后生成的流線圖

圖五 在Vico Office中經過優化的流線圖，總工期由未優化前的55周縮短為49周

流線圖，是比甘特圖更加高級的進度管理方式。它有效地克服了甘特圖的一些不足，在一些復雜的大型項目中，優勢更為明顯。在我國現階段，建筑業經過了多年粗放式的野蠻生長之后，行業逐漸趨冷，進入了一個回歸平穩的常態。工程行業在未來勢必走向更加節約和高效的精益建造方向。僅就進度管理方面而言，流線圖方式無疑是非常順應這一趨勢的。同時，借助于BIM這一工作模式，實現更加智慧和高效的工作提升，開辟更為廣闊的應用前景。

（作者：北京建誼集團虛擬建造研究員）