BIM時(shí)代項(xiàng)目進(jìn)度管理之抉擇：甘特圖PK流線圖

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BIM時(shí)代項(xiàng)目進(jìn)度管理之抉擇：甘特圖PK流線圖

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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(yè)的方方面面，日益成為一個(gè)行業(yè)熱點(diǎn)，整個(gè)行業(yè)正在急速跨入BIM時(shí)代。BIM絕不只是一個(gè)單純的建筑3D模型，它還是一個(gè)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(tǒng)工作的流程和效率，為這些傳統(tǒng)作業(yè)方式注入新的活力。這里，筆者僅就在項(xiàng)目施工階段的進(jìn)度管理的兩種方法，即甘特圖和流線圖，做一下簡(jiǎn)單的闡述。從中可以看到，借助BIM這一手段來改善進(jìn)度管理的潛力、價(jià)值和機(jī)會(huì)。

甘特圖：活動(dòng)順序與持續(xù)時(shí)間一目了然

甘特圖，俗稱橫道圖，是由 Henry·L·Gantt 于1910年左右發(fā)明。甘特圖是通過任務(wù)條目列表和時(shí)間刻度圖示出項(xiàng)目的活動(dòng)順序與持續(xù)時(shí)間，比起單純的表格計(jì)劃，更加直觀形象，是目前項(xiàng)目進(jìn)度管理中最常用的方式，受到了大多數(shù)建筑業(yè)從業(yè)者的偏好。

微軟的Project計(jì)劃管理軟件，應(yīng)該是工程項(xiàng)目進(jìn)度管理中使用最廣的軟件。在Project中，項(xiàng)目計(jì)劃以非常典型的甘特圖形式呈現(xiàn)在一張二維圖表上，其中不僅包括任務(wù)條目和時(shí)間信息，同時(shí)也能標(biāo)識(shí)出任務(wù)之間邏輯關(guān)系。

即便甘特圖進(jìn)度計(jì)劃已經(jīng)很形象了，但要獲知某項(xiàng)任務(wù)條目所對(duì)應(yīng)的工程實(shí)體信息時(shí)，傳統(tǒng)上也只能從圖紙中去讀取和識(shí)別。這意味著項(xiàng)目參與者需要將圖紙和進(jìn)度計(jì)劃在頭腦中逐漸建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，即便是非常有經(jīng)驗(yàn)的人也需花費(fèi)很多時(shí)間和精力去完成這一過程。不過隨著BIM這一載體的出現(xiàn)，這一情況大為改觀。通過將模型構(gòu)件與甘特圖中的任務(wù)條目逐一做好關(guān)聯(lián)，項(xiàng)目管理人員可以方便地看到項(xiàng)目的可視化進(jìn)展情況。如果在建模前就有比較好的規(guī)劃，即將任務(wù)條目與模型構(gòu)件類別建立了對(duì)應(yīng)關(guān)系，便可實(shí)現(xiàn)甘特圖和模型構(gòu)件的掛接。而且，由于各種突發(fā)情況，當(dāng)需要調(diào)整進(jìn)度計(jì)劃時(shí)，模型構(gòu)件與進(jìn)度計(jì)劃可以實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)同步更新。

圖一 Navisworks中的甘特圖，體現(xiàn)了模型構(gòu)件和任務(wù)的關(guān)聯(lián)

現(xiàn)在，市場(chǎng)上幾乎所有能實(shí)現(xiàn)BIM模型與進(jìn)度計(jì)劃關(guān)聯(lián)的軟件都能生成甘特圖進(jìn)度計(jì)劃，并支持與Project之間的甘特圖雙向?qū)牖驅(qū)С觯@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(tǒng)甘特圖的可視化、可解讀性大大加強(qiáng)。一方面，可以將項(xiàng)目施工全流程進(jìn)行可視化虛擬演示，即展示各類構(gòu)件的先后安裝實(shí)施過程；另一方面，甘特圖中的任務(wù)“橫道”也可以和相應(yīng)的構(gòu)件同步更新展示，比如，這些“橫道”會(huì)隨著模型虛擬進(jìn)度演示時(shí)改變顏色和狀態(tài)，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(yōu)點(diǎn)，但是，它也有著一些不易克服的局限。

首先，隨著大型商業(yè)綜合體建筑、超高層建筑等的大量出現(xiàn)，建筑工程的功能日漸復(fù)雜和綜合，用甘特圖來精細(xì)化管理項(xiàng)目進(jìn)度時(shí)，任務(wù)條目數(shù)量會(huì)變得極其龐大，成百上千條任務(wù)形成了錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系。即便借助于BIM這一可視化工具，去理解和閱讀這一進(jìn)度計(jì)劃仍然是非常困難的。更何況，在編制甘特圖時(shí)，主要還是以編制者的經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)，去手動(dòng)編制。如何確保進(jìn)度計(jì)劃的合理性和可行性則是一個(gè)非常大的挑戰(zhàn)。

實(shí)際上，正是由于上述情況，導(dǎo)致在編制甘特圖時(shí)常常不可能將計(jì)劃編制得非常詳細(xì)，而是一邊施工一邊編制隨后一小段工期內(nèi)的詳細(xì)施工進(jìn)度計(jì)劃。計(jì)劃不可能起到統(tǒng)籌施工全流程的作用，導(dǎo)致計(jì)劃流于形式。

概括而言，甘特圖有如下幾點(diǎn)不足：

1.空間位置信息不易表達(dá)清楚

在建造活動(dòng)中，某項(xiàng)任務(wù)是在哪個(gè)區(qū)域或樓層發(fā)生的，這是一個(gè)特別重要的信息。受制于甘特圖的特點(diǎn)，空間位置信息和建造活動(dòng)只能寫在任務(wù)條目中，如：“地上二層樓板澆筑”，空間和活動(dòng)不能拆分，導(dǎo)致在任務(wù)列表這一維度上要同時(shí)表達(dá)兩維的信息。如果以空間來組織任務(wù)條目，則會(huì)出現(xiàn)建造活動(dòng)順序交錯(cuò)的狀態(tài)，反之亦然；如果以建造活動(dòng)的先后順序去組織任務(wù)條目，則會(huì)出現(xiàn)同一空間內(nèi)的建造活動(dòng)條目分布零散，不便統(tǒng)籌。

2.任務(wù)橫道的長(zhǎng)短難以量化

任務(wù)橫道的長(zhǎng)度體現(xiàn)了該項(xiàng)任務(wù)完成速度，但是，某項(xiàng)任務(wù)的完成速度不僅與該任務(wù)的工程量有關(guān)，而且也需考慮到與其它任務(wù)的制約關(guān)系。也就是說，某項(xiàng)任務(wù)中間可能會(huì)有不連續(xù)的情況產(chǎn)生，這在甘特圖中是很難判斷的。而如果將該任務(wù)分解為數(shù)個(gè)任務(wù)，去適應(yīng)這種情況，則無疑又會(huì)增加任務(wù)條目的復(fù)雜性，帶來新的問題。

3.非強(qiáng)關(guān)聯(lián)性任務(wù)條目的開始時(shí)間不易把握

施工中有大量的任務(wù)，其間不存在強(qiáng)關(guān)聯(lián)性的關(guān)系，如機(jī)電安裝工程和裝修工程之間不存在特別嚴(yán)格的邏輯依存關(guān)系，這導(dǎo)致了在甘特圖編制計(jì)劃進(jìn)度時(shí)，安排這些任務(wù)的開始時(shí)間時(shí)會(huì)比較隨意。但客觀上這些非關(guān)鍵路線上的任務(wù)安排是存在優(yōu)劣之分的。實(shí)際工程中，則是通過經(jīng)驗(yàn)判斷來編排這些任務(wù)的開始時(shí)間的，但這意味著會(huì)有很大的不確定性和風(fēng)險(xiǎn)性。換言之，僅依靠甘特圖是難以判斷這些任務(wù)的進(jìn)度安排是否合理。

流線圖PK甘特圖

流線圖，是一種同時(shí)反映空間、時(shí)間和任務(wù)條目的進(jìn)度計(jì)劃管理方式，所以，該方法又被稱為時(shí)空進(jìn)度計(jì)劃方法或時(shí)空矩陣模型。早在1929～1931年，美國(guó)建造帝國(guó)大廈期間，就采用了此種進(jìn)度計(jì)劃方式，實(shí)現(xiàn)了一天一層的建造速度。

圖二 美國(guó)帝國(guó)大廈的進(jìn)度管理流線圖

流線圖的計(jì)劃體現(xiàn)了三個(gè)維度的信息，一般在橫軸也就是時(shí)間軸上，體現(xiàn)了進(jìn)度的時(shí)間信息，和甘特圖一樣。而縱軸，則體現(xiàn)了工程中各部位的空間位置信息，如區(qū)域、樓層、流水段等，對(duì)應(yīng)于甘特圖中的各項(xiàng)任務(wù)條目，則表示在相應(yīng)的時(shí)間軸和位置軸的交叉位置處，經(jīng)常會(huì)以一條斜線表達(dá)。也就是說，一條斜線表示一項(xiàng)施工任務(wù)，其對(duì)應(yīng)的時(shí)間軸上的投影區(qū)段，即是該項(xiàng)任務(wù)的持續(xù)時(shí)間。域，橫軸為時(shí)間，斜線代表施工任務(wù)，其中黃色區(qū)域表明兩個(gè)施工任務(wù)之間存在較大的閑置時(shí)間，任務(wù)安排不夠緊湊

圖三 典型的項(xiàng)目流線圖，縱軸表示施工位置區(qū)

比較甘特圖和流線圖，會(huì)發(fā)現(xiàn)，流線圖的信息傳達(dá)得更加豐富。如前所述，甘特圖中的任務(wù)條目同時(shí)要表達(dá)兩個(gè)維度（空間位置和活動(dòng)）的局限，在流線圖方式下，被突破了，實(shí)現(xiàn)了空間位置和活動(dòng)的獨(dú)立表達(dá)，相當(dāng)于在甘特圖的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)信息維度。

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

流線圖完美解決空間沖突和時(shí)間閑置

進(jìn)度管理，說到底是對(duì)工程中各項(xiàng)任務(wù)進(jìn)行合理的時(shí)間和空間上的規(guī)劃，以及資源的配置，以實(shí)現(xiàn)施工時(shí)空間占滿、時(shí)間連續(xù)的目標(biāo)。在傳統(tǒng)甘特圖上難以發(fā)現(xiàn)的空間沖突（同一空間同一時(shí)段內(nèi)安排了多個(gè)彼此影響施工任務(wù)）和時(shí)間閑置（俗稱窩工），在流線圖方式下，卻變得非常直觀。

做個(gè)類比，在二維機(jī)電圖紙表達(dá)方式下，發(fā)現(xiàn)管線碰撞是比較困難的，但如果將機(jī)電系統(tǒng)改變?yōu)槿S表達(dá)，即建立BIM模型，管線碰撞檢測(cè)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(xiàn)方式。同樣，流線圖是比甘特圖更高維度的表達(dá)方式，這就是為什么在流線圖方式下更容易發(fā)現(xiàn)空間沖突和時(shí)間閑置的原因所在。

判別方式很簡(jiǎn)單，如果發(fā)現(xiàn)在流線圖上出現(xiàn)了兩段相交的斜線，則表明這兩個(gè)施工任務(wù)發(fā)生了空間沖突；如果發(fā)現(xiàn)均為同一類任務(wù)的兩個(gè)斜線間首尾間有較大空隙，則表明兩個(gè)施工任務(wù)間會(huì)有時(shí)間閑置的情況發(fā)生。

不僅如此，每條斜線的斜率實(shí)際上體現(xiàn)了完成此項(xiàng)任務(wù)的速度。如果多個(gè)同類施工任務(wù)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(wù)的工效變化很大，也就意味著相應(yīng)的資源配置不均衡。如現(xiàn)場(chǎng)班組或人數(shù)變化很大，這是施工管理非常忌諱的一點(diǎn)。總之，借助于流線圖的方式，可以更好地優(yōu)化進(jìn)度計(jì)劃和資源配置。

目前，市場(chǎng)上基于BIM的進(jìn)度管理軟件中，由美國(guó)Trimble公司出品的Vico Office軟件套裝擁有最為強(qiáng)大的流線圖方式的進(jìn)度管理功能，源自德國(guó)的RIB iTWO平臺(tái)也在最新的版本中引入了流線圖這一進(jìn)度管理功能。通過與可視化模型的關(guān)聯(lián)，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(gè)項(xiàng)目的BIM模型自由切分為若干個(gè)區(qū)域，如按樓層、流水段等，這時(shí)，跨越了數(shù)個(gè)區(qū)域的一個(gè)施工任務(wù)就會(huì)被自動(dòng)拆分到不同區(qū)域，生成多個(gè)分任務(wù)，對(duì)應(yīng)于各區(qū)域的分任務(wù)工程量可以從模型中自動(dòng)讀取，輸入任務(wù)的工效數(shù)據(jù)，再定義好任務(wù)間的邏輯關(guān)系后，軟件就將自動(dòng)繪制出（不是人工繪制）項(xiàng)目的進(jìn)度流線圖。之后，進(jìn)度計(jì)劃管理員可以直觀地分析流線的合理性，直接對(duì)任務(wù)流線進(jìn)行拖動(dòng)、速度調(diào)整、資源配置等操作，從而完成對(duì)整個(gè)工程進(jìn)度計(jì)劃的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)更少的資源投入，更短的建設(shè)工期，更平穩(wěn)的資金流線。可以看到，其工作流程本質(zhì)上是以BIM模型為驅(qū)動(dòng)，平衡多種變量的綜合控制。

圖四 由甘特圖編制的進(jìn)度計(jì)劃導(dǎo)入Vico Office后生成的流線圖

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

流線圖，是比甘特圖更加高級(jí)的進(jìn)度管理方式。它有效地克服了甘特圖的一些不足，在一些復(fù)雜的大型項(xiàng)目中，優(yōu)勢(shì)更為明顯。在我國(guó)現(xiàn)階段，建筑業(yè)經(jīng)過了多年粗放式的野蠻生長(zhǎng)之后，行業(yè)逐漸趨冷，進(jìn)入了一個(gè)回歸平穩(wěn)的常態(tài)。工程行業(yè)在未來勢(shì)必走向更加節(jié)約和高效的精益建造方向。僅就進(jìn)度管理方面而言，流線圖方式無疑是非常順應(yīng)這一趨勢(shì)的。同時(shí)，借助于BIM這一工作模式，實(shí)現(xiàn)更加智慧和高效的工作提升，開辟更為廣闊的應(yīng)用前景。

（作者：北京建誼集團(tuán)虛擬建造研究員）