基于BIM技術的投資與進度管理應用

曲 媛

（上海市城市建設設計研究總院（集團）有限公司，上海市 200125）

0 引言

投資和進度管理，是項目管理的任務重最重要的組成部分，影響到工程帶來的社會效應與經濟效應。現階段，實際的建設工程管理中，仍然有許多難題依托以往技術與管理觀念無法有效解決，工期延遲、進度落后等現象經常出現[1]。伴隨技術的發展，有望借助BIM技術[2]的信息化優勢解決管理的精細化、動態化程度不足。信息是項目管理效率的主要影響原因，BIM的產生使建設工程領域在設計、施工到運營維護的全生命周期帶來了變革[3]。

BIM5D模型是基于虛擬技術軟件二次開發的“進度-成本”5D模型。即在虛擬技術模型中，關聯進度計劃，并引入投資控制，使得該模型成為五個維度的建筑信息模型[4]，通過展示施工過程中資源、費用隨著進度的變化，并且對進度與投資管理流程的優化，有效地實現投資控制與進度計劃管理精細化、動態化應用，方便參建各方協同管理，提高管理效率。

本文以“云翔大型居住社區陳翔路（滬宜公路—芳林路）改建工程”的地下通道（以下簡稱‘陳翔路地道工程’）”為例，對BIM技術下的投資與進度集成管理進行應用研究。

1 工程概況

本工程設計范圍西起滬宜公路，東至芳林路，設計道路全長約1.408 km，其中地下通道840 m，為地下雙層通道，其中下層主線為雙向四車道規模，上層為雙向六車道規模；項目投資總額為87 215.03萬元，其中工程費49 246.00萬元。

2 BIM5D模型的建立

2.1 建設項目投資與進度管理現狀和問題現狀

由于建設工程具有規模大、工程結構與工藝技術復雜、建設周期長、參建方眾多等多種特點，導致建設項目投資與進度管理存在種種不足和問題。本文將現存問題，按環境、資源、技術、風險、人為等不同因素逐—歸類，見圖1。

圖1 項目管理影響因素和現存問題

傳統的建設工程項目管理技術與方法有其局限性，導致了投資和進度管理中出現各種問題，目前的技術、方式與理論使用，無法達到項目的管理的實踐需要。基于BIM技術的研究情況、發展趨向以及業內專家的看法，本文認為可以將其引入建設工程的項目管理中，解決其中缺陷，提升項目管理能力，改善投資與進度管理效果。

2.2 BIM5D模型的建立

本項目建立了基于虛擬技術軟件二次開發的陳翔路地道工程“進度-成本”5D模型，關聯進度計劃，并引入投資控制，使該模型成為五個維度的建筑信息模型[2]，在實際應用中“及時”展示項目實施過程中“進度、成本”的“實時”變化情況，并可“及時”對進度與投資管理流程的優化，有效的實現投資控制與進度計劃管理精細化、動態化應用。

3 BIM5D模型的應用

基于BIM5D技術的模型建立完成后，可以結合進度計劃進行分析，以確認計劃本身的合理性，包括：項目計劃內容是否全面；核心資源、預算的分配、項目工期、施工工序邏輯關系、重要工序交接點等等。以BIM技術為基礎的進度與投資控制平臺有著網絡優化、進度目標比較分析、掙得值分析、3D模擬分析等作用，見表1。

表1 模型中的計劃分析與目標建立

3.1 分析進度工期

在對進度工期進行分析時，必須先了解主要環節的—致性，保證整體建設目標是否和合同要求日期相同；其次，必須發現其中的關鍵路徑，而且研究其中的持續時間可否接受。除此之外，觀察施工時間與竣工時間是否達到項目標準，了解總結之后預期項目工期有無存在較大偏差，參建方應當互動交流，并且達到相同意見[5]。

基于BIM的進度管理系統提供WBS的工作列表視圖等進行作業工期和邏輯關系的分析，能夠更快地發現關鍵路徑和主要工作，如若必須對關鍵路徑與主要工作進行調節，能夠在視圖中做出更改與編輯操作。除此之外，利用5D視圖，能夠實現對施工環節的模擬，可以更加直觀的展現施工進度，觀察各施工環節邏輯性是否合理，見圖2。

圖2 進度投資5D模擬

3.2 分析

資源的應用在項目管理中有著十分關鍵的作用，在對各項資源進行配置之后，必須觀察工程量與資源分配情況，保證資源能夠較好利用并合理分配到合適的工作作業中，避免出現分配不足或分配過度的現象[6]，見圖3。

圖3 5D模擬中進度變化和資源消耗顯示

在工作開始之前，能夠利用模擬方式，了解所制定的進度計劃以及資源分配情況，進行對應的優化發展，以最少資源投入，減少資源分配產生的風險。引進BIM技術對資源分配進行控制，能夠利用查詢工作表中選擇資源的具體數據，這是為了明確是否可以利用修改來體現項目對資源的需求情況，能夠利用優化項目范圍，或者增減工作分解結構（WBS）[6]工作項，使資源負載達到均衡狀態；能夠通過限量手段，拖延資源使用時間，或者對工期進行優化，以確保資源的實現；還能夠對預算費用進行優化，投入大量資金以達到增加資源目的等。

3.3 分析預算

在實現各級進度方案之后，所有工作都已經安排了對應的預算成本，通過其中的預算分析模塊，能夠實現對預算成本分攤情況的審查，首先，是為了掌握進度方案的分攤總和有無超出規定支出，其次，為了掌握進度方案中的計劃成本與實際成本的分布情況，了解分布曲線在整體或者個別時間段有無存在較大偏差。

4 BIM5D模型的應用效果

4.1 BIM5D應用后管理過程的差異

通過上述關于BIM的5D系統流程實現過程，可以總結對比引入BIM5D技術前后，在投資-進度管理中的差異對比，見表2。

4.2 BIM5D應用后現狀問題的改善

BIM5D技術改變了投資-進度管理流程，優化了管理過程，并且能夠改善工程建設項目管理存在的各類現狀問題。本文總結了環境、資源、技術、風險和認為五種因素下BIM5D技術對目前有著的問題進行分析，反映了BIM技術的應用效果，見表3。

表3 BIM5D技術應用對現存問題的作用

5 結論

本案例的應用基本完成了對該項目的5D模擬，實現了3D模型、工程造價信息與進度相關的時間信息關聯，進行基于5D的施工進程狀態模擬，將整個施工進程動態直觀的展示出來。BIM技術的使用使管理過程更加簡單，在進度方案的制定與成本控制階段中，能夠更好地使用其中的模型數據。工程量是其中最為關鍵的變量，通常來說，采用人工運算方法，較為龐雜，無法保證其精確性與動態性，而使用BIM技術十分方便，只需在模型完善的基礎上，提取所需數據，并且進行梳理與研究，就能夠了解到各時期所需人員數量、用料數量與設備數量，進而提升對工作時間與成本變化估算的正確性，可以更好地服務于科學配備資源。設計模型到施工模型的精度不同，構建參數有差異，導致各階段工程量不-致等因素，。目前，國內應用BIM5D技術在案例中的應用大多以定制化服務的形式開展，需重構模型并按照算量要求、WBS要求重構模型，因此尚無法真正實現對設計模型的直接應用，在推廣性上有所欠缺。