基于BIM技術(shù)的投資與進(jìn)度管理應(yīng)用

曲 媛

（上海市城市建設(shè)設(shè)計研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200125）

0 引言

投資和進(jìn)度管理，是項(xiàng)目管理的任務(wù)重最重要的組成部分，影響到工程帶來的社會效應(yīng)與經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。現(xiàn)階段，實(shí)際的建設(shè)工程管理中，仍然有許多難題依托以往技術(shù)與管理觀念無法有效解決，工期延遲、進(jìn)度落后等現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)[1]。伴隨技術(shù)的發(fā)展，有望借助BIM技術(shù)[2]的信息化優(yōu)勢解決管理的精細(xì)化、動態(tài)化程度不足。信息是項(xiàng)目管理效率的主要影響原因，BIM的產(chǎn)生使建設(shè)工程領(lǐng)域在設(shè)計、施工到運(yùn)營維護(hù)的全生命周期帶來了變革[3]。

BIM5D模型是基于虛擬技術(shù)軟件二次開發(fā)的“進(jìn)度-成本”5D模型。即在虛擬技術(shù)模型中，關(guān)聯(lián)進(jìn)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(fèi)用隨著進(jìn)度的變化，并且對進(jìn)度與投資管理流程的優(yōu)化，有效地實(shí)現(xiàn)投資控制與進(jìn)度計劃管理精細(xì)化、動態(tài)化應(yīng)用，方便參建各方協(xié)同管理，提高管理效率。

本文以“云翔大型居住社區(qū)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(shù)下的投資與進(jìn)度集成管理進(jìn)行應(yīng)用研究。

1 工程概況

本工程設(shè)計范圍西起滬宜公路，東至芳林路，設(shè)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(guī)模，上層為雙向六車道規(guī)模；項(xiàng)目投資總額為87 215.03萬元，其中工程費(fèi)49 246.00萬元。

2 BIM5D模型的建立

2.1 建設(shè)項(xiàng)目投資與進(jìn)度管理現(xiàn)狀和問題現(xiàn)狀

由于建設(shè)工程具有規(guī)模大、工程結(jié)構(gòu)與工藝技術(shù)復(fù)雜、建設(shè)周期長、參建方眾多等多種特點(diǎn)，導(dǎo)致建設(shè)項(xiàng)目投資與進(jìn)度管理存在種種不足和問題。本文將現(xiàn)存問題，按環(huán)境、資源、技術(shù)、風(fēng)險、人為等不同因素逐—?dú)w類，見圖1。

圖1 項(xiàng)目管理影響因素和現(xiàn)存問題

傳統(tǒng)的建設(shè)工程項(xiàng)目管理技術(shù)與方法有其局限性，導(dǎo)致了投資和進(jìn)度管理中出現(xiàn)各種問題，目前的技術(shù)、方式與理論使用，無法達(dá)到項(xiàng)目的管理的實(shí)踐需要。基于BIM技術(shù)的研究情況、發(fā)展趨向以及業(yè)內(nèi)專家的看法，本文認(rèn)為可以將其引入建設(shè)工程的項(xiàng)目管理中，解決其中缺陷，提升項(xiàng)目管理能力，改善投資與進(jìn)度管理效果。

2.2 BIM5D模型的建立

本項(xiàng)目建立了基于虛擬技術(shù)軟件二次開發(fā)的陳翔路地道工程“進(jìn)度-成本”5D模型，關(guān)聯(lián)進(jìn)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(shí)際應(yīng)用中“及時”展示項(xiàng)目實(shí)施過程中“進(jìn)度、成本”的“實(shí)時”變化情況，并可“及時”對進(jìn)度與投資管理流程的優(yōu)化，有效的實(shí)現(xiàn)投資控制與進(jìn)度計劃管理精細(xì)化、動態(tài)化應(yīng)用。

3 BIM5D模型的應(yīng)用

基于BIM5D技術(shù)的模型建立完成后，可以結(jié)合進(jìn)度計劃進(jìn)行分析，以確認(rèn)計劃本身的合理性，包括：項(xiàng)目計劃內(nèi)容是否全面；核心資源、預(yù)算的分配、項(xiàng)目工期、施工工序邏輯關(guān)系、重要工序交接點(diǎn)等等。以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)的進(jìn)度與投資控制平臺有著網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、進(jìn)度目標(biāo)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(biāo)建立

3.1 分析進(jìn)度工期

在對進(jìn)度工期進(jìn)行分析時，必須先了解主要環(huán)節(jié)的—致性，保證整體建設(shè)目標(biāo)是否和合同要求日期相同；其次，必須發(fā)現(xiàn)其中的關(guān)鍵路徑，而且研究其中的持續(xù)時間可否接受。除此之外，觀察施工時間與竣工時間是否達(dá)到項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)，了解總結(jié)之后預(yù)期項(xiàng)目工期有無存在較大偏差，參建方應(yīng)當(dāng)互動交流，并且達(dá)到相同意見[5]。

基于BIM的進(jìn)度管理系統(tǒng)提供WBS的工作列表視圖等進(jìn)行作業(yè)工期和邏輯關(guān)系的分析，能夠更快地發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵路徑和主要工作，如若必須對關(guān)鍵路徑與主要工作進(jìn)行調(diào)節(jié)，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?qū)崿F(xiàn)對施工環(huán)節(jié)的模擬，可以更加直觀的展現(xiàn)施工進(jìn)度，觀察各施工環(huán)節(jié)邏輯性是否合理，見圖2。

圖2 進(jìn)度投資5D模擬

3.2 分析

資源的應(yīng)用在項(xiàng)目管理中有著十分關(guān)鍵的作用，在對各項(xiàng)資源進(jìn)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(yè)中，避免出現(xiàn)分配不足或分配過度的現(xiàn)象[6]，見圖3。

圖3 5D模擬中進(jìn)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(jìn)度計劃以及資源分配情況，進(jìn)行對應(yīng)的優(yōu)化發(fā)展，以最少資源投入，減少資源分配產(chǎn)生的風(fēng)險。引進(jìn)BIM技術(shù)對資源分配進(jìn)行控制，能夠利用查詢工作表中選擇資源的具體數(shù)據(jù)，這是為了明確是否可以利用修改來體現(xiàn)項(xiàng)目對資源的需求情況，能夠利用優(yōu)化項(xiàng)目范圍，或者增減工作分解結(jié)構(gòu)（WBS）[6]工作項(xiàng)，使資源負(fù)載達(dá)到均衡狀態(tài)；能夠通過限量手段，拖延資源使用時間，或者對工期進(jìn)行優(yōu)化，以確保資源的實(shí)現(xiàn)；還能夠?qū)︻A(yù)算費(fèi)用進(jìn)行優(yōu)化，投入大量資金以達(dá)到增加資源目的等。

3.3 分析預(yù)算

在實(shí)現(xiàn)各級進(jìn)度方案之后，所有工作都已經(jīng)安排了對應(yīng)的預(yù)算成本，通過其中的預(yù)算分析模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)對預(yù)算成本分?jǐn)偳闆r的審查，首先，是為了掌握進(jìn)度方案的分?jǐn)偪偤陀袩o超出規(guī)定支出，其次，為了掌握進(jìn)度方案中的計劃成本與實(shí)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(yīng)用效果

4.1 BIM5D應(yīng)用后管理過程的差異

通過上述關(guān)于BIM的5D系統(tǒng)流程實(shí)現(xiàn)過程，可以總結(jié)對比引入BIM5D技術(shù)前后，在投資-進(jìn)度管理中的差異對比，見表2。

4.2 BIM5D應(yīng)用后現(xiàn)狀問題的改善

BIM5D技術(shù)改變了投資-進(jìn)度管理流程，優(yōu)化了管理過程，并且能夠改善工程建設(shè)項(xiàng)目管理存在的各類現(xiàn)狀問題。本文總結(jié)了環(huán)境、資源、技術(shù)、風(fēng)險和認(rèn)為五種因素下BIM5D技術(shù)對目前有著的問題進(jìn)行分析，反映了BIM技術(shù)的應(yīng)用效果，見表3。

表3 BIM5D技術(shù)應(yīng)用對現(xiàn)存問題的作用

5 結(jié)論

本案例的應(yīng)用基本完成了對該項(xiàng)目的5D模擬，實(shí)現(xiàn)了3D模型、工程造價信息與進(jìn)度相關(guān)的時間信息關(guān)聯(lián)，進(jìn)行基于5D的施工進(jìn)程狀態(tài)模擬，將整個施工進(jìn)程動態(tài)直觀的展示出來。BIM技術(shù)的使用使管理過程更加簡單，在進(jìn)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(shù)據(jù)。工程量是其中最為關(guān)鍵的變量，通常來說，采用人工運(yùn)算方法，較為龐雜，無法保證其精確性與動態(tài)性，而使用BIM技術(shù)十分方便，只需在模型完善的基礎(chǔ)上，提取所需數(shù)據(jù)，并且進(jìn)行梳理與研究，就能夠了解到各時期所需人員數(shù)量、用料數(shù)量與設(shè)備數(shù)量，進(jìn)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(wù)于科學(xué)配備資源。設(shè)計模型到施工模型的精度不同，構(gòu)建參數(shù)有差異，導(dǎo)致各階段工程量不-致等因素，。目前，國內(nèi)應(yīng)用BIM5D技術(shù)在案例中的應(yīng)用大多以定制化服務(wù)的形式開展，需重構(gòu)模型并按照算量要求、WBS要求重構(gòu)模型，因此尚無法真正實(shí)現(xiàn)對設(shè)計模型的直接應(yīng)用，在推廣性上有所欠缺。