BIM技術在施工進度管理中的應用及評價

文｜中電建路橋集團有限公司 霍曉科

1 引言

BIM 技術為建設單位、設計單位、監理單位及施工單位等參建方提供了溝通交流、協同工作的平臺，解決了參建方之間存在的“信息孤島”的問題[1]。施工階段，利用BIM 技術進行空間立體式布置，提高了臨時設施規劃的合理性；依據BIM 技術可視化的特點進行深化設計，減少不同專業間的交錯碰撞，更加高效的指導現場施工；基于BIM 的虛擬建造，實現可視化交底，同時通過對施工方案的動態模擬，提前發現實際建造過程中可能出現的問題，有效提高建造水平。隨著BIM 技術不斷成熟，將對施工過程產生巨大的影響，大幅度提高項目管理水平，為項目達到預期目標打下堅實的基礎。

進度管理主要由進度計劃編制、實施及控制等內容組成。由于施工過程中存在“信息孤島”和進度管理效率低下等原因，傳統進度管理存在著無法有效發現施工進度計劃中的潛在沖突、進度跟蹤分析困難以及進度調整缺乏整體性等[2]一系列問題，嚴重影響項目預期目標的圓滿實現。與傳統的進度管理模式相比，BIM 模型包含了豐富全面的施工信息，作為各參建方協同工作的統一模型，方便各參建方之間的溝通交流，有效提高了進度管理效率。

2 BIM 技術在進度管理的應用

2.1 BIM 技術在進度計劃中的應用

基于BIM 的施工計劃是將三維模型和進度計劃鏈接在一起，構建4D-BIM 模型，使進度計劃可以動態4D 模型展現，主要包括以下幾個方面：

（1）利 用Revit、Bently 或ArchiCAD等軟件創建所需的BIM 三維模型，施工單位也可以使用業主單位或設計單位提供的設計BIM 模型，但一般要經過必要的處理。

（2）依照單項工程、分部工程、分項工程的順序由粗到細的建立WBS 分解結構，在建立工作分解結構之后，依照施工合同的相關內容，結合現場實際情況，合理設定工作單元的工期信息，形成工程施工的進度計劃。

（3）將進度信息與BIM 三維實體模型關聯，形成基于BIM 的施工項目4D 模型，實現4D 進度計劃?；贐IM 的進度計劃編制流程圖如圖1[3]所示：

圖1 基于BIM 的進度計劃編制流程圖

基于BIM 技術可視化的特點，4D-BIM模型構建成功，可以對整個項目施工計劃的進行動態模擬，實現進度計劃的可視化展示，提高了進度計劃編制的效率，同時依據4D 進度計劃可以更加快速準確發現計劃存在的問題，減少施工過程中計劃修改調整的次數，提高了施工計劃的合理性。

2.2 BIM 技術在進度控制中的應用

2.2.1 基于BIM 的施工進度跟蹤分析

為了順利達到項目預期目標，施工過程中需要進行跟蹤管理，對比計劃進度和實際進度，分析是否存在偏差，并對已出現的偏差采取糾偏措施?；贐IM 的進度跟蹤分析主要包含兩個核心內容：

（1）施工單位、監理單位等各參建方對于實際進度信息的收集以及更新工作。參建方可以安排專職人員根據現場實際情況對進度信息進行實時收集，并定期更新；利用視頻監控、三維激光掃描設備對現場實際進度進行全方位掃描，然后將掃描數據上傳，實現自動化收集進度信息[4]；隨著裝配式建筑的興起，利用射頻識別技術（RFID）可以獲取從設計到施工實施時，動態的施工進度信息，從而實現對施工進度的跟蹤分析[5]。

（2）將現場實際進度與計劃進度進行對比并統計分析，發現偏差和問題?；贐IM 技術的施工進度對比一般以表格、橫道圖以及模型等多種視圖進行展示，對比結果形式更加多樣化。與傳統的進度跟蹤分析不同，基于BIM 技術的進度跟蹤分析將進度對比結果可視化，幫助施工管理人員更加清楚直觀地掌握偏差情況，同時根據BIM 模型中工程量、成本等信息，可以更加快速準確計算工程量、工程成本之間的偏差，實現工程進度全方位分析。

2.2.2 施工進度計劃調整

當現場實際進度與計劃進度偏差偏大時，需要對局部甚至整體的施工進度計劃進行調整。傳統的進度計劃一般采用Microsoft Project 中的橫道圖表示，關鍵線路不明確，計劃調整工作量大。而基于BIM 技術的施工計劃調整有著以下幾點優勢：

（1）基于BIM 技術操作可視化、數據集成等特點，結合CPM 等成熟計算方法將關鍵節點在模型中直觀展示出來，為后期進度計劃調整提供了依據。

（2）基于BIM 技術對進度計劃進行調整，更新的數據將直接刷新BIM 模型，以更加直觀的方式展現計劃調整的結果，提高管理效率。

（3）依據BIM 模型中關聯的工程量、工程造價等信息，可以為進度計劃所需的人員、材料、機械提供依據，使得采取的糾偏措施更加有效。

3 基于BIM 的進度管理效益評價

近年來，隨著BIM 技術的不斷發展，應用的范圍越來越廣，產生的成果也是越來越多，如何對BIM 的應用價值進行有效的評價，成為了一個值得關注的問題。部分文獻對應用BIM 產生的效益做了定性的評價，但是定性的評價不足以引起各參建方對BIM 的重視。為解決BIM 應用效益衡量的難題，本文建立基于BIM 的工程項目進度管理效益評價指標體系，采用專家打分法確定各指標權重，最終明確基于BIM技術的進度管理產生的效益。

3.1 基于BIM 的進度管理效益評價指標體系

項目評價的首要工作是明確評價指標，評價指標是BIM 進度管理效益評價的前提與核心。工期管理是進度管理中的核心內容，工期長短直接反映了進度管理的好壞，本文將縮短工期作為應用BIM 技術的項目進度管理的衡量標準，根據施工過程中影響工期的因素劃分，將效益評價指標分為如下幾類[6]：

（1）返工次數

傳統的施工圖設計中各專業之間存在“信息孤島”，而且二維圖紙直觀性較差，對設計人員的空間立體感要求很高，在結構復雜，特別是在管線密集的地方，不可避免的發生沖突和碰撞，極有可能導致返工，延長工期。然而在施工中應用BIM 技術后，通過管線碰撞、凈高控制檢查等可以有效減少返工次數。BIM 的應用價值可以用如下公式來表示：

節約工期天數=Σ（BIM 應用前返工天數-BIM 應用后返工天數）

（2）施工圖交底、消化時間

現場施工技術交底一般以書面形式進行，大多采用二維圖紙，交底的整個過程以及接受交底的人員消化圖紙的時間較長。基于BIM 技術的可視化的特點，以三維模型的形式，并結合施工方案的動態模擬進行綜合交底，大大提高了交底效率。BIM的應用價值可以用如下公式來表示：

節約工期天數=Σ（BIM 應用前施工圖交底、消化時間-BIM 應用后施工圖交底、消化時間）

（3）工程變更影響時間

工程變更貫穿于項目實施的整個過程，主要分為設計變更、進度計劃變更等。施工過程中發生設計變更，需要經過設計單位修改圖紙、建設單位確認、監理單位下發、施工單位施工等多個環節，流程較長，對工期影響較大，利用BIM 技術可以有效減少設計修改圖紙以及施工單位技術核定時間，減小由于設計變更對工期的影響；不可抗力等原因導致的工期拖延，需要對原進度計劃進行調整，對比工程中廣泛使用的橫道圖，利用BIM 技術可以更加快速準確發現計劃存在的問題，減少施工過程中計劃修改調整的次數，提高了施工效率。BIM 的應用價值可以用如下公式來表示：

節約工期天數=Σ（BIM 應用前工程變更影響天數-BIM 應用后工程變更影響天數）

（4）施工糾紛、協調時間

施工過程涉及業主、監理、供應方以及總包、分包等多家單位，不可避免的會出現各種矛盾和糾紛，嚴重影響施工進度。BIM 技術的應用解決了參建方之間存在的信息孤島的問題，有效提高了進度管理效率。BIM 的應用價值可以用如下公式來表示：

節約工期天數=Σ（BIM 應用前施工糾紛、協調時間-BIM 應用后糾紛、協調時間）

3.2 基于BIM 的工程項目進度管理效益評價指標權重

指標的權重賦予是綜合評價的關鍵。本文采用專家打分法對各個指標權重進行賦值[7]，現假定邀請了i 位專家對評價指標進行打分，為方便統計，i 個專家采用A-I進行編號，返工次數、施工圖交底消化時間、工程變更影響時間以及施工糾紛協調時間分別采用“Ⅰ”、“Ⅱ”、“Ⅲ”及“Ⅳ”表示。

表示：A Ⅰ、B Ⅰ....I Ⅰ---各個專家給指標Ⅰ的打的分數。

最后，經過加權得出工期減少的天數，從而得到基于BIM 的工程項目進度管理效益。

4 結語

本文從進度計劃編制及進度計劃控制兩個方面分析了BIM 技術在施工項目進度管理中的應用[8]。通過將進度計劃與BIM模型進行鏈接，構建4D-BIM 模型，實現4D 施工進度計劃的編制；從進度偏差分析、進度計劃調整兩個方面闡述了BIM 技術在進度控制中的應用，使得項目總體進度與總體計劃趨于一致。本文還詳細闡述了如何確定應用BIM 技術產生的效益，通過確定相關指標以及權重，從而量化應用BIM技術產生的效益，使得BIM 的應用價值評價更加清晰明確，有助于BIM 技術的發展、推廣。