基于BIM技術(shù)的建筑施工進(jìn)度優(yōu)化對(duì)策分析

趙本超，陳思寧

（江蘇省建筑工程集團(tuán)第一工程有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225012）

1 引言

受多種因素影響，我國(guó)建筑工程施工進(jìn)度管理風(fēng)險(xiǎn)較大。為提升施工效率，保證工程建設(shè)進(jìn)程，相關(guān)人員提出將BIM技術(shù)用于建筑施工進(jìn)度管理，用3D建筑進(jìn)度模型及施工模型明確施工活動(dòng)中的各項(xiàng)參數(shù)，借此針對(duì)性地控制建筑施工作業(yè)，高效管理施工進(jìn)度，減少工程延期風(fēng)險(xiǎn)。

2 BIM技術(shù)的基本定義

BIM技術(shù)的本質(zhì)是建筑信息模型，是建筑工程建設(shè)中立體化、數(shù)據(jù)化的管理工具。建筑工程的整個(gè)生命周期內(nèi)，BIM技術(shù)所建立的3D模型能夠顯示建筑進(jìn)度、施工信息、工程設(shè)計(jì)參數(shù)及其他非構(gòu)件信息。施工進(jìn)度是建筑工程建設(shè)管理的核心內(nèi)容，是建筑物能否在合同工期內(nèi)竣工的關(guān)鍵，為保障建筑施工進(jìn)度管理，BIM技術(shù)可憑借自身的數(shù)據(jù)分析、信息集成化管理功能，優(yōu)化建筑施工進(jìn)度方案設(shè)計(jì)，規(guī)范建筑工程中各個(gè)子項(xiàng)目的施工流程，使其在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完工[1]。

3 BIM技術(shù)在建筑工程施工進(jìn)度管理中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

3.1 有利于促進(jìn)進(jìn)度信息的溝通交流

傳統(tǒng)施工進(jìn)度管理模式中，進(jìn)度控制本身的局限性較強(qiáng)，整體管理質(zhì)量不佳，而影響進(jìn)度控制效果的主要原因在于無(wú)法獲取完整的信息數(shù)據(jù)，從而難以針對(duì)性地解決進(jìn)度問(wèn)題。將BIM技術(shù)應(yīng)用在建筑工程施工進(jìn)度管理中后，可憑借立體化的信息模型，匯總建筑設(shè)計(jì)、工程量、施工組織等關(guān)鍵信息，促進(jìn)進(jìn)度信息的溝通交流。施工人員可憑借直觀、可視化模型中的信息，準(zhǔn)確分析設(shè)計(jì)意圖，制定出更合理的進(jìn)度目標(biāo)、施工任務(wù)，解決進(jìn)度管理中各個(gè)主體的溝通障礙，規(guī)避作業(yè)延期風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 有利于優(yōu)化建筑工期控制方案

BIM技術(shù)具有可視化、立體化的特點(diǎn)，利用BIM軟件構(gòu)建的3D模型可仿真模擬建筑施工，便于進(jìn)度管理人員根據(jù)模擬過(guò)程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)階段、施工階段中存在的問(wèn)題，針對(duì)性地完善建筑工期控制方案，加強(qiáng)進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)的事前控制，有效地優(yōu)化進(jìn)度管理方案，提升建筑工程施工管理效率。

3.3 有利于實(shí)現(xiàn)進(jìn)度與資源信息的共享

基于BIM技術(shù)，建筑工程的各參建方可憑借立體化的模型數(shù)據(jù)，了解項(xiàng)目進(jìn)度，直觀地分析項(xiàng)目進(jìn)度，并通過(guò)相互溝通、交流的方式，協(xié)同解決建筑進(jìn)度問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，各方可依據(jù)現(xiàn)有的進(jìn)度信息、建筑工程的資源信息，更精準(zhǔn)地配置各類資源，提升建筑工程施工中的資源利用率，保障施工進(jìn)度，確保施工任務(wù)完成率與進(jìn)度方案的匹配度。

4 基于BIM技術(shù)的建筑施工進(jìn)度優(yōu)化對(duì)策

4.1 建立BIM進(jìn)度管理模式

1）基于BIM技術(shù)的3D、4D模擬功能，預(yù)測(cè)建筑工程建設(shè)中各項(xiàng)施工活動(dòng)需要的時(shí)間，計(jì)算不同階段的施工進(jìn)度，然后針對(duì)性地編制進(jìn)度管理方案。在此過(guò)程中，BIM技術(shù)的3D模擬、4D模擬具體指將施工方案的相關(guān)信息錄入Revit、Rhino等軟件，通過(guò)軟件立體化地演示施工過(guò)程，動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)施工進(jìn)度，幫助管理人員根據(jù)模型中的信息數(shù)據(jù)，計(jì)算施工進(jìn)度管理中需要的信息，如工程量、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、施工效率等。

2）基于BIM進(jìn)度管理模式，還應(yīng)明確該模式的應(yīng)用主體，通常情況下，進(jìn)度管理人員、一線施工人員是實(shí)施該模式的主體人物。通過(guò)Revit、Rhino、Tekla Structures等軟件，管理者、一線施工人員能夠更準(zhǔn)確地掌握各子工程項(xiàng)目的工藝流程、進(jìn)度信息，繼而在加強(qiáng)施工人員技術(shù)指導(dǎo)、進(jìn)度管理的基礎(chǔ)上，整合進(jìn)度控制的信息資源，保障建筑工程施工進(jìn)度管理質(zhì)量[2]。

4.2 編制施工進(jìn)度計(jì)劃

1）建立BIM建筑施工進(jìn)度模型，并在使用該3D模型前提下，用WBS分解施工進(jìn)度方案中的管理人物，梳理施工活動(dòng)、BIM模型之間的關(guān)系，動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)施工進(jìn)度。此外，進(jìn)度管理的關(guān)鍵在于工程量的整理、統(tǒng)計(jì)，所以，在構(gòu)建BIM建筑施工進(jìn)度模型時(shí)，可應(yīng)用Revit軟件提取工程量清單。Revit軟件運(yùn)行期間，軟件本身的參數(shù)化建模功能能夠自動(dòng)化統(tǒng)計(jì)BIM模型中的工程量，同時(shí)生成明細(xì)表格，為管理人員提取進(jìn)度信息提供便利。

2）基于BIM建筑施工進(jìn)度模型，分解施工任務(wù)，更清晰地呈現(xiàn)建筑施工任務(wù)，為BIM建筑施工進(jìn)度管理創(chuàng)造有利條件，具體的分解流程如圖1所示。分解施工任務(wù)后，Project軟件可根據(jù)模型自動(dòng)化編制進(jìn)度方案，生成任務(wù)列表。隨后將現(xiàn)有工程量分配至各個(gè)工作日，估算其完成時(shí)間。管理人員在施工進(jìn)度控制時(shí)，可在該軟件中操作任務(wù)列表，查看施工進(jìn)度、任務(wù)進(jìn)度。

圖1 某建筑工程施工任務(wù)分解流程圖

4.3 仿真模擬建筑施工活動(dòng)

運(yùn)用BIM技術(shù)仿真模擬建筑施工活動(dòng)的目的，是通過(guò)優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)方案的方式提升建筑工程施工效率，推進(jìn)工程進(jìn)度，用井然有序的施工流程協(xié)助施工進(jìn)度管理工作。（1）相關(guān)人員應(yīng)基于BIM模型中對(duì)施工任務(wù)的分解情況，確定各階段施工進(jìn)度目標(biāo)，以及不同目標(biāo)下的工程量需求，使一線施工人員可結(jié)合3D模型掌握完整的施工信息，有序處理施工任務(wù)，改進(jìn)施工流程，提高建筑工程施工效率。（2）建筑工程施工中的子項(xiàng)目較多，BIM模型與Revit等軟件連接后，可動(dòng)態(tài)化模擬各子項(xiàng)目中的施工活動(dòng)，設(shè)計(jì)出更高效、更優(yōu)質(zhì)的施工設(shè)計(jì)方案，為施工進(jìn)度管理提供助力。不僅如此，BIM技術(shù)的可視化特征還能模擬建筑工程各類設(shè)備的使用情況，反復(fù)演示后調(diào)整設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，指導(dǎo)施工人員學(xué)習(xí)設(shè)備操作要點(diǎn)，使其高效利用各類機(jī)械化施工設(shè)備，推進(jìn)工程進(jìn)度。（3）建筑施工中，BIM模型可全面整合施工資源，將現(xiàn)有的資源配置在對(duì)應(yīng)的施工過(guò)程中，借此提升建筑施工活動(dòng)中材料、設(shè)備的利用率。例如，基于BIM建筑施工進(jìn)度模型，施工人員可將BIM5D軟件、Navisworks等模型用于施工過(guò)程的模擬，該軟件可自動(dòng)優(yōu)化調(diào)整施工作業(yè)設(shè)計(jì)，制訂更科學(xué)的進(jìn)度計(jì)劃，同時(shí)定期更新模型中的施工數(shù)據(jù)，為建筑施工進(jìn)度控制奠定基礎(chǔ)。

4.4 加強(qiáng)建筑施工進(jìn)度跟蹤

進(jìn)度跟蹤是建筑施工進(jìn)度管理的重要措施，BIM技術(shù)可加強(qiáng)建筑施工進(jìn)度跟蹤，使建筑工程項(xiàng)目如期竣工。具體來(lái)說(shuō)，在BIM技術(shù)支持下，管理人員優(yōu)化建筑施工進(jìn)度方案時(shí)，可憑借該技術(shù)的信息管理功能，動(dòng)態(tài)化地管理建筑項(xiàng)目的施工過(guò)程，跟蹤施工進(jìn)度，促進(jìn)施工進(jìn)度管理標(biāo)準(zhǔn)化。而應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)建筑施工活動(dòng)展開(kāi)進(jìn)度跟蹤時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)不定期地采集進(jìn)度信息、施工信息，匯總有價(jià)值的施工數(shù)據(jù)資源，并與各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的一線施工人員加強(qiáng)溝通，持續(xù)地優(yōu)化施工方案，推進(jìn)施工進(jìn)度。

處理施工進(jìn)度信息時(shí)，相關(guān)人員可將其導(dǎo)入BIM信息模型中，使模型中的信息數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)采集的進(jìn)度信息、施工信息同步更新，完成以上基礎(chǔ)工作后，應(yīng)用4D進(jìn)度模型現(xiàn)場(chǎng)跟蹤施工進(jìn)度、監(jiān)控施工作業(yè)。若在進(jìn)度跟蹤中發(fā)現(xiàn)矛盾問(wèn)題，應(yīng)針對(duì)性地處理該問(wèn)題，預(yù)防施工進(jìn)度管理風(fēng)險(xiǎn)。此外，BIM技術(shù)生成可視化的進(jìn)度跟蹤圖、信息模型，可進(jìn)一步在建筑施工活動(dòng)中評(píng)估各項(xiàng)施工方案的實(shí)施情況、實(shí)施效果，為施工進(jìn)度的優(yōu)化提供完整的參考數(shù)據(jù)。

4.5 深入分析建筑施工進(jìn)度偏差

基于BIM技術(shù)，深入分析建筑施工進(jìn)度偏差時(shí)，BIM信息模型可以全方位地監(jiān)控建筑生命周期，詳細(xì)對(duì)比進(jìn)度計(jì)劃方案與實(shí)際進(jìn)度的差異性，計(jì)算、記錄進(jìn)度偏差。在BIM技術(shù)的支持下，BIM建筑進(jìn)度施工模型可協(xié)助相關(guān)人員進(jìn)行糾偏處理，使進(jìn)度計(jì)劃目標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn)。在此過(guò)程中，時(shí)間是分析進(jìn)度偏差的關(guān)鍵，相關(guān)人員可采用多元化的比對(duì)方式，分析進(jìn)度偏差的產(chǎn)生原因，隨后從資源配置層面、施工工藝層面、成本層面、時(shí)間層面入手，明確進(jìn)度偏差的基本因素，精準(zhǔn)地分析進(jìn)度偏差。

除此之外，從進(jìn)度層分析施工進(jìn)度偏差時(shí)，可對(duì)比初期進(jìn)度計(jì)劃、建筑項(xiàng)目起止時(shí)間，以此加強(qiáng)建筑項(xiàng)目施工全過(guò)程的進(jìn)度控制。BIM技術(shù)利用4D進(jìn)度模型比對(duì)建筑施工進(jìn)度曲線、施工組織設(shè)計(jì)方案、橫道圖后，可直接用著色軟件真實(shí)呈現(xiàn)計(jì)劃進(jìn)度的落實(shí)情況，模擬不同施工組織方案的進(jìn)度管理優(yōu)勢(shì)。建筑工程施工過(guò)程中工程量、任務(wù)欄的衡量難度較大，在分析進(jìn)度偏差時(shí)可從資源層入手，用施工材料、其他施工資源的損耗分析施工進(jìn)度，判斷進(jìn)度計(jì)劃、實(shí)際進(jìn)度之間的資源差，針對(duì)性地優(yōu)化建筑施工進(jìn)度管理方案[3]。

4.6 重視施工進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)控制

為優(yōu)化建筑施工進(jìn)度管理方案，還可將BIM技術(shù)應(yīng)用于施工進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)控制中。在引起施工進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)的各項(xiàng)因素中，各專業(yè)之間的碰撞引起的返工非常多見(jiàn)，可以使用BIM進(jìn)行施工模擬與碰撞檢測(cè)。

1）BIM技術(shù)實(shí)踐中，Revit軟件中可視化的建筑施工模型可協(xié)助相關(guān)人員精準(zhǔn)地預(yù)測(cè)管線布設(shè)、施工專業(yè)之間的碰撞情況，用碰撞檢查優(yōu)化施工設(shè)計(jì)，推進(jìn)項(xiàng)目施工進(jìn)度，預(yù)防返工風(fēng)險(xiǎn)。碰撞檢測(cè)過(guò)程中，Revit軟件甚至可預(yù)演施工活動(dòng)，并在導(dǎo)入優(yōu)化方案后演示施工過(guò)程，重復(fù)實(shí)施碰撞檢查，針對(duì)性地解決沖突問(wèn)題，優(yōu)化建筑施工進(jìn)度。此外，除去Recit軟件外，常用的BIM碰撞檢查軟件還包括Projectwise、Navigator等軟件，管理人員可結(jié)合實(shí)際情況，靈活選用BIM碰撞檢查App，高效處理施工作業(yè)、施工設(shè)計(jì)的矛盾問(wèn)題。

2）通過(guò)施工模擬防范進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，BIM技術(shù)支持下的建筑施工3D模型明確各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，預(yù)測(cè)分析施工進(jìn)度，輔助施工設(shè)計(jì)人員重新改進(jìn)編制方案，或是加強(qiáng)技術(shù)交底，動(dòng)態(tài)化演示復(fù)雜流程中的施工工藝，避免出現(xiàn)工期延后的問(wèn)題。同時(shí)有利于明確建筑施工重難點(diǎn)內(nèi)容，規(guī)范施工人員的操作流程，加快建筑工程項(xiàng)目的施工進(jìn)度，降低進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，施工進(jìn)度是建筑工程管理體系的重要內(nèi)容，BIM技術(shù)與建筑施工進(jìn)度的融合是新時(shí)期建筑管理的新嘗試，可協(xié)助管理人員全方位監(jiān)督施工，科學(xué)地管理建筑工程施工進(jìn)度，提升建筑工程施工效率。但是為突出BIM技術(shù)的實(shí)踐優(yōu)勢(shì)，還應(yīng)結(jié)合建筑項(xiàng)目的進(jìn)度管理需求，合理地將BIM技術(shù)融入進(jìn)度管理流程內(nèi)，創(chuàng)新建筑施工進(jìn)度控制模式，促進(jìn)建筑施工進(jìn)度信息交流，確保建筑工程如期竣工。