基于BIM技術的建筑施工進度優化研究

汪定國（武漢市漢陽市政建設集團有限公司，湖北 武漢 430050）

建筑施工規模顯著增加，施工和管理難度顯著增加，原有進度管理方式呈現于復雜項目管理方面，自身不足逐步凸顯。建筑施工面積大、內部結構設計復雜等，施工進度難以實現全面、統籌及精細化優化和管控。將BIM技術充分引入建筑施工進度管理中，可積極以3D可視化模型、4D模擬演示等技術，為現場管理人員對各環節進度把控優化提供強有力的支撐，從本質上減少工期延誤、設計質量缺陷等不足，提高進度管理效率及質量。需基于實際項目，發揮BIM技術的優勢，不斷優化進度管理計劃和方案，對其進行全方位管控，獲取較佳的經濟效益。

1 建筑施工現場特征分析

隨著當下建筑工程數量顯著增加，對進度優化和管控要求較高，其實際施工內容較多，現場涵蓋部門和人員較多，增加進度管理難度，以下為建筑施工現場特征分析。

1.1 專業性較強、技術要求較高

建筑工程施工周期較長，專業性較強，施工技術要求較高，需操作人員積極掌握其實際施工技術要點，保證整個施工實施具有規范化和專業化。

1.2 參建方較多，協調難度較大

建筑施工內部配合面較廣，參建單位較多，各系統內較為復雜，且工程量較大，溝通協調難度較大。因部分交流和溝通不暢促使部分施工質量不佳，促使整個項目進度延期，造價升高現象時有發生。

2 基于BIM技術的建筑施工進度優化價值分析

原有施工進度管理模式存在局限性，最終優化成效不佳，深究其成因在于施工進度管理主體信息獲取不足和處理效率低下，積極引入BIM技術可從源頭解決該問題。基于BIM技術的建筑施工進度優化，可將相關信息處于規劃設計、建造運行等全生命周期進行共享和傳遞，為施工進度優化思路開啟新的視角，在施工進度優化中發揮重要價值，體現在以下幾方面。

2.1 減少溝通障礙和信息丟失

BIM可形象、直觀呈現信息數據和模型間的關系，從本質消除因2D圖紙作為實際信息傳遞介質帶來信息損失，建筑管理人員可精準性掌握設計人員實際意圖，并有計劃、有組織地開展施工任務目標，減少交流和溝通障礙造成施工工期的損失。

2.2 實現施工主體預先仿真模擬

建筑施工周期較長，且具有一次性特征，原有施工進度優化過程中，難以實現事前仿真模擬，促使設計階段產生問題、施工方案編制不足等難以提前發現，為施工進度帶來較大的風險。基于BIM技術的進度優化，可預先做好建筑工程仿真模擬，將出現問題及時進行處理，進一步實現設計、施工方案和工期優化。

2.3 進度信息共享

以BIM技術為核心支撐，整個建筑工程所有參建方均處于一個與現實施工環境相仿可視化環境下，有序開展自身工作任務，營造高效化協同環境，為參建方直觀、高效化做好施工方案及協調做以支撐，達成建筑施工進度問題的協同解決。

2.4 進度與資源管理集成

基于BIM技術建筑施工進度管理，支持管理者可進一步對現場各類資源實現高效化配置，提高自身資源利用率，進一步提高進度計劃精準性，保證資源配置與進度計劃相適應。

3 基于BIM技術的建筑施工進度優化策略

3.1 基于BIM技術的建筑施工進度優化框架

一方面，基于BIM技術建筑施工進度優化流程。充分以BIM技術為核心支撐，以業主對進度管理的要求為著力點，聯合3D模型和進度相關數據信息為基礎，將信息進行整合匯總為BIM模型成果，并構建完善的4D模型。通過選用BIM虛擬建造技術對建筑工程進行合理化拆分、進度計劃編制、進度動態化追蹤等工作，對其整個進度管理流程進行優化，將進度數據信息與施工模擬聯動，達成現場、數據和模型一體化，最終將分析結果傳輸至4D模型中，提高施工進度優化和管控效率。同時，可預先發現解決施工中可能產生的問題，進一步促使施工進度管理處于最佳狀態，為實際施工提供更佳的指導，確保建筑工程保質、保量完成。另一方面，基于BIM技術進度優化的方法。BIM技術施工進度管理可處于初期計劃時期更易判定建造可行性問題，預先掌握進度管理和資源配置是否具有合理性及可靠性。編制和靈活性調整進度計劃方案，可依托循環施工模擬仿真進一步優化，達成可視化進度追蹤、偏差分析等工作。

3.2 基于BIM技術進度優化模型構建

3.2.1 3D模型的構建

4D施工進度模型構建初期環節便為3D信息模型構建，其內部包含所有施工構件信息，且保持各構件信息的獨立性，3D模型將此類信息進行整合為完整數據庫，為各環節進度優化提供參考。3D建筑模型主要是結合所畫構建動態化審查各行，保證各專業模型建立合理，3D視圖中可呈現整個建筑模型，且動態化支持實施更新立面和剖面圖，每個視圖間存在較強的關聯性，可進行多維度、多視角全方位展示，修改調整其中一個構件時，其他相關視圖便會自動化調整更改，促使建筑模型從原有整體至細節，圖紙從原有2D轉化為3D，促使管理高效化。

3.2.2 工程進度4D模型構建

構建4D模型內部涵蓋各類構件的相關信息，其將3D模型與施工進度進行有效融合，自動化結合資源、施工進度等需求，進一步綜合性分析工程進度計劃精準性和優化進度，應用者可隨意選取模型中相關組件，保證其與施工活動聯動，實現人機交互功能，4D模型憑借自身可視化、直觀性的優勢，為建筑施工部門信息交流和溝通創設優良的平臺。

3.3 基于BIM技術的進度優化方法

3.3.1 基于BIM技術的進度跟蹤

建筑施工現場影響進度影響因素較多，促使最終任務目標難以如期完成，需對整個實施過程做好動態化管控，力爭預先發現進度存在的不足，采取相應的解決措施處理，保證施工進度優化合理化。基于BIM技術進度跟蹤主要以大量信息為基準，對整個施工現場做好監控和記錄，動態化更新各數據，其重要強調兩方面，即進度信息收集、進度信息處理。一方面，信息收集匯總，當下可選取多元化的操作方式做好現場信息收集匯總，如視頻監控等，對施工中各關鍵節點做好信息收集，及時將其反饋進度管理人員，進一步掌握現場進度實施狀況，為后續調整優化管理策略提供參考。另一方面，信息處理。將上述收集匯總相關的施工進度信息，將其實施更新傳輸至建筑模型中，促使現場施工狀況、數據信息和模型保持相同步，利用更新后4D模型對整個現場做好追蹤。施工管理人員可直觀掌握各施工任務，對進度更易進行跟蹤和控制，及時發現潛在的施工工序和沖突矛盾不足。此外，還可自動化生成進度跟蹤可視圖、數據報表等，從多視角、多層次分析施工進度落實狀況，為及時處理各類問題和落實責任提供參考，促使進度優化實現精細化目標。

3.3.2 基于BIM技術的施工組織過程

整個建筑施工過程中，需充分結合該項目做好現場施工組織工作，保證各環節有序實施，需積極落實以下工作：①基于BIM模型的項目工作結構分解。施工單位需充分依托BIM平臺獲取安裝中實際所需信息，合理化劃分整個結構目標，精準性計算材料實際耗損量和建設工程量。利用優化后三維空間模型可動態化掌握施工信息，促使信息更具完整性、可靠性，提高建筑工程結構目標分解質量和效率；②基于BIM模型安裝方案設計。由于建筑施工過程中包含多個子項目，高質量的施工方案設計，為后續項目進度管控提供強有力的支撐。處于BIM軟件平臺上聯合初期安裝施工方案和進度，對整個施工過程實施可視化模擬，精準性判定其與該施工過程中技術措施、機械設備是否合理，持續性對其進行優化調整，如此重復進行演示，管理人員可對各類影響進度因素進行實時分析，合理選取施工方法和機械設備；③基于BIM模型施工進度計劃編制。施工進度計劃主要充分結合該項目實際任務時間、順序和資源配置，從整體層面做好統籌規劃，進一步為施工進度控制提供參考依據，施工進度計劃是對整個項目進行時間管控。基于BIM模型安裝方案設計，管理人員可動態化掌握并落實施工操作時產生狀況，編制施工進度計劃合理化確定子系統實施作業工期、資源配置；④基于BIM模型資源供應量建立和分配。虛擬空間內將整個建筑施工內容劃分為各階段、設備及材料，充分利用BIM計算軟件精準性計算施工實際工程量，以及各工程量相適應的施工進度所需資源，促使各項任務目標實現良好的資源配置。

3.3.3 基于BIM技術的施工進度偏差分析

建筑施工過程中需對其全生命周期進行跟蹤，不斷將實際施工進度與初期制定施工進度計劃進行比對，分析進度信息、發現偏差等問題，采取相應的控制措施做好糾偏，保證初期進度計劃目標達成。基于BIM技術進度偏差分析核心為時間，充分選取多元化的比選方法，分析時間實際偏差、系統進度數據偏差分析結果和4D模型凸顯實際進度和計劃進度處于時間比對狀況。復雜項目形成進度偏差并非是時間的延誤，與資源成本密切相關，基于資源、成本層面做好進度偏差分析十分關鍵，可積極利用BIM技術偏差分析通過匯總資源成本耗損，從進度和資源成本關系圖中確定異常點，深層次分析其中進度偏差因素，對其實施更精準、更高效的進度偏差分析。一方面，從整個進度層面展開分析，結合整個建筑施工起止時間，將其與初期計劃時間進行比較。基于BIM技術和4D進度管理系統和充分從橫道圖、進度曲線做好比對，充分將實際施工進度與初期計劃進度做好比對，利用軟件著色方法真實呈現，進度比對還可實現多視角功能，對兩種建造實際模擬過程進行比對。另一方面，從資源視角層面分析。正式施工過程中，各任務量實際比例難以精準衡量，但任務完成與其資源耗損息息相關，可最大限度分析任務資源分析報表、統計圖和資源需求供應曲線圖展開精細化分析，精準發現實際進度與初期設計進度產生的沖突和矛盾，進而保證整個施工周期處于可控化。

3.3.4 基于BIM技術進度調整

充分利用BIM技術可對建筑施工中增減任務、時間等方法進行預先仿真模擬，預先判定調整是否具有合理性，此類操作實施主要依附計算機，實際操作效率較快，且不會耗損現場資源，進一步提高整個進度優化調整的效率和質量，降低施工成本，減少人為計算產生誤差導致進度調整不佳的現象。同時，可積極選用BIM技術實現施工進度聯動修改，進度管理中模型進行調整時，與之相關聯的構件的圖進行調整，若對模型構件信息進行修改，與之相吻合的進度模型數據會相應變更，進一步節省大量進度調整時間和環節。

3.3.5 基于BIM技術進度優化輔助應用

基于BIM技術進度優化輔助應用主要體現在，BIM中碰撞檢查和施工模擬，前者主要可精準確定施工中各專業存在的沖突問題，不斷優化管線布設，減少因返工產生工期損失；后者主要是仿真模擬施工度、方案和場地布設等，進一步優化進度目標。建筑施工內部參建方較多，各環節若未積極做好協調，可能促使施工進度延后，充分依托BIM碰撞檢查技術預先將各專業圖紙相關問題進行預演，解決各專業沖突，為實現施工進度優化提供助力。其次，施工模擬是BIM技術在進度優化中的關鍵，充分進行高度模擬補充2D圖紙自身不足，將2D圖紙轉變為3D立體化模型，施工進度編制、更改均已建立3D模型為參考，對施工過程和關鍵階段進行預先判定，保證其施工方案編制合理性，以免產生工期進度延后，影響整個施工工期。施工3D仿真模擬，可對整個施工進行預演，直觀呈現施工環節間邏輯關系，有助于管理人員把關施工重難點，為施工及進度方案優化提供保證，加快施工進度。

4 結語

BIM技術用于建筑施工進度優化中，可進一步解決原有進度管理模式存在的不足，提高進度優化效率及質量，減少工程實際變更，促使整個建筑工程信息更新及傳遞更具完整性及高效性，實現有效控制施工進度，保證施工質量的同時，降低實際施工造價。