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摘要：根據建設項目進度控制的功能需求，提出基于BIM的進度控制平臺構架以及實施流程。通過數據接口模塊連接三維數據模型與四維進度信息，以實現進度計劃的編制、動態檢查優化、三維可視化以及進度報表的生成。該進度控制平臺應用于施工項目中，其實用性及有效性得到驗證。
隨著我國經濟的不斷發展與霧霾狀況的不斷升級，建筑業的高能耗與低效率備受社會關注。綠色建筑就是為了貫徹執行節約資源和保護環境的國家技術經濟政策，推進可持續發展[1]。“三控、三管、一協調”很通俗地概括了我國建筑業的項目管理精髓。工程建設進度控制是指在工程項目各建設階段編制進度計劃，將該計劃付諸實施，在實施的過程中經常檢查實際進度是否按照計劃要求進行，如有偏差則分析產生偏差的原因，采取補救措施、修改原計劃，直至工程竣工，交付使用。三控就是指進度、質量與投資控制，它們是工程項目建設的三大目標。他們之間存在依賴與制約的關系，如何正確處理進度、質量和投資之間的關系是目前建筑業的一個難題。建筑信息模型（BuildingInformationModeling，bim）提供了一個良好的建設項目進度控制信息交互平臺[2]。在我國建筑業規模不斷擴大的同時，我國的建筑產業模式卻處在一個較低的水平，高能耗、低效率已經成為嚴重制約建筑產業升級的重要因素。與歐美各國相比，我國的建筑工程應用中信息化程度較低，尤其在工程成本控制和進度管理方面長期依賴人工管理，導致工程預算超標以及工期延誤等現象時常發生。在建筑工程的整個生命周期中，從設計、施工到運營，所有參與方不能得到工程的即時信息，導致工程延誤乃至多方矛盾[3]。針對這些問題，最有效的解決方法就是引用BIM的技術概念，通過BIM的虛擬建模和信息集成分享技術，有效建成設計施工運營管理一體化模式，減少人力、物力資源的浪費，優化建筑工程管理進程。
1BIM在工程施工中的應用
BIM主要通過兩類信息處理建筑物的施工，一是建筑模型本身包含的要素，如建筑物的尺寸、建筑面積與體積、樓層數目、清單與定額等；二是建筑施工過程中需要的資料，如人工、材料、設備、施工過程[4]。
2BIM在工程項目進度管理中的應用
四維建筑信息模型所構建的BIM信息平臺是進度管理BIM技術應用的基礎，通過在三維建筑模型上加入時間維度，BIM超越傳統CAD技術建立四維模型。該模型按照工程項目的施工計劃模擬完整的施工過程，在虛擬的環境下檢查施工過程中可能存在的問題，同時可針對問題對模型和計劃進行調整、修改，不斷優化施工計劃過程，讓工程項目能按照進度計劃準時竣工[5]。
2.1BIM在進度計劃中的應用
BIM技術在進度管理中的應用主要通過四維虛擬施工實現，通過三維模型設計軟件建立工程項目各專業的模型，根據項目的人力、物力需求和工期要求編制工程項目的進度計劃，并應用進度管理優化方法優化工期，得到項目優化工期和優化進度計劃[6]。進度計劃制定的主要依據是時間參數與資源配置，所以在編制進度計劃時，除了匯合各方對里程碑時間點的要求和總進度要求外，就要重點計算工程量信息。當前該工作由人工計算完成，繁瑣、復雜且不精確，在通過BIM軟件平臺的應用后，極大地簡化了這項步驟。通過BIM應用平臺將數據整理統計，可精確計算施工各階段所需材料、機械的使用量，結合定額規范以及企業施工水平，計算各階段所需的人員、材料、機械用量。之后，參與各方通過信息共享平臺相互溝通建立四維可視化模型與施工進度計劃，方便采購部門的物資布置以及施工管理部門在各施工階段對進度安排的準備。
2.2進度管理的實施
建筑施工階段是進度管理的主要階段，施工管理部門通過進度計劃對各個階段的人工機械材料和施工工藝、工期進行管理。BIM技術的應用讓進度管理變得簡單，在施工過程中，管理人員將交流整合后建立的四維模型和施工進度計劃作為施工階段的指導性文件，指導各分包商以四維模型和施工進度為依據進行施工的組織和安排，按照模型內容施工；了解專業分包工程內的詳細工作內容和工作時間；合理安排材料設備的供貨和施工的時間，防止返工等人為因素導致的進度拖延情況發生。由于建筑工程工期較長，材料價格的漲跌、手工工藝的改進、機械設備的更換，工程進度計劃也會隨之改變，而基于BIM技術的四維模型在信息處理上比傳統技術有更大優勢[7]。橫道圖、網絡計劃圖等傳統工具由于自身的獨立性和不透明性，不能發現施工過程中的不利因素，在施工進度變更時無法立即更新到進度計劃中，可能會導致工程項目管理者與業主方和分包承包商溝通的不順利。第一，利用BIM技術后，專業軟件可以根據附加的時間參數模擬實際的施工建造過程，通過虛擬施工可以檢查進度計劃的時間參數是否合理，即各工作的持續時間是否合理、工作之間的邏輯關系是否準確等，從而對項目的進度計劃進行檢查和優化。第二，由于工程的進度信息依附在四維模型上，施工管理人員可以根據現場變更的實際情況修改工程信息，通過BIM軟件的信息共享平臺使參與方及時了解工程進度信息變更的情況。項目管理者可以根據模型的變化了解變更方案帶來的工程量及進度影響，及時調整人員和物資的分配，減少變更引起的不利因素。同時，在施工管理過程中，管理者可以通過實際施工進度情況與四維虛擬施工的對比了解各項工作的執行情況，當現場施工進度與預測進度有較大偏差時，及時調整進度計劃并采取相應的措施[8]。將進度計劃與實際施工進度不斷對比，調整進度計劃安排，使整個建筑工程的施工有序緊湊，在總工期進度計劃內順利竣工。第三，利用四維模型的可視性，項目管理者可以在更改進度計劃后迅速讓施工人員理解新計劃的要求。在施工過程中，發生施工工藝或者人員物資改變后，將修改后的三維建筑模型和優化過的四維虛擬施工動畫展示給施工人員，可以讓他們直觀地了解項目的具體情況，迅速了解工程的詳細內容，幫助施工人員更深入地理解變更后的設計要求和施工方案要求，減少因信息傳達錯誤而給施工過程帶來的問題，保證項目決策準確直接地落實到現場施工中[9]。
3工程實例分析
BIM技術在我國已經開始推行，由政府主導的標準指定工作也已開始。在實際工程應用領域，有部分施工企業開始采用BIM技術對工程進行管理，卓有成效。在揚州某職場辦公樓的設計施工中運用了BIM技術（見圖1），以此作為案例分析其在進度管理中的優勢。該工程建筑屬于兩層辦公樓，主體框架結構，建筑面積約4000m2，局部有地下室一層，體量小但是結構復雜，要求達到三星綠色工程，所以，在工程的整個建設周期管理方面要求較高。工程總工期為257天，在工程開工后前兩周，施工管理人員利用BIM軟件建立模型，導出工程前期需要的機械材料，安排入場時間和順序，減少了短時間內場內大量物資的堆積。基礎工程工期為84天，利用BIM軟件的工程量計算出每天的工程量信息，施工管理者可以安排每天挖運土所需的機械和人工，在需要支護構建時提前數天進場；在后期基礎澆筑時，可模擬每天的工程進度，最后導出所需的材料信息，安排每天需要的商品混凝土以及鋼筋數量和規格，減少浪費又能及時完成工程進度。主體工程工期88天，現場施工管理者通過BIM軟件進行四維模擬施工，完善進度計劃。在主體結構施工中，施工工藝模擬向工人詳細展示了異形柱、大跨度結構、木結構等復雜工藝的施工流程，減少了新工藝可能造成的返工等延遲進度的問題。在屋頂鋼結構玻璃屋面的安裝過程中，施工管理人員通過四維模擬對屋面結構的安裝過程進行了反復驗證和修改，杜絕了技術方面導致的工程進度問題，在鋼結構構建入場后能迅速進行安裝作業。機電管道安裝工程工期為203天，分布在基礎完成后的工期內。在主體結構完善后布置暖通管道時，BIM模型除了檢查管道與結構的碰撞問題外，還能運用BIM導出深處管道結構構建的詳細數據，減少了施工員現場測繪的工作量，并且將構件進行預制后，分批運輸到現場進行安裝，提高了暖通工程的安裝效率，將粗糙分散的施工模式變成了集成化、數據化的工業模式，從而很好地解決了現場加工場地狹小、垂直運輸困難、加工質量難以控制等問題，在提高工作效率、降低工作成本方面起到了關鍵作用。裝飾工程工期約為84天。通過將BIM模型中獲取的門、窗等裝飾材料構建的數據信息發送給專業分包商，精確安排后期裝飾施工的進場銜接。在進行綠化和景觀布置時，BIM的四維模擬可以進行效果圖展示，提前觀察施工結果，便于隨時調整細部形狀。
4結語
隨著科技的進步、信息化水平的不斷提高，古老的建筑行業也在不斷提升技術水平。BIM作為最新的信息技術集成，正在極大地改變建筑工程設計、施工和管理的內容，使得工程施工簡單化，減少資源浪費，便捷了施工管理者的工作。如今的BIM技術仍有待完善，但它必將成為未來一段時間內建筑施工領域的主流。
[參考文獻]
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作者:王宏軍 張震 單位:揚州市建筑安全監察站 揚州大學
