BIM技術(shù)對(duì)某項(xiàng)目施工過(guò)程的信息化進(jìn)度管理

荀 楊，于立君，包兆媛

(長(zhǎng)春工程學(xué)院管理學(xué)院，長(zhǎng)春 130021)

在全球信息化發(fā)展的今天，BIM技術(shù)在我國(guó)迅速發(fā)展，BIM技術(shù)憑借獨(dú)一無(wú)二的優(yōu)勢(shì)，在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)施工階段發(fā)揮著巨大的作用，因此，在未來(lái)的建筑行業(yè)的發(fā)展中，BIM技術(shù)將成為建設(shè)項(xiàng)目中不可缺少的一項(xiàng)。本文以BIM技術(shù)在新星宇廣場(chǎng)項(xiàng)目施工過(guò)程中的應(yīng)用為例，驗(yàn)證了在施工過(guò)程中通過(guò)BIM技術(shù)可以有效地提高施工效率從而對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行進(jìn)度管理。

1 概述

1.1 BIM技術(shù)特性

1.1.1 施工可視化

利用BIM工具在施工前模擬施工進(jìn)度，確定施工計(jì)劃，通過(guò)新建各類模型，從而進(jìn)行虛擬施工；各專業(yè)管線碰撞可視化，即在BIM模型中可以提早在三維狀態(tài)下找到碰撞點(diǎn)，各專業(yè)的負(fù)責(zé)人員在Revit中調(diào)整發(fā)生碰撞的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，再導(dǎo)出CAD圖紙。

1.1.2 協(xié)同性

在工程中，無(wú)論是施工方還是業(yè)主方以及設(shè)計(jì)公司，都在進(jìn)行相互協(xié)同以及配合。通過(guò)BIM進(jìn)行工程管理，可以大大提高項(xiàng)目施工過(guò)程的效率，從而提高施工進(jìn)度，降低施工成本[1]。

1.1.3 模擬性

我們可以通過(guò)BIM技術(shù)進(jìn)行施工進(jìn)度模擬，通過(guò)BIM相關(guān)軟件建模，再將模型與進(jìn)度計(jì)劃相關(guān)聯(lián)，即生成了一個(gè)可視化的4D模型，就可以直接、精確地看到全部施工過(guò)程。

1.1.4 信息集成完整性

BIM應(yīng)用的關(guān)鍵是通過(guò)相應(yīng)軟件建立的三維模型從而建立信息庫(kù)，該信息庫(kù)包含了設(shè)計(jì)階段、施工進(jìn)度以及成本相關(guān)數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)階段，BIM技術(shù)使各專業(yè)都在同一個(gè)模型中工作，建筑與電氣、設(shè)備與結(jié)構(gòu)之間的碰撞就會(huì)明顯地暴露出來(lái)，工程師們可以及時(shí)對(duì)沖突位置進(jìn)行修改和調(diào)整，這樣可以大大地避免施工中的返工以及浪費(fèi)的問(wèn)題。施工階段，對(duì)于工程的質(zhì)量、進(jìn)度以及成本方面的管理，可以通過(guò)BIM技術(shù)提供的詳細(xì)信息，方便各方工作人員監(jiān)督和審查。

1.2 BIM軟件的選取

1.2.1 Autodesk Revit Achitecture

本工程首先應(yīng)用了Revit將各專業(yè)的模型進(jìn)行整合。Revit是Autodesk公司一套系列軟件的名稱。Revit系列軟件是專為BIM構(gòu)建的，可幫助建筑設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)、建造和維護(hù)質(zhì)量更好、能效更高的建筑。

該軟件可以使我們?cè)陧?xiàng)目設(shè)計(jì)階段研究出更具有創(chuàng)新性的外觀。Revit支持可持續(xù)設(shè)計(jì)、碰撞檢測(cè)、施工進(jìn)度模擬，可以協(xié)助各方更便捷的溝通。

1.2.2 Autodesk Navisworks Manage

本工程采用AutodeskNavisworks Manage軟件對(duì)管線進(jìn)行綜合碰撞檢測(cè)。該軟件完美地結(jié)合了沖突查找與照片級(jí)可視化功能。

通過(guò)Navisworks生成碰撞報(bào)告，我們可以通過(guò)碰撞報(bào)告中的碰撞點(diǎn)進(jìn)行各專業(yè)管線的重新排布，之后通過(guò)漫游和渲染，對(duì)修改后的管線進(jìn)行檢查，同時(shí)生成漫游動(dòng)畫。

1.2.3 斑馬夢(mèng)龍網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃

本項(xiàng)目利用斑馬夢(mèng)龍網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃對(duì)該項(xiàng)目編制樓層進(jìn)度計(jì)劃以及細(xì)部計(jì)劃對(duì)該工程進(jìn)行精細(xì)化管理。斑馬夢(mèng)龍網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃可以導(dǎo)入Project工程，橫道圖秒變雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)圖，直觀發(fā)現(xiàn)project工程的邏輯關(guān)系問(wèn)題，檢查關(guān)鍵路徑是否正確。

1.2.4 廣聯(lián)達(dá)BIM5D

該軟件可以集成各專業(yè)模型，并且可以關(guān)聯(lián)施工進(jìn)度、合同、成本、質(zhì)量、安全、圖紙、物料等信息。可以形象直觀地對(duì)項(xiàng)目的進(jìn)度、成本、物料等數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，幫助管理人員正確決策以及精細(xì)化管理，從而達(dá)到縮短工期、控制成本、提升質(zhì)量的目的[2]。

1.3 工程概況

1.3.1 住宅

B1號(hào)樓地上26層，剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑高度78.26 m，總建筑面積17 133.7 m2，住宅建筑面積16 424.53 m2，商網(wǎng)建筑面積642.4 m2，水箱間建筑面積66.77 m2。

B2號(hào)樓地上22層，剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑高度65.99 m，總建筑面積15 864.61 m2，住宅建筑面積14 268.82 m2，商網(wǎng)建筑面積1 595.99 m2。

1.3.2 公用建筑

B7號(hào)樓地上3層(局部1層)，框架結(jié)構(gòu)，建筑高度為11.99 m，建筑面積為1 222.85 m2；B8號(hào)樓為地上1層地下1層，地上1層為換熱站，地下1層為生活水泵房，框架結(jié)構(gòu)，總建筑面積499.30 m2，生活水泵房建筑面積303.98 m2，換熱站建筑面積195.32 m2。

1.3.3 地下部分

B10地下3層(局部2層)車庫(kù)，總建筑面積28 281.20 m2，停車位623個(gè)。

2 BIM技術(shù)在新星宇廣場(chǎng)項(xiàng)目地下室部分的應(yīng)用

2.1 地下室管線施工的要點(diǎn)

2.1.1 多管線施工的特點(diǎn)

在地下室管線施工中，不可能完全按照?qǐng)D紙施工，首先是因?yàn)榈叵率夜芫€包括土建、給排水、機(jī)電、設(shè)備等專業(yè)，管線排布緊密，系統(tǒng)多樣化，往往在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上發(fā)生碰撞，無(wú)法做到既能安排合理又能縮短工期；其次，因?yàn)閳D紙與現(xiàn)場(chǎng)施工情況有差異，每位現(xiàn)場(chǎng)施工人員對(duì)圖紙的理解程度不同，為了避免對(duì)其他專業(yè)的管線排布產(chǎn)生影響而讓步，導(dǎo)致施工進(jìn)度緩慢甚至發(fā)生返工的事件，所以，利用BIM技術(shù)進(jìn)行施工前的管線綜合是解決施工中管線碰撞的最佳手段。

2.1.2 各專業(yè)管線避讓的一般要求

本工程在地下室內(nèi)設(shè)置的管線專業(yè)主要有：采暖、電氣、給排水、通風(fēng)、噴淋、等。根據(jù)專業(yè)不同以及管徑長(zhǎng)短，應(yīng)該按照以下要求采取避讓：

1)設(shè)備優(yōu)先的原則。

2)金屬管避讓非金屬管；為保證安全，電氣管線應(yīng)該安排在給排水管線上方；給水管避讓排水管；空氣管避讓水管；附件少的管線避讓附件復(fù)雜管線。

3)當(dāng)遇到轉(zhuǎn)彎或升降時(shí)，應(yīng)該以直徑大的管線為主，直徑小的管線應(yīng)該讓步于直徑大的管線，從而避免了占用更大的空間。

4)為了更多的節(jié)省空間，盡可能利用同一個(gè)支架或者托架，前提是不違反一般要求的情況下。

5)對(duì)于占用空間較大的管線，可以把該管線獨(dú)立放在某一標(biāo)高，前提是條件允許的情況下，這樣就大大減少了其他管道比較困難地避讓該管道的情況發(fā)生[3]。

2.2 構(gòu)建地下室部分施工圖

施工圖模型構(gòu)建。依據(jù)項(xiàng)目施工圖紙創(chuàng)建了土建、結(jié)構(gòu)、給排水、通風(fēng)、電氣等專業(yè)的模型，在建模過(guò)程中發(fā)現(xiàn)施工圖紙中不合理的地方進(jìn)行修改，并及時(shí)更新施工圖，使最后創(chuàng)建的BIM模型具有準(zhǔn)確性、可依據(jù)性，因?yàn)榫珳?zhǔn)地建立模型是應(yīng)用BIM技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)，所以完美準(zhǔn)確的模型是該工程順利進(jìn)行的重要一步，接下來(lái)該工程可以在此模型基礎(chǔ)上進(jìn)行施工。地下室結(jié)構(gòu)部分見(jiàn)圖1所示。

圖1 地下室結(jié)構(gòu)

2.3 通過(guò)Navisworks檢查地下室綜合管線碰撞

本工程包括了電氣、給排水、通風(fēng)、電氣等專業(yè)的地下管線，還有消火栓、噴淋等管線，這些專業(yè)在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上經(jīng)常發(fā)生碰撞，如果應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行三維的碰撞檢測(cè)，不僅可以避免硬碰硬、軟碰撞，有效地避免施工材料的損失以及返工情況的發(fā)生，而且節(jié)能環(huán)保，使管線安排更合理[4]。

將各專業(yè)模型整合后的文件導(dǎo)入Navisworks中進(jìn)行碰撞檢測(cè)，生成了碰撞報(bào)告如圖2所示。報(bào)告顯示各專業(yè)管線間發(fā)生了1 300多處碰撞，其中大部分碰撞產(chǎn)生于各專業(yè)管線間的連接處，根據(jù)碰撞報(bào)告顯示的碰撞節(jié)點(diǎn)再返回到Revit中進(jìn)行修改。

圖2 碰撞報(bào)告

2.4 漫游檢查

Navisworks可以模擬施工人員進(jìn)入到建筑模型中，然后用電腦控制模擬人的動(dòng)作。以第一人稱的視角檢查整個(gè)地下室的各個(gè)部位，檢查關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)管線的排布情況，進(jìn)一步確定管線排布的準(zhǔn)確性和美觀性。該工程的漫游動(dòng)畫截圖如圖3所示。

圖3 漫游動(dòng)畫截圖

3 新星宇廣場(chǎng)項(xiàng)目基于BIM5D的信息化進(jìn)度管理

3.1 進(jìn)度管理存在的問(wèn)題

3.1.1 軟件選取編制網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃

很多施工單位往往選取Project這款軟件編制網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃，Project是由微軟公司發(fā)明的比較強(qiáng)大的一款軟件，優(yōu)點(diǎn)是首先可以和Word、Excel很好地互動(dòng)，其次是可以應(yīng)用到全行業(yè)的項(xiàng)目管理中，如果非常熟練并且深入地研究這款軟件就可以很清晰地過(guò)濾出關(guān)鍵路線。但是Project同樣存在一些問(wèn)題，通過(guò)這款軟件排出的任務(wù)大概有上千項(xiàng)，如果沒(méi)有搞清楚明確的邏輯關(guān)系，那么之后找出的關(guān)鍵路線也是存在問(wèn)題的；同時(shí)，利用該計(jì)劃的后續(xù)追蹤比較困難，有幾百甚至上千項(xiàng)的施工任務(wù)需要人工來(lái)填寫實(shí)際時(shí)間，再進(jìn)行下一步的對(duì)比。所以，Project這款軟件在施工單位的作用是：總工排完總工作計(jì)劃，發(fā)給業(yè)主或其他部門，作為一個(gè)指導(dǎo)性的計(jì)劃；現(xiàn)場(chǎng)的管理人員會(huì)將一個(gè)月或者一周的施工任務(wù)再重新安排，指導(dǎo)施工。實(shí)際上利用Project編制的總工作計(jì)劃和現(xiàn)場(chǎng)施工是脫節(jié)的，在規(guī)模較大的項(xiàng)目上使用時(shí)也會(huì)存在一些缺陷。

3.1.2 進(jìn)度信息大量丟失

現(xiàn)場(chǎng)施工人員的進(jìn)度信息更新不及時(shí)，比如現(xiàn)場(chǎng)工作人員的施工日志每周或每個(gè)月更新1次，將會(huì)導(dǎo)致大量進(jìn)度信息丟失。

3.1.3 趕工期

大部分工程在前期拖延工期，認(rèn)為時(shí)間來(lái)得及，后期就開(kāi)始不停地趕工期。這樣就需要把和進(jìn)度管理相關(guān)的理論通過(guò)軟件真正地發(fā)揮作用。

3.2 縱向聯(lián)動(dòng)——流程信息化

3.2.1 編制夢(mèng)龍網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃

該網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃會(huì)自動(dòng)生成節(jié)點(diǎn)和編號(hào)，自動(dòng)建立緊前緊后關(guān)系，并實(shí)時(shí)計(jì)算關(guān)鍵線路。如果我們?cè)谀骋豁?xiàng)目中用Project軟件或者其他軟件編制進(jìn)度計(jì)劃，很難找到關(guān)鍵路線、總時(shí)差、自由時(shí)差等，工作量較大，而且計(jì)劃趕不上變化，往往某一計(jì)劃剛剛排完，施工現(xiàn)場(chǎng)又出現(xiàn)了另一個(gè)變化，所以建議引入夢(mèng)龍網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃。通過(guò)斑馬夢(mèng)龍網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃編制樓層形象進(jìn)度計(jì)劃可以非常清晰地看到整個(gè)施工的脈絡(luò)，橫軸是時(shí)間，縱軸是樓層，可以看到某一時(shí)間點(diǎn)各個(gè)施工部位的基本情況，即使不是專業(yè)人員也可以輕松地看懂進(jìn)度計(jì)劃。新星宇廣場(chǎng)三期樓層形象進(jìn)度計(jì)劃如圖4～5。

圖4 新星宇廣場(chǎng)三期樓層形象進(jìn)度計(jì)劃圖

圖5 新星宇廣場(chǎng)三期樓層形象進(jìn)度計(jì)劃圖

3.2.2 夢(mèng)龍編制階段計(jì)劃或者細(xì)部計(jì)劃

在BIM5D平臺(tái)上對(duì)施工任務(wù)進(jìn)行派分。當(dāng)?shù)玫阶罴压て诤?，相?dāng)于得到了一個(gè)準(zhǔn)確的可執(zhí)行的總控計(jì)劃，之后要編制細(xì)部計(jì)劃，細(xì)部計(jì)劃是根據(jù)總工作計(jì)劃摘出來(lái)的，避免總工作計(jì)劃與細(xì)部計(jì)劃脫節(jié)的現(xiàn)象，基本實(shí)現(xiàn)了計(jì)劃從上到下的統(tǒng)一性，并且能夠指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。新星宇廣場(chǎng)三期細(xì)部計(jì)劃如圖6。接下來(lái)將細(xì)部計(jì)劃導(dǎo)入到BIM5D平臺(tái)中，將總工作計(jì)劃和細(xì)部計(jì)劃在BIM5D中進(jìn)行任務(wù)派發(fā)，以新星宇廣場(chǎng)三期項(xiàng)目地下室-1層為例，將細(xì)部計(jì)劃在BIM5D中進(jìn)行任務(wù)派分，如圖7。在BIM5D中可以清晰地看到每項(xiàng)任務(wù)的計(jì)劃開(kāi)始時(shí)間、計(jì)劃結(jié)束時(shí)間以及相關(guān)的責(zé)任人。我們可以關(guān)聯(lián)相關(guān)的責(zé)任人一鍵任務(wù)派發(fā)，這樣所有相關(guān)的責(zé)任人的手機(jī)端將會(huì)收到相應(yīng)的任務(wù)。

3.2.3 工長(zhǎng)回饋進(jìn)度信息

工長(zhǎng)根據(jù)任務(wù)派分在手機(jī)端回饋進(jìn)度信息并詳細(xì)記錄實(shí)際情況。工長(zhǎng)接到任務(wù)后，根據(jù)一天的施工情況對(duì)任務(wù)完成情況做一個(gè)整體而詳細(xì)的描述，例如今天的進(jìn)度提前了還是滯后了，并詳細(xì)描述出滯后原因，包括現(xiàn)場(chǎng)施工情況的相關(guān)照片、相應(yīng)的工作人員。每天相關(guān)的工作人員會(huì)檢查工長(zhǎng)的手機(jī)端是不是按照現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行反饋。這一步驟對(duì)于進(jìn)度管理流程是相當(dāng)重要的，是對(duì)整個(gè)計(jì)劃進(jìn)行最后檢驗(yàn)的核心部分。

3.2.4 通過(guò)網(wǎng)頁(yè)端生產(chǎn)看板對(duì)反饋的信息進(jìn)行識(shí)別處理

當(dāng)工長(zhǎng)在手機(jī)端進(jìn)行反饋時(shí)BIM5D網(wǎng)頁(yè)端的生產(chǎn)看板上會(huì)對(duì)反饋信息進(jìn)行識(shí)別，比如某工長(zhǎng)的任務(wù)是100%，一周或者一個(gè)月的任務(wù)完成了60%或者70%，所有任務(wù)的完成情況在網(wǎng)頁(yè)端都會(huì)進(jìn)行自動(dòng)的匯總計(jì)算，不需要每個(gè)人進(jìn)行計(jì)算，這樣會(huì)省掉現(xiàn)場(chǎng)大部分的工作。一周或半個(gè)月后進(jìn)行進(jìn)度復(fù)盤，每個(gè)人將在會(huì)上對(duì)各項(xiàng)任務(wù)滯后的原因加以解釋。

圖6 新宇廣場(chǎng)三期細(xì)部計(jì)劃圖

圖7 細(xì)部計(jì)劃任務(wù)派分

3.2.5 生成前鋒線

通過(guò)信息反饋至網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃中生成前鋒線，對(duì)計(jì)劃的信息進(jìn)行有效決策。根據(jù)網(wǎng)頁(yè)端的任務(wù)反饋，在夢(mèng)龍網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃中根據(jù)每個(gè)月任務(wù)的完成情況對(duì)計(jì)劃完成位置點(diǎn)以及實(shí)際完成位置點(diǎn)生成前鋒線，會(huì)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的偏差，該偏差會(huì)導(dǎo)致關(guān)鍵路線拉長(zhǎng)，進(jìn)而對(duì)總工期產(chǎn)生影響。因此，我們會(huì)對(duì)工期的偏差進(jìn)行下一步?jīng)Q策，可以及時(shí)并有效地避免工期延長(zhǎng)的情況發(fā)生。

通過(guò)以上幾個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)了PDCA信息化。Plan：通過(guò)斑馬夢(mèng)龍網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃編制總控計(jì)劃；Do：編制細(xì)部計(jì)劃，通過(guò)BIM5D進(jìn)行任務(wù)派發(fā)；Check：工長(zhǎng)接收到任務(wù)在手機(jī)端進(jìn)行反饋；Act：通過(guò)反饋到BIM5D網(wǎng)頁(yè)端的信息進(jìn)行分析決策。

3.3 橫向聯(lián)動(dòng)——各部門信息化聯(lián)動(dòng)

將以新星宇廣場(chǎng)三期項(xiàng)目B1棟單體澆筑大體積混凝土為例。當(dāng)澆筑大體積混凝土?xí)r在BIM5D平臺(tái)的PC端對(duì)各個(gè)部門進(jìn)行任務(wù)派發(fā)，當(dāng)任務(wù)派發(fā)完成后，每個(gè)部門都會(huì)對(duì)該項(xiàng)任務(wù)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。

3.3.1 安全部

澆筑大體積混凝土?xí)r，相應(yīng)人員會(huì)提前兩天左右通過(guò)PC端對(duì)安全部派發(fā)任務(wù)，需要進(jìn)行安全教育，安全部收到任務(wù)后就會(huì)安排安全教育，完成后將任務(wù)進(jìn)行反饋。

3.3.2 技術(shù)部

當(dāng)技術(shù)部接受到該項(xiàng)任務(wù)后，在手機(jī)端將相關(guān)的圖紙以及工藝庫(kù)進(jìn)行更新，從而工長(zhǎng)就可以在手機(jī)端看到相應(yīng)的圖紙和工藝庫(kù)信息。

3.3.3 商務(wù)部

商務(wù)部接受到任務(wù)后，在BIM5D的PC端可以實(shí)現(xiàn)流水段一鍵提量，這樣在施工前就可以對(duì)量進(jìn)行估計(jì)，免去了工長(zhǎng)提量困難的煩惱。

3.3.4 質(zhì)量部

當(dāng)質(zhì)量部接收到任務(wù)后，可以把現(xiàn)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)的相關(guān)信息發(fā)送到手機(jī)端，現(xiàn)場(chǎng)人員可以通過(guò)掃二維碼獲取節(jié)點(diǎn)的信息，從而指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。

3.3.5 工程部

工程部收到其他所有部門的反饋信息后，對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)的記錄。

4 結(jié)語(yǔ)

在該項(xiàng)工程中，筆者系統(tǒng)地研究了BIM技術(shù)對(duì)施工進(jìn)度的優(yōu)化：(1)通過(guò)Revit對(duì)各專業(yè)建立模型并整合，該過(guò)程體現(xiàn)了BIM技術(shù)的可視化。(2)通過(guò)Naviswork對(duì)地下室綜合管線部分進(jìn)行碰撞檢測(cè)，對(duì)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行修改，并對(duì)修改后的管線進(jìn)行漫游檢測(cè)，避免了施工過(guò)程中返工情況的發(fā)生，從而對(duì)進(jìn)度進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)了BIM技術(shù)信息集成的完整性以及模擬性。(3)通過(guò)斑馬夢(mèng)龍網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃編制總控計(jì)劃和細(xì)部進(jìn)度計(jì)劃并通過(guò)BIM5D的PC端以及網(wǎng)頁(yè)端對(duì)施工任務(wù)進(jìn)行派發(fā)和反饋，從而實(shí)現(xiàn)了BIM技術(shù)的無(wú)紙化、信息化以及科學(xué)化。

本文僅從施工過(guò)程進(jìn)度管理的角度出發(fā)，后續(xù)工作將會(huì)以成本管理的角度，探究BIM5D對(duì)整個(gè)施工過(guò)程的成本、物料的管控，從而構(gòu)建一個(gè)更深入并且更加精細(xì)化的管理體系。