基于BIM技術(shù)的建筑施工進(jìn)度優(yōu)化研究

汪定國(guó)（武漢市漢陽(yáng)市政建設(shè)集團(tuán)有限公司，湖北 武漢 430050）

建筑施工規(guī)模顯著增加，施工和管理難度顯著增加，原有進(jìn)度管理方式呈現(xiàn)于復(fù)雜項(xiàng)目管理方面，自身不足逐步凸顯。建筑施工面積大、內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜等，施工進(jìn)度難以實(shí)現(xiàn)全面、統(tǒng)籌及精細(xì)化優(yōu)化和管控。將BIM技術(shù)充分引入建筑施工進(jìn)度管理中，可積極以3D可視化模型、4D模擬演示等技術(shù)，為現(xiàn)場(chǎng)管理人員對(duì)各環(huán)節(jié)進(jìn)度把控優(yōu)化提供強(qiáng)有力的支撐，從本質(zhì)上減少工期延誤、設(shè)計(jì)質(zhì)量缺陷等不足，提高進(jìn)度管理效率及質(zhì)量。需基于實(shí)際項(xiàng)目，發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，不斷優(yōu)化進(jìn)度管理計(jì)劃和方案，對(duì)其進(jìn)行全方位管控，獲取較佳的經(jīng)濟(jì)效益。

1 建筑施工現(xiàn)場(chǎng)特征分析

隨著當(dāng)下建筑工程數(shù)量顯著增加，對(duì)進(jìn)度優(yōu)化和管控要求較高，其實(shí)際施工內(nèi)容較多，現(xiàn)場(chǎng)涵蓋部門和人員較多，增加進(jìn)度管理難度，以下為建筑施工現(xiàn)場(chǎng)特征分析。

1.1 專業(yè)性較強(qiáng)、技術(shù)要求較高

建筑工程施工周期較長(zhǎng)，專業(yè)性較強(qiáng)，施工技術(shù)要求較高，需操作人員積極掌握其實(shí)際施工技術(shù)要點(diǎn)，保證整個(gè)施工實(shí)施具有規(guī)范化和專業(yè)化。

1.2 參建方較多，協(xié)調(diào)難度較大

建筑施工內(nèi)部配合面較廣，參建單位較多，各系統(tǒng)內(nèi)較為復(fù)雜，且工程量較大，溝通協(xié)調(diào)難度較大。因部分交流和溝通不暢促使部分施工質(zhì)量不佳，促使整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)度延期，造價(jià)升高現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。

2 基于BIM技術(shù)的建筑施工進(jìn)度優(yōu)化價(jià)值分析

原有施工進(jìn)度管理模式存在局限性，最終優(yōu)化成效不佳，深究其成因在于施工進(jìn)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(shù)可從源頭解決該問(wèn)題?；贐IM技術(shù)的建筑施工進(jìn)度優(yōu)化，可將相關(guān)信息處于規(guī)劃設(shè)計(jì)、建造運(yùn)行等全生命周期進(jìn)行共享和傳遞，為施工進(jìn)度優(yōu)化思路開(kāi)啟新的視角，在施工進(jìn)度優(yōu)化中發(fā)揮重要價(jià)值，體現(xiàn)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(xiàn)信息數(shù)據(jù)和模型間的關(guān)系，從本質(zhì)消除因2D圖紙作為實(shí)際信息傳遞介質(zhì)帶來(lái)信息損失，建筑管理人員可精準(zhǔn)性掌握設(shè)計(jì)人員實(shí)際意圖，并有計(jì)劃、有組織地開(kāi)展施工任務(wù)目標(biāo)，減少交流和溝通障礙造成施工工期的損失。

2.2 實(shí)現(xiàn)施工主體預(yù)先仿真模擬

建筑施工周期較長(zhǎng)，且具有一次性特征，原有施工進(jìn)度優(yōu)化過(guò)程中，難以實(shí)現(xiàn)事前仿真模擬，促使設(shè)計(jì)階段產(chǎn)生問(wèn)題、施工方案編制不足等難以提前發(fā)現(xiàn)，為施工進(jìn)度帶來(lái)較大的風(fēng)險(xiǎn)。基于BIM技術(shù)的進(jìn)度優(yōu)化，可預(yù)先做好建筑工程仿真模擬，將出現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行處理，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、施工方案和工期優(yōu)化。

2.3 進(jìn)度信息共享

以BIM技術(shù)為核心支撐，整個(gè)建筑工程所有參建方均處于一個(gè)與現(xiàn)實(shí)施工環(huán)境相仿可視化環(huán)境下，有序開(kāi)展自身工作任務(wù)，營(yíng)造高效化協(xié)同環(huán)境，為參建方直觀、高效化做好施工方案及協(xié)調(diào)做以支撐，達(dá)成建筑施工進(jìn)度問(wèn)題的協(xié)同解決。

2.4 進(jìn)度與資源管理集成

基于BIM技術(shù)建筑施工進(jìn)度管理，支持管理者可進(jìn)一步對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各類資源實(shí)現(xiàn)高效化配置，提高自身資源利用率，進(jìn)一步提高進(jìn)度計(jì)劃精準(zhǔn)性，保證資源配置與進(jìn)度計(jì)劃相適應(yīng)。

3 基于BIM技術(shù)的建筑施工進(jìn)度優(yōu)化策略

3.1 基于BIM技術(shù)的建筑施工進(jìn)度優(yōu)化框架

一方面，基于BIM技術(shù)建筑施工進(jìn)度優(yōu)化流程。充分以BIM技術(shù)為核心支撐，以業(yè)主對(duì)進(jìn)度管理的要求為著力點(diǎn)，聯(lián)合3D模型和進(jìn)度相關(guān)數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)，將信息進(jìn)行整合匯總為BIM模型成果，并構(gòu)建完善的4D模型。通過(guò)選用BIM虛擬建造技術(shù)對(duì)建筑工程進(jìn)行合理化拆分、進(jìn)度計(jì)劃編制、進(jìn)度動(dòng)態(tài)化追蹤等工作，對(duì)其整個(gè)進(jìn)度管理流程進(jìn)行優(yōu)化，將進(jìn)度數(shù)據(jù)信息與施工模擬聯(lián)動(dòng)，達(dá)成現(xiàn)場(chǎng)、數(shù)據(jù)和模型一體化，最終將分析結(jié)果傳輸至4D模型中，提高施工進(jìn)度優(yōu)化和管控效率。同時(shí)，可預(yù)先發(fā)現(xiàn)解決施工中可能產(chǎn)生的問(wèn)題，進(jìn)一步促使施工進(jìn)度管理處于最佳狀態(tài)，為實(shí)際施工提供更佳的指導(dǎo)，確保建筑工程保質(zhì)、保量完成。另一方面，基于BIM技術(shù)進(jìn)度優(yōu)化的方法。BIM技術(shù)施工進(jìn)度管理可處于初期計(jì)劃時(shí)期更易判定建造可行性問(wèn)題，預(yù)先掌握進(jìn)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(diào)整進(jìn)度計(jì)劃方案，可依托循環(huán)施工模擬仿真進(jìn)一步優(yōu)化，達(dá)成可視化進(jìn)度追蹤、偏差分析等工作。

3.2 基于BIM技術(shù)進(jìn)度優(yōu)化模型構(gòu)建

3.2.1 3D模型的構(gòu)建

4D施工進(jìn)度模型構(gòu)建初期環(huán)節(jié)便為3D信息模型構(gòu)建，其內(nèi)部包含所有施工構(gòu)件信息，且保持各構(gòu)件信息的獨(dú)立性，3D模型將此類信息進(jìn)行整合為完整數(shù)據(jù)庫(kù)，為各環(huán)節(jié)進(jìn)度優(yōu)化提供參考。3D建筑模型主要是結(jié)合所畫構(gòu)建動(dòng)態(tài)化審查各行，保證各專業(yè)模型建立合理，3D視圖中可呈現(xiàn)整個(gè)建筑模型，且動(dòng)態(tài)化支持實(shí)施更新立面和剖面圖，每個(gè)視圖間存在較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，可進(jìn)行多維度、多視角全方位展示，修改調(diào)整其中一個(gè)構(gòu)件時(shí)，其他相關(guān)視圖便會(huì)自動(dòng)化調(diào)整更改，促使建筑模型從原有整體至細(xì)節(jié)，圖紙從原有2D轉(zhuǎn)化為3D，促使管理高效化。

3.2.2 工程進(jìn)度4D模型構(gòu)建

構(gòu)建4D模型內(nèi)部涵蓋各類構(gòu)件的相關(guān)信息，其將3D模型與施工進(jìn)度進(jìn)行有效融合，自動(dòng)化結(jié)合資源、施工進(jìn)度等需求，進(jìn)一步綜合性分析工程進(jìn)度計(jì)劃精準(zhǔn)性和優(yōu)化進(jìn)度，應(yīng)用者可隨意選取模型中相關(guān)組件，保證其與施工活動(dòng)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能，4D模型憑借自身可視化、直觀性的優(yōu)勢(shì)，為建筑施工部門信息交流和溝通創(chuàng)設(shè)優(yōu)良的平臺(tái)。

3.3 基于BIM技術(shù)的進(jìn)度優(yōu)化方法

3.3.1 基于BIM技術(shù)的進(jìn)度跟蹤

建筑施工現(xiàn)場(chǎng)影響進(jìn)度影響因素較多，促使最終任務(wù)目標(biāo)難以如期完成，需對(duì)整個(gè)實(shí)施過(guò)程做好動(dòng)態(tài)化管控，力爭(zhēng)預(yù)先發(fā)現(xiàn)進(jìn)度存在的不足，采取相應(yīng)的解決措施處理，保證施工進(jìn)度優(yōu)化合理化。基于BIM技術(shù)進(jìn)度跟蹤主要以大量信息為基準(zhǔn)，對(duì)整個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)做好監(jiān)控和記錄，動(dòng)態(tài)化更新各數(shù)據(jù)，其重要強(qiáng)調(diào)兩方面，即進(jìn)度信息收集、進(jìn)度信息處理。一方面，信息收集匯總，當(dāng)下可選取多元化的操作方式做好現(xiàn)場(chǎng)信息收集匯總，如視頻監(jiān)控等，對(duì)施工中各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)做好信息收集，及時(shí)將其反饋進(jìn)度管理人員，進(jìn)一步掌握現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度實(shí)施狀況，為后續(xù)調(diào)整優(yōu)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(guān)的施工進(jìn)度信息，將其實(shí)施更新傳輸至建筑模型中，促使現(xiàn)場(chǎng)施工狀況、數(shù)據(jù)信息和模型保持相同步，利用更新后4D模型對(duì)整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)做好追蹤。施工管理人員可直觀掌握各施工任務(wù)，對(duì)進(jìn)度更易進(jìn)行跟蹤和控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的施工工序和沖突矛盾不足。此外，還可自動(dòng)化生成進(jìn)度跟蹤可視圖、數(shù)據(jù)報(bào)表等，從多視角、多層次分析施工進(jìn)度落實(shí)狀況，為及時(shí)處理各類問(wèn)題和落實(shí)責(zé)任提供參考，促使進(jìn)度優(yōu)化實(shí)現(xiàn)精細(xì)化目標(biāo)。

3.3.2 基于BIM技術(shù)的施工組織過(guò)程

整個(gè)建筑施工過(guò)程中，需充分結(jié)合該項(xiàng)目做好現(xiàn)場(chǎng)施工組織工作，保證各環(huán)節(jié)有序?qū)嵤?，需積極落實(shí)以下工作：①基于BIM模型的項(xiàng)目工作結(jié)構(gòu)分解。施工單位需充分依托BIM平臺(tái)獲取安裝中實(shí)際所需信息，合理化劃分整個(gè)結(jié)構(gòu)目標(biāo)，精準(zhǔn)性計(jì)算材料實(shí)際耗損量和建設(shè)工程量。利用優(yōu)化后三維空間模型可動(dòng)態(tài)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(jié)構(gòu)目標(biāo)分解質(zhì)量和效率；②基于BIM模型安裝方案設(shè)計(jì)。由于建筑施工過(guò)程中包含多個(gè)子項(xiàng)目，高質(zhì)量的施工方案設(shè)計(jì)，為后續(xù)項(xiàng)目進(jìn)度管控提供強(qiáng)有力的支撐。處于BIM軟件平臺(tái)上聯(lián)合初期安裝施工方案和進(jìn)度，對(duì)整個(gè)施工過(guò)程實(shí)施可視化模擬，精準(zhǔn)性判定其與該施工過(guò)程中技術(shù)措施、機(jī)械設(shè)備是否合理，持續(xù)性對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，如此重復(fù)進(jìn)行演示，管理人員可對(duì)各類影響進(jìn)度因素進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，合理選取施工方法和機(jī)械設(shè)備；③基于BIM模型施工進(jìn)度計(jì)劃編制。施工進(jìn)度計(jì)劃主要充分結(jié)合該項(xiàng)目實(shí)際任務(wù)時(shí)間、順序和資源配置，從整體層面做好統(tǒng)籌規(guī)劃，進(jìn)一步為施工進(jìn)度控制提供參考依據(jù)，施工進(jìn)度計(jì)劃是對(duì)整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行時(shí)間管控?；贐IM模型安裝方案設(shè)計(jì)，管理人員可動(dòng)態(tài)化掌握并落實(shí)施工操作時(shí)產(chǎn)生狀況，編制施工進(jìn)度計(jì)劃合理化確定子系統(tǒng)實(shí)施作業(yè)工期、資源配置；④基于BIM模型資源供應(yīng)量建立和分配。虛擬空間內(nèi)將整個(gè)建筑施工內(nèi)容劃分為各階段、設(shè)備及材料，充分利用BIM計(jì)算軟件精準(zhǔn)性計(jì)算施工實(shí)際工程量，以及各工程量相適應(yīng)的施工進(jìn)度所需資源，促使各項(xiàng)任務(wù)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)良好的資源配置。

3.3.3 基于BIM技術(shù)的施工進(jìn)度偏差分析

建筑施工過(guò)程中需對(duì)其全生命周期進(jìn)行跟蹤，不斷將實(shí)際施工進(jìn)度與初期制定施工進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行比對(duì)，分析進(jìn)度信息、發(fā)現(xiàn)偏差等問(wèn)題，采取相應(yīng)的控制措施做好糾偏，保證初期進(jìn)度計(jì)劃目標(biāo)達(dá)成?；贐IM技術(shù)進(jìn)度偏差分析核心為時(shí)間，充分選取多元化的比選方法，分析時(shí)間實(shí)際偏差、系統(tǒng)進(jìn)度數(shù)據(jù)偏差分析結(jié)果和4D模型凸顯實(shí)際進(jìn)度和計(jì)劃進(jìn)度處于時(shí)間比對(duì)狀況。復(fù)雜項(xiàng)目形成進(jìn)度偏差并非是時(shí)間的延誤，與資源成本密切相關(guān)，基于資源、成本層面做好進(jìn)度偏差分析十分關(guān)鍵，可積極利用BIM技術(shù)偏差分析通過(guò)匯總資源成本耗損，從進(jìn)度和資源成本關(guān)系圖中確定異常點(diǎn)，深層次分析其中進(jìn)度偏差因素，對(duì)其實(shí)施更精準(zhǔn)、更高效的進(jìn)度偏差分析。一方面，從整個(gè)進(jìn)度層面展開(kāi)分析，結(jié)合整個(gè)建筑施工起止時(shí)間，將其與初期計(jì)劃時(shí)間進(jìn)行比較?；贐IM技術(shù)和4D進(jìn)度管理系統(tǒng)和充分從橫道圖、進(jìn)度曲線做好比對(duì)，充分將實(shí)際施工進(jìn)度與初期計(jì)劃進(jìn)度做好比對(duì)，利用軟件著色方法真實(shí)呈現(xiàn)，進(jìn)度比對(duì)還可實(shí)現(xiàn)多視角功能，對(duì)兩種建造實(shí)際模擬過(guò)程進(jìn)行比對(duì)。另一方面，從資源視角層面分析。正式施工過(guò)程中，各任務(wù)量實(shí)際比例難以精準(zhǔn)衡量，但任務(wù)完成與其資源耗損息息相關(guān)，可最大限度分析任務(wù)資源分析報(bào)表、統(tǒng)計(jì)圖和資源需求供應(yīng)曲線圖展開(kāi)精細(xì)化分析，精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)實(shí)際進(jìn)度與初期設(shè)計(jì)進(jìn)度產(chǎn)生的沖突和矛盾，進(jìn)而保證整個(gè)施工周期處于可控化。

3.3.4 基于BIM技術(shù)進(jìn)度調(diào)整

充分利用BIM技術(shù)可對(duì)建筑施工中增減任務(wù)、時(shí)間等方法進(jìn)行預(yù)先仿真模擬，預(yù)先判定調(diào)整是否具有合理性，此類操作實(shí)施主要依附計(jì)算機(jī)，實(shí)際操作效率較快，且不會(huì)耗損現(xiàn)場(chǎng)資源，進(jìn)一步提高整個(gè)進(jìn)度優(yōu)化調(diào)整的效率和質(zhì)量，降低施工成本，減少人為計(jì)算產(chǎn)生誤差導(dǎo)致進(jìn)度調(diào)整不佳的現(xiàn)象。同時(shí)，可積極選用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度聯(lián)動(dòng)修改，進(jìn)度管理中模型進(jìn)行調(diào)整時(shí)，與之相關(guān)聯(lián)的構(gòu)件的圖進(jìn)行調(diào)整，若對(duì)模型構(gòu)件信息進(jìn)行修改，與之相吻合的進(jìn)度模型數(shù)據(jù)會(huì)相應(yīng)變更，進(jìn)一步節(jié)省大量進(jìn)度調(diào)整時(shí)間和環(huán)節(jié)。

3.3.5 基于BIM技術(shù)進(jìn)度優(yōu)化輔助應(yīng)用

基于BIM技術(shù)進(jìn)度優(yōu)化輔助應(yīng)用主要體現(xiàn)在，BIM中碰撞檢查和施工模擬，前者主要可精準(zhǔn)確定施工中各專業(yè)存在的沖突問(wèn)題，不斷優(yōu)化管線布設(shè)，減少因返工產(chǎn)生工期損失；后者主要是仿真模擬施工度、方案和場(chǎng)地布設(shè)等，進(jìn)一步優(yōu)化進(jìn)度目標(biāo)。建筑施工內(nèi)部參建方較多，各環(huán)節(jié)若未積極做好協(xié)調(diào)，可能促使施工進(jìn)度延后，充分依托BIM碰撞檢查技術(shù)預(yù)先將各專業(yè)圖紙相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行預(yù)演，解決各專業(yè)沖突，為實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度優(yōu)化提供助力。其次，施工模擬是BIM技術(shù)在進(jìn)度優(yōu)化中的關(guān)鍵，充分進(jìn)行高度模擬補(bǔ)充2D圖紙自身不足，將2D圖紙轉(zhuǎn)變?yōu)?D立體化模型，施工進(jìn)度編制、更改均已建立3D模型為參考，對(duì)施工過(guò)程和關(guān)鍵階段進(jìn)行預(yù)先判定，保證其施工方案編制合理性，以免產(chǎn)生工期進(jìn)度延后，影響整個(gè)施工工期。施工3D仿真模擬，可對(duì)整個(gè)施工進(jìn)行預(yù)演，直觀呈現(xiàn)施工環(huán)節(jié)間邏輯關(guān)系，有助于管理人員把關(guān)施工重難點(diǎn)，為施工及進(jìn)度方案優(yōu)化提供保證，加快施工進(jìn)度。

4 結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)用于建筑施工進(jìn)度優(yōu)化中，可進(jìn)一步解決原有進(jìn)度管理模式存在的不足，提高進(jìn)度優(yōu)化效率及質(zhì)量，減少工程實(shí)際變更，促使整個(gè)建筑工程信息更新及傳遞更具完整性及高效性，實(shí)現(xiàn)有效控制施工進(jìn)度，保證施工質(zhì)量的同時(shí)，降低實(shí)際施工造價(jià)。