BIM技術(shù)在施工階段中對項目進度的影響分析

VI第一章緒論1.1研究的背景與意義1.1.1研究的背景隨著綠色可持續(xù)發(fā)展的理念提出，以及頒布的各種政策不同程度的促進了各行各業(yè)的發(fā)展。所以在我國正處于經(jīng)濟高速發(fā)展的時候，建筑業(yè)也成為我國的重要產(chǎn)業(yè)支柱之一。據(jù)《2018中國建筑業(yè)統(tǒng)計年鑒》統(tǒng)計，2018年我國建筑業(yè)總產(chǎn)值為26413億元，房屋施工面積為132877.1萬平方米，房屋竣工面積25525.8萬平方米，國有建筑業(yè)企業(yè)個數(shù)3453個，相關(guān)從業(yè)人員5449254個[1]。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以分析出我國的工程體量和規(guī)模都十分龐大，且企業(yè)個數(shù)與相關(guān)從業(yè)人員更是數(shù)不勝數(shù)。雖然在這龐大的體量的作用下，給我們帶來了十分可觀的收益，但是建筑業(yè)蓬勃發(fā)展的同時，龐大的利潤始終是因數(shù)量而帶來質(zhì)量的變化。并不是通過改良機械設(shè)備，改善管理方法，優(yōu)化施工過程步驟等智慧方法來保證建筑業(yè)持續(xù)性增長的活力。所以在過去的很長一段時間里為了保持建筑業(yè)的持續(xù)增長，只能通過提高勞動力，擴大勞動力基數(shù)，來確保行業(yè)的發(fā)展[2]。然而，勞動力不可能無止盡的投入，因此當(dāng)勞動力短缺等問題的出現(xiàn)，就會導(dǎo)致整個產(chǎn)業(yè)的勞動生產(chǎn)率降低，行業(yè)持續(xù)發(fā)展受到?jīng)_擊，甚至?xí)ξ覈?jīng)濟造成一定威脅。所以對于大多數(shù)發(fā)達(dá)國家來說勞動密集型產(chǎn)業(yè)始終是拉低人均GDP的關(guān)鍵，無異于飲鳩止渴，因為人口資源有限，不能鋪張浪費。反觀國外建筑工業(yè)化發(fā)達(dá)的國家，他們因為國內(nèi)人口的數(shù)量限制，為了保證行業(yè)持續(xù)性發(fā)展，只能通過改良機械設(shè)備，改善管理方法，優(yōu)化施工過程步驟等智慧方法來保證勞動生產(chǎn)率的提升。表1.1各國建筑企業(yè)勞動成產(chǎn)率（美元/人）國家2011201220132014中國7367.39414.110570.110246.2英國65426.362135.465242.267199.5日本57864.959432.761215.762440.3美國49862.452368.253939.256636.8表1.1是各國勞動生產(chǎn)率的比較，不難看出，我們國家的勞動生產(chǎn)率基本是在逐年提升。不過距離發(fā)達(dá)國家的差距仍然非常大。就算是與國內(nèi)的其他產(chǎn)業(yè)相比，建筑業(yè)的勞動生產(chǎn)率也比較低。造成勞動生產(chǎn)率低下的因素有很多，管理水平落后就是很重要的一點。我國的大部分建筑企業(yè)都在提倡創(chuàng)造力，創(chuàng)新力。但是卻很少能夠切實實行的，大部分都在按照固有的思想進行工作，一天接一天，掌握新技術(shù)的效率太慢，甚至沒有這方面的教育。這是一方面需要加強意識的，還有經(jīng)常所說的現(xiàn)場施工管理。施工管理從來都不簡單，比如現(xiàn)場的各類人員混雜，水平參差不齊，部門結(jié)構(gòu)、承包單位復(fù)雜多樣。沒有一個統(tǒng)一的聲音，很難在各方利益當(dāng)中找到平衡。我國建筑企業(yè)素有“重科學(xué)技術(shù)，輕施工管理”的思想。而這種傳統(tǒng)思想并不與時俱進，很容易造成管理體制的落后、管理效率低下、管控手段單一等問題。特別是會出現(xiàn)受管理因素直接影響的“進度問題”。據(jù)統(tǒng)計，因進度管理不能按照施工計劃的順序進行造成的損失（工期延誤索賠、人材機械的增加費、人才機械閑置損失等）高達(dá)上千億[3]。因此，建筑企業(yè)亟需一種先進、高效的新施工管理技術(shù)來勞動生產(chǎn)率，減少損失[4]。隨著時間的發(fā)展，建設(shè)工程市場上逐漸適應(yīng)并深程度開發(fā)新技術(shù)，BIM愈發(fā)受到建筑行業(yè)的認(rèn)可與接受。與此同時，我國如今建造工程量大，建筑要求質(zhì)量高，在同樣完成效率與效果的基礎(chǔ)上，減少不必要的損耗就顯得尤為重要。所以BIM技術(shù)的出現(xiàn)，給建筑工程注入了一個新的活力。BIM是一種運用于施工設(shè)計、施工建設(shè)、施工管理的一個新技術(shù)?？梢詫崿F(xiàn)工程項目從開始到建成甚至后期維護的全程每一個階段，通過協(xié)同平臺和BIM相關(guān)軟件來整合工程相關(guān)信息，對開始到結(jié)束進行信息的共享及傳遞。給項目的參建方提供高效的協(xié)同基礎(chǔ)，并在提高工作效率、節(jié)約施工成本和縮短工期方面發(fā)揮重要的作用。從工程開始就逐步解決工程傳統(tǒng)施工時會帶來的難題，如設(shè)計不合理，成本控制，進度滯后等各種隱患。盡早了解，盡早處理，節(jié)省交流溝通成本。使得各大企業(yè)以最快的效率與最低的進度滯后和最高的經(jīng)濟收益收尾。1.1.2研究的目的在現(xiàn)在的時代，我們國內(nèi)有很多利用BIM進行設(shè)計或者建造的標(biāo)志性建筑。比如國家大劇院、鳥巢等知名建筑。這些建筑的設(shè)計由外國的建筑師加上國內(nèi)設(shè)計師共同完成。但是不足的是，我們國內(nèi)的設(shè)計師，就是在給這些人做層次較低的設(shè)計配套，幫助別人完成建筑圖的設(shè)計。這種行為就是我們做了80%的工作，只收到了20%的收益。就像美國的蘋果手機，技術(shù)專利在美國，組裝配件來自世界各地，組裝工廠來自中國。因此在對新技術(shù)思想轉(zhuǎn)型來刺激行業(yè)活力的需求下，國家政府，行業(yè)協(xié)會，建筑企業(yè)、科研機構(gòu)都開始在一些重點項目上嘗試應(yīng)用BIM技術(shù)，特別是一些國企等政府主導(dǎo)的項目。發(fā)生這種轉(zhuǎn)變的原因是企業(yè)對于信息化的需求不斷的提高、國家科研經(jīng)費在BIM項目上的投資不斷增加、BIM機構(gòu)的積極宣傳、項目復(fù)雜性不斷增加以及全球化的競爭不斷加劇等等。一塊蛋糕就擺在面前，會的東西越多，分的利益自然也就越大。本文從企業(yè)的傳統(tǒng)施工管理角度以及綠景項目案例入手，主要研究BIM技術(shù)在施工階段進度管理能做到什么傳統(tǒng)進度管理方法不能做到的好處。并通過文獻研究法、綜合分析法、對比分析法、案例驗證法來驗證BIM技術(shù)應(yīng)用到施工進度管理的可行性。并根據(jù)實際案例，來介紹BIM技術(shù)的引用思路與方法。1.1.3研究的意義隨著時間的發(fā)展，適者生存。能夠傳承下來的各種技術(shù)，一定都是為了給人們的日常有幫助的。取其精華，去其糟粕。對于建筑工程來說，如何提高工程工期效率，降低成本，創(chuàng)造出更優(yōu)良的運轉(zhuǎn)方式，并且保證工程建設(shè)的質(zhì)量、安全、工期和成本等管理工作是一直都在思考的問題。而BIM的存在意義就是給工程師對各種建筑信息進行集合，對工程情況做出正確理解和高效應(yīng)對。并為設(shè)計團隊以及包括承包單位在內(nèi)的各方建設(shè)主體提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)。施工階段的全過程進行實時的監(jiān)控管理與材料把控，并在此過程中，統(tǒng)籌各個單位，減少與消除各種對工程不利的相關(guān)因素，并及時查證與解決。起到加快進度，減少工期滯后，降低不必要的材料損耗的作用，最后達(dá)成數(shù)字化管理的智慧工地。但是目前在國內(nèi)，對于施工進度管理來說，BIM技術(shù)還沒有全面普及，因為缺乏大規(guī)模的應(yīng)用，導(dǎo)致理論方面不成熟和實踐經(jīng)驗方面不足。BIM技術(shù)還沒有得到它真正意義上的發(fā)揮作用。所以希望通過研究BIM應(yīng)用體系在現(xiàn)場進度管理的情況，引進BIM技術(shù)的過程分析，來促進企業(yè)對于這項技術(shù)的認(rèn)知，并幫助尋找新的項目進度管理思路，發(fā)揮出BIM技術(shù)的全部功能與重要價值體系。本論文中，將重點討論BIM對施工階段及各方面的幫助，如項目進度把控，以及在使用BIM在施工應(yīng)用階段時如何進行特殊情況的調(diào)動使得溝通成本等造成進度滯后的影響降低。1.2國內(nèi)外研究狀況1.2.1國外研究狀況隨著BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域慢慢展現(xiàn)自己的可用之處，每個應(yīng)用了BIM的國家都開始建立自己國家的制度和標(biāo)準(zhǔn)。比如最開始應(yīng)用BIM的美國，或者標(biāo)準(zhǔn)日漸成熟的日本、英國和澳大利亞等。其中最先使用BIM技術(shù)，且技術(shù)理論、標(biāo)準(zhǔn)最成熟的就是美國。美國是最早在建筑上研究與實踐應(yīng)用的國家。美國總務(wù)署GSA（以下簡稱GSA）在2003年為了改變工程項目的信息化水平，以及工程管理人員的協(xié)同能力。GSA旗下的首席設(shè)計辦公室（OCA）推出3D—4D—BIM計劃。并通過這個計劃，配合相關(guān)積極政策來幫助對該技術(shù)有興趣的團隊轉(zhuǎn)型。然后給他們提供建議和技術(shù)支持，支持他們在BIM領(lǐng)域的發(fā)展。隨著項目的技術(shù)普及使用以及項目積累經(jīng)驗，BIM技術(shù)在美國愈來愈成熟。2007年GSA要求所有項目必須采用BIM技術(shù)，且根據(jù)不同的項目提供不同的資金支持。唯一的要求就是在項目結(jié)束階段和最終概念展示都需要提交BIM模型，來記錄優(yōu)點以及不足。隨著BIM應(yīng)用逐漸擴大，后來美國陸軍工程兵團（USACE）決定采用GSA的BIM計劃[5]。而那時，BIM計劃已經(jīng)發(fā)展了一段時間，并且具備大量實際工程的案例分析。所以USACE根據(jù)當(dāng)時BIM技術(shù)的不足，并為此制定15年BIM發(fā)展計劃。然后承諾未來所有軍事項目均使用BIM技術(shù)。因此，在多方的合作下，美國率先制定了屬于自己的BIM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)施工需要以及對于信息化的需求，大力支持對于BIM軟件的研究。試圖在工程中通過BIM軟件來進行施工質(zhì)量、施工進度、施工成本的控制與協(xié)調(diào)。通過BIM系列軟件可以直接生成和修改3D的模型建筑。并且直接應(yīng)用于任意階段甚至是持續(xù)應(yīng)用于項目的全生命周期。本文以施工進度為重點，關(guān)于進度管理的BIM技術(shù)研究，國外代表性的研究比較少。其中在美國的IFC標(biāo)準(zhǔn)的施工進度計劃概念由Tasuscher，Mikulakova，Beucke提出，IFC標(biāo)準(zhǔn)可以作為“道路橋梁”將建筑信息模型與時間計劃安排結(jié)合起來形成施工項目的4D模型[6]。通過3D模型與施工進度計劃相結(jié)合，在融入資源配置等信息，就產(chǎn)生了4D信息模型。通過使用4D模型來進行施工進度模擬，再根據(jù)模擬情況來對進度計劃的編制和調(diào)整。而實現(xiàn)該動畫模擬需要通過BIM多款軟件相結(jié)合，比如Autodesk公司的Revit軟件和Naviswork軟件等等。但是如今現(xiàn)有的軟件，僅能進行各自功能內(nèi)的應(yīng)用，不能使用一款軟件從項目開始到結(jié)束，還有很長的發(fā)展歷程。1.2.2國內(nèi)研究狀況目前國內(nèi)，建筑體量大，建筑業(yè)發(fā)展快。但是與此同時，國家倡導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)化發(fā)展，并且對此進行供給側(cè)改革，改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)與制造模式。所以建筑業(yè)與BIM技術(shù)結(jié)緣也是命中注定。其中4D模型的研究成為國家重點公關(guān)的項目，研究成果：施工流程與場地布置系統(tǒng)（4D—GDPSU）的成功開發(fā)更是促進了國家在4D模擬施工方面的理論發(fā)展[7]。以及成功在鳥巢工程上的使用更是給4D模擬施工領(lǐng)域填補了空白，開了一個好頭。BIM技術(shù)在行業(yè)內(nèi)逐漸受到關(guān)注，并在國家的十五規(guī)劃期間，將BIM作為推進的方向。所以國家建設(shè)部在2015年出臺了許多BIM相關(guān)政策。政策文件中規(guī)定甲級企業(yè)須在2020年末做到BIM與企業(yè)管理系統(tǒng)和其他信息技術(shù)的一體化集成應(yīng)用。雖然國家對BIM大力支持，不過BIM仍屬于發(fā)展階段，并且諸多企業(yè)持有觀望態(tài)度，只有國企和部分企業(yè)才具有強烈的BIM意識。所以才有一些運用BIM技術(shù)的重點項目。比如說BIM技術(shù)在鳥巢、上海中心大廈、中國尊等項目中都發(fā)揮了重要的作用。在整個施工過程中很大程度上改善了實施過程當(dāng)中造成的溝通成本以及信息傳遞延遲造成的損失，并且使施工往更加綠色，更加節(jié)能的道路上跨出一大步。1.3論文內(nèi)容1.3.1研究內(nèi)容本文的研究內(nèi)容有以下幾個方面：圖1.1研究內(nèi)容（思維導(dǎo)圖）1.3.2研究方法本文研究總共使用了文獻研究、綜合分析、對比分析、案例驗證等多種方法。表1.2不同研究方法與其內(nèi)容研究方法研究方法內(nèi)容文獻研究法通過知網(wǎng)、國家統(tǒng)計局、BIM建筑網(wǎng)等途徑，大量查閱與BIM技術(shù)、施工階段要求、施工期間項目進度變化等有關(guān)資料、數(shù)據(jù)、文獻、案例來分析比較得出結(jié)論。綜合分析法通過實習(xí),對工作環(huán)境進行觀察學(xué)習(xí)，結(jié)合自身經(jīng)歷、參與過的使用BIM技術(shù)施工的項目相結(jié)合以及請教經(jīng)驗豐富的同事，對研究進行分析得出結(jié)論。對比分析法通過對比分析法，在現(xiàn)有工程項目進度管理理論與技術(shù)方法體系基礎(chǔ)上，分析傳統(tǒng)方法在現(xiàn)代施工進度管理上產(chǎn)生的問題，比較傳統(tǒng)管理方法與BIM技術(shù)的異同，總結(jié)BIM技術(shù)對于施工進度管理的優(yōu)勢案例驗證法通過研究綠景商務(wù)中心項目進行調(diào)查、了解、收集全面的資料，并進行研究結(jié)果和結(jié)論的驗證。1.3.3研究路線本文研究按照三個步驟“發(fā)現(xiàn)問題”、“分析問題”、“解決問題”的思路來進行，采用文獻研究法、綜合分析法、對比分析法、案例驗證法。對上面三個步驟進行分析與研究。第二章工程項目進度管理與BIM技術(shù)2.1工程項目進度管理2.1.1工程項目進度管理內(nèi)容工程管理的核心是工程增值。而管理，是一種對工作的增值服務(wù)項。管理工作是一種將目標(biāo)有自己把握引向?qū)ぷ髡_的方向。工程項目管理分為三類，分別是：項目質(zhì)量管理，項目進度管理，項目成本管理[8]。這三個不同的管理方向是三個相互聯(lián)系與制約的關(guān)系。所以如何在質(zhì)量與成本不變的基礎(chǔ)上進行進度的調(diào)控，是一直以來的研究問題。據(jù)統(tǒng)計，因進度管理不能按照施工計劃的順序進行造成的損失（工期延誤索賠、人材機械的增加費、人才機械閑置損失等）高達(dá)上千億。所以要重點關(guān)注進度在施工管理方面的問題。工程項目進度管理是運用科學(xué)的管理方法來制定計劃。其步驟是先將進度目標(biāo)確定下來，接著根據(jù)目標(biāo)編制進度執(zhí)行資源供應(yīng)計劃[9]。然后在三大管理的相互制約的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)指揮。這樣才能更好地實現(xiàn)目標(biāo)。在實現(xiàn)的過程中，隨著項目的穩(wěn)步進行，及時核實項目進度的執(zhí)行情況。當(dāng)發(fā)現(xiàn)實際執(zhí)行情況與計劃進度不一致的情況，應(yīng)馬上找到原因，調(diào)整原來的工程進度計劃[10]。畢竟進度管理就是要通過管理使項目提前或者如期完成。于此同時，合理安排資源的供應(yīng)，并且實現(xiàn)最優(yōu)工期。從而使得任務(wù)又好又快地完成。2.1.2施工企業(yè)工程進度管理技術(shù)工程項目進度管理的內(nèi)容主要體現(xiàn)在兩個方面。一個是項目進度計劃的制定。另一個是項目進度計劃的控制。所以相應(yīng)的技術(shù)也屬于這兩方面的衍生。項目進度計劃的制定與控制進度計劃制定的方案有橫道圖，流水作業(yè)圖，網(wǎng)絡(luò)計劃圖等等以橫道圖為例橫道圖也叫甘特圖，在帶有時間坐標(biāo)的表格里，用橫線代表著一項工作的時間長度。其中表格的表頭為工作及簡要說明，項目進展表現(xiàn)在時間表格上，時間跨度可以是時、天、周、月等（如圖2.1所示）。橫線線段的起止位置表示這項工作的開始與結(jié)束時間。橫線線段的長度則表示這項工作的持續(xù)時間有多長。如圖2.1中3M支路的土方整平為第三天，工作時間為1天。表格左邊一列不同的工作位置代表先后順序，循序漸進，所以整個由橫線組成的圖表就叫橫道圖。圖2.1某項目施工橫道圖橫道圖是一個簡潔直觀，容易繪制和理解的一個圖。項目工作的開始和結(jié)束時間以及項目工作的前后順序一目了然，容易根據(jù)計劃來監(jiān)督執(zhí)行。但是有一個也很明顯的缺點。在這樣的圖表中，無法區(qū)分對進度目標(biāo)關(guān)鍵性影響的工作與非關(guān)鍵性影響的工作。無法確定哪些工作必須嚴(yán)抓嚴(yán)防，哪些工作可以靈活變動調(diào)整時間長短或者先后。容易造成組織混亂，因為施工現(xiàn)場情況不定，什么都有可能。而這種時候只能靠有大量經(jīng)驗的工程師出馬來調(diào)整，就會造成溝通成本的增加，從而影響進度的執(zhí)行。以網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)為例網(wǎng)絡(luò)計劃圖是由節(jié)點和箭線組成的圖形，用來表示的工作有方向和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬳樞?。其中，一個網(wǎng)絡(luò)計劃圖可大可小。它可以是一個大流程的工序，也可以是基本工作的詳細(xì)流程。比如綁扎鋼筋，澆筑混凝土都可以是其中的一項基本工作。網(wǎng)絡(luò)計劃圖有兩種類型。第一種是單代號網(wǎng)絡(luò)計劃圖，另一種是雙代號網(wǎng)絡(luò)計劃圖。其中，第一種是以節(jié)點表示工作，在節(jié)點內(nèi)表示工作持續(xù)時間。而且，在箭線上表示相鄰工作的邏輯順序先后關(guān)系。第二種類型以箭線及其兩端節(jié)點的編號表示工作。此外，會在箭線上標(biāo)注工作的持續(xù)時間。他們的區(qū)別如圖2.2和圖2.3所示。圖2.2單代號網(wǎng)絡(luò)計劃示例圖2.3雙代號網(wǎng)絡(luò)計劃示例在之前講述關(guān)于橫道圖的缺點的時候，缺點在于無法清晰的得出關(guān)鍵工作與關(guān)鍵線路。但網(wǎng)絡(luò)計劃圖不同，我們可以通過網(wǎng)絡(luò)計劃圖對時間參數(shù)進行計算，分析工作流程，得到每個工作的自由時差。找到圖里的關(guān)鍵導(dǎo)向，使得制定進度計劃可以更加方便和高效。2.1.3施工企業(yè)在工程項目進度管理存在的問題在進度管理這個大過程中，施工單位是編制施工進度計劃的主體。施工單位在進行圖紙會審以后就會與設(shè)計單位以及甲方進行技術(shù)交底，深一步了解設(shè)計目標(biāo)與要求。并且根據(jù)現(xiàn)場工程師的經(jīng)驗來判斷圖紙明顯的瑕疵和紕漏，再進行修改[11]。然后施工單位就根據(jù)過去的經(jīng)驗對工程進行施工進度計劃方案的編制。然后制定初次總體進度計劃，并傳達(dá)到下層分包單位。分包單位可能由很多單位組成。然后再由下層所有分包單位根據(jù)自身的情況，資源配置能力等情況，來對總體進度計劃的不合理地方進行反饋。施工單位則需要分析反饋得問題，并考慮整個工程的效益問題，進一步的優(yōu)化總體進度計劃的安排。再將優(yōu)化后的總體進度計劃傳達(dá)到下層分包單位，指導(dǎo)具體施工過程。但是計劃總是趕不上變化，項目的參與單位越多，出現(xiàn)問題協(xié)調(diào)的過程就越困難，協(xié)調(diào)的時間就越長[12]。會出現(xiàn)某一個單位在進行施工的過程中，因為一些原因?qū)е率┕みM度滯后，然后并沒有告知甲方與總包。只能在每周或者每天的例會當(dāng)中，由各個工程師或者監(jiān)理等通報每天的情況，然后再分析工期進度計劃延誤原因。由甲方和監(jiān)理協(xié)調(diào)，給出一個改進方案，然后再實施方案，彌補失誤。但是一次又一次地突發(fā)事件，就會導(dǎo)致中間的溝通成本十分昂貴。所以，對于施工企業(yè)而言，這種傳統(tǒng)管理方法，在沒有時刻駐守查看以及處理就會導(dǎo)致工期的滯后。這種進度管理屬于事后控制，管理者是在事情發(fā)生之后，再進行的糾偏措施，制定之后才傳遞下去，進行改正。但只在這個過程，根據(jù)不同的事件，延誤的時間也不同，所以危害無法完全掌控。需要現(xiàn)場的工程師有豐富的施工經(jīng)驗。所以，沒有辦法實時掌控現(xiàn)場的情況，不能在發(fā)現(xiàn)問題的時候立刻解決，從而產(chǎn)生溝通成本延誤工期，是傳統(tǒng)進度管理的弊端[13]。2.1.4傳統(tǒng)技術(shù)問題產(chǎn)生的原因在施工過程的開始，就要制定詳細(xì)且周密的進度計劃。不過在施工進行的過程當(dāng)中，沒有辦法按照計劃順利的進行，主要的原因是：圖2.4主要原因（思維導(dǎo)圖）（1）圖紙存在問題現(xiàn)在施工企業(yè)拿到手的設(shè)計圖都是由CAD軟件繪制。但是CAD圖紙有幾點不足，比如說3D表達(dá)性差，設(shè)計師能力水平不一，圖紙審核的人與設(shè)計師缺乏溝通，協(xié)同合作型不強等等。所以CAD圖紙會出現(xiàn)錯誤的地方，從而影響了施工企業(yè)的進度計劃。圖紙作為施工的重要基礎(chǔ)依據(jù)，出現(xiàn)錯誤，必須與設(shè)計方協(xié)調(diào)，進行圖紙變更。因此，項目上的工程師需要經(jīng)常性的觀看圖紙，但是只能通過自身的經(jīng)驗來判斷圖紙的錯誤。當(dāng)判斷者的能力不足，沒有及時的看到某些方面的設(shè)計問題，然后在施工的過程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)這項錯誤就為時已晚。最終的后果一定是影響工期計劃。（2）項目人員水平參差不齊傳統(tǒng)的進度計劃表達(dá)形式是橫道圖，這種圖標(biāo)雖然繪制簡單，但是表達(dá)抽象。而項目人員的水平參差不齊，有時候無法了解和掌握圖表的內(nèi)涵容。這就會出現(xiàn)管理層了解進度計劃安排，但，施工承包單位參差不齊，部分施工層不能準(zhǔn)確指揮施工人員執(zhí)行進度計劃，造成整體進度交接斷層，產(chǎn)生延誤的現(xiàn)象。（3）項目進度計劃制定的局限在進度計劃的編制過程當(dāng)中，施工單位是編制的主體，甲方和監(jiān)理是作為監(jiān)督和審批的一方。而施工單位和甲方更多是在計劃的方向上有過重點的協(xié)調(diào)。而施工單位只能根據(jù)自身過往的項目，來進行施工計劃的編制。但是不同的項目，它的客觀條件不同。不同的地方政策，不同的土質(zhì)條件，不同的季節(jié)氣候，不同的資源條件等都會導(dǎo)致計劃出現(xiàn)變化。2.2BIM技術(shù)2.2.1BIM的概念BIM（BuildingInformationModeling）建筑信息模型。起源于美國，在2002年由美國Autodesk公司率先提出。建筑3D模型是包含了建筑對象的外觀、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、空間規(guī)劃等因素的模型。但BIM就要更加復(fù)雜。BIM是在3D的基礎(chǔ)上加入建筑全生命周期全部信息，施工流程，工藝描述，時間進度計劃安排等信息，才形成現(xiàn)在的BIM。從開始規(guī)劃，到竣工之后的維護運營都包含在內(nèi)。穿插在整一個項目的四個階段：規(guī)劃階段、設(shè)計階段、施工階段、運營階段。因此這是一個圍繞規(guī)劃、設(shè)計、施工、竣工驗收及物業(yè)管理的新興技術(shù)[14]。圖2.5BIM的建筑全生命周期BIM技術(shù)將數(shù)字化信息轉(zhuǎn)變成模型，將大部分信息匯總一起，產(chǎn)生一個可以圍繞建筑全生命周期的可視化參考的過程。在不同的階段里，每一個參與者可以通過增加，修改模型的信息來指導(dǎo)不同單位之間的協(xié)調(diào)合作。2.2.2BIM的技術(shù)原理BIM可以說是一個模型，也可以說是一個實現(xiàn)信息化管理的過程。BIM的所有應(yīng)用屬性和功能結(jié)合在一起就是信息的管理能力。BIM是存入信息的載體，也是將實物概念轉(zhuǎn)化成信息交流共享的過程，亦是將管理信息結(jié)合一起的技術(shù)。基本原理如下所示（以進度方向為例）：圖2.6BIM基本原理（思維導(dǎo)圖）（1）協(xié)同平臺的意義BIM是在多個協(xié)同框架下構(gòu)建共享的信息模型來進行工作。協(xié)同平臺是指將工程多方面多階段的信息整合在一起，然后將信息同時共享給項目參與方。實現(xiàn)多方用戶共同參與解決問題，滿足多方用戶不同需求的一個高效平臺。就國內(nèi)的一般BIM項目而言，一般平臺的使用者是設(shè)計方，施工方（可能是總承包方加多個承包單位），業(yè)主方。（2）統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)BIM的關(guān)鍵功能就是信息互通，及時交流。較少溝通成本。不過要使信息在不同的建筑單位和不同的軟件中間流通，就要有一個統(tǒng)一的語言來讀寫信息，才能較少信息的損耗。所以為了解決這種信息互通的問題，國際協(xié)同聯(lián)盟制定了國際工業(yè)類標(biāo)準(zhǔn)IFC標(biāo)準(zhǔn)。IFC標(biāo)準(zhǔn)將建筑信息貫穿在整個項目的全生命周期，使得不同的單位，不同的軟件之間可以無障礙互通信息[15]。IFC標(biāo)準(zhǔn)是國際通用的一個規(guī)范，自己的國家肯定要有屬于自己的標(biāo)準(zhǔn)，自己強大才是強大。而我國在近年來也在逐漸制定我國的BIM標(biāo)準(zhǔn)，于是由國內(nèi)的知名專家就整合了一個Project-BIM標(biāo)準(zhǔn)來作為我國的一個通用數(shù)據(jù)庫。（3）信息模型的協(xié)同使用建筑信息模型是由計算機模擬建筑物的形成，整合設(shè)計信息，施工信息，以及運營維護的物業(yè)管理信息來進行不同單位對這個工程項目的協(xié)同指揮。使得項目的工作人員在進行信息調(diào)整的同時，也可以準(zhǔn)確地讓其他單位把握到項目過程的動態(tài)變化。從而及時在各自的負(fù)責(zé)區(qū)域做出調(diào)整。設(shè)計單位可以進行三維模型的建立，及早檢查圖紙存在的問題。施工單位可以通過模型更加直觀的觀察場地，更好的做到場地轉(zhuǎn)換，避免二次布置，提高使用效率。且進行4D施工模擬，做出更符合的施工方案。再用碰撞檢查，進行施工圖審查，以及在進度管理方面使用Naviswork的Timeline工具模塊進行計劃進度與實際進度的對比等等[16]。物業(yè)單位通過建筑布局和管線走向來結(jié)合模型的可視化優(yōu)勢進行物業(yè)管理的安排。所以，BIM可以在整個建筑全生命周期發(fā)揮出效果，實現(xiàn)項目的信息化，可視化。2.2.3BIM技術(shù)的優(yōu)勢建筑人員通過模型提供的信息進行調(diào)整或者修改，提高不同單位之間的協(xié)同工作的積極性和效率性。然后在這個調(diào)節(jié)的過程中提高辦事的效率，減少因溝通過多而造成的進度溝通成本過高。亦或者在建筑設(shè)計之時進行5D模擬，結(jié)合造價成本，實現(xiàn)造價控制，減少不必要的支出與浪費。也可以在建筑施工的過程，進行事先控制，減少出現(xiàn)錯誤再修改的事件，在整個過程中提升生產(chǎn)效率和節(jié)約成本。第三章BIM在工程項目進度管理中應(yīng)用案例分析3.1案例基本概況3.1.1項目概況本項目為綠景某項目，項目建設(shè)用地位于珠海市的上沖片區(qū)。本地塊被12米市政道路分為南北兩區(qū)。本文分析的是該項目正在建設(shè)的項目北區(qū)。北區(qū)用地性質(zhì)為商務(wù)、商業(yè)、新興產(chǎn)業(yè)混合用地。項目北區(qū)的地上建筑面積是178539.81m2、總建筑面積是213703.2m2以及總用地面積是22254.8m2。其中地上是由AB兩座約為200米高的超高層商務(wù)辦公樓以及4層裙房商業(yè)組成。地下室則分成兩層，其地下建筑面積為35163.39m2，地下室功能為地下車庫以及設(shè)備用房。AB兩座辦公樓都是裝配式建筑，其中4-10層，12到21層，23到32層，34到43層實施裝配式。即圖3.1北區(qū)總平面示意圖。圖3.1北區(qū)總平面示意圖3.2BIM技術(shù)在施工階段的進度控制應(yīng)用3.2.1BIM技術(shù)的項目施工問題BIM技術(shù)在工程項目管理當(dāng)中初露頭角，目前還處于探究的階段。不過，通過以往應(yīng)用BIM的工程項目研究，BIM對整個項目周期都可以進行良性調(diào)控。這是傳統(tǒng)的施工管理方法難以做到的。在本文前曾簡單提過施工企業(yè)在傳統(tǒng)進度管理當(dāng)中遇到的問題，而所有問題的產(chǎn)生，都會影響到工期是否能順利進行。主要問題如下：（1）不同單位溝通聯(lián)系不緊密，協(xié)作強度不高傳統(tǒng)進度管理方法的弊端都在細(xì)節(jié)上，在施工企業(yè)里，一直以來都是通過進行施工進度計劃的編排來引導(dǎo)各個分包單位工作。但是在這個過程當(dāng)中，單位與單位之間的溝通不能緊密聯(lián)系，更多的是在規(guī)定的時間內(nèi)單獨把工作完成，然后進行場地交接。但是在這個過程中難免遇到特殊事件，導(dǎo)致單位不能按時的把工作完成，而這種情況，就會導(dǎo)致場地不能按照計劃交接，交接單位并未完成指定工作，接收單位在白白等待。（2）圖紙問題因為圖紙的問題，導(dǎo)致現(xiàn)場不能順利進行，需要進行圖紙變更，然后要走程序，再施工。對于傳統(tǒng)設(shè)計而言，設(shè)計的不同專業(yè)之間的協(xié)作性比較低，向來是各自負(fù)責(zé)各自的。其次，設(shè)計人員水平有高低，有部分設(shè)計單位是將圖紙外包，交給其他人繪制。這就會導(dǎo)致圖紙存在設(shè)計缺陷，無法肯定圖紙的質(zhì)量問題，加重項目人員的工作難度。比如圖紙中，土建專業(yè)，機電專業(yè)。設(shè)計在不同專業(yè)之間并沒有協(xié)同工作，經(jīng)常會出現(xiàn)一些復(fù)雜節(jié)點和管線沖突。而遇到這種情況，基本上都是現(xiàn)場的工程師們用自己的經(jīng)驗來判斷，又或者是在進行圖紙交底的過程中點對點的進行溝通交流。若現(xiàn)場能給出答復(fù)的，還可以接受。但是部分涉及到圖紙結(jié)構(gòu)布置的問題，還需要由設(shè)計回去討論。所以這種溝通協(xié)調(diào)的過程耗費時間，人力，物力。3.2.2結(jié)合綠景項目問題分析（1）綠景圖紙事前控制分析該項目從項目初期就開始應(yīng)用BIM技術(shù)，組建了BIM單位之后，BIM人員開始用Revit繪制BIM模型。而這個模型就是項目建筑的虛擬建造，將圖紙上反應(yīng)的東西，用模型描述出來。在繪制的過程，就是對圖紙的審核。圖紙的部分布置錯誤，會在繪制的時候就顯現(xiàn)出來，然后進行發(fā)函詢問設(shè)計修改方案。部分圖紙錯誤則需通過已繪制的模型，通過3D視圖來確定是否錯誤（管線布置）。然后通過設(shè)計院的回復(fù)建議，修改模型。節(jié)約傳統(tǒng)施工在施工過程中發(fā)現(xiàn)問題，再停止問題發(fā)現(xiàn)點的施工來通過協(xié)調(diào)處理問題的溝通時間。下面將以綠景某項目為例，以項目正在建設(shè)的北區(qū)地下室階段來分析圖紙?zhí)崆皟?yōu)化的重要性。問題1：門窗洞口預(yù)留尺寸與門梁沖突此處門檻高度200mm,門高度2100mm，頂梁高度1300mm,層高為4250mm,FD16為750mm，實際預(yù)留空間為：600mm,此處留洞與門、梁沖突。詳圖見圖3.2與圖3.3圖3.2門洞CAD示例圖圖3.3梁截面高度CAD示例圖問題2：標(biāo)注與實際尺寸不符頂板結(jié)構(gòu)布置平面圖中，同一位置的梁結(jié)構(gòu)尺寸與梁平面圖紙不同。因此在繪制模型時，對照發(fā)現(xiàn)沖突。詳圖見圖3.4與圖3.5對比圖3.4頂板結(jié)構(gòu)布置圖圖3.5梁平面圖問題3：設(shè)計水井空間不足雙層排布管道，雙層排布此區(qū)域凈高2200，但按照圖紙設(shè)計后，管道排布后凈高不足2200.設(shè)計建議現(xiàn)場局部調(diào)整，滿足凈高2200即可。詳圖見圖3.6與圖3.7圖3.6水井Revit剖面圖圖3.7Revit模型結(jié)構(gòu)剖面圖問題4：電纜橋架圖紙標(biāo)注與大小不符合圖紙中電纜橋架大小為CT100*50但標(biāo)注為CT200*100。如圖3.8。圖紙中電纜橋架大小為CT200*100但標(biāo)注為CT300*100。如圖3.9。圖3.8橋架CAD示例圖圖3.9CAD橋架標(biāo)注示例圖總結(jié)問題1到4，我們可以知道圖紙是會存在許多的問題。就像生活中的片片面面，事情繁瑣。在以往，我們需要工程師們在開始施工之前，熟讀圖紙。然后再根據(jù)自己施工經(jīng)驗來判斷和解決可能發(fā)生的問題。如果工程師水平不夠，在施工進行到一半或結(jié)束階段發(fā)現(xiàn)錯誤，這時候就不再是簡單的工期延誤，而是施工事故了。需要處理的，不僅是問題的部分，更要注意是否會影響到其他的部位。所以在處理事情的協(xié)調(diào)過程又是一段時間，直接影響到后續(xù)的進度計劃。而我們在引入BIM技術(shù)以后，根據(jù)BIM模型的可視化性以及可出圖性?？梢院鼙憬莸谋M可能解決由于圖紙問題而帶來的進度影響。所以傳統(tǒng)方法產(chǎn)生的弊端，在BIM技術(shù)當(dāng)中，可以提前進行消除。這種行為屬于事前控制，并不是傳統(tǒng)方法的事后控制。而圖紙的問題的事前控制就是：通過BIM三維模型的建立，可以在軟件里通過三維審圖的方式直觀的檢查到門窗洞口，柱梁墻板以及管線綜合和構(gòu)件安裝等最容易出現(xiàn)設(shè)計問題的地方。還可以通過使用碰撞檢測，將Revit建模里的建筑，結(jié)構(gòu)，設(shè)備等專業(yè)整合到Naviswork里。然后就可以直接看到一些難以通過三維審圖方法看到的不合理的設(shè)計位置。從而在施工之前，就解決圖紙的問題，再根據(jù)BIM出的施工圖來進行現(xiàn)場的施工安排和指導(dǎo)。（2）項目高效協(xié)作方式BIM在項目實施過程當(dāng)中，需要一個統(tǒng)一的協(xié)同平臺。目的就是把所有參建方都集中在一個平臺上共用一個模型，在這個平臺可以進行信息的共享，資料的共享?？梢灾苯悠脚_上進行管理。而這個過程當(dāng)中，只要其中一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，就可以將整個項目參建方集合起來，相互交流。任意一方在某個點出現(xiàn)問題，都可以提出修改建議，然后進行修改，項目其他方可以進行查閱。通過這個平臺來提高各個單位之間的協(xié)同性，提升各個單位的工作效率，彼此制約互相協(xié)調(diào)。如圖3.10，此圖來源于BIM論壇的協(xié)同平臺參與圖。各單位以施工協(xié)同平臺為中心，在不同階段將信息輸入數(shù)據(jù)庫，其他參建方根據(jù)模型信息調(diào)整來安排任務(wù)。實現(xiàn)不同專業(yè)，不同單位通過修改模型信息的方法來進行發(fā)布通知，發(fā)布變更，發(fā)布審查結(jié)果等協(xié)調(diào)性工作。在可視化，動態(tài)化的性質(zhì)下，使得各個單位的之間合作更便捷，更有效。便于各方的任務(wù)交接以及技術(shù)交底等工作，將工程變更的發(fā)生率降低，并提高了施工項目管理的效率[17]。圖3.10協(xié)同平臺參與圖在不同的階段，不同單位都可以根據(jù)平臺來進行高效協(xié)作，比如說：施工準(zhǔn)備階段：甲方可以在平臺上通過三維模型審查施工圖設(shè)計?？偝邪鼊t建立BIM團隊，進行深化設(shè)計、施工模擬，碰撞檢測以及施工現(xiàn)場的規(guī)劃等工作并通過平臺直接聯(lián)系設(shè)計方以及分包單位。設(shè)計方以及分包單位就是通過平臺來協(xié)助總包深化設(shè)計、施工模擬，碰撞檢測等施工準(zhǔn)備工作。施工控制階段：甲方可以通過平臺來監(jiān)督施工進度、質(zhì)量、安全以及審核變更方案。總承包則通過平臺進行材料的管理和實時跟蹤、4D進度管理、工程變更管理、以及組織協(xié)調(diào)設(shè)計方和分包方工作以及分包工程驗收。設(shè)計方則是可以直接在平臺上進行修改變更方案，更新BIM模型，將設(shè)計和施工緊密聯(lián)系在一起。因此在平臺里，項目各方通過施工過程遇到的問題進行在平臺反饋，不需要以往在固定的例會中，集合各個單位統(tǒng)一協(xié)調(diào)和商談。從而實現(xiàn)加快反映問題到解決的過程?？梢栽谄脚_上同一各方，并使各方在第一時間可以查閱到修改的消息，相關(guān)方可以做出有效的調(diào)整。（3）建立4D模型，調(diào)整合理的進度計劃與資源配置進度計劃的編制主體是建設(shè)單位，在編制計劃的過程中，建設(shè)單位根據(jù)甲方的要求以及重點時間節(jié)點，使用MicrosoftProject編制施工進度計劃的方案。但是建設(shè)單位在編制的過程中更多的是按照公司以往的項目經(jīng)驗，來進行編制。每一個項目都有各自不同的政策要求、環(huán)境要求以及不同的資源配置等等。因此，每一個工程的施工都是屬于獨立的個體，有借鑒作用，但應(yīng)該要因地制宜。所以施工進度計劃的制定，是一個先確定了一個范圍，然后在實際性的調(diào)整。而在我們傳統(tǒng)的進度管理當(dāng)中，基本都按照進度計劃編制來進行施工指導(dǎo)，中間的資源配置以及機械進場全靠現(xiàn)場指揮。因此，有時候會因為資源配置的不足，導(dǎo)致進度不能按照制定的進度計劃進行，必須要加班組，加車輛。所以等問題發(fā)現(xiàn)在加資源去處理，就已經(jīng)耽擱了寶貴的時間。因此引進BIM技術(shù)，可以通過配置資源以及場地規(guī)劃，來進行施工模擬。再根據(jù)模擬結(jié)果來修正已經(jīng)編制的施工進度計劃。將項目中有項目信息的三維模型與進度計劃相結(jié)合。再根據(jù)資源配置、現(xiàn)場規(guī)劃等信息相結(jié)合。形成基于BIM的施工進度、人力機械材料等資源的4D動態(tài)管理以及施工過程的可視化性。我們可以看到綠景部分進度計劃安排表如下圖3.11。圖3.11綠景部分進度計劃編制圖我們可以看到，傳統(tǒng)的施工進度計劃就是根據(jù)甘特圖，施工人員指導(dǎo)現(xiàn)場施工。只能從進度計劃表中得知具體的要求是幾時開始，幾時結(jié)束。中間只能通過工程師經(jīng)驗來確定現(xiàn)場需要進多少班組，多少機械，沒有確定的工作資源配置。Naviswork是一個強大的4D模擬集成平臺，除了可以進行Revit軟件的BIM模型碰撞檢測以及分析之外，還可以進行資源配置信息的錄入，來進行施工進度的模擬。因此通過Naviswork的初始資源配置面板，將人力、機械、材料、成本等相關(guān)資源信息與3D模型和Project編制的施工進度計劃結(jié)合一起，就能形成需要的4D動態(tài)管理信息模型。4D動態(tài)管理，可以看到任意建設(shè)時間段的工程三維立體模型。并且，每一個步驟的建立，都是會根據(jù)資源的配比進行的，所以可以對缺乏這一點的施工計劃進行補充，從而在沒有突發(fā)事件的情況下，進行最恰當(dāng)?shù)膬?yōu)化。在Navisworks施工模擬中，通過Timeliner工具，將Project的進度計劃導(dǎo)入，再將進度以附著的方式展現(xiàn)在構(gòu)件的生成，最后體現(xiàn)在時間軸的變化上，從而達(dá)到施工模擬的辦法。如下圖3.12，圖3.13，圖3.14將進度計劃與3D模型進行聯(lián)系。圖3.12Naviswork進度計劃展示圖3.13Naviswork進度動畫展示圖3.14Naviswork進度動畫展示因此通過施工模擬，確定最合適的進度方案。再根據(jù)確定的進度計劃來指揮現(xiàn)場施工，以及場地規(guī)劃和資源配置。3.3BIM應(yīng)用仍存在的問題從上述案例分析可以看出，BIM技術(shù)在實際的應(yīng)用當(dāng)中確實對進度管理方面有很大的幫助，能給現(xiàn)在的管理人員帶來更加便捷的處理方法。但是BIM仍然存在很大的問題，BIM的應(yīng)用的軟件始終是局限在某一個部分，需要多個部分相互承接。具體的問題如下：BIM軟件使用有很大的局限性在綠景的案例里，除了運用Revit軟件繪制模型，還有Naviswork進行碰撞檢查以及施工進度模擬。但是除此之外BIM仍有許多其他方面的軟件。比如說：方案設(shè)計軟件OnumaPlanningSystem、結(jié)構(gòu)分析軟件PKPM、可視化軟件3DSMax、造價管理軟件魯班軟件以及運營管理軟件ArchiBUS等軟件。所以，在現(xiàn)在的階段，并沒有一個軟件可以直接進行建筑項目前期到后期的所有工作。需要一個又一個的軟件搭配使用，繁瑣且復(fù)雜。BIM開發(fā)以及使用需要較大的資金一個新技術(shù)的應(yīng)用，帶來的效益是一方面。需要為這個技術(shù)投入的成本也是很重要的一方面。兩者決定了這項技術(shù)在這個市場上發(fā)展的速度快慢。從案例中可以看出，一個BIM項目組，絕對不是幾個人，學(xué)了一點軟件之后，就可以開始進行的。BIM是圍繞建筑全生命周期的一項技術(shù)，你會的這個軟件，只能讓你在這個軟件能做的范圍里進行加工。所以企業(yè)在人員的配置，新技術(shù)的培訓(xùn)以及對軟硬件的升級支出是一個很大的成本。第四章結(jié)論與展望4.1結(jié)論本文先是對傳統(tǒng)的進度管理方法進行分析。再結(jié)合案例進行針對性問題分析，我們可以知道將BIM技術(shù)引入工程項目進度管理中，需要進行以下幾步：1、通過Revit軟件進行繪制模型2、建立模型之后，進行三維審圖以及碰撞檢測等方法深化圖紙，優(yōu)化施工圖3、將完整的模型與MicrosoftProject編制的施工進度計劃以及人力、材料、機械等資源配置信息結(jié)合一起導(dǎo)入Naviswork。4、使用Naviswork，進行施工模擬，通過改變資源配置