探究BIM技术在工程进度管理中的应用

2022-11-25李敏

建筑与装饰 2022年20期

李敏

惠州市惠城区代建项目中心广东惠州 516000

引言

随着如今社会经济快速发展，人们也对建筑场所提出了更多样化的使用要求和更高的质量要求，建筑工程的规模和复杂程度不断提高，同时，对工程项目的建设周期要求也越来越短。建筑工程是一项较为复杂、耗时较长的工程，在工程计划、设计、施工、运营整个过程中，工程进度通常会受到不同因素的影响，导致工程进度管理难以控制。为了应对工程实施过程中产生的各种不确定因素，把控各项环节和内容，提升工程实施效率和工程质量，建筑行业及主管部门一直在推动工程管理技术的改革和创新，近年来有不少针对提高工程效率和质量的管理模式及技术革新研究，其中BIM技术就已开始应用在工程进度管理当中。BIM技术能融合项目场地地形、建筑空间、结构组件及工料等全部信息，利用三维、实时、动态的模型来管理整个工程建设过程，在工程进度管理方面体现出很大的应用价值，可以有效地提高工作效率，减少工期，降低成本。

1 BIM技术概述

1.1 BIM技术的原理

建筑信息模型（BIM）是指在建筑工程及设施全生命期内，对其物理和功能特性进行数字化表达，并依此设计、施工、运营的过程和结果的总称。——《建筑信息模型应用统一标准（GB/T 51212-2016）》

BIM技术的原理，主要是利用参数化模型将所有跟项目相关的数据信息进行整合和保存，BIM建筑模型是信息的载体，同时也是一个三维联动和结构化的信息数据库，在理论研究和工程实践中都起到重要作用。BIM模型的使用会贯穿整个工程实施过程，将工程信息进行连续管理，通过三维直观的方式对建设活动进行模拟，所以又可以把BIM模型看作是信息模型和行为模型的综合体[1]。

1.2 BIM技术的优势

在工程设计中使用CAD绘图是建筑行业中的一项重要变革，虽然改变了传统的图纸绘制方式，但并没有让信息传达方式进行改变。尽管在CAD中也可以进行三维建模，但CAD设计文件中不会包含构件的工程属性等信息。BIM技术的重点在于能对工程所有的信息进行整合，能将信息集成化、交互化以及可视化是其最大的优势，主要表现在以下几个方面：其一BIM模型是由三维联动、结构化的数据库组成的，可以将所有和项目相关的信息进行分析处理并保存到数据库中；其二是BIM技术可以自动化处理烦琐的数量计算工作，协助进行更为精准的成本预算和核算；其三是BIM模型能将工程项目的计划、设计、施工及维护运营等各个阶段的内容和信息进行整合，同时能整合参与工程不同主体的各种类型信息，一个BIM模型就是一个单一、完整、一致的建筑信息库；其四是BIM模型在信息传递中起到关键作用，能让参与工程的成员之间进行信息共享和信息传递，成为工程项目中各单位和部门的技术衔接基础。

2 工程进度管理概述

2.1 工程进度管理的定义

工程进度管理，作为工程项目的三大管理要素（质量、成本、进度）之一，通常指在工程项目从计划开始到竣工交付的整个过程中，对工程各建设阶段的工作内容、工作程序、持续时间和衔接关系编制计划，将该计划付诸实施，在实施过程中经常检查进度计划的执行情况，分析出现进度偏差的原因并做出应对措施或调整原计划，直至工程竣工交付使用[2]。

2.2 工程进度管理的重点和难点

建筑工程项目进度管理的最重要特点是以计划为中心管理职能，其本身体现为不断地编制、执行、检查、分析和调整计划的动态循环过程。为了取得预期管理效果，工程进度管理需要应对和解决影响工程进度的不同因素，充分协调工程建设过程中的各种复杂关系。通过对影响因素进行控制及处理协调各种关系，综合运用各种行之有效的管理方法、措施，将项目的计划工期控制在事先确定的目标工期范围之内，并在保证工程建设质量、兼顾建设成本的同时，尽量缩短建设工期。

在工程项目开始时，工程管理人员首先需要先将所有工程信息进行整合梳理，编制出合理的进度计划；在工程开展的每一个阶段中，要对工程进度计划的完成情况等信息进行数据的跟踪采集，核查工程实际进度和计划进度之间的差异，分析产生差异的原因并对计划进行相应调整。在以往的进度管理中，虽然有详细的进度计划编制和控制方法，但在工程项目实际的建设过程中，工期延误、进度滞后、变更频繁的情况仍然时有发生，主要是因为传统的进度计划灵活性不足，实施过程中的组织协调比较困难，现实中又会出现众多无法预测的影响因素，并且工程每个阶段流程又环环相扣，以致产生工期一再拖延的连锁反应，最终导致工程进度难以按计划落实[3]。

3 BIM技术在工程进度管理中的作用和重要性

在工程中使用BIM技术，能通过信息整合处理、建立三维模型来提高计划编制、设计、施工的合理性和准确度，使建设过程中各单位和部门的沟通过程得到简化，提高工作效率，有效地管理和控制工程进度，保证工程建设全过程工作的完整性、有序性和规范性。对建筑工程行业来说，BIM技术最核心的作用，就是提高工程效率，因此，研究其在工程进度管理中的影响和效果显得尤为重要。

相比于以往使用文字、图纸、表格等作为进度计划制定及部门间沟通的载体，在工程进度管理中使用BIM技术，可以通过三维模型进行可视化模拟，用最直观的方式让工程参与人员明确各自分工，同时，可以实现不同参建单位和部门间进行协同作业、共同管理，让建设单位更容易和清晰的了解工程各阶段的具体进度，以便得出更准确的判断并做出应对措施，提高对工程进度的总体把控度[4]。

4 BIM技术在工程进度管理中的应用策略

4.1 BIM技术的适用性

BIM技术有着集成化、交互化以及可视化的优势，其在工程进度管理中的适用性表现为以下几个方面：其一，BIM技术能够对所有的工程数据信息进行汇总集成，利用数字化技术将这些信息整理并储存，可以有效避免数据丢失或信息断层；其二，BIM技术通过建立三维仿真模型，在设计阶段解决构件和设备冲突等问题，优化设计方案，避免设计失误，还能提前预演和模拟施工过程，实现施工过程的可视化，可以有效地解决施工过程中出现的技术问题；其三，BIM技术通过交互式平台为各参建单位和部门提供信息交流的空间，参建人员可以通过平台进行信息共享和沟通交流，对工作效率提高起到积极的作用。因此，BIM技术能适用于整个工程建设进度的管理中，可以有效控制工程进度，保证工程按计划完成。

4.2 BIM技术应用于工程进度管理的方法和策略

BIM技术的应用可以覆盖工程建设全过程的进度管理工作，以下根据工程建设开展的各个流程阶段，对BIM技术的应用策略进行逐一分析[5]。

4.2.1在工程进度计划编制环节中，可以利用BIM技术建立三维模型进行工作分解，建立工程建设各阶段、各实施主体和建筑模型构建之间的联系，通过时间模拟进行工程进度计划演示，将项目的时间和资源进行科学分配和管理，制定出合理的工程进度计划。

4.2.2 在建设项目方案设计阶段，可在BIM建筑模型上进行能耗分析、结构分析、采光分析、绿色建筑分析、建筑设计规范检查等，能更准确地估算出工程各项性能和造价情况。在设计方案细化过程中，利用BIM模型可以进行碰撞检查，解决建筑、结构和设备之间的冲突，优化深化项目设计方案，减少了在施工阶段可能出现的错误损失，避免了由于设计失误而引起的变更和翻工，还可以加快施工进度，为工程降低建造成本。

4.2.3 在工程施工准备阶段，工程设计完成后开始制定施工方案时，可以在BIM模型上进行施工进度的动态模拟，利用三维模型能直观地展现出每项细分工程及工序的配合与衔接，制定出合理的施工方案。还可以进行施工场地布置模拟，安排好施工设备位置及进出场时间，使施工现场工作开展有条不紊。使用BIM的虚拟施工技术，可以通过对施工全过程或关键过程进行模拟，验证施工方案的可行性，从而加强可控性管理，大大提高工程施工效率，提高工程质量，消除安全隐患、保证施工安全，而且有助于降低施工成本与时间耗费，在最大范围内实现资源合理运用[6]。

4.2.4 在工程施工实施阶段，在施工材料管理方面，使用BIM技术可以模拟施工现场的材料运输路线，使材料运输点对点，减少材料的二次搬运，进而有效提高各工序的配合进度，加快施工进度。利用BIM的关联数据库，可以准确快速的统计建设范围内每个区域、每个构件的材料信息和用量，管理人员可以及时掌握控制材料检测和消耗信息，为采购计划提供准确的数据支撑。在施工进度控制方面，管理人员能通过及时更新BIM中的工程数据记录，对工程的施工情况进行实时跟踪，一旦发现实际的施工情况和计划的施工进度出现偏差，需对出现偏差的原因进行分析，并进行及时的纠正和调整，实现对工程进度的准确把控，提高解决工期延误和工程变更等问题的效率。

4.2.5 在工程竣工验收阶段，还能使用BIM模型模拟工程交付使用后的运营情况，对检查工程质量、控制建筑节能、统计资产信息等方面也有重要意义[7]。

4.3 BIM技术应用于工程进度管理的难点

如上文分析叙述，BIM技术是通过仿真技术建立三维模型，在其基础上添加工程建设的时间、成本、检测等信息，形成一个更有效的管理空间。随着BIM技术在工程进度管理中的应用不断发展和深入，BIM技术正朝向更多维、综合的空间模型建立发展。这就要求工程管理人员首先要熟悉掌握BIM软件的使用，并对收集的所有工程数据进行统筹处理，从而对工程进度管理有科学的、正确的判断，这就对工程管理人员的专业技术和信息统筹能力都提出了较高的要求。同时，为了实现对工程进度的有效控制，相关工作人员要在初始模型中进行工程信息的添加，进一步生成更复杂的模型，其中的难点就是复杂的建筑结构中会有非常多的构件和设施，进行数据添加的工作量较大，因此人力物力的消耗较大，并且需要进行反复的修改和调试，将会给管理人员带来持续性长且庞大的工作量。

在工程进度管理中使用BIM技术，可以使参建的各单位和部门实现信息和数据的共享，促进各单位和部门之间的协同作业。但是，由于BIM技术的复杂性，可能出现用户并发访问、重复录入信息等现象。这就需要工程进度管理人员定期检查整理信息数据，对访问人员在管理权限上进行细化分类并做出分级限制，以免发生工程信息的重复或冲突，保证工程进度管理的顺利进行[8]。