BIM技术在施工进度管理中的应用及评价

文｜中电建路桥集团有限公司 霍晓科

1 引言

BIM 技术为建设单位、设计单位、监理单位及施工单位等参建方提供了沟通交流、协同工作的平台，解决了参建方之间存在的“信息孤岛”的问题[1]。施工阶段，利用BIM 技术进行空间立体式布置，提高了临时设施规划的合理性；依据BIM 技术可视化的特点进行深化设计，减少不同专业间的交错碰撞，更加高效的指导现场施工；基于BIM 的虚拟建造，实现可视化交底，同时通过对施工方案的动态模拟，提前发现实际建造过程中可能出现的问题，有效提高建造水平。随着BIM 技术不断成熟，将对施工过程产生巨大的影响，大幅度提高项目管理水平，为项目达到预期目标打下坚实的基础。

进度管理主要由进度计划编制、实施及控制等内容组成。由于施工过程中存在“信息孤岛”和进度管理效率低下等原因，传统进度管理存在着无法有效发现施工进度计划中的潜在冲突、进度跟踪分析困难以及进度调整缺乏整体性等[2]一系列问题，严重影响项目预期目标的圆满实现。与传统的进度管理模式相比，BIM 模型包含了丰富全面的施工信息，作为各参建方协同工作的统一模型，方便各参建方之间的沟通交流，有效提高了进度管理效率。

2 BIM 技术在进度管理的应用

2.1 BIM 技术在进度计划中的应用

基于BIM 的施工计划是将三维模型和进度计划链接在一起，构建4D-BIM 模型，使进度计划可以动态4D 模型展现，主要包括以下几个方面：

（1）利 用Revit、Bently 或ArchiCAD等软件创建所需的BIM 三维模型，施工单位也可以使用业主单位或设计单位提供的设计BIM 模型，但一般要经过必要的处理。

（2）依照单项工程、分部工程、分项工程的顺序由粗到细的建立WBS 分解结构，在建立工作分解结构之后，依照施工合同的相关内容，结合现场实际情况，合理设定工作单元的工期信息，形成工程施工的进度计划。

（3）将进度信息与BIM 三维实体模型关联，形成基于BIM 的施工项目4D 模型，实现4D 进度计划。基于BIM 的进度计划编制流程图如图1[3]所示：

图1 基于BIM 的进度计划编制流程图

基于BIM 技术可视化的特点，4D-BIM模型构建成功，可以对整个项目施工计划的进行动态模拟，实现进度计划的可视化展示，提高了进度计划编制的效率，同时依据4D 进度计划可以更加快速准确发现计划存在的问题，减少施工过程中计划修改调整的次数，提高了施工计划的合理性。

2.2 BIM 技术在进度控制中的应用

2.2.1 基于BIM 的施工进度跟踪分析

为了顺利达到项目预期目标，施工过程中需要进行跟踪管理，对比计划进度和实际进度，分析是否存在偏差，并对已出现的偏差采取纠偏措施。基于BIM 的进度跟踪分析主要包含两个核心内容：

（1）施工单位、监理单位等各参建方对于实际进度信息的收集以及更新工作。参建方可以安排专职人员根据现场实际情况对进度信息进行实时收集，并定期更新；利用视频监控、三维激光扫描设备对现场实际进度进行全方位扫描，然后将扫描数据上传，实现自动化收集进度信息[4]；随着装配式建筑的兴起，利用射频识别技术（RFID）可以获取从设计到施工实施时，动态的施工进度信息，从而实现对施工进度的跟踪分析[5]。

（2）将现场实际进度与计划进度进行对比并统计分析，发现偏差和问题。基于BIM 技术的施工进度对比一般以表格、横道图以及模型等多种视图进行展示，对比结果形式更加多样化。与传统的进度跟踪分析不同，基于BIM 技术的进度跟踪分析将进度对比结果可视化，帮助施工管理人员更加清楚直观地掌握偏差情况，同时根据BIM 模型中工程量、成本等信息，可以更加快速准确计算工程量、工程成本之间的偏差，实现工程进度全方位分析。

2.2.2 施工进度计划调整

当现场实际进度与计划进度偏差偏大时，需要对局部甚至整体的施工进度计划进行调整。传统的进度计划一般采用Microsoft Project 中的横道图表示，关键线路不明确，计划调整工作量大。而基于BIM 技术的施工计划调整有着以下几点优势：

（1）基于BIM 技术操作可视化、数据集成等特点，结合CPM 等成熟计算方法将关键节点在模型中直观展示出来，为后期进度计划调整提供了依据。

（2）基于BIM 技术对进度计划进行调整，更新的数据将直接刷新BIM 模型，以更加直观的方式展现计划调整的结果，提高管理效率。

（3）依据BIM 模型中关联的工程量、工程造价等信息，可以为进度计划所需的人员、材料、机械提供依据，使得采取的纠偏措施更加有效。

3 基于BIM 的进度管理效益评价

近年来，随着BIM 技术的不断发展，应用的范围越来越广，产生的成果也是越来越多，如何对BIM 的应用价值进行有效的评价，成为了一个值得关注的问题。部分文献对应用BIM 产生的效益做了定性的评价，但是定性的评价不足以引起各参建方对BIM 的重视。为解决BIM 应用效益衡量的难题，本文建立基于BIM 的工程项目进度管理效益评价指标体系，采用专家打分法确定各指标权重，最终明确基于BIM技术的进度管理产生的效益。

3.1 基于BIM 的进度管理效益评价指标体系

项目评价的首要工作是明确评价指标，评价指标是BIM 进度管理效益评价的前提与核心。工期管理是进度管理中的核心内容，工期长短直接反映了进度管理的好坏，本文将缩短工期作为应用BIM 技术的项目进度管理的衡量标准，根据施工过程中影响工期的因素划分，将效益评价指标分为如下几类[6]：

（1）返工次数

传统的施工图设计中各专业之间存在“信息孤岛”，而且二维图纸直观性较差，对设计人员的空间立体感要求很高，在结构复杂，特别是在管线密集的地方，不可避免的发生冲突和碰撞，极有可能导致返工，延长工期。然而在施工中应用BIM 技术后，通过管线碰撞、净高控制检查等可以有效减少返工次数。BIM 的应用价值可以用如下公式来表示：

节约工期天数=Σ（BIM 应用前返工天数-BIM 应用后返工天数）

（2）施工图交底、消化时间

现场施工技术交底一般以书面形式进行，大多采用二维图纸，交底的整个过程以及接受交底的人员消化图纸的时间较长。基于BIM 技术的可视化的特点，以三维模型的形式，并结合施工方案的动态模拟进行综合交底，大大提高了交底效率。BIM的应用价值可以用如下公式来表示：

节约工期天数=Σ（BIM 应用前施工图交底、消化时间-BIM 应用后施工图交底、消化时间）

（3）工程变更影响时间

工程变更贯穿于项目实施的整个过程，主要分为设计变更、进度计划变更等。施工过程中发生设计变更，需要经过设计单位修改图纸、建设单位确认、监理单位下发、施工单位施工等多个环节，流程较长，对工期影响较大，利用BIM 技术可以有效减少设计修改图纸以及施工单位技术核定时间，减小由于设计变更对工期的影响；不可抗力等原因导致的工期拖延，需要对原进度计划进行调整，对比工程中广泛使用的横道图，利用BIM 技术可以更加快速准确发现计划存在的问题，减少施工过程中计划修改调整的次数，提高了施工效率。BIM 的应用价值可以用如下公式来表示：

节约工期天数=Σ（BIM 应用前工程变更影响天数-BIM 应用后工程变更影响天数）

（4）施工纠纷、协调时间

施工过程涉及业主、监理、供应方以及总包、分包等多家单位，不可避免的会出现各种矛盾和纠纷，严重影响施工进度。BIM 技术的应用解决了参建方之间存在的信息孤岛的问题，有效提高了进度管理效率。BIM 的应用价值可以用如下公式来表示：

节约工期天数=Σ（BIM 应用前施工纠纷、协调时间-BIM 应用后纠纷、协调时间）

3.2 基于BIM 的工程项目进度管理效益评价指标权重

指标的权重赋予是综合评价的关键。本文采用专家打分法对各个指标权重进行赋值[7]，现假定邀请了i 位专家对评价指标进行打分，为方便统计，i 个专家采用A-I进行编号，返工次数、施工图交底消化时间、工程变更影响时间以及施工纠纷协调时间分别采用“Ⅰ”、“Ⅱ”、“Ⅲ”及“Ⅳ”表示。

表示：A Ⅰ、B Ⅰ....I Ⅰ---各个专家给指标Ⅰ的打的分数。

最后，经过加权得出工期减少的天数，从而得到基于BIM 的工程项目进度管理效益。

4 结语

本文从进度计划编制及进度计划控制两个方面分析了BIM 技术在施工项目进度管理中的应用[8]。通过将进度计划与BIM模型进行链接，构建4D-BIM 模型，实现4D 施工进度计划的编制；从进度偏差分析、进度计划调整两个方面阐述了BIM 技术在进度控制中的应用，使得项目总体进度与总体计划趋于一致。本文还详细阐述了如何确定应用BIM 技术产生的效益，通过确定相关指标以及权重，从而量化应用BIM技术产生的效益，使得BIM 的应用价值评价更加清晰明确，有助于BIM 技术的发展、推广。