基于BIM的装配式建筑施工进度管理研究

陈凯

（山西西山金城建筑有限公司， 山西 太原 030000）

装配式建筑主要是将建筑中要使用的相关大型部件在工厂提前生产制作完成后， 再运送至工地现场进行组装的一种建筑方式， 主要是 “板、 梁、墙” 等“骨架” 部分， 通过现场的拼装成为一个整体， 这种方式是建筑领域中的一种创新。

1 影响装配式建筑施工进度原因分析

针对装配式建筑进度管理中出现的问题进行分析后发现， 其中能够影响施工进度的因素相对广泛，存在的问题也越来越凸显， 主要问题如下。

1.1 建造技术不完善， 构件质量不符合标准

在建筑过程中， 推广装配式建筑施工进度管理中受到的最大的困难就是技术， 建造技术的不完善，也就导致现场施工很难完善管理， 目前现有的技术工艺虽然能够对施工流程有简化的作用， 但是这种简化方式也会凸显出更多复杂的问题， 因为装配式建筑的特点， 在将已经生产好的构件在现场进行装配的时候， 对构件的质量要求较高， 构件的精准程度也是装配是否能够顺利进行的影响因素， 这就让相对传统的装配式建筑带来了很多压力和困难[1]。

1.2 标准化集成化相对较弱

在装配式建筑施工的过程中， 需要重视项目的标准化、 集成化水平， 只有这两项指标达到较高的水准， 才能更好地开展项目管理工作。 其中也囊括了所有项目环节， 针对装配式建筑施工来说， 各个环节都有不同的项目主体， 由于集成化水平相对较低， 前一阶段的建造信息无法在后一阶段的施工当中得到利用， 与此同时， 下一阶段发现了问题也无法及时反馈到上一阶段当中， 这就导致了下一阶段项目管理人员由于数据 和信息的不足， 而无法及时准备预案。 现阶段装配建筑施工项目管理依然受到传统项目管理的惯性影响， 集成化水平较低的问题也无法在短时间内得到解决。 能否实现集成化， 其主要取决于不同阶段的施工主体利益情况能否得到实现， 例如工程建设的各个主体， 如业主、 设计单位和施工单位的利益都存在一定的区别， 因而关注点也存在不同， 这就需要整合项目不同阶段主体的利益， 重视项目进度的整体推进， 这样才能让集成化水平得到提升[2]。

1.3 协调管理能力的缺陷

由于装配式建筑的建设需要多个专业配合， 对于多专业配合紧密度要求更高， 因而只有相关管理人员拥有足够的协调管理能力， 才能让项目能够顺利推进。 其原因在于装配式建筑施工的每个环节之间关系非常紧密， 任何一个步骤出现错误， 都会给后续施工过程造成影响。 和传统建筑工程相比起来，装配式建筑的建设周期更短， 建造过程也较为紧密，因而这就需要项目管理人员拥有足够的协调和组织能力， 这样才能对于项目进度实现把控。 施工管理人员在现场则要及时收集和整理数据， 将数据资料提交到项目负责人， 如果遇到施工问题， 则需要结合方案来制定合理的措施加以补救， 从而确保项目可以实现动态控制。

1.4 信息利用程度不高

装配建筑的施工对于信息利用程度有着较高的要求， 在此基础上， 施工各方也要有较高的信息共享度， 这样才能将装配建筑的优势发挥出来。 信息化技术发展的一大重要目标就是实现信息共享， 因而提高信息利用率就成为了装配式建筑工程管理中的重中之重。 传统的建筑工程在施工过程中， 施工信息共享和传递的问题大多可以借助于管理人员的施工经验来完成， 但是对于装配式建筑而言， 单纯地依靠施工经验也难以解决信息共享不充分导致的各种问题， 装配式建筑施工需要全新的专业知识， 因而缺乏在该领域拥有丰富管理经验的工程管理人才[3]。

2 BIM技术在装配式建筑工程进度管理中的应用优势

前文中对于装配建筑工程进度管理困难的成因进行了分析， 其原因包括有信息传递具有落后性、进度管理方法缺乏创新， 以及没有对于各个阶段的工作进行高效指导。 而BIM技术的应用则可以较好地补足这些缺陷。 下面对于BIM技术在装配式建筑工程进度管理中的应用优势进行分析。

2.1 信息覆盖面广

BIM模型当中具有非常完善的建筑信息， 因而建设单位可以在这些信息当中找到自己需要的内容，将本部门的信息向其他部门进行共享， 方便对齐进度， 为过去一段时间里建筑行业中普遍存在的信息不对称问题得到解决。 举例来说， 在构件生产的过程中， 生产厂商可以提前获取构件信息来预先生产，如果存在疑问则可以预先和设计人员进行沟通， 以提高构件的加工质量。

2.2 全过程管理的特点

建筑工程的进度管理需要实现全过程管理， 将事前预防、 事中控制和事后总结结合起来。 在施工之前， 首先可以通过BIM系统来进行施工模拟， 提前发现施工过程中可能遇到的问题， 之后及时进行整改， 即可减少返工问题的出现。 在吊装施工方面，BIM技术也可以模拟吊装动画， 让施工人员确定构件装设顺序， 在需要预制构件的时候再将材料运输到施工场地， 从而在保证施工进度的同时避免了材料堆放。

3 BIM技术在装配式建筑进度管理中的应用步骤

3.1 建设三维模型

三维建模是BIM应用最多的一个功能， 除了三维建模之外， 也可以建立进度计划和关联模型。 三维建模是通过Revit来完成的， 该工具可以导入项目标高和轴网信息， 从而生成一个较为完整的视图，基于此， 即可建立三维模型。 而进度计划的制定则需要结合建筑预制构件类型的不同来选择最为合适的工程结构， 将其划分到多个WBS 工作报告当中，之后即可对进度计划进行变质。 将所建立的模型向Naviswork 导入， 之后运用Revit来导入.vrt文件，如果是其他工具所建立的模型， 则可以将文件的扩展名变为.ifc。 模型当中的构建集和WBS 工作报告需要保证一致， 来确保计算机设备构件能够和进度计划之间实现自动关联。 基于Naviswork 模拟功能的支持， 可以动态模拟建筑工程的施工过程， 在模拟几个初期的施工环节之后， 即可预测后续施工中是否存在其他问题， 一旦发现问题即可进行改进。 在施工当中， 也需要及时完成数据收集， 例如进度信息、 成本信息、 构件供货和市场行情等等， 将这些信息整理完毕之后一同上传到云端， 即可形成一个内容丰富的数据库。 在现场还要配置专门的工作人员来在管理平台上传输信息。

3.2 确定施工进度合理性

从本质上来看， 编制进度计划是一项长期工作，需要在施工模拟的过程中反复检查， 尽量发现所有问题， 并且结合实际情况来对进度计划进行调整。例如在BIM可视化功能的支持下， 工程管理人员可以对于施工过程中可能出现的问题进行预判， 确定施工流程的合理性， 以及确定各项工作环节能否达到预期要求等等。 每次模拟的实质都是对于进度计划的检查， 如果发现进度目标不合理则要立即进行修正。 同时还要实现进度数据和模型之间的同步性，工程管理人员则可以同时调整进度计划、 建筑三维模型， 在修改三维模型的过程中， 进度计划也会发生改变， 从而实现对于进度的动态化调整。

3.3 生产构件

在前文分析中已经提到， 装配式建筑的构件生产质量会直接对于预制装配环节的效率产生影响，如果能够将BIM技术应用于构件设计和生产环节，则可以有效地提高构件生产质量和生产效率。 从本质上来看， 装配式建筑是将建筑行业和工业相结合的产物， 而预制构件也有着标准化的优势， 其中很多构件需求量较大， 这也为标准化生产提供了足够的条件， 例如预制梁、 外墙。、 楼梯和空调板等等。而设计单位可以直接在BIM 管理云平台当中上传BIM模型， 为生产厂家的生产工作提供可靠的依据，生产厂家会结合平台当中所汇总的三维建筑模型和生产条件来对磨具进行设计和调整， 进而再进行施工。 举例来说， 在Revit模型上就可以获取墙体结构的类型和厚度， 而生产厂家就可以根据这些信息来完成构件的生产， 除此之外还要注意预留预埋方面的问题。

对于预留预埋的问题， 如果排水管道和天然气管道预埋深度不足， 或者位置不当， 都会对施工造成不便， 很多墙体的表面还设有装修面层， 因而这就需要构件生产厂商在生产的过程中对于装修面层的材料信息有详细的了解。 在生产准备的过程中，生产厂商可以掌握构件模型信息， 来获取对应的材料模具， 形成一套完善而合理的生产计划。 生产的过程中， 设计单位也可以在模型中导入调整完毕的构件信息， 之后自动转换为生产设备可识别的样式，从而实现自动化生产。 经由准确的构件信息来指导生产加工环节， 来让构件生产的精度和质量得到保证， 避免构件加工不合格、 孔位偏差所造成的一系列问题， 这样就可以保证后续施工能够按照预定计划实施。 在质检工作当中， 如果发现构件质量问题，如墙体裂缝， 也可以直接在BIM管理平台上输入问题， 让管理人员能够及时查看， 并提出相应的方案，后续构件入库也可以执行该步骤， 运用BIM平台来共享构件信息。

3.4 BIM在现场装配式施工的应用

装配式建筑工程施工的主要步骤就是构件吊装，而BIM拥有模拟施工功能， 可以将施工全过程以直观的方式展现在人们面前， 管理人员也可以在这个过程中对各个施工环节进行检查， 确保其合理性。在施工过程当中， 动态模拟环节是进度控制的重要手段， 这也是传统工程管理模式中无法实现的功能。在施工模拟的过程中， 管理人员可以对于各个环节施工情况、 不同工序之间的衔接关系进行了解， 在吊装模拟当中来确定最为合适的施工顺序， 之后再生成模拟动画， 向现场施工人员阐述施工计划。 这样就可以有效地降低理解成本， 提高施工效率。

4 案例分析

本项目为某装配建筑工程， 用途为居民住宅楼，工程建筑面积为180000m2， 如表1 所示， 为项目的基本信息。

在项目模型建立的过程中， 首先由BIM建模人员研读设计院提供的二维CAD图纸， 总结楼层整体设计、 各楼层平面设计和剖面设计的要点， 并且整合预制构件生产图、 材料明细表等信息， 最终建立三维模型。 之后使用Autodesk 软件中的Revit来完成建模， 而在施工计划的编订上则采用Project完成，在完成上述工序之后使用Navisworks来模拟施工进度。 为进度计划， 该进度计划为安慰你找构件类型分解项目之后， 再使用Project而得来的[4]。

之后在Naviswork 当中导入初步审核进度计划和所建立的三维模型， 将这些信息进行关联。 之后再将其他施工任务的相关信息融入到模型当中， 这样即可实现动态模拟。 如图2 所示， 为施工进度模拟示意图。

图2 项目施工进度过程模拟

在实际施工的过程中， 由于施工数据处于动态变化当中， 而信息交互也是实时完成的， 因而这就需要现场工作人员能够将各个环节的工作尽量完善起来， 在自己的职责范围内， 将信息导入到BIM系统当中， 这样就可以为后续施工进度规划提供可靠的支持。 在进度控制的过程中， 应用BIM模型可以在可视化功能的支持下， 对施工过程不同环节的施工需求来有针对性地提供支持， 并且确定施工的过程中是否存在偏差、 不合格的问题， 如果存在， 则需要分析原因， 并积极改正[5]。 运用BIM平台， 可以通过所收集到的数据信息来判断工程施工的实际情况， 进而确定各个环节施工顺序的合理性， 保证工序之间可以顺利衔接， 并且在进度控制方法和施工计划方面提出可参考的意见。 运用可视化的施工过程分析技术， 可以实现输入偏差分析， 进而调整进度计划控制方法。 和传统的工程管理模式相比，BIM技术的优势非常明显， 不仅有可视性， 同时交互性较强， 在多个方面都存在显著优势。 尤其是土建、机电施工， BIM的应用可以避免交叉碰撞， 确保工程施工的有序开展， 从而有效地落实了施工进度[6]。

5 结语

综上所述， BIM技术的正确应用一方面可以加速装配式建筑施工的全面发展， 另一方面也能够保证装配式建筑的质量， 从工程整体入手管理整个工程项目的进行， 合理规划项目进度以及资金投入，BIM技术还能够在建筑之初和过程中控制成本， 降低材料的浪费， 这项技术也为装配管理打开全新的管理模式和管理思维， 加速了建筑领域的发展进程。