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基于BIM技术的施工进度管控研究

发表时间：2020/12/15 来源：《基层建设》2020年第24期作者：蒋明波郑攀登廖言金鑫何梓聪

[导读] 摘要：随着科学技术的革新，越来越多的新技术被应用到各个行业中，建筑领域也不例外，随着BIM技术的引进也使建筑行业的工作方式发生了改变，促进建筑行业从粗放式向精细化改变。

        中国建筑第八工程局华南分公司广东广州 51000
        摘要：随着科学技术的革新，越来越多的新技术被应用到各个行业中，建筑领域也不例外，随着BIM技术的引进也使建筑行业的工作方式发生了改变，促进建筑行业从粗放式向精细化改变。随着BIM技术的不断发展和成熟，应用BIM技术能大大提高项目的管理水平，降低生产成本，提高生产效率。
        关键词：BIM技术；进度管控；成本控制；降本增效
        Research on construction schedule control based on BIM Technology
        Jiang Mingbo，Zheng Ppandeng，Liao Yan，Jin Xin，He Zicong
        （China Construction Eighth Engineering Division Guangzhou Branch，Co.，Ltd.，Guangzhou Guangdong 51000，China）
        Abstract：with the innovation of science and technology，more and more new technologies are applied to various industries.The construction field is no exception.With the introduction of BIM Technology，the working mode of the construction industry has changed，which promotes the construction industry to change from extensive to fine.With the development and maturity of BIM Technology，the application of BIM Technology can greatly improve the management level of the project，reduce the production cost and improve the production efficiency.
        Keywords：BIM Technology；progress control；cost control；cost reduction and efficiency reduction
        0引言
        建筑信息模型技术（BIM）是一种数字化的管理方法，是以建筑三维模型为基础，把建筑工程项目的几何信息和非几何信息全部数字化后融入模型，在计算机上形成一个详细、真实的三维动态信息模型。BIM 作为一项新技术，目前已在建筑工程管理中得到了有效运用，不仅可以加强管理者的进度控制能力，减少工程延误风险，而且能够节约施工时间，为项目进度管理带来方便的同时也创造了巨大的效益。
        1BIM技术的概况
        1.1 BIM技术的定义
        建筑信息模型（Building Information Modeling）简称BIM，是指在建设工程及设施全生命周期内，对其物理和功能特性的数字化表达，并以此设计、施工、运营的结果的总称，总结下来有三个主要方面内容：
        1.BIM 是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。
        2.BIM 是一个完善的信息模型，能够连接建筑项目生命期不同阶段的数据、过程和资源，是对工程对象的完整描述，提供可自动计算、查询、组合拆分的实时工程数据，可被建设项目各参与方普遍使用。
        3.BIM 具有单一工程数据源，可解决分布式、异构工程数据之间的一致性和全局共享问题，支持建设项目生命期
        Building – 建筑或建筑物：广义的说，应该涵盖所有工程结构物（包括土木与建筑）。不仅仅单单指建筑物，而整个建设领域的代称，包括土木工程，桥梁工程，水利工程，暖通工程等等。
        Information – 信息：指对实体空间之工程结构物的相关数据或行为。信息分为几何信息和非几何信息，其中非几何信息的多少决定BIM模型的复杂程度，BIM技术集合信息技术形成的是信息技术。信息是BIM的核心所在，尤其是几何与非几何两种信息的关联关系。
        Model（ing）–建（塑）模：Modeling是来自信息技术中面向对象技术的专有术语，简单的说，它是“对象化”的意思，就是将实体空间的实物（例如柱子）之属性（例如断面尺寸、材质）及行为（例如上下端相连的梁或柱，或侧面是否有墙的判断准则等），用面向对象技术将此关系，在虚空间组构起来，是一个动态实时更新过程。
        1.2 BIM技术的特点
        建筑行业传统的建造方式存在很大的弊端，造成了资源的大量浪费，引进了BIM技术之后，促进了建筑行业由粗放式向精细化的转变，每年为建筑业避免推倒式浪费20亿。BIM技术自身的8个特点使得建筑业在引进了BIM技术之后发生了改变，分别是：可视化、参数化、一体化、仿真性、协调性、信息完备性、优化性以及可出图性。
        1）可视化
        可视化是BIM技术中最基础的特点，也是最基础的特点之一，之所以成为基础特点是因为BIM技术的其他功能要在可视化的基础上来实现，可视化其定义可以简单总结为“所见即所得”，包括在设计阶段将成果以三维的模式呈现出来；在施工阶段的可视化；运维等整个项目的全生命周期的可视，方便进行更好的沟通，讨论与决策。
        2）参数化
        参数化建模指的是通过参数（变量）而不是数字建立和分析模型，简单地改变模型中的参数值就能建立和分析新的模型，支持BIM参数化设计的有两部分分别是“参数化图元”与“参数化修改引擎”。
        3）一体化
        一体化指的是 BIM 技术可进行从设计到施工再到运营贯穿了工程项目的全生命周期的一体化管理，传统的建造方式可能存在建筑上游和下游存在信息割裂的情况，通过BIM技术的一体化特点能够将这个流程形成一个闭环。

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        4）仿真性
        BIM的仿真性一直是传统CAD难以比拟的，在过去如果想要进行仿真模拟的话，需要花费很多时间、精力与成本，而且因为对数据收集的匮乏，只能做一些表面工作的动漫或者漫游，不具有项目指导性意义，而现在可以很容易的完成，仿真性还分为建筑物性能仿真，施工仿真，施工进度模拟，运维仿真。
        5）协调性
        “协调”一直是建筑业工作中的重点内容，不管是施工单位还是业主及设计单位，无不在做着协调及相配合的工作。基于 BIM 进行工程管理，可以有助于工程各参与方进行组织协调工作。通过 BIM 建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调，生成并提供协调数据。
        6）信息完备性
        信息完备性体现在 BIM 技术可对工程对象进行 3D 几何信息和拓扑关系的描述以及完整的工程信息描述，如对象名称、结构类型、建筑材料、工程性能等设计信息；施工工序、进度、成本、质量以及人力、机械、材料资源等施工信息；工程安全性能、材料耐久性能等维护信息；对象之间的工程逻辑关系等。
        7）优化性
        在整个设计、施工、运营的过程中，其实就是一个不断优化的过程，没有准确的信息是做不出合理优化结果的。而BIM及其配套的各种工具能对项目进行优化处理。
        8）可出图性
        运用 BIM 技术，除了能够进行建筑平、立、剖及详图的输出外，还可以出碰撞报告及构件加工图等。把建筑设计图经过碰撞检查和设计修改之后生成综合设计施工图。
        2BIM在进度管控中的应用
        项目施工进度管控是项目管理中的重要内容，通过相关项目实践经验可以反映出来，一个项目的施工进度计划是否的合理安排，能否实时监控调整相关进度是对保证工程项目的工期和成本有直接的影响，是全面实施“三要素”的关键环节，直接关系到项目的经济效益和社会效益，具有举足轻重的地位。
        传统的进度计划管理是通过网络计划管理技术和Project等相关项目管理软件，利用甘特图进行管理，这种依靠传统的管理方法、技术和工具进行进度管理存在许多问题。并且不能做到对进度实时跟踪，实施跟新，不够直观不能够直接发现实际进度与计划进度的偏差。
        随着BIM技术的出现并不断成熟，引进BIM技术能够更加直观、实时的将施工过程可视化、动态化应用BIM技术可以大大提高项目管理水平，将项目管理向动态化转变。利用BIM系列软件进行施工组织模拟因此将BIM引入到项目进度管理中，有助于提高进度管理效率，利用BIM技术的可视化以及模拟性的特点，在进行具体施工之进行施工全过程模拟以及关键节点施工模拟，将本来实际发生的工程流程事先在电脑上进行模拟，模拟的过程中不会产生资源和成本的浪费，并且通过这种模拟之后还能发现进度管控中所存在的问题，事先发现问题，解决问题，避免不必要的浪费。
        利用BIM技术在施工过程中进行施工组织管理，在BIM系列软件上进行相关模拟，对场地的使用情况进行合理的分配，对机械的布置进行合理的规划，临时道路的规划使用，在施工人员及器械实际进场之前发现设计中存在的矛盾以及现场场地布置中所存在的不合理之处，防止出现各个阶段以及各个专业在施工过程中产生的冲突。
        3利用BIM技术进行进度管理的步骤
        BIM技术是基于空间的三维信息模型，但是如果仅仅只是局限于三维的空间当中，这样并不能够发挥BIM技术的实际价值，我们可以在三维信息模型的基础上加上时信息变成“4D”空间信息模型，在“4D”空间信息模型的基础上在加上成本变成“5D”空间信息模型，等等。如果只是进行进度控制，只需应用到“4D”阶段即可。
        a）构建精确的基于BIM的4D模型
        在相应的进度控制软件中将已经创建好的精确的3维模型导入，相应的进度软件我们以navisworks为例，在进度软件中提取三维模型的几何信息，如构件实体的几何尺寸、空间位置以及空间关系等，以及还有相关的非几何信息，如工程项目的类型、名称、用途、建设单位等基本工程信息。4D虚拟建造技术，其原理是为3D建筑信息模型附加上时间维度指标，从而构成4D模拟动画，通过在计算机上建立模型并借助于各种可视化设备对项目进行虚拟描述。此模型在施工过程中可以应用到进度管理和施工现场管理的多个方面，在进度管理上主要表现为可视化功能、监控功能、记录功能、进度状态报告功能和计划调整预测功能。
        b）4D施工管理平台中进行施工进度管理
        将4D管理平台搭建完毕之后，项目的管理者可以通过操作平台中的工具层将计划进度流程导入到相应的软件当中，利用该平台的功能实现施工进度、施工组织可视化模拟，以及对现场进度进行实时监控对比，及时调整计划安排，最终实现基于BIM技术的实时进度管控。
        4结语
        利用BIM技术的仿真性能够在电脑上进行进度模拟，次模拟过程不会出现资源的浪费，但是却可以在模拟的过程当中去发现现实中隐藏的问题或者是不能及时发现的问题，实现提前发现，提前解决，能够在最大限度上降低推倒式的浪费和管理的额外成本，降低施工过程中的风险，提高项目决策者对施工过程的实时控制能力。
        随着BIM技术的推广，项目上越来越多的人会运用到BIM技术，会进一步推动传统施工管理发生改变与优化，也将去修整现阶段BIM技术在施工阶段管理中存在的问题，实现BIM技术真正的价值与意义。
        参考文献：
        [1]刘占省.BIM技术概论（第二版）[M].中国建筑工业出版社.2018
        [2]建筑模型应用统一标准（Unified Standard for Building Information Modeling）.[S].中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.2016
        [3]陈小明.BIM技术对当前建设工程行业“降本增效”的实际意义探索.[J].工程造价管理.2020
        [4]马联华，黄敏.基于BIM技术提高建筑工程管理效率的有效途径探索[J].科技经济.2020