基于BIM技术的建筑工程施工进度预测 刘琳

发表时间:2021/6/23   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:刘琳
[导读] 摘要:工程建设对经济发展起到重要促进作用,工程目标按规划预期实现,是发挥经济和社会效益的关键。
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        摘要:工程建设对经济发展起到重要促进作用,工程目标按规划预期实现,是发挥经济和社会效益的关键。建筑工程建设是极度动态变化的过程,建筑工程呈现出工作量大、周期长的特点,由于施工过程复杂并且参与施工的单位人员众多,因此建筑施工管理与控制相对比较困难。现代建筑工程的目标越来越严格与复杂,项目设计多表现为大规模和大跨度的建筑,附加信息也种类繁多,施工工作中的不确定性和风险也随之增大。但是建筑工程常表现出材料消耗量与工程效率不匹配,施工效率不高等问题,如何有效利用建筑材料和信息,实现高效管理与控制,是建筑工程施工面临的主要问题。在施工进度管理中,应用BIM技术可以对施工进度进行管理与预测,模拟与展示工程进度和成本,为建筑施工提供了强大的信息技术支持。
        关键词:BIM技术;建筑工程;进度预测
        引言
        BIM(Building Information Model)指建筑信息模型,是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础,进行建筑模型的建立,通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。BIM概念最初应用于航空航天及机械制造行业,在建筑业的应用起于CharlesEastman博士的项目,主要的推动者是JerryLaiserin,最初的目的是为将来项目决策提供可靠的依据。BIM技术在各国产生了不同的理解,但总体上均得到了高度的重视和应用。我国自2001年倡导开展相关研究应用开始,历经“十一五”“十二五”及“十三五”,这方面也取得了丰硕的成果,尤其在国家“十四五”规划中明确,增强科技创新,加快推进基于信息化、数字化、智能化的新型城市基础设施建设和改造,更是吹响了全面行动的号角。
        1BIM技术特点
        传统CAD图纸是二维图纸,与此不同,BIM技术向工程人员呈现的是三维设计。如果考虑时间维度,BIM技术可以说是四维模型管理平台。BIM技术通过导入工程参数,并且对参数进行相应的编辑,最后向工程人员展现出3D效果模型,同时技术人员还可以在软件中对模型进行许多个性化操作,对建立出来的3D模型进行解读,完成对模型的信息输入,以供后续施工和运营时的信息调用。具体来说,BIM技术具有以下四个方面的特点:①更全面的生命周期模拟,BIM技术与CAD图纸相比最大的特色在于增加了时间维度,全方位地模拟了道路工程的设计、施工、管理和运营等全生命周期;②更直观的可视化图形,城市道路工程中尤其是桥梁、管线等,其复杂程度需要工程技术人员具有较强的空间想象能力,而BIM技术展现的则是三维模型,达到了“所见即所得”的目的;③各部门统筹协调,有序发挥职能,道路工程是一项庞大的工程,需要不同部门之间的交流合作才能完成,但是在工程建设过程中,各部门常常因为理解不同以及沟通不及时,浪费时间,导致工程延期。
        2基于BIM技术的建筑工程施工进度预测
        2.1进度计划编制
        传统进度计划编制很大程度上依靠的是编制人员的工作经验,制定者根据所提供的CAD图纸、有关合同文件和设计说明完成工作分解、各活动之间逻辑关系的确定和进度参数定义,于项目开工前就早早编制好了施工进度计划。一般编制人员都是根据平时积累的工作经验来估算工作持续时间和确定各工序间的逻辑关系。传统的进度计划主属于线性计划,当面对一些大型的工程项目时,工序数量就会变多,编制人员就很难理清施工工序之间的逻辑关系,也不利于后期的调整和校核。因此传统的进度计划编制不够全面和精确,资源分配不协调等情况也时常出现。

利用BIM技术编制施工进度计划,首先是使用相关软件建立WBS施工任务分解,然后将分解的WBS工作结构、施工进度计划等与建立好的3D-BIM模型结合,通过数据接口集成实现4D进度计划。传统的施工进度计划编制虽然以施工合同、施工方案、工作清单等资料为依据,但它以手工绘制这种编制方法还是较为抽象的。BIM以三维立体的形式来展示二维施工图纸,更加的直观形象,工程技术人员可以对施工各阶段的进度计划一目了然,更好的进行交流和沟通。
        2.2设计进度监控模块
        根据编制好的施工进度计划,对每个时段的工程量进行统计,计算出计划完成和实际完成工程量,对这2项数据进行对比,得出评价指标:进度偏差值。在施工进度控制过程中,一旦进度偏差超过可靠性区间,就会发出预警信号,以便针对性地采取措施。除了通过计算施工工程量偏差值进行预警外,还需要针对不同单元工作,基于BIM技术基础上,对施工持续时间进行定量分析,以实现精确的进度动态控制,以保持施工工程的持续进行。为计算施工持续时间,先根据各单元工作的自身因素进行分析,确定单元工作的质量、进度与成本三者不同权重的效用函数。将当前进度下的计划施工持续时间记为td,d,该条件下的效用记为ud,正常情况下根据计划时间tj的效用表示为uj,则存在以下3种情况:ud>uj,施工进度按有利方向进行;ud=uj,施工进度与计划工期相等;ud<uj,施工进度朝不利方向进行。前2种情况均不需要采取措施,第3种情况则需要采取一定措施来保证施工按进度完成。
        2.3进度计划执行
        传统的施工进度计划制定后一般利用网络技术优化进度计划,从而制定各季度进度计划目标,产生较为明显的主观意识,并且在执行过程中受到的影响因素比较多,如施工环境、设计变更、材料供应或项目各参与方等客观因素,一些难点问题它是很难预测到的。传统的进度控制忽略了事前控制,更注重的是事中和事后控制,它是在问题发生后再采取相应的措施进行进度的优化,这种被动的控制不具有前瞻性,而且工作效率也较低。另外,它没有模拟论证进度计划实施的过程,也很难预测到施工过程中的重难点问题,不能提前准备预防措施。因此,在实际施工现场中的指导力度不够。与传统的进度控制相比,基于BIM的施工进度控制有一个很大的优点就是它能进行施工进度模拟。BIM可以在3D可视化模型的基础上增加时间维度,转化为4D进度计划模型,然后再使用计算机软件进行进度模拟,虚拟整个施工过程。施工人员可以实时动态监控,能及时地解决进度偏差问题,最优化进度模型并指导施工,实现了基于BIM的进度控制、参与人员以及施工过程的集成化管理。
        3案例总结
        通过BIM+智慧工地系统的应用,项目进度较原先提前了14天,真正帮助项目在过程中实现了降本增效。项目积累了大量的数字资产,规范了日常业务管理和作业,不管是为项目管理决策还是对外宣传展示,都彰显了本项目信息化和数字化的实力;也为项目各部门及集团培养积累了数字化、信息化管理人才,在应用过程中,逐渐改变传统的管理形式,逐步提高了信息化意识。
        结语
        采用BIM技术具有一定准确性,可有效预测并控制施工进度,提高建筑工程施工效率,有助于提升我国建筑工程信息化管理水平。但本文研究还存在一定不足。由于影响施工进度的因素十分复杂,后续应进行深入分析与研究,更好地完善进度预测和控制体系,进一步促进建筑工程施工的发展。
        参考文献:
        [1]中国建筑业BIM应用分析报告编委会.中国建筑业BIM应用分析报告(2020)[M].北京:中国建筑工业版社,2020.GB/T51212-2016,建筑工程信息模型应用统一标准[S].
        [2]曹宇军.BIM技术在施工进度管理及施工技术交底中的应用[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2020(7):164-165.
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