周港

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工程項(xiàng)目施工進(jìn)度管理與數(shù)字化技術(shù)不斷融合，創(chuàng)造出了新的施工進(jìn)度控制及優(yōu)化方法，實(shí)現(xiàn)了施工進(jìn)度的信息化和精細(xì)化管理，不僅提高了工作效率，還節(jié)約了資源。本文闡明了基于數(shù)字化技術(shù)的施工較傳統(tǒng)施工的優(yōu)勢(shì)，解釋了數(shù)字化技術(shù)的概念，分析了數(shù)字化建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)的運(yùn)用，進(jìn)一步拓寬了施工進(jìn)度管理優(yōu)化的新思路。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化技術(shù);BIM技術(shù);建筑施工;進(jìn)度優(yōu)化

Abstract： With the development of science and technology， the integration of project construction schedule management and digitization has created a new schedule control and optimization method， realized the informatization and fine management of construction schedule， which can not only improved work efficiency， but also saved resources. This paper illustrates the advantages of digital technology over traditional construction， explains the concept of digital technology， analyzes the application of digital Building Information Modeling （BIM） technology， which furtherly to broaden the new ideas of construction schedule management optimization.

Keywords： digital technology; Building Information Modeling （BIM） technology; building construction; schedule optimization

在整個(gè)建筑工程施工過(guò)程中，施工進(jìn)度、質(zhì)量及成本三者呈對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系。施工進(jìn)度的管控關(guān)系著工程項(xiàng)目的質(zhì)量及成本效益。通過(guò)引入數(shù)字化建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)，可以整合各個(gè)行業(yè)的信息數(shù)據(jù)，及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)并解決施工過(guò)程中存在的問(wèn)題，同時(shí)可以對(duì)建筑施工采取事前控制，從而有效提高建筑施工的整體質(zhì)量。利用數(shù)字化BIM技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)施工過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化，有利于建筑工程在保證質(zhì)量和成本的前提下充分利用資源，從而確保施工計(jì)劃順利進(jìn)行。

1 傳統(tǒng)施工過(guò)程存在的問(wèn)題

1.1 傳統(tǒng)施工現(xiàn)場(chǎng)存在的問(wèn)題

傳統(tǒng)施工進(jìn)度管理無(wú)法實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)的精細(xì)化管理，不能有效控制各種影響因素，難以及時(shí)采取措施解決施工過(guò)程中出現(xiàn)的安全技術(shù)問(wèn)題，且難以保障工程的質(zhì)量和效率。施工過(guò)程中存在著各種危險(xiǎn)因素，如果施工現(xiàn)場(chǎng)管理力度不足，不僅會(huì)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)有關(guān)人員及周圍環(huán)境造成不利影響，而且會(huì)產(chǎn)生不必要的返工返修，產(chǎn)生不必要的成本支出，影響施工進(jìn)度計(jì)劃的實(shí)施[1]。

1.2 傳統(tǒng)施工進(jìn)度管理存在的問(wèn)題

在傳統(tǒng)施工進(jìn)度管理過(guò)程中，工程師僅對(duì)建筑工程量進(jìn)行一個(gè)大致的估量后便開(kāi)始進(jìn)行工程建設(shè)，無(wú)法把控工程進(jìn)度。傳統(tǒng)施工隊(duì)中部分人員責(zé)任意識(shí)淡薄，與相關(guān)人員的協(xié)作不夠積極，會(huì)在極大程度上降低工程效率和工程質(zhì)量。如果施工人員綜合素質(zhì)不高，那么他們將無(wú)法準(zhǔn)確掌握施工圖紙的所有要求，就會(huì)產(chǎn)生不必要的返工，造成資源浪費(fèi)。傳統(tǒng)施工中各專業(yè)之間缺乏信息的及時(shí)溝通，導(dǎo)致各方獲取的信息存在不對(duì)稱問(wèn)題，難以實(shí)現(xiàn)充分的協(xié)調(diào)合作而影響施工進(jìn)度。此外，傳統(tǒng)施工利用二維圖紙難以實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度的可視化，導(dǎo)致施工過(guò)程中不能準(zhǔn)確預(yù)判可能存在的問(wèn)題[2]。

1.3 傳統(tǒng)施工資源配置方面存在的問(wèn)題

一般成功的工程建設(shè)能夠在施工過(guò)程中合理安排資源配置，對(duì)施工的各個(gè)環(huán)節(jié)都有合理的成本及資源預(yù)算。在傳統(tǒng)施工過(guò)程中，很難高效地分配資源，僅僅依靠技術(shù)管理人員來(lái)配置資源，缺乏專業(yè)人士及專業(yè)技術(shù)科學(xué)合理地統(tǒng)籌安排資源。同時(shí)，在建造過(guò)程中可能存在材料價(jià)格謊報(bào)、以次充好、偷工減料等行為，需安排監(jiān)察人員嚴(yán)密監(jiān)察資源分配過(guò)程，否則工程建設(shè)的資源分配會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重不平衡[3]。

2 建筑施工進(jìn)度數(shù)字化技術(shù)概述

數(shù)字化技術(shù)是當(dāng)今工程建設(shè)領(lǐng)域的新興技術(shù)。它積極運(yùn)用前沿的高科技技術(shù)，如云計(jì)算技術(shù)、人工智能（Artificial Intelligence，AI）技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及BIM技術(shù)等。施工進(jìn)度數(shù)字化主要基于BIM技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。BIM技術(shù)是對(duì)一個(gè)建設(shè)工程實(shí)體和功能的數(shù)字化表達(dá)，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)施工過(guò)程的數(shù)字化和智能化。運(yùn)用BIM技術(shù)可以有效解決傳統(tǒng)施工進(jìn)度管控中的弊端。在建筑施工過(guò)程中，BIM技術(shù)通過(guò)建立三維模型編制施工進(jìn)度計(jì)劃，并將其與三維模型結(jié)合構(gòu)成BIM 4D模型，根據(jù)施工方案進(jìn)行施工進(jìn)度模擬和跟蹤，同時(shí)通過(guò)事前控制及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出優(yōu)化方案。

3 數(shù)字化技術(shù)在建筑施工過(guò)程中的主要優(yōu)勢(shì)

3.1 可視化管理

基于數(shù)字化技術(shù)的施工進(jìn)度可視化管理，可以使各部門之間及時(shí)共享信息，更好地協(xié)調(diào)工作，避免傳統(tǒng)施工過(guò)程中信息交流不暢等弊端?？梢暬芾砟軌蚴鬼?xiàng)目管理者更加直觀地把控施工進(jìn)度，通過(guò)構(gòu)建三維立體模型呈現(xiàn)復(fù)雜的施工圖形，使整個(gè)工程建設(shè)過(guò)程處于可視化狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工成果的有效檢查，也可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)施工過(guò)程中的不利因素并予以解決，從而提高決策和施工效率。

3.2 提供完整的建筑信息模型

在施工過(guò)程中，通過(guò)運(yùn)用數(shù)字化BIM技術(shù)建立完整的建筑信息模型，可以將設(shè)計(jì)單位、建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位、運(yùn)營(yíng)單位以及供貨單位等有關(guān)單位歸納到施工進(jìn)度管理體系中，如圖1所示。在建筑工程建設(shè)之初便需及時(shí)開(kāi)展信息的采集、整理和分析，把握好有關(guān)工程建設(shè)的各方面信息，以保證在施工過(guò)程中相關(guān)部門能夠有效實(shí)現(xiàn)信息的交換，從而使各個(gè)部門能夠更加準(zhǔn)確地依據(jù)總進(jìn)度目標(biāo)實(shí)現(xiàn)自己的進(jìn)度。數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)與模型建立及模型中各構(gòu)件間具有協(xié)調(diào)性，可確保資源得到充分利用，保障施工進(jìn)度按計(jì)劃順利進(jìn)行。

3.3 模擬性

基于施工進(jìn)度數(shù)字化技術(shù)，利用Revit等軟件建立三維模型，并在關(guān)聯(lián)進(jìn)度計(jì)劃后形成4D模型，以對(duì)整個(gè)施工過(guò)程進(jìn)行模擬分析和碰撞檢查。在施工開(kāi)始前，先對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行模擬，提前發(fā)現(xiàn)施工方案中的不合理之處，以便及時(shí)優(yōu)化施工計(jì)劃和方案。同時(shí)，它能夠合理配置項(xiàng)目各階段涉及的人員、材料、機(jī)器等資源，并與進(jìn)度管理相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)資源的高效合理運(yùn)用。對(duì)于可能存在的緊急情況，可以運(yùn)用BIM技術(shù)的模擬性事先進(jìn)行模擬，有利于編制應(yīng)急預(yù)案，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)施工進(jìn)度的管控[4]。

4 基于數(shù)字化技術(shù)的建筑施工進(jìn)度優(yōu)化

4.1 建立4D模型

建立建筑工程數(shù)字化信息管理模型主要涉及如下步驟。

①利用Revit軟件建立三維模型，高度還原建筑工程的實(shí)際情況。

②運(yùn)用工作分解結(jié)構(gòu)（Work Breakdown Structure，WBS）將建筑項(xiàng)目逐級(jí)分解，細(xì)化工作任務(wù)，以便于管理。

③編制施工進(jìn)度計(jì)劃。施工進(jìn)度計(jì)劃是運(yùn)用Project軟件將工程所涉及的各工序進(jìn)行分解，按照各工序的開(kāi)始時(shí)間、持續(xù)時(shí)間以及工作順序等編制施工作業(yè)計(jì)劃。例如，運(yùn)用BIM技術(shù)準(zhǔn)確地計(jì)算出人員、材料、機(jī)器的消耗量，從而計(jì)算出各工序的持續(xù)時(shí)間等。

④將建好的三維模型和施工進(jìn)度計(jì)劃導(dǎo)入Navisworks，建立BIM 4D模型，以利用BIM 4D模擬檢查施工進(jìn)度計(jì)劃邏輯的準(zhǔn)確性，檢驗(yàn)進(jìn)度計(jì)劃的可實(shí)施性，并在后續(xù)施工過(guò)程中時(shí)刻進(jìn)行跟蹤檢查，從而提高施工效率[5]。

4.2 施工進(jìn)度控制

盡管事先編制了施工進(jìn)度計(jì)劃，但在實(shí)際施工過(guò)程中還會(huì)存在些許偏差。因此，需要對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行跟蹤檢查、偏差分析及進(jìn)度控制。策劃、實(shí)施、檢查、處理（Plan、Do、Check、Act，PDCA）循環(huán)在進(jìn)度控制中扮演著重要角色，具有動(dòng)態(tài)控制和持續(xù)改進(jìn)的特點(diǎn)，如圖2所示。

4.2.1 施工進(jìn)度跟蹤。為使施工進(jìn)度計(jì)劃更加合理，在編制進(jìn)度計(jì)劃時(shí)需要綜合考慮施工質(zhì)量、成本及進(jìn)度等因素。不管是在編制施工進(jìn)度計(jì)劃前期，還是對(duì)已經(jīng)編制完成的施工進(jìn)度計(jì)劃，都需要相關(guān)人員對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格把控。

4.2.2 施工進(jìn)度偏差分析。在具體工作開(kāi)展過(guò)程中，相關(guān)人員需要全面分析施工過(guò)程中出現(xiàn)的偏差，基于數(shù)字化BIM技術(shù)下的進(jìn)度管理系統(tǒng)對(duì)施工進(jìn)度和資源進(jìn)行分析比較，查明原因，防止出現(xiàn)施工進(jìn)度未按進(jìn)度計(jì)劃執(zhí)行、資源分配不合理、資源浪費(fèi)和進(jìn)度延誤等問(wèn)題。對(duì)于施工進(jìn)度是否按進(jìn)度計(jì)劃執(zhí)行，可以在構(gòu)建的模型中通過(guò)顏色進(jìn)行識(shí)別。例如，模型中紅色部分表示進(jìn)度延誤，綠色部分表示進(jìn)度正常。

4.2.3 施工進(jìn)度糾偏及調(diào)整。在實(shí)際作業(yè)中，通常很難完全按照施工進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行。通過(guò)對(duì)比分析實(shí)際進(jìn)展和進(jìn)度計(jì)劃，會(huì)發(fā)現(xiàn)存在施工進(jìn)度、資源及成本偏差等問(wèn)題，需要采取措施及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。為避免這些問(wèn)題帶來(lái)負(fù)面影響，施工過(guò)程中需要?jiǎng)討B(tài)控制進(jìn)度，將不同工序施工進(jìn)度定期導(dǎo)入BIM進(jìn)度管理系統(tǒng)，確保能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并制定合理的糾偏措施及時(shí)進(jìn)行有效調(diào)整，避免嚴(yán)重偏差導(dǎo)致的大幅度調(diào)整[6]。

4.3 基于數(shù)字化的施工進(jìn)度優(yōu)化

4.3.1 基于數(shù)字化的施工進(jìn)度管理流程優(yōu)化。基于數(shù)字化BIM技術(shù)將總進(jìn)度計(jì)劃劃分至二級(jí)進(jìn)度計(jì)劃，再劃分至周進(jìn)度計(jì)劃，直至日計(jì)劃。各級(jí)的進(jìn)度計(jì)劃都由相應(yīng)人員負(fù)責(zé)，即將責(zé)任落實(shí)到人。在編制進(jìn)度計(jì)劃過(guò)程中，借助BIM進(jìn)度管理平臺(tái)整合所有相關(guān)信息，以實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)度計(jì)劃的整理和不斷完善，使編制的進(jìn)度計(jì)劃更加科學(xué)合理。

4.3.2 基于數(shù)字化的施工進(jìn)度計(jì)劃優(yōu)化。通過(guò)關(guān)聯(lián)數(shù)字化BIM模型與施工方案，突出反映工程進(jìn)度中的重點(diǎn)及可能存在的問(wèn)題，以此優(yōu)化施工方案。尤其在一些復(fù)雜工藝上，采用傳統(tǒng)施工方法可視性不強(qiáng)，而采用BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)施工工藝流程的模擬，解決傳統(tǒng)施工存在的局限性，提前做好施工規(guī)劃部署，安排好各專業(yè)間的交叉作業(yè)，以有效加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的協(xié)調(diào)管理，從而提高整體施工效率。

4.3.3 施工資源的優(yōu)化。管理人員將涉及的施工資源導(dǎo)入數(shù)字化BIM進(jìn)度優(yōu)化系統(tǒng)，系統(tǒng)會(huì)將資源信息進(jìn)行整合分析，計(jì)算出施工中各工序所需要的資源，從而將資源進(jìn)行合理準(zhǔn)確的分配，保證施工進(jìn)度。系統(tǒng)能夠及時(shí)了解施工資源的實(shí)際使用情況，當(dāng)資源供應(yīng)過(guò)度或者資源缺乏時(shí)，可以有效進(jìn)行規(guī)劃調(diào)整，以保證資源的高效利用[7]。

5 結(jié)語(yǔ)

在建筑施工過(guò)程中引入數(shù)字化BIM技術(shù)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)施工進(jìn)度的優(yōu)化。通過(guò)BIM技術(shù)編制施工進(jìn)度計(jì)劃和構(gòu)建BIM 4D模擬，高度還原了施工現(xiàn)場(chǎng)情況，可以清晰知道下一步工作的詳細(xì)情況，使得優(yōu)化過(guò)程更加直觀，增強(qiáng)了施工的精確性。數(shù)字化BIM技術(shù)的應(yīng)用拓寬了施工進(jìn)度管理及優(yōu)化的思路，有效解決了傳統(tǒng)施工進(jìn)度管理的弊端，提高了施工效率，推動(dòng)了建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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