馬語(yǔ)晗 萬(wàn)蕓 林楦焜

【摘要】為了提升工程建設(shè)的質(zhì)量和效益，EPC管理模式正逐漸成為工程承包模式中的重要形式，而施工進(jìn)度管理是決定EPC總承包項(xiàng)目管理成敗的關(guān)鍵因素之一?，F(xiàn)階段，我國(guó)工程總承包方普遍存在進(jìn)度管理機(jī)制不完善，專(zhuān)業(yè)人才稀缺的現(xiàn)象，這導(dǎo)致施工總承包方在進(jìn)行施工進(jìn)度管理的過(guò)程中出現(xiàn)各種問(wèn)題。近年來(lái)，建筑信息模型（BIM）的出現(xiàn)和不斷發(fā)展，為總承包方的施工進(jìn)度管理帶來(lái)了新的方法和技術(shù)。本文針對(duì)這一現(xiàn)狀，擬構(gòu)建基于BIM 4D技術(shù)的EPC項(xiàng)目施工進(jìn)度管理成熟度模型，研究模型結(jié)構(gòu)和模型評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并對(duì)應(yīng)用BIM 4D技術(shù)前后的施工總承包方施工進(jìn)度管理水平進(jìn)行對(duì)比實(shí)證分析。

【關(guān)鍵詞】BIM 4D技術(shù);施工進(jìn)度管理;成熟度模型

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.08.038

引言：

EPC模式又稱(chēng)施工總承包模式，即設(shè)計(jì)-采購(gòu)-施工模式。EPC項(xiàng)目的進(jìn)度管理是一次性、全過(guò)程、全方位的動(dòng)態(tài)管理，且進(jìn)度管理在EPC項(xiàng)目管理體系中處于協(xié)調(diào)、帶動(dòng)其它工作的龍頭地位，而施工階段的進(jìn)度管理更是決定EPC總承包項(xiàng)目成敗的關(guān)鍵因素?，F(xiàn)階段，施工總承包模式普遍存在進(jìn)度計(jì)劃的制定不合理、內(nèi)容不全面、執(zhí)行不到位的現(xiàn)象，這導(dǎo)致施工總承包方在施工進(jìn)度管理過(guò)程中存在各分包商進(jìn)度不協(xié)調(diào)、工作分工混亂、應(yīng)急處理不及時(shí)等問(wèn)題。近年來(lái)，BIM （Building Information Model建筑信息模型）技術(shù)的出現(xiàn)和不斷完善，為施工總承包方的施工進(jìn)度管理提供了一種新型方式。該技術(shù)一經(jīng)問(wèn)世，即被眾多國(guó)內(nèi)外和知名建筑師稱(chēng)為繼 CAD 之后的第二次“革命性”技術(shù)。應(yīng)用BIM 4D技術(shù)能夠優(yōu)化進(jìn)度方案、完善資源配置，提高經(jīng)濟(jì)效益。本文對(duì)基于BIM 4D技術(shù)的EPC項(xiàng)目施工進(jìn)度管理建立成熟度模型，以期驗(yàn)證BIM 4D技術(shù)的應(yīng)用效果。

1、BIM 4D技術(shù)在EPC項(xiàng)目施工進(jìn)度管理中的應(yīng)用

1.1 應(yīng)用思路

1.1.1創(chuàng)建建筑模型

合理的三維模型可以方便后期工程建設(shè)。利用Revit進(jìn)行三維模型的建立，將建好的三維模型導(dǎo)入Navisworks中進(jìn)行碰撞檢驗(yàn)，對(duì)碰撞節(jié)點(diǎn)進(jìn)行修改，最后進(jìn)行漫游檢查。

1.1.2建立施工過(guò)程模型

在BIM 3D模型的基礎(chǔ)上加入時(shí)間維度構(gòu)成BIM 4D的模型。將建筑結(jié)構(gòu)劃分為整體項(xiàng)目、單項(xiàng)工程、單位工程、分部工程、分項(xiàng)工程等多層節(jié)點(diǎn)，使得BIM 3D模型與WBS分解的階段一一關(guān)聯(lián)，利用Microsoft Office Project編制進(jìn)度計(jì)劃，并將施工進(jìn)度計(jì)劃與BIM 3D模型導(dǎo)入到Navisworks進(jìn)行施工進(jìn)度模擬。

1.1.3建立四維信息模型

BIM技術(shù)將工程項(xiàng)目施工進(jìn)度管理從二維的進(jìn)度計(jì)劃升級(jí)為四維動(dòng)態(tài)的施工模擬，促進(jìn)了施工進(jìn)度管理工作的標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化和科學(xué)化。四維建筑信息模型通過(guò)施工過(guò)程模擬生成動(dòng)態(tài)圖像，施工人員就可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)進(jìn)度、勞動(dòng)力、材料、機(jī)械臺(tái)班等出現(xiàn)偏差時(shí)，能及時(shí)更改原先設(shè)計(jì)好的模型。四維信息模型可以實(shí)現(xiàn)各專(zhuān)業(yè)間的信息共享，避免了信息不統(tǒng)一的問(wèn)題，以保證工程順利進(jìn)行，提高工程整體質(zhì)量。

1.2 應(yīng)用方向

1.2.1優(yōu)化資源，進(jìn)行科學(xué)的作業(yè)分配

依靠經(jīng)驗(yàn)的施工進(jìn)度管理難以實(shí)現(xiàn)規(guī)范化和精細(xì)化的管理，而應(yīng)用BIM技術(shù)可以查看工程的真實(shí)信息，并利用其可視化特點(diǎn)進(jìn)行模擬優(yōu)化，使得管理者可以結(jié)合工程中出現(xiàn)的材料浪費(fèi)、物資采購(gòu)、質(zhì)量缺陷、安全管理等多因素進(jìn)行作業(yè)分配，主動(dòng)進(jìn)行資源的優(yōu)化配置。

1.2.2實(shí)時(shí)糾偏和動(dòng)態(tài)的進(jìn)度管理

建筑工程項(xiàng)目具有一次性、動(dòng)態(tài)化的特點(diǎn)，因此需結(jié)合工程實(shí)際優(yōu)化已有的施工方案。傳統(tǒng)進(jìn)度計(jì)劃的調(diào)整，是基于對(duì)前期施工數(shù)據(jù)的搜集分析，對(duì)后續(xù)進(jìn)度計(jì)劃的獨(dú)立調(diào)整，與實(shí)際施工狀況相關(guān)性較差。而將BIM 4D模型與實(shí)際施工進(jìn)度進(jìn)行比較，能夠直觀清楚地看到各項(xiàng)工作執(zhí)行情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工進(jìn)度與施工進(jìn)度計(jì)劃不相符時(shí)，可通過(guò)4D模型進(jìn)行調(diào)整。并且導(dǎo)入已有的人力、物料后，BIM技術(shù)能夠結(jié)合實(shí)際情況規(guī)劃施工安排，預(yù)測(cè)進(jìn)度情況，若發(fā)生突發(fā)情況，模型也將進(jìn)行動(dòng)態(tài)的校正與調(diào)整。

1.2.3 輔助施工管理階段，監(jiān)督施工全過(guò)程

BIM技術(shù)可以對(duì)周邊環(huán)境及整個(gè)施工過(guò)程中使用的人工、材料、機(jī)械等進(jìn)行全方位的監(jiān)控。在施工開(kāi)始前，利用BIM技術(shù)對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行分析，從而選取道路寬闊、交通便利的地方擺放物料。在施工過(guò)程中，利用BIM技術(shù)可以對(duì)作業(yè)人員、設(shè)備及物料進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，一旦發(fā)現(xiàn)安全隱患，可以立即通知相關(guān)人員及時(shí)處理。

2、BIM 4D技術(shù)成熟度模型創(chuàng)建

2.1 基于BIM 4D技術(shù)的EPC項(xiàng)目施工進(jìn)度管理成熟度等級(jí)劃分

基于BIM 4D技術(shù)的EPC項(xiàng)目成熟度模型是用來(lái)衡量施工總承包方應(yīng)用BIM 4D技術(shù)后施工進(jìn)度管理方面的成熟度標(biāo)準(zhǔn)，將BIM 4D成熟度模型理論應(yīng)用到施工進(jìn)度管理中，能夠定量評(píng)價(jià)管理者施工進(jìn)度管理能力，并分析其薄弱環(huán)節(jié)，為其改善施工進(jìn)度管理方法提供方向。

目標(biāo)層、要素層、指標(biāo)層是施工進(jìn)度管理成熟度模型的主要結(jié)構(gòu)。要素層包括技術(shù)能力、管理過(guò)程、實(shí)施效益三個(gè)方面，通過(guò)指標(biāo)層來(lái)表述要素層的各個(gè)要素，以此對(duì)施工進(jìn)度管理能力做出一個(gè)綜合判定。本文將施工進(jìn)度管理水平劃分為差、低、中、良和優(yōu)A、B、C、D、E 5個(gè)等級(jí)，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)依次為1分、2分、3分、4分、5分。如圖1所示。

2.2基于BIM 4D技術(shù)的EPC項(xiàng)目施工進(jìn)度管理成熟度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立

針對(duì)BIM 4D技術(shù)在EPC項(xiàng)目施工進(jìn)度管理中的應(yīng)用，選取技術(shù)能力、管理過(guò)程、綜合效益這三方面建立成熟度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。如表1所示。

2.3 基于BIM 4D技術(shù)的EPC項(xiàng)目施工進(jìn)度管理成熟度評(píng)價(jià)模型

應(yīng)用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)成熟度評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。基本步驟如下：

（1）確定因素集

因素集B=[B，B，…，B]，表明評(píng)級(jí)對(duì)象有n個(gè)評(píng)價(jià)因素。將要素層進(jìn)行細(xì)化，得到指標(biāo)層。因素層由要素層和指標(biāo)層共同構(gòu)成。

（2）確定評(píng)語(yǔ)集

通過(guò)專(zhuān)家打分，得到關(guān)于N個(gè)指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果。

（3）確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)向量

采用層次分析法確定評(píng)價(jià)因素的權(quán)重。

（4）單因素模糊評(píng)價(jià)

由指標(biāo)層的權(quán)重向量Ai和要素層的判斷矩陣Ri得到被評(píng)價(jià)對(duì)象的判別向量B=A ×R，由判別向量B和評(píng)分指標(biāo)C得到要素層各因素的評(píng)價(jià)結(jié)果U=B ×C。

（5）多因素模糊綜合評(píng)價(jià)

由要素層評(píng)價(jià)結(jié)果Ui共同構(gòu)成的向量和要素層權(quán)向量W得到評(píng)級(jí)對(duì)象的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果U=[U，U，…，U]×W。

3、案例分析

本文選取豫章中學(xué)新校區(qū)為驗(yàn)證對(duì)象，應(yīng)用建立的成熟度模型對(duì)EPC項(xiàng)目施工進(jìn)度管理過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。

3.1 確定成熟度模型指標(biāo)權(quán)重

根據(jù)成熟度模型的邏輯結(jié)構(gòu)，將要素層的各要素依據(jù)其對(duì)目標(biāo)層的重要程度進(jìn)行兩兩比較，將指標(biāo)層的各元素依據(jù)其對(duì)隸屬要素的重要程度進(jìn)行兩兩比較，從而得到要素層、指標(biāo)層的成對(duì)比較矩陣。本文選取10名權(quán)威專(zhuān)家進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和判斷各指標(biāo)的重要程度，取平均值得到成對(duì)比較矩陣。各指標(biāo)的權(quán)重通過(guò)對(duì)成對(duì)比較矩陣計(jì)算，確定矩陣的最大特征值及其特征向量，并對(duì)特征向量進(jìn)行歸一化處理即可得到權(quán)向量。平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI標(biāo)準(zhǔn)值如表2所示，該成熟度模型指標(biāo)權(quán)重如表3所示。

3.2 單因素評(píng)價(jià)

根據(jù)管理團(tuán)隊(duì)對(duì)BIM 4D技術(shù)使用前后的施工進(jìn)度管理水平打分，進(jìn)行單因素評(píng)價(jià)。

B（技術(shù)能力）=[B，B，B]=[應(yīng)用維度，BIM技術(shù)人員能力，規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化程度]

模糊判斷矩陣r：（使用BIM4D技術(shù)前）模糊判斷矩陣R1：（使用BIM4D技術(shù)后）

u=3.850;U=4.226;u=3.301;U=4.041。

單因素評(píng)價(jià)：該管理團(tuán)隊(duì)在使用BIM 4D技術(shù)后，管理過(guò)程的成熟度得分從3.850分上升到4.226分，綜合效益的成熟度得分從3.301分上升到4.041分，這兩方面管理水平均從中上升到良等級(jí)，產(chǎn)生了質(zhì)變，且綜合效益成熟度得分上升幅度最大，說(shuō)明運(yùn)用BIM 4D技術(shù)可以使EPC項(xiàng)目綜合效益大幅度提高。技術(shù)能力成熟度得分從3.565分上升到3.966分，雖然技術(shù)能力的成熟度得分得到了一定程度提升，但是并沒(méi)有產(chǎn)生質(zhì)變，說(shuō)明存在以下可能：第一、管理團(tuán)隊(duì)對(duì)BIM 4D技術(shù)的運(yùn)用不夠熟練或沒(méi)有選擇適合相關(guān)專(zhuān)業(yè)的建模軟件;第二、管理團(tuán)隊(duì)沒(méi)有選擇統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

3.3多因素綜合評(píng)價(jià)

要素層權(quán)向量W =[0.3156，0.3826，0.3018]

u=[u1，u2，u3]×W^T=3.594;U=[U1，U2，U3]×WT=4.088

綜合評(píng)價(jià)：該工程在使用BIM 4D技術(shù)后，施工進(jìn)度管理水平綜合得分由3.594分提升到4.088分，從中等級(jí)跨越到良等級(jí)，產(chǎn)生了質(zhì)變，說(shuō)明該團(tuán)隊(duì)施工進(jìn)度管理水平已較為成熟，項(xiàng)目綜合效益良好。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，EPC項(xiàng)目施工進(jìn)度管理成熟度模型是研究BIM 4D技術(shù)應(yīng)用效果的有效工具。通過(guò)對(duì)BIM 4D技術(shù)應(yīng)用前后對(duì)比評(píng)價(jià)，可以得知BIM 4D技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)κ┕た偝邪絺鹘y(tǒng)施工進(jìn)度管理方式補(bǔ)短板、強(qiáng)弱勢(shì)、固優(yōu)勢(shì)。因此，在施工總承包方的施工進(jìn)度管理中，管理團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)提高對(duì)BIM 4D技術(shù)的重視程度，積極探索BIM 4D技術(shù)應(yīng)用的新思路，以實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度管理最大收益。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉光孟，陳展鵬，王天應(yīng).BIM在建筑物竣工驗(yàn)收測(cè)量中的探索應(yīng)用[J].城市勘測(cè)，2017，（04，）：102-104.

[2]李茜琳，曾翊城，黃校.建筑工程規(guī)劃驗(yàn)收測(cè)量中建筑高度測(cè)算的原則與方法[J].華東科技 （綜合），2019，（2）：72-73.

[3]倪志強(qiáng).建筑工程測(cè)量精度控制的方法探討[J].房地產(chǎn)，2018， （24）：222.

[4]盛振明.建筑工程測(cè)量精度控制的方法探討[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2018， （10）：4031.

[5]陸益軍，王曉妮，孫茜.基于層次分析法橋梁養(yǎng)護(hù)管理成熟度評(píng)價(jià)模型構(gòu)建[J].福建建材，2020 （5）：4-6.

[6]王文印.基于模糊綜合評(píng)價(jià)的外協(xié)/外包供方管理成熟度模型研究[J].現(xiàn)代商業(yè)，2020 （7）：99-100.