萬 培,陳勇強,馮澤林

（葛洲壩集團交通投資有限公司,湖北 武漢 430056）

0 引言

隨著建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展，人們對于綠色建筑的理念有了全新認(rèn)知。理論體系進(jìn)一步豐富受到社會各界的廣泛關(guān)注，考慮外界各種現(xiàn)實因素帶來的影響，綠色建筑并未給社會發(fā)展帶來較為可觀的經(jīng)濟效益，因此在推廣應(yīng)用環(huán)節(jié)面臨較大的阻礙，尤其是綠色建筑項目的施工作業(yè)進(jìn)度管理，仍然處于停滯不前的尷尬局面，意味著必須付出更多的努力，才能真正實現(xiàn)綠色建筑項目管理進(jìn)度計劃的創(chuàng)新。該文將綠色建筑施工進(jìn)度計劃作為研究切入點，引入全新的BIM 技術(shù)，致力于發(fā)揮BIM 技術(shù)在整個建筑行業(yè)的優(yōu)勢，體現(xiàn)出項目施工作業(yè)進(jìn)度計劃的各種有效進(jìn)展，基于此打造全新的項目作業(yè)進(jìn)度計劃管控模式。

1 傳統(tǒng)項目進(jìn)度管理的主要問題

1.1 協(xié)同管理難度大

在項目實施管控的具體環(huán)節(jié)，考慮工程項目推進(jìn)并非一帆風(fēng)順，而且業(yè)主的訴求總是在不斷變化，因此可能出現(xiàn)合同變更的情況，意味著無論是成本管控人員還是設(shè)計人員，都需要及時響應(yīng)業(yè)主需求并進(jìn)行返工處理。因此按照原有的進(jìn)度計劃，很難及時地完成各種節(jié)點任務(wù)，會出現(xiàn)進(jìn)度管控失敗的情況。一般情況下如果業(yè)主在項目推進(jìn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)全新的想法，或者是要求推翻或局部調(diào)整原有的設(shè)計方案，就會出現(xiàn)無效設(shè)計的局面，只有按照業(yè)主要求重新調(diào)整上一時期的進(jìn)度管理計劃，才能夠保證計劃偏差降到最低。尤其是施工進(jìn)度管控環(huán)節(jié)變更的可能性大為上升，在此階段不僅面臨返工難度，各個工種之間的溝通同樣會引發(fā)各種問題，除了耗費成本以外，還需要投入更多的精力和時間用于確認(rèn)各方數(shù)據(jù)，因此導(dǎo)致工作出現(xiàn)明顯的滯后性。

1.2 短周期和小型項目應(yīng)用中優(yōu)勢有限

從客觀角度分析，小型項目的進(jìn)度管控時間較短，并不能真正體現(xiàn)進(jìn)度管控的優(yōu)勢，如果建設(shè)周期相對較短，所有的工作量基本在前期已經(jīng)處理完畢，這就意味著管理人員必須具備管控意識，在項目進(jìn)展初期積累大量的人力資源和物力資源，即使引入全新的BIM[1]技術(shù)也不能有效地縮短大量時間，因此不適用于周期短任務(wù)緊迫的建設(shè)項目。

進(jìn)度計劃在制定的初級階段，需要管理人員以及其他參與者，按照雙方簽訂的合同文本和已有的項目案例編制對應(yīng)的進(jìn)度計劃，因此各類進(jìn)度計劃往往因為缺乏動態(tài)管控的目標(biāo)出現(xiàn)問題，意味著項目管控進(jìn)程當(dāng)中需要根據(jù)實際的需求完成優(yōu)化，在縮短工期和人力資源配置方面體現(xiàn)出真正的優(yōu)勢。而周期短任務(wù)緊迫的小型項目無法在短時間內(nèi)迅速配置滿足需求的專業(yè)人才，因此進(jìn)度管控仍處于相對動態(tài)的范圍內(nèi)，影響到實際的進(jìn)度管理水平。

1.3 進(jìn)度管理的信息化程度低

當(dāng)前各類工程項目多采用對比施工圖和以二維進(jìn)度計劃為基礎(chǔ)的管控模式，影響整個項目進(jìn)度的可視化水平。一般情況下如果項目進(jìn)度出現(xiàn)問題，也不能及時發(fā)現(xiàn)進(jìn)度管控存在的問題。以方案設(shè)計為主，無法直觀了解項目推廣環(huán)節(jié)的滯后性，項目參與方仍然需要按照原有的施工計劃，考慮現(xiàn)有各個施工節(jié)點存在的各種問題，往往在問題出現(xiàn)以后，才能夠制定短時響應(yīng)方案。如果在此關(guān)鍵環(huán)節(jié)管理人員的響應(yīng)速度出現(xiàn)問題，就會拖延整個項目的進(jìn)展[2]。

2 BIM 技術(shù)在進(jìn)度管理中的優(yōu)勢

2.1 施工過程可視化

傳統(tǒng)意義上的網(wǎng)絡(luò)計劃圖和橫道圖一般可以滿足內(nèi)部管理人員以及技術(shù)人員的實際需求，但是其他工種對這一問題進(jìn)行理解仍存在較大困難。采用4D BIM 技術(shù)，可以向所有的技術(shù)參與人員提供交流以及可視化的平臺，方便他們更容易接受和理解當(dāng)前進(jìn)度管控的要求，在整個系統(tǒng)上直觀地顯示出整個施工過程弱化管理工作的難度，提升工作溝通的效率。

2.2 提升施工進(jìn)度和現(xiàn)場管理的協(xié)同性

BIM 技術(shù)的應(yīng)用可以確保施工進(jìn)度和現(xiàn)場管理始終保持步調(diào)一致，正如上述所說建筑工程處于動態(tài)閉環(huán)管理的范疇內(nèi)，因此借助4D BIM 技術(shù)，可以實現(xiàn)Project和3D 模型數(shù)據(jù)之間的搭接，打破時空限制，將涉及的信息按照標(biāo)準(zhǔn)格式在可視化模型當(dāng)中直接集成處理。增強對于各類信息的協(xié)調(diào)強度，能夠以更加清晰直觀的方式動態(tài)描述不同施工過程當(dāng)中的關(guān)鍵節(jié)點，幫助項目管理人員按照標(biāo)準(zhǔn)流程實現(xiàn)人才等各類資源的優(yōu)化配置。

2.3 優(yōu)化施工進(jìn)度

傳統(tǒng)意義上的優(yōu)化進(jìn)度管控并不存在優(yōu)化不充分的問題，因此技術(shù)人員開展的進(jìn)度控制工作處于十分被動的局面。如果采用4D BIM 技術(shù)可以按照現(xiàn)有的施工流程，發(fā)現(xiàn)在項目施工階段出現(xiàn)的各種問題，在正式施工以前對這些問題內(nèi)容進(jìn)行不斷地修改和校正。進(jìn)度管理人員可以按照施工進(jìn)度管控的要求，對各個施工節(jié)點的實際進(jìn)度進(jìn)行比對，確立最佳的施工方案，也可以借助案例分析的方式實現(xiàn)對現(xiàn)有項目的指導(dǎo)，從多個不同的維度入手，共同保證項目能夠在預(yù)期時間內(nèi)完成，減少項目施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)的返工情況。

3 基于BIM 技術(shù)的綠色建筑項目進(jìn)度管理模型的構(gòu)建

3.1 BIM 技術(shù)在綠色建筑項目進(jìn)度管理中的基本路線

BIM 最初廣泛應(yīng)用于三維建模領(lǐng)域，因此很多技術(shù)人員雖然知道BIM 技術(shù)的存在，但并未意識到BIM 技術(shù)的優(yōu)勢，以及它如何指導(dǎo)施工項目。根據(jù)現(xiàn)階段的發(fā)展需求，在綠色建筑施工領(lǐng)域，需要深入了解BIM 技術(shù)的應(yīng)用范圍，以及如何利用BIM 技術(shù)更為高效地開展現(xiàn)有的施工管理工作。為了明確這一管控目標(biāo)，需要在BIM技術(shù)的基礎(chǔ)之上，構(gòu)建全新的綠色建筑施工進(jìn)度計劃管理體系，明確管控的基本原則和方法，放大BIM 技術(shù)在整個建筑行業(yè)的優(yōu)勢[3]，具體的實施路徑如圖1 所示。

圖1 基本路線

在利用BIM 技術(shù)明確下一階段工程項目施工的基本目標(biāo)以后，就能夠建立相關(guān)的管控體系，引用全新的技術(shù)管理方法，實現(xiàn)對整個生命周期施工路徑的設(shè)計[4]，當(dāng)然這些路線應(yīng)該涵蓋從項目策劃到竣工投入使用的所有節(jié)點。如果以安裝和土建部門作為分析對象，各個路線上的進(jìn)度管控，目標(biāo)涵蓋了每一個施工節(jié)點，項目管理人員可以參考實際進(jìn)度和計劃進(jìn)度，及時調(diào)整偏差，確保項目按照原有的進(jìn)度計劃進(jìn)行。

3.2 基于BIM 技術(shù)綠色建筑項目進(jìn)度管理模型的構(gòu)建

要構(gòu)建基于BIM 技術(shù)的綠色建筑工程項目進(jìn)度計劃管理體系，首先需要明確進(jìn)度計劃管理的標(biāo)準(zhǔn)流程以及進(jìn)度計劃管理的具體目標(biāo)和內(nèi)容，一般情況下需要從施工單位的經(jīng)濟效益和外界多重人文因素的需求入手，真正剖析綠色建筑施工給企業(yè)發(fā)展帶來的長期價值效益。按照綠色建筑進(jìn)度計劃管控的理念，對施工節(jié)點的不同操作內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，真正意義上促進(jìn)經(jīng)濟發(fā)展，同時實現(xiàn)建筑行業(yè)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境之間的雙向平衡。

為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，一方面要確保技術(shù)以及管理人員真正意識到BIM 技術(shù)的優(yōu)勢，以及如何高效靈活的操作BIM 技術(shù)才能夠確保建筑項目獲益[5]；另一方面應(yīng)該意識到綠色建筑施工管理理念融合的重要性，明確基于綠色建筑生產(chǎn)管理理念基礎(chǔ)上形成的進(jìn)度管控目標(biāo)。具體需要涵蓋以下內(nèi)容：

首先是管理目標(biāo)的明確?；贐IM 技術(shù)的綠色建筑施工進(jìn)度管理，前提必須明確BIM 技術(shù)可以應(yīng)用于哪些領(lǐng)域、能發(fā)揮多大的作用，通過將BIM 技術(shù)和綠色建筑施工進(jìn)度管控計劃的相互融合，在保證遵循國家大政方針的前提下，還能夠縮短工期，保證質(zhì)量，節(jié)約大量的成本開支。

其次是管理內(nèi)容的明確。明確進(jìn)度計劃管理的基本內(nèi)容，先要明確BIM 技術(shù)的具體應(yīng)用機理，一般來說在項目前期方案設(shè)計階段以及施工和運營階段，都需要按照BIM 技術(shù)的要求，開展全方位的進(jìn)度跟蹤管控[6]。

再次是進(jìn)度計劃管理方法的明確。綠色建筑的施工進(jìn)度管理，作為全新的管理模式之一可以實現(xiàn)與BIM 技術(shù)之間的有機融合，不僅能夠滿足國家對于節(jié)能減排的要求，還能夠更好地保護(hù)周邊的生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)對整個施工進(jìn)度的動態(tài)追蹤，體現(xiàn)資源優(yōu)化配置的效率。

最后是管理流程的明確。如果想構(gòu)建綠色建筑施工進(jìn)度計劃管控模式，必須先明確進(jìn)度計劃管控的基本流程，以及如何建立正確的管控流程，針對具體的計劃管控節(jié)點，從總體發(fā)展角度考慮進(jìn)度計劃管理的項目需求，將BIM 技術(shù)與實際的管理流程高效融合。

4 BIM 技術(shù)在項目進(jìn)度管理中的實現(xiàn)

4.1 BIM 技術(shù)與PDCA 循環(huán)的結(jié)合

PDCA 循環(huán)理論廣泛應(yīng)用于管理學(xué)當(dāng)中[7]，最初是由休哈斯在1930 年首先提出的，之后美國質(zhì)量管理專家戴明在1950 年再次創(chuàng)新該理論，并將該理論與企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量管控相互結(jié)合，因此該理論也被其他學(xué)者形象地稱之為質(zhì)量環(huán)。PDCA 即Plan、Do、Check、Action 的簡寫，代表4 個不同的流程，企業(yè)的質(zhì)量管控需要按照這一流程始終運行[8]，如圖2 所示。

圖2 PDCA 循環(huán)與BIM 技術(shù)的結(jié)合

PDCA 循環(huán)以循環(huán)往復(fù)的改善模式為核心，一般來說該系統(tǒng)流程每循環(huán)一次就能幫助企業(yè)管理人員了解鏈條存在的各種問題，提升項目的綜合管控質(zhì)量，如果在該階段未得到解決的問題，在下面周期內(nèi)仍然需要采用措施進(jìn)行處理[9]。BIM 技術(shù)最大的優(yōu)勢在于它可以及時地更新進(jìn)度管控，涉及的各類技術(shù)管理方法，通過優(yōu)化整個項目的流程特征，引入PDCA 循環(huán)，可以幫助管理人員明確不同階段的管理目標(biāo)，結(jié)合項目總工期編制的控制計劃，制定完善的二級管控要求。但是如果想要二級管控要求真正能發(fā)揮作用，就需要對比各項施工人員應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的工作任務(wù)要求，技術(shù)人員必須按照文本要求，嚴(yán)格按照計劃開展施工管控，通過對比計劃和最終的結(jié)果，分析進(jìn)度存在的偏差，明確此類偏差的原因，結(jié)合進(jìn)度滯后得出的結(jié)果，及時上報管理部門，并制定補救措施，降低工程延后帶來的一系列影響[10]。

BIM 技術(shù)與PDCA 循環(huán)原理的相互結(jié)合，可以大范圍地推動項目進(jìn)度計劃管控模式，將二者的優(yōu)點相互結(jié)合，為后續(xù)優(yōu)化施工進(jìn)度管控提供良好的技術(shù)支撐。首先需要根據(jù)BIM 技術(shù)的核心開展對應(yīng)的施工模擬，構(gòu)建完善的三維信息管控模型，通過改善對應(yīng)的技術(shù)管控方案，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資料的收集。然后引入PDCA 循環(huán)流程[11]，提出施工管控必須遵守的基本規(guī)范，降低在此循環(huán)管控過程當(dāng)中出現(xiàn)的浪費情況。技術(shù)人員認(rèn)為引入BIM 技術(shù)和PDCA 循環(huán)流程機制可以彌補傳統(tǒng)項目進(jìn)度管控存在的各種不足，確保項目不同階段的任務(wù)能夠按照預(yù)期順利進(jìn)行提升[12]，實現(xiàn)整個管控流程的高效性和可視性。

4.2 3D 模型的構(gòu)建

如果想要真正實現(xiàn)BIM 技術(shù)和項目進(jìn)度管控的高效融合，首先需要按照項目管控獲取到的各項參數(shù)構(gòu)建完善的3D 模型，實現(xiàn)信息平臺的標(biāo)準(zhǔn)化操作。一般在前期方案論證階段就應(yīng)該構(gòu)建完善的3D 模型，只有這樣才能夠為后續(xù)BIM 技術(shù)與進(jìn)度計劃管理的結(jié)合提供技術(shù)支撐[13]?？紤]3D 模型的構(gòu)建和信息化軟件有著密不可分的關(guān)系，因此技術(shù)人員認(rèn)為BIM 建模軟件是開展3D 模型構(gòu)建的關(guān)鍵工具，在實際操作環(huán)節(jié)，可以采用Revit 等軟件完成單體建模或項目3D 結(jié)構(gòu)的高效創(chuàng)建[14]。在所有建模完成以后，需要借助對應(yīng)的BIM 技術(shù)軟件讀取模型或單體的相關(guān)參數(shù)，實現(xiàn)對各類技術(shù)數(shù)據(jù)的比對優(yōu)化，最終在整個流程上開展高質(zhì)量的工程項目進(jìn)度管控模式。Revit 軟件具備較高的參數(shù)化設(shè)計技能，能夠幫助技術(shù)人員在方案論證階段及時完成各種圖元和參數(shù)化的修改，Revit 包含樓梯屋頂?shù)雀鱾€基本的建筑元素構(gòu)件，可以按照參數(shù)調(diào)整修改的方式設(shè)計出符合業(yè)主要求的各類基礎(chǔ)化構(gòu)建，而且各類構(gòu)件之間的智能化管理關(guān)系相對優(yōu)越，可以通過自定義提供的基本數(shù)值滿足設(shè)計人員對于材料以及各項構(gòu)建創(chuàng)新的需求，只需要錄入簡單的信息，就可以在之后不同設(shè)計階段及時調(diào)出并捕捉該類信息參數(shù)。除了上述強大功能以外，還可以通過軟件的可視化功能，將簡單的渲染效果按照動畫途徑輸出為Avi 格式[15]，而且該格式包含了各種工程量結(jié)構(gòu)以及建筑單體的數(shù)據(jù)明細(xì)表。采用Revit 進(jìn)行參數(shù)化建模時包含三項不同的工作內(nèi)容，首先需要根據(jù)基礎(chǔ)的混凝土結(jié)構(gòu)按照相應(yīng)的施工搭接順序核對各個構(gòu)件的材質(zhì)和尺寸，是否與前期的圖紙保持一致，當(dāng)然所有構(gòu)件的命名應(yīng)當(dāng)遵循標(biāo)準(zhǔn)化的流程，便于后期及時調(diào)整。建筑建模主要包括樓梯門板和窗等其他結(jié)構(gòu)組件，因此需要對比尺寸和高度，在建筑模型構(gòu)建完成以后，還需要通過結(jié)構(gòu)模型比對。建筑設(shè)備建模主要由電氣系統(tǒng)、暖通系統(tǒng)和給排水系統(tǒng)組成，機電安裝應(yīng)遵循暖通風(fēng)管、強電、弱電電纜橋架、給排水和消防管的順序。

4.3 4D 模型的構(gòu)建

4D 模型主要是將3D 模型與前期構(gòu)件完成的進(jìn)度計劃文本關(guān)聯(lián)在一起，3D 模型當(dāng)中增加了不同的時間維度參數(shù)。4D 模型的最大優(yōu)勢是可以實現(xiàn)對整個施工過程的分析和模擬，而且不同參與主體通過4D 模型獲取到的信息存在一定的差別，尤其是針對工期相對較長、體量較大的項目進(jìn)度管控來說，4D 模型能夠加強各個部門之間的協(xié)作機制，在提升管控效率的同時保證施工質(zhì)量。

Navisworks 軟件可以對MEP、結(jié)構(gòu)、建筑等專業(yè)的文件進(jìn)行分層，之后轉(zhuǎn)化為可被軟件整合和利用的DEF/DWFX 文件?；贜avisworks 的“timeliner”命令可以對接Project 軟件生成的“Mpp”格式文件，實現(xiàn)和Project進(jìn)度文件、3D 模型的鏈接。除此之外還可以與3D 模型進(jìn)行搭接，明確與甘特圖和進(jìn)度任務(wù)管控之間的要求，通過這種集成化的進(jìn)度管控單元，實現(xiàn)高效的管控目標(biāo)。

首先，模擬的時間單位由天、周、月組成，為了便于后期各項參數(shù)的調(diào)整，一般來說可以通過逆序和正序兩種不同的方式展開項目技術(shù)的模擬，而且不同的時間間隔可以整體反映施工進(jìn)度對后續(xù)各個關(guān)鍵節(jié)點的影響。其次，還可以通過動畫等多種形式對施工進(jìn)度進(jìn)行播放，在軟件右上角還可以對后續(xù)未完成的工作內(nèi)容進(jìn)行管理，當(dāng)天需要完成的任務(wù)和工作都能夠通過此文件夾進(jìn)行瀏覽，以便于技術(shù)人員及時備忘查看未完成的進(jìn)展內(nèi)容。最后，需要對施工狀態(tài)和施工時間進(jìn)行更改，系統(tǒng)會按照原有的數(shù)據(jù)庫要求及時調(diào)整Project 進(jìn)度計劃，如果想要達(dá)到更為直觀的應(yīng)用目標(biāo)，可以引入動畫與視頻等多種不同的形式，更加直觀地展現(xiàn)不同構(gòu)件之間的關(guān)聯(lián)特征，通過設(shè)置播放時間和類型，滿足上述需求。

5 結(jié)論

BIM 技術(shù)雖然在近年來發(fā)展相對迅猛，但是國內(nèi)相關(guān)學(xué)者對于該項技術(shù)的理論和實證研究還需進(jìn)一步延伸，該文通過對BIM 技術(shù)與工程項目進(jìn)度管控的應(yīng)用情況進(jìn)行驗證，分析得出如下研究結(jié)論：

（1）在BIM 技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)之上，可以構(gòu)建更為完善的三維模型，確定施工的技術(shù)路線，并且綜合考慮不同管理流程涉及的管理方法，確立對應(yīng)的管理目標(biāo)，構(gòu)建完善的信息化管理模型。

（2）通過梳理BIM 技術(shù)在應(yīng)用領(lǐng)域存在的各種不足，針對前期進(jìn)度計劃管控出現(xiàn)的事后調(diào)整現(xiàn)象，可以利用BIM 技術(shù)的優(yōu)勢，加強各方之間的溝通與交流。通過模型可視化等多種有效的渠道，及時對外傳送有關(guān)合同變更或局部變更的信息，確保技術(shù)人員在最短的時間內(nèi)響應(yīng)并作出調(diào)整。

（3）通過對技術(shù)端口的分析，可以看出BIM 技術(shù)與進(jìn)度計劃管控相互結(jié)合形成的全新管理模式，具備可視化和反復(fù)修改的特點。從可視化的角度來說，BIM 模型可以將各類施工進(jìn)展按照動畫等更為生動的形式直接展示給各方參與主體，與傳統(tǒng)的進(jìn)度計劃相比，能夠增強員工的理解度，加強不同工種之間的溝通與交流。從軟件平臺的應(yīng)用可以看出，后續(xù)技術(shù)人員完全可以按照現(xiàn)有出現(xiàn)的各種問題及時調(diào)整施工動態(tài)，按照動態(tài)模擬的方式找出上一階段進(jìn)度計劃管控存在的問題，通過反復(fù)修改，再次開展施工模擬，通過循環(huán)往復(fù)的方式，降低生產(chǎn)成本的支出。

該文課題作為探索性的研究成果，受到工作經(jīng)驗和專業(yè)理論知識的限制，針對BIM 技術(shù)在工程項目進(jìn)度管理領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用仍存在很大的提升空間。該文僅僅對4D 模型的基本流程和原理進(jìn)行分析，沒有探討軟件層面的開發(fā)流程。在對BIM 技術(shù)和進(jìn)度計劃管理分析的過程當(dāng)中，沒有深入剖析二者結(jié)合后面臨的困境和障礙。當(dāng)前BIM 技術(shù)和進(jìn)度計劃管理的應(yīng)用主要依賴于計算機技術(shù)實現(xiàn)，隨著后續(xù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，可以實現(xiàn)與三維模型之間的搭建。