BIM时代项目进度管理之抉择：甘特图PK流线图

张云蛟

BIM时代项目进度管理之抉择：甘特图PK流线图

张云蛟

近年来，随着BIM工具和方法论的日臻完善，BIM理念已渗透到工程建筑行业的方方面面，日益成为一个行业热点，整个行业正在急速跨入BIM时代。BIM绝不只是一个单纯的建筑3D模型，它还是一个能承载诸多信息的载体。正因如此，借助BIM，可以极大地改善一些传统工作的流程和效率，为这些传统作业方式注入新的活力。这里，笔者仅就在项目施工阶段的进度管理的两种方法，即甘特图和流线图，做一下简单的阐述。从中可以看到，借助BIM这一手段来改善进度管理的潜力、价值和机会。

甘特图：活动顺序与持续时间一目了然

甘特图，俗称横道图，是由 Henry·L·Gantt 于1910年左右发明。甘特图是通过任务条目列表和时间刻度图示出项目的活动顺序与持续时间，比起单纯的表格计划，更加直观形象，是目前项目进度管理中最常用的方式，受到了大多数建筑业从业者的偏好。

微软的Project计划管理软件，应该是工程项目进度管理中使用最广的软件。在Project中，项目计划以非常典型的甘特图形式呈现在一张二维图表上，其中不仅包括任务条目和时间信息，同时也能标识出任务之间逻辑关系。

即便甘特图进度计划已经很形象了，但要获知某项任务条目所对应的工程实体信息时，传统上也只能从图纸中去读取和识别。这意味着项目参与者需要将图纸和进度计划在头脑中逐渐建立对应关系，即便是非常有经验的人也需花费很多时间和精力去完成这一过程。不过随着BIM这一载体的出现，这一情况大为改观。通过将模型构件与甘特图中的任务条目逐一做好关联，项目管理人员可以方便地看到项目的可视化进展情况。如果在建模前就有比较好的规划，即将任务条目与模型构件类别建立了对应关系，便可实现甘特图和模型构件的挂接。而且，由于各种突发情况，当需要调整进度计划时，模型构件与进度计划可以实现快速自动同步更新。

图一 Navisworks中的甘特图，体现了模型构件和任务的关联

现在，市场上几乎所有能实现BIM模型与进度计划关联的软件都能生成甘特图进度计划，并支持与Project之间的甘特图双向导入或导出，这类软件包括如Navisworks、Synchro 4D、Tekla、DP、Delmia等等。

总之，借助上述BIM工具，传统甘特图的可视化、可解读性大大加强。一方面，可以将项目施工全流程进行可视化虚拟演示，即展示各类构件的先后安装实施过程；另一方面，甘特图中的任务“横道”也可以和相应的构件同步更新展示，比如，这些“横道”会随着模型虚拟进度演示时改变颜色和状态，非常形象和清晰。

甘特图的短板：难以量化和不确定性

虽然甘特图有如此多的优点，但是，它也有着一些不易克服的局限。

首先，随着大型商业综合体建筑、超高层建筑等的大量出现，建筑工程的功能日渐复杂和综合，用甘特图来精细化管理项目进度时，任务条目数量会变得极其庞大，成百上千条任务形成了错综复杂的关系。即便借助于BIM这一可视化工具，去理解和阅读这一进度计划仍然是非常困难的。更何况，在编制甘特图时，主要还是以编制者的经验为依据，去手动编制。如何确保进度计划的合理性和可行性则是一个非常大的挑战。

实际上，正是由于上述情况，导致在编制甘特图时常常不可能将计划编制得非常详细，而是一边施工一边编制随后一小段工期内的详细施工进度计划。计划不可能起到统筹施工全流程的作用，导致计划流于形式。

概括而言，甘特图有如下几点不足：

1.空间位置信息不易表达清楚

在建造活动中，某项任务是在哪个区域或楼层发生的，这是一个特别重要的信息。受制于甘特图的特点，空间位置信息和建造活动只能写在任务条目中，如：“地上二层楼板浇筑”，空间和活动不能拆分，导致在任务列表这一维度上要同时表达两维的信息。如果以空间来组织任务条目，则会出现建造活动顺序交错的状态，反之亦然；如果以建造活动的先后顺序去组织任务条目，则会出现同一空间内的建造活动条目分布零散，不便统筹。

2.任务横道的长短难以量化

任务横道的长度体现了该项任务完成速度，但是，某项任务的完成速度不仅与该任务的工程量有关，而且也需考虑到与其它任务的制约关系。也就是说，某项任务中间可能会有不连续的情况产生，这在甘特图中是很难判断的。而如果将该任务分解为数个任务，去适应这种情况，则无疑又会增加任务条目的复杂性，带来新的问题。

3.非强关联性任务条目的开始时间不易把握

施工中有大量的任务，其间不存在强关联性的关系，如机电安装工程和装修工程之间不存在特别严格的逻辑依存关系，这导致了在甘特图编制计划进度时，安排这些任务的开始时间时会比较随意。但客观上这些非关键路线上的任务安排是存在优劣之分的。实际工程中，则是通过经验判断来编排这些任务的开始时间的，但这意味着会有很大的不确定性和风险性。换言之，仅依靠甘特图是难以判断这些任务的进度安排是否合理。

流线图PK甘特图

流线图，是一种同时反映空间、时间和任务条目的进度计划管理方式，所以，该方法又被称为时空进度计划方法或时空矩阵模型。早在1929～1931年，美国建造帝国大厦期间，就采用了此种进度计划方式，实现了一天一层的建造速度。

图二 美国帝国大厦的进度管理流线图

流线图的计划体现了三个维度的信息，一般在横轴也就是时间轴上，体现了进度的时间信息，和甘特图一样。而纵轴，则体现了工程中各部位的空间位置信息，如区域、楼层、流水段等，对应于甘特图中的各项任务条目，则表示在相应的时间轴和位置轴的交叉位置处，经常会以一条斜线表达。也就是说，一条斜线表示一项施工任务，其对应的时间轴上的投影区段，即是该项任务的持续时间。域，横轴为时间，斜线代表施工任务，其中黄色区域表明两个施工任务之间存在较大的闲置时间，任务安排不够紧凑

图三 典型的项目流线图，纵轴表示施工位置区

比较甘特图和流线图，会发现，流线图的信息传达得更加丰富。如前所述，甘特图中的任务条目同时要表达两个维度（空间位置和活动）的局限，在流线图方式下，被突破了，实现了空间位置和活动的独立表达，相当于在甘特图的基础上增加了一个信息维度。

虽然，流线图完全也可以转化为甘特图，但流线图之于甘特图，不单单是一种表达形式上的变化，更带来了进度管理方法论上的飞跃。

流线图完美解决空间冲突和时间闲置

进度管理，说到底是对工程中各项任务进行合理的时间和空间上的规划，以及资源的配置，以实现施工时空间占满、时间连续的目标。在传统甘特图上难以发现的空间冲突（同一空间同一时段内安排了多个彼此影响施工任务）和时间闲置（俗称窝工），在流线图方式下，却变得非常直观。

做个类比，在二维机电图纸表达方式下，发现管线碰撞是比较困难的，但如果将机电系统改变为三维表达，即建立BIM模型，管线碰撞检测则变得非常易于完成，原因是BIM模型是比二维图纸更高维度的呈现方式。同样，流线图是比甘特图更高维度的表达方式，这就是为什么在流线图方式下更容易发现空间冲突和时间闲置的原因所在。

判别方式很简单，如果发现在流线图上出现了两段相交的斜线，则表明这两个施工任务发生了空间冲突；如果发现均为同一类任务的两个斜线间首尾间有较大空隙，则表明两个施工任务间会有时间闲置的情况发生。

不仅如此，每条斜线的斜率实际上体现了完成此项任务的速度。如果多个同类施工任务的工程量很接近，而代表它们的斜线的斜率却变化很大，则说明这些任务的工效变化很大，也就意味着相应的资源配置不均衡。如现场班组或人数变化很大，这是施工管理非常忌讳的一点。总之，借助于流线图的方式，可以更好地优化进度计划和资源配置。

目前，市场上基于BIM的进度管理软件中，由美国Trimble公司出品的Vico Office软件套装拥有最为强大的流线图方式的进度管理功能，源自德国的RIB iTWO平台也在最新的版本中引入了流线图这一进度管理功能。通过与可视化模型的关联，流线图这一方式变得更加直观易懂。

这类软件的工作流程为：先将一个项目的BIM模型自由切分为若干个区域，如按楼层、流水段等，这时，跨越了数个区域的一个施工任务就会被自动拆分到不同区域，生成多个分任务，对应于各区域的分任务工程量可以从模型中自动读取，输入任务的工效数据，再定义好任务间的逻辑关系后，软件就将自动绘制出（不是人工绘制）项目的进度流线图。之后，进度计划管理员可以直观地分析流线的合理性，直接对任务流线进行拖动、速度调整、资源配置等操作，从而完成对整个工程进度计划的优化，实现更少的资源投入，更短的建设工期，更平稳的资金流线。可以看到，其工作流程本质上是以BIM模型为驱动，平衡多种变量的综合控制。

图四 由甘特图编制的进度计划导入Vico Office后生成的流线图

图五 在Vico Office中经过优化的流线图，总工期由未优化前的55周缩短为49周

流线图，是比甘特图更加高级的进度管理方式。它有效地克服了甘特图的一些不足，在一些复杂的大型项目中，优势更为明显。在我国现阶段，建筑业经过了多年粗放式的野蛮生长之后，行业逐渐趋冷，进入了一个回归平稳的常态。工程行业在未来势必走向更加节约和高效的精益建造方向。仅就进度管理方面而言，流线图方式无疑是非常顺应这一趋势的。同时，借助于BIM这一工作模式，实现更加智慧和高效的工作提升，开辟更为广阔的应用前景。

（作者：北京建谊集团虚拟建造研究员）