BIM技术对某项目施工过程的信息化进度管理

荀 杨，于立君，包兆媛

(长春工程学院管理学院，长春 130021)

在全球信息化发展的今天，BIM技术在我国迅速发展，BIM技术凭借独一无二的优势，在项目的设计施工阶段发挥着巨大的作用，因此，在未来的建筑行业的发展中，BIM技术将成为建设项目中不可缺少的一项。本文以BIM技术在新星宇广场项目施工过程中的应用为例，验证了在施工过程中通过BIM技术可以有效地提高施工效率从而对项目进行进度管理。

1 概述

1.1 BIM技术特性

1.1.1 施工可视化

利用BIM工具在施工前模拟施工进度，确定施工计划，通过新建各类模型，从而进行虚拟施工；各专业管线碰撞可视化，即在BIM模型中可以提早在三维状态下找到碰撞点，各专业的负责人员在Revit中调整发生碰撞的关键节点，再导出CAD图纸。

1.1.2 协同性

在工程中，无论是施工方还是业主方以及设计公司，都在进行相互协同以及配合。通过BIM进行工程管理，可以大大提高项目施工过程的效率，从而提高施工进度，降低施工成本[1]。

1.1.3 模拟性

我们可以通过BIM技术进行施工进度模拟，通过BIM相关软件建模，再将模型与进度计划相关联，即生成了一个可视化的4D模型，就可以直接、精确地看到全部施工过程。

1.1.4 信息集成完整性

BIM应用的关键是通过相应软件建立的三维模型从而建立信息库，该信息库包含了设计阶段、施工进度以及成本相关数据。设计阶段，BIM技术使各专业都在同一个模型中工作，建筑与电气、设备与结构之间的碰撞就会明显地暴露出来，工程师们可以及时对冲突位置进行修改和调整，这样可以大大地避免施工中的返工以及浪费的问题。施工阶段，对于工程的质量、进度以及成本方面的管理，可以通过BIM技术提供的详细信息，方便各方工作人员监督和审查。

1.2 BIM软件的选取

1.2.1 Autodesk Revit Achitecture

本工程首先应用了Revit将各专业的模型进行整合。Revit是Autodesk公司一套系列软件的名称。Revit系列软件是专为BIM构建的，可帮助建筑设计师设计、建造和维护质量更好、能效更高的建筑。

该软件可以使我们在项目设计阶段研究出更具有创新性的外观。Revit支持可持续设计、碰撞检测、施工进度模拟，可以协助各方更便捷的沟通。

1.2.2 Autodesk Navisworks Manage

本工程采用AutodeskNavisworks Manage软件对管线进行综合碰撞检测。该软件完美地结合了冲突查找与照片级可视化功能。

通过Navisworks生成碰撞报告，我们可以通过碰撞报告中的碰撞点进行各专业管线的重新排布，之后通过漫游和渲染，对修改后的管线进行检查，同时生成漫游动画。

1.2.3 斑马梦龙网络计划

本项目利用斑马梦龙网络计划对该项目编制楼层进度计划以及细部计划对该工程进行精细化管理。斑马梦龙网络计划可以导入Project工程，横道图秒变双代号网络图，直观发现project工程的逻辑关系问题，检查关键路径是否正确。

1.2.4 广联达BIM5D

该软件可以集成各专业模型，并且可以关联施工进度、合同、成本、质量、安全、图纸、物料等信息。可以形象直观地对项目的进度、成本、物料等数据进行管理，帮助管理人员正确决策以及精细化管理，从而达到缩短工期、控制成本、提升质量的目的[2]。

1.3 工程概况

1.3.1 住宅

B1号楼地上26层，剪力墙结构，建筑高度78.26 m，总建筑面积17 133.7 m2，住宅建筑面积16 424.53 m2，商网建筑面积642.4 m2，水箱间建筑面积66.77 m2。

B2号楼地上22层，剪力墙结构，建筑高度65.99 m，总建筑面积15 864.61 m2，住宅建筑面积14 268.82 m2，商网建筑面积1 595.99 m2。

1.3.2 公用建筑

B7号楼地上3层(局部1层)，框架结构，建筑高度为11.99 m，建筑面积为1 222.85 m2；B8号楼为地上1层地下1层，地上1层为换热站，地下1层为生活水泵房，框架结构，总建筑面积499.30 m2，生活水泵房建筑面积303.98 m2，换热站建筑面积195.32 m2。

1.3.3 地下部分

B10地下3层(局部2层)车库，总建筑面积28 281.20 m2，停车位623个。

2 BIM技术在新星宇广场项目地下室部分的应用

2.1 地下室管线施工的要点

2.1.1 多管线施工的特点

在地下室管线施工中，不可能完全按照图纸施工，首先是因为地下室管线包括土建、给排水、机电、设备等专业，管线排布紧密，系统多样化，往往在关键节点上发生碰撞，无法做到既能安排合理又能缩短工期；其次，因为图纸与现场施工情况有差异，每位现场施工人员对图纸的理解程度不同，为了避免对其他专业的管线排布产生影响而让步，导致施工进度缓慢甚至发生返工的事件，所以，利用BIM技术进行施工前的管线综合是解决施工中管线碰撞的最佳手段。

2.1.2 各专业管线避让的一般要求

本工程在地下室内设置的管线专业主要有：采暖、电气、给排水、通风、喷淋、等。根据专业不同以及管径长短，应该按照以下要求采取避让：

1)设备优先的原则。

2)金属管避让非金属管；为保证安全，电气管线应该安排在给排水管线上方；给水管避让排水管；空气管避让水管；附件少的管线避让附件复杂管线。

3)当遇到转弯或升降时，应该以直径大的管线为主，直径小的管线应该让步于直径大的管线，从而避免了占用更大的空间。

4)为了更多的节省空间，尽可能利用同一个支架或者托架，前提是不违反一般要求的情况下。

5)对于占用空间较大的管线，可以把该管线独立放在某一标高，前提是条件允许的情况下，这样就大大减少了其他管道比较困难地避让该管道的情况发生[3]。

2.2 构建地下室部分施工图

施工图模型构建。依据项目施工图纸创建了土建、结构、给排水、通风、电气等专业的模型，在建模过程中发现施工图纸中不合理的地方进行修改，并及时更新施工图，使最后创建的BIM模型具有准确性、可依据性，因为精准地建立模型是应用BIM技术的出发点，所以完美准确的模型是该工程顺利进行的重要一步，接下来该工程可以在此模型基础上进行施工。地下室结构部分见图1所示。

图1 地下室结构

2.3 通过Navisworks检查地下室综合管线碰撞

本工程包括了电气、给排水、通风、电气等专业的地下管线，还有消火栓、喷淋等管线，这些专业在关键节点上经常发生碰撞，如果应用BIM技术进行三维的碰撞检测，不仅可以避免硬碰硬、软碰撞，有效地避免施工材料的损失以及返工情况的发生，而且节能环保，使管线安排更合理[4]。

将各专业模型整合后的文件导入Navisworks中进行碰撞检测，生成了碰撞报告如图2所示。报告显示各专业管线间发生了1 300多处碰撞，其中大部分碰撞产生于各专业管线间的连接处，根据碰撞报告显示的碰撞节点再返回到Revit中进行修改。

图2 碰撞报告

2.4 漫游检查

Navisworks可以模拟施工人员进入到建筑模型中，然后用电脑控制模拟人的动作。以第一人称的视角检查整个地下室的各个部位，检查关键节点管线的排布情况，进一步确定管线排布的准确性和美观性。该工程的漫游动画截图如图3所示。

图3 漫游动画截图

3 新星宇广场项目基于BIM5D的信息化进度管理

3.1 进度管理存在的问题

3.1.1 软件选取编制网络计划

很多施工单位往往选取Project这款软件编制网络计划，Project是由微软公司发明的比较强大的一款软件，优点是首先可以和Word、Excel很好地互动，其次是可以应用到全行业的项目管理中，如果非常熟练并且深入地研究这款软件就可以很清晰地过滤出关键路线。但是Project同样存在一些问题，通过这款软件排出的任务大概有上千项，如果没有搞清楚明确的逻辑关系，那么之后找出的关键路线也是存在问题的；同时，利用该计划的后续追踪比较困难，有几百甚至上千项的施工任务需要人工来填写实际时间，再进行下一步的对比。所以，Project这款软件在施工单位的作用是：总工排完总工作计划，发给业主或其他部门，作为一个指导性的计划；现场的管理人员会将一个月或者一周的施工任务再重新安排，指导施工。实际上利用Project编制的总工作计划和现场施工是脱节的，在规模较大的项目上使用时也会存在一些缺陷。

3.1.2 进度信息大量丢失

现场施工人员的进度信息更新不及时，比如现场工作人员的施工日志每周或每个月更新1次，将会导致大量进度信息丢失。

3.1.3 赶工期

大部分工程在前期拖延工期，认为时间来得及，后期就开始不停地赶工期。这样就需要把和进度管理相关的理论通过软件真正地发挥作用。

3.2 纵向联动——流程信息化

3.2.1 编制梦龙网络计划

该网络计划会自动生成节点和编号，自动建立紧前紧后关系，并实时计算关键线路。如果我们在某一项目中用Project软件或者其他软件编制进度计划，很难找到关键路线、总时差、自由时差等，工作量较大，而且计划赶不上变化，往往某一计划刚刚排完，施工现场又出现了另一个变化，所以建议引入梦龙网络计划。通过斑马梦龙网络计划编制楼层形象进度计划可以非常清晰地看到整个施工的脉络，横轴是时间，纵轴是楼层，可以看到某一时间点各个施工部位的基本情况，即使不是专业人员也可以轻松地看懂进度计划。新星宇广场三期楼层形象进度计划如图4～5。

图4 新星宇广场三期楼层形象进度计划图

图5 新星宇广场三期楼层形象进度计划图

3.2.2 梦龙编制阶段计划或者细部计划

在BIM5D平台上对施工任务进行派分。当得到最佳工期后，相当于得到了一个准确的可执行的总控计划，之后要编制细部计划，细部计划是根据总工作计划摘出来的，避免总工作计划与细部计划脱节的现象，基本实现了计划从上到下的统一性，并且能够指导现场施工。新星宇广场三期细部计划如图6。接下来将细部计划导入到BIM5D平台中，将总工作计划和细部计划在BIM5D中进行任务派发，以新星宇广场三期项目地下室-1层为例，将细部计划在BIM5D中进行任务派分，如图7。在BIM5D中可以清晰地看到每项任务的计划开始时间、计划结束时间以及相关的责任人。我们可以关联相关的责任人一键任务派发，这样所有相关的责任人的手机端将会收到相应的任务。

3.2.3 工长回馈进度信息

工长根据任务派分在手机端回馈进度信息并详细记录实际情况。工长接到任务后，根据一天的施工情况对任务完成情况做一个整体而详细的描述，例如今天的进度提前了还是滞后了，并详细描述出滞后原因，包括现场施工情况的相关照片、相应的工作人员。每天相关的工作人员会检查工长的手机端是不是按照现场的实际情况进行反馈。这一步骤对于进度管理流程是相当重要的，是对整个计划进行最后检验的核心部分。

3.2.4 通过网页端生产看板对反馈的信息进行识别处理

当工长在手机端进行反馈时BIM5D网页端的生产看板上会对反馈信息进行识别，比如某工长的任务是100%，一周或者一个月的任务完成了60%或者70%，所有任务的完成情况在网页端都会进行自动的汇总计算，不需要每个人进行计算，这样会省掉现场大部分的工作。一周或半个月后进行进度复盘，每个人将在会上对各项任务滞后的原因加以解释。

图6 新宇广场三期细部计划图

图7 细部计划任务派分

3.2.5 生成前锋线

通过信息反馈至网络计划中生成前锋线，对计划的信息进行有效决策。根据网页端的任务反馈，在梦龙网络计划中根据每个月任务的完成情况对计划完成位置点以及实际完成位置点生成前锋线，会发现出现的偏差，该偏差会导致关键路线拉长，进而对总工期产生影响。因此，我们会对工期的偏差进行下一步决策，可以及时并有效地避免工期延长的情况发生。

通过以上几个步骤实现了PDCA信息化。Plan：通过斑马梦龙网络计划编制总控计划；Do：编制细部计划，通过BIM5D进行任务派发；Check：工长接收到任务在手机端进行反馈；Act：通过反馈到BIM5D网页端的信息进行分析决策。

3.3 横向联动——各部门信息化联动

将以新星宇广场三期项目B1栋单体浇筑大体积混凝土为例。当浇筑大体积混凝土时在BIM5D平台的PC端对各个部门进行任务派发，当任务派发完成后，每个部门都会对该项任务进行联动。

3.3.1 安全部

浇筑大体积混凝土时，相应人员会提前两天左右通过PC端对安全部派发任务，需要进行安全教育，安全部收到任务后就会安排安全教育，完成后将任务进行反馈。

3.3.2 技术部

当技术部接受到该项任务后，在手机端将相关的图纸以及工艺库进行更新，从而工长就可以在手机端看到相应的图纸和工艺库信息。

3.3.3 商务部

商务部接受到任务后，在BIM5D的PC端可以实现流水段一键提量，这样在施工前就可以对量进行估计，免去了工长提量困难的烦恼。

3.3.4 质量部

当质量部接收到任务后，可以把现场节点的相关信息发送到手机端，现场人员可以通过扫二维码获取节点的信息，从而指导现场施工。

3.3.5 工程部

工程部收到其他所有部门的反馈信息后，对施工过程进行详细的记录。

4 结语

在该项工程中，笔者系统地研究了BIM技术对施工进度的优化：(1)通过Revit对各专业建立模型并整合，该过程体现了BIM技术的可视化。(2)通过Naviswork对地下室综合管线部分进行碰撞检测，对关键节点处进行修改，并对修改后的管线进行漫游检测，避免了施工过程中返工情况的发生，从而对进度进行管理，实现了BIM技术信息集成的完整性以及模拟性。(3)通过斑马梦龙网络计划编制总控计划和细部进度计划并通过BIM5D的PC端以及网页端对施工任务进行派发和反馈，从而实现了BIM技术的无纸化、信息化以及科学化。

本文仅从施工过程进度管理的角度出发，后续工作将会以成本管理的角度，探究BIM5D对整个施工过程的成本、物料的管控，从而构建一个更深入并且更加精细化的管理体系。