基于BIM技术的投资与进度管理应用

曲 媛

（上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司，上海市 200125）

0 引言

投资和进度管理，是项目管理的任务重最重要的组成部分，影响到工程带来的社会效应与经济效应。现阶段，实际的建设工程管理中，仍然有许多难题依托以往技术与管理观念无法有效解决，工期延迟、进度落后等现象经常出现[1]。伴随技术的发展，有望借助BIM技术[2]的信息化优势解决管理的精细化、动态化程度不足。信息是项目管理效率的主要影响原因，BIM的产生使建设工程领域在设计、施工到运营维护的全生命周期带来了变革[3]。

BIM5D模型是基于虚拟技术软件二次开发的“进度-成本”5D模型。即在虚拟技术模型中，关联进度计划，并引入投资控制，使得该模型成为五个维度的建筑信息模型[4]，通过展示施工过程中资源、费用随着进度的变化，并且对进度与投资管理流程的优化，有效地实现投资控制与进度计划管理精细化、动态化应用，方便参建各方协同管理，提高管理效率。

本文以“云翔大型居住社区陈翔路（沪宜公路—芳林路）改建工程”的地下通道（以下简称‘陈翔路地道工程’）”为例，对BIM技术下的投资与进度集成管理进行应用研究。

1 工程概况

本工程设计范围西起沪宜公路，东至芳林路，设计道路全长约1.408 km，其中地下通道840 m，为地下双层通道，其中下层主线为双向四车道规模，上层为双向六车道规模；项目投资总额为87 215.03万元，其中工程费49 246.00万元。

2 BIM5D模型的建立

2.1 建设项目投资与进度管理现状和问题现状

由于建设工程具有规模大、工程结构与工艺技术复杂、建设周期长、参建方众多等多种特点，导致建设项目投资与进度管理存在种种不足和问题。本文将现存问题，按环境、资源、技术、风险、人为等不同因素逐—归类，见图1。

图1 项目管理影响因素和现存问题

传统的建设工程项目管理技术与方法有其局限性，导致了投资和进度管理中出现各种问题，目前的技术、方式与理论使用，无法达到项目的管理的实践需要。基于BIM技术的研究情况、发展趋向以及业内专家的看法，本文认为可以将其引入建设工程的项目管理中，解决其中缺陷，提升项目管理能力，改善投资与进度管理效果。

2.2 BIM5D模型的建立

本项目建立了基于虚拟技术软件二次开发的陈翔路地道工程“进度-成本”5D模型，关联进度计划，并引入投资控制，使该模型成为五个维度的建筑信息模型[2]，在实际应用中“及时”展示项目实施过程中“进度、成本”的“实时”变化情况，并可“及时”对进度与投资管理流程的优化，有效的实现投资控制与进度计划管理精细化、动态化应用。

3 BIM5D模型的应用

基于BIM5D技术的模型建立完成后，可以结合进度计划进行分析，以确认计划本身的合理性，包括：项目计划内容是否全面；核心资源、预算的分配、项目工期、施工工序逻辑关系、重要工序交接点等等。以BIM技术为基础的进度与投资控制平台有着网络优化、进度目标比较分析、挣得值分析、3D模拟分析等作用，见表1。

表1 模型中的计划分析与目标建立

3.1 分析进度工期

在对进度工期进行分析时，必须先了解主要环节的—致性，保证整体建设目标是否和合同要求日期相同；其次，必须发现其中的关键路径，而且研究其中的持续时间可否接受。除此之外，观察施工时间与竣工时间是否达到项目标准，了解总结之后预期项目工期有无存在较大偏差，参建方应当互动交流，并且达到相同意见[5]。

基于BIM的进度管理系统提供WBS的工作列表视图等进行作业工期和逻辑关系的分析，能够更快地发现关键路径和主要工作，如若必须对关键路径与主要工作进行调节，能够在视图中做出更改与编辑操作。除此之外，利用5D视图，能够实现对施工环节的模拟，可以更加直观的展现施工进度，观察各施工环节逻辑性是否合理，见图2。

图2 进度投资5D模拟

3.2 分析

资源的应用在项目管理中有着十分关键的作用，在对各项资源进行配置之后，必须观察工程量与资源分配情况，保证资源能够较好利用并合理分配到合适的工作作业中，避免出现分配不足或分配过度的现象[6]，见图3。

图3 5D模拟中进度变化和资源消耗显示

在工作开始之前，能够利用模拟方式，了解所制定的进度计划以及资源分配情况，进行对应的优化发展，以最少资源投入，减少资源分配产生的风险。引进BIM技术对资源分配进行控制，能够利用查询工作表中选择资源的具体数据，这是为了明确是否可以利用修改来体现项目对资源的需求情况，能够利用优化项目范围，或者增减工作分解结构（WBS）[6]工作项，使资源负载达到均衡状态；能够通过限量手段，拖延资源使用时间，或者对工期进行优化，以确保资源的实现；还能够对预算费用进行优化，投入大量资金以达到增加资源目的等。

3.3 分析预算

在实现各级进度方案之后，所有工作都已经安排了对应的预算成本，通过其中的预算分析模块，能够实现对预算成本分摊情况的审查，首先，是为了掌握进度方案的分摊总和有无超出规定支出，其次，为了掌握进度方案中的计划成本与实际成本的分布情况，了解分布曲线在整体或者个别时间段有无存在较大偏差。

4 BIM5D模型的应用效果

4.1 BIM5D应用后管理过程的差异

通过上述关于BIM的5D系统流程实现过程，可以总结对比引入BIM5D技术前后，在投资-进度管理中的差异对比，见表2。

4.2 BIM5D应用后现状问题的改善

BIM5D技术改变了投资-进度管理流程，优化了管理过程，并且能够改善工程建设项目管理存在的各类现状问题。本文总结了环境、资源、技术、风险和认为五种因素下BIM5D技术对目前有着的问题进行分析，反映了BIM技术的应用效果，见表3。

表3 BIM5D技术应用对现存问题的作用

5 结论

本案例的应用基本完成了对该项目的5D模拟，实现了3D模型、工程造价信息与进度相关的时间信息关联，进行基于5D的施工进程状态模拟，将整个施工进程动态直观的展示出来。BIM技术的使用使管理过程更加简单，在进度方案的制定与成本控制阶段中，能够更好地使用其中的模型数据。工程量是其中最为关键的变量，通常来说，采用人工运算方法，较为庞杂，无法保证其精确性与动态性，而使用BIM技术十分方便，只需在模型完善的基础上，提取所需数据，并且进行梳理与研究，就能够了解到各时期所需人员数量、用料数量与设备数量，进而提升对工作时间与成本变化估算的正确性，可以更好地服务于科学配备资源。设计模型到施工模型的精度不同，构建参数有差异，导致各阶段工程量不-致等因素，。目前，国内应用BIM5D技术在案例中的应用大多以定制化服务的形式开展，需重构模型并按照算量要求、WBS要求重构模型，因此尚无法真正实现对设计模型的直接应用，在推广性上有所欠缺。