基于数字化技术的建筑施工进度优化

周港

摘 要：随着科学技术的不断发展，工程项目施工进度管理与数字化技术不断融合，创造出了新的施工進度控制及优化方法，实现了施工进度的信息化和精细化管理，不仅提高了工作效率，还节约了资源。本文阐明了基于数字化技术的施工较传统施工的优势，解释了数字化技术的概念，分析了数字化建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技术的运用，进一步拓宽了施工进度管理优化的新思路。

关键词：数字化技术;BIM技术;建筑施工;进度优化

Abstract： With the development of science and technology， the integration of project construction schedule management and digitization has created a new schedule control and optimization method， realized the informatization and fine management of construction schedule， which can not only improved work efficiency， but also saved resources. This paper illustrates the advantages of digital technology over traditional construction， explains the concept of digital technology， analyzes the application of digital Building Information Modeling （BIM） technology， which furtherly to broaden the new ideas of construction schedule management optimization.

Keywords： digital technology; Building Information Modeling （BIM） technology; building construction; schedule optimization

在整个建筑工程施工过程中，施工进度、质量及成本三者呈对立统一关系。施工进度的管控关系着工程项目的质量及成本效益。通过引入数字化建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技术，可以整合各个行业的信息数据，及时有效地发现并解决施工过程中存在的问题，同时可以对建筑施工采取事前控制，从而有效提高建筑施工的整体质量。利用数字化BIM技术对传统施工过程中存在的问题进行优化，有利于建筑工程在保证质量和成本的前提下充分利用资源，从而确保施工计划顺利进行。

1 传统施工过程存在的问题

1.1 传统施工现场存在的问题

传统施工进度管理无法实现施工现场的精细化管理，不能有效控制各种影响因素，难以及时采取措施解决施工过程中出现的安全技术问题，且难以保障工程的质量和效率。施工过程中存在着各种危险因素，如果施工现场管理力度不足，不仅会对施工现场有关人员及周围环境造成不利影响，而且会产生不必要的返工返修，产生不必要的成本支出，影响施工进度计划的实施[1]。

1.2 传统施工进度管理存在的问题

在传统施工进度管理过程中，工程师仅对建筑工程量进行一个大致的估量后便开始进行工程建设，无法把控工程进度。传统施工队中部分人员责任意识淡薄，与相关人员的协作不够积极，会在极大程度上降低工程效率和工程质量。如果施工人员综合素质不高，那么他们将无法准确掌握施工图纸的所有要求，就会产生不必要的返工，造成资源浪费。传统施工中各专业之间缺乏信息的及时沟通，导致各方获取的信息存在不对称问题，难以实现充分的协调合作而影响施工进度。此外，传统施工利用二维图纸难以实现施工进度的可视化，导致施工过程中不能准确预判可能存在的问题[2]。

1.3 传统施工资源配置方面存在的问题

一般成功的工程建设能够在施工过程中合理安排资源配置，对施工的各个环节都有合理的成本及资源预算。在传统施工过程中，很难高效地分配资源，仅仅依靠技术管理人员来配置资源，缺乏专业人士及专业技术科学合理地统筹安排资源。同时，在建造过程中可能存在材料价格谎报、以次充好、偷工减料等行为，需安排监察人员严密监察资源分配过程，否则工程建设的资源分配会出现严重不平衡[3]。

2 建筑施工进度数字化技术概述

数字化技术是当今工程建设领域的新兴技术。它积极运用前沿的高科技技术，如云计算技术、人工智能（Artificial Intelligence，AI）技术、物联网技术以及BIM技术等。施工进度数字化主要基于BIM技术来实现。BIM技术是对一个建设工程实体和功能的数字化表达，以实现整个施工过程的数字化和智能化。运用BIM技术可以有效解决传统施工进度管控中的弊端。在建筑施工过程中，BIM技术通过建立三维模型编制施工进度计划，并将其与三维模型结合构成BIM 4D模型，根据施工方案进行施工进度模拟和跟踪，同时通过事前控制及早发现问题，提出优化方案。

3 数字化技术在建筑施工过程中的主要优势

3.1 可视化管理

基于数字化技术的施工进度可视化管理，可以使各部门之间及时共享信息，更好地协调工作，避免传统施工过程中信息交流不畅等弊端。可视化管理能够使项目管理者更加直观地把控施工进度，通过构建三维立体模型呈现复杂的施工图形，使整个工程建设过程处于可视化状态，实现对施工成果的有效检查，也可以第一时间发现施工过程中的不利因素并予以解决，从而提高决策和施工效率。

3.2 提供完整的建筑信息模型

在施工过程中，通过运用数字化BIM技術建立完整的建筑信息模型，可以将设计单位、建设单位、施工单位、监理单位、运营单位以及供货单位等有关单位归纳到施工进度管理体系中，如图1所示。在建筑工程建设之初便需及时开展信息的采集、整理和分析，把握好有关工程建设的各方面信息，以保证在施工过程中相关部门能够有效实现信息的交换，从而使各个部门能够更加准确地依据总进度目标实现自己的进度。数据库中数据与模型建立及模型中各构件间具有协调性，可确保资源得到充分利用，保障施工进度按计划顺利进行。

3.3 模拟性

基于施工进度数字化技术，利用Revit等软件建立三维模型，并在关联进度计划后形成4D模型，以对整个施工过程进行模拟分析和碰撞检查。在施工开始前，先对施工过程进行模拟，提前发现施工方案中的不合理之处，以便及时优化施工计划和方案。同时，它能够合理配置项目各阶段涉及的人员、材料、机器等资源，并与进度管理相关联，实现资源的高效合理运用。对于可能存在的紧急情况，可以运用BIM技术的模拟性事先进行模拟，有利于编制应急预案，进一步实现对施工进度的管控[4]。

4 基于数字化技术的建筑施工进度优化

4.1 建立4D模型

建立建筑工程数字化信息管理模型主要涉及如下步骤。

①利用Revit软件建立三维模型，高度还原建筑工程的实际情况。

②运用工作分解结构（Work Breakdown Structure，WBS）将建筑项目逐级分解，细化工作任务，以便于管理。

③编制施工进度计划。施工进度计划是运用Project软件将工程所涉及的各工序进行分解，按照各工序的开始时间、持续时间以及工作顺序等编制施工作业计划。例如，运用BIM技术准确地计算出人员、材料、机器的消耗量，从而计算出各工序的持续时间等。

④将建好的三维模型和施工进度计划导入Navisworks，建立BIM 4D模型，以利用BIM 4D模拟检查施工进度计划逻辑的准确性，检验进度计划的可实施性，并在后续施工过程中时刻进行跟踪检查，从而提高施工效率[5]。

4.2 施工进度控制

尽管事先编制了施工进度计划，但在实际施工过程中还会存在些许偏差。因此，需要对施工进度进行跟踪检查、偏差分析及进度控制。策划、实施、检查、处理（Plan、Do、Check、Act，PDCA）循环在进度控制中扮演着重要角色，具有动态控制和持续改进的特点，如图2所示。

4.2.1 施工进度跟踪。为使施工进度计划更加合理，在编制进度计划时需要综合考虑施工质量、成本及进度等因素。不管是在编制施工进度计划前期，还是对已经编制完成的施工进度计划，都需要相关人员对其进行严格把控。

4.2.2 施工进度偏差分析。在具体工作开展过程中，相关人员需要全面分析施工过程中出现的偏差，基于数字化BIM技术下的进度管理系统对施工进度和资源进行分析比较，查明原因，防止出现施工进度未按进度计划执行、资源分配不合理、资源浪费和进度延误等问题。对于施工进度是否按进度计划执行，可以在构建的模型中通过颜色进行识别。例如，模型中红色部分表示进度延误，绿色部分表示进度正常。

4.2.3 施工进度纠偏及调整。在实际作业中，通常很难完全按照施工进度计划进行。通过对比分析实际进展和进度计划，会发现存在施工进度、资源及成本偏差等问题，需要采取措施及时进行调整。为避免这些问题带来负面影响，施工过程中需要动态控制进度，将不同工序施工进度定期导入BIM进度管理系统，确保能够及时发现问题，并制定合理的纠偏措施及时进行有效调整，避免严重偏差导致的大幅度调整[6]。

4.3 基于数字化的施工进度优化

4.3.1 基于数字化的施工进度管理流程优化。基于数字化BIM技术将总进度计划划分至二级进度计划，再划分至周进度计划，直至日计划。各级的进度计划都由相应人员负责，即将责任落实到人。在编制进度计划过程中，借助BIM进度管理平台整合所有相关信息，以实现对进度计划的整理和不断完善，使编制的进度计划更加科学合理。

4.3.2 基于数字化的施工进度计划优化。通过关联数字化BIM模型与施工方案，突出反映工程进度中的重点及可能存在的问题，以此优化施工方案。尤其在一些复杂工艺上，采用传统施工方法可视性不强，而采用BIM技术可以实现对施工工艺流程的模拟，解决传统施工存在的局限性，提前做好施工规划部署，安排好各专业间的交叉作业，以有效加强对施工现场的协调管理，从而提高整体施工效率。

4.3.3 施工资源的优化。管理人员将涉及的施工资源导入数字化BIM进度优化系统，系统会将资源信息进行整合分析，计算出施工中各工序所需要的资源，从而将资源进行合理准确的分配，保证施工进度。系统能够及时了解施工资源的实际使用情况，当资源供应过度或者资源缺乏时，可以有效进行规划调整，以保证资源的高效利用[7]。

5 结语

在建筑施工过程中引入数字化BIM技术，进一步实现对施工进度的优化。通过BIM技术编制施工进度计划和构建BIM 4D模拟，高度还原了施工现场情况，可以清晰知道下一步工作的详细情况，使得优化过程更加直观，增强了施工的精确性。数字化BIM技术的应用拓宽了施工进度管理及优化的思路，有效解决了传统施工进度管理的弊端，提高了施工效率，推动了建筑行业的可持续发展。

参考文献：

[1]危爱元，张文青.基于BIM技术的建筑施工进度优化研究[J].住宅与房地产，2017（36）：153.

[2]曹兵.基于BIM技术的建筑施工进度优化研究[J].居舍，2019（11）：31.

[3]颜朋辉，杨红霞.基于BIM技术的建筑施工进度优化研究[J].四川水泥，2020（6）：132.

[4]许阿敏，李文芳.BIM技术在工程项目施工进度管理中的应用[J].江西建材，2021（1）：235-236.

[5]朱庆亮，张丽华，方涛.BIM技术在项目施工进度管理中的应用[J].施工技术，2017（增刊2）：1184-1186.

[6]张勇.基于BIM技术的建筑施工进度优化研究[J].住宅与房地产，2019（19）：206.

[7]陈福乾.基于BIM技术的建筑施工进度优化研究[J].居业，2019（9）：99-100.