基于BIM技术的建筑施工进度优化研究

汪定国（武汉市汉阳市政建设集团有限公司，湖北 武汉 430050）

建筑施工规模显著增加，施工和管理难度显著增加，原有进度管理方式呈现于复杂项目管理方面，自身不足逐步凸显。建筑施工面积大、内部结构设计复杂等，施工进度难以实现全面、统筹及精细化优化和管控。将BIM技术充分引入建筑施工进度管理中，可积极以3D可视化模型、4D模拟演示等技术，为现场管理人员对各环节进度把控优化提供强有力的支撑，从本质上减少工期延误、设计质量缺陷等不足，提高进度管理效率及质量。需基于实际项目，发挥BIM技术的优势，不断优化进度管理计划和方案，对其进行全方位管控，获取较佳的经济效益。

1 建筑施工现场特征分析

随着当下建筑工程数量显著增加，对进度优化和管控要求较高，其实际施工内容较多，现场涵盖部门和人员较多，增加进度管理难度，以下为建筑施工现场特征分析。

1.1 专业性较强、技术要求较高

建筑工程施工周期较长，专业性较强，施工技术要求较高，需操作人员积极掌握其实际施工技术要点，保证整个施工实施具有规范化和专业化。

1.2 参建方较多，协调难度较大

建筑施工内部配合面较广，参建单位较多，各系统内较为复杂，且工程量较大，沟通协调难度较大。因部分交流和沟通不畅促使部分施工质量不佳，促使整个项目进度延期，造价升高现象时有发生。

2 基于BIM技术的建筑施工进度优化价值分析

原有施工进度管理模式存在局限性，最终优化成效不佳，深究其成因在于施工进度管理主体信息获取不足和处理效率低下，积极引入BIM技术可从源头解决该问题。基于BIM技术的建筑施工进度优化，可将相关信息处于规划设计、建造运行等全生命周期进行共享和传递，为施工进度优化思路开启新的视角，在施工进度优化中发挥重要价值，体现在以下几方面。

2.1 减少沟通障碍和信息丢失

BIM可形象、直观呈现信息数据和模型间的关系，从本质消除因2D图纸作为实际信息传递介质带来信息损失，建筑管理人员可精准性掌握设计人员实际意图，并有计划、有组织地开展施工任务目标，减少交流和沟通障碍造成施工工期的损失。

2.2 实现施工主体预先仿真模拟

建筑施工周期较长，且具有一次性特征，原有施工进度优化过程中，难以实现事前仿真模拟，促使设计阶段产生问题、施工方案编制不足等难以提前发现，为施工进度带来较大的风险。基于BIM技术的进度优化，可预先做好建筑工程仿真模拟，将出现问题及时进行处理，进一步实现设计、施工方案和工期优化。

2.3 进度信息共享

以BIM技术为核心支撑，整个建筑工程所有参建方均处于一个与现实施工环境相仿可视化环境下，有序开展自身工作任务，营造高效化协同环境，为参建方直观、高效化做好施工方案及协调做以支撑，达成建筑施工进度问题的协同解决。

2.4 进度与资源管理集成

基于BIM技术建筑施工进度管理，支持管理者可进一步对现场各类资源实现高效化配置，提高自身资源利用率，进一步提高进度计划精准性，保证资源配置与进度计划相适应。

3 基于BIM技术的建筑施工进度优化策略

3.1 基于BIM技术的建筑施工进度优化框架

一方面，基于BIM技术建筑施工进度优化流程。充分以BIM技术为核心支撑，以业主对进度管理的要求为着力点，联合3D模型和进度相关数据信息为基础，将信息进行整合汇总为BIM模型成果，并构建完善的4D模型。通过选用BIM虚拟建造技术对建筑工程进行合理化拆分、进度计划编制、进度动态化追踪等工作，对其整个进度管理流程进行优化，将进度数据信息与施工模拟联动，达成现场、数据和模型一体化，最终将分析结果传输至4D模型中，提高施工进度优化和管控效率。同时，可预先发现解决施工中可能产生的问题，进一步促使施工进度管理处于最佳状态，为实际施工提供更佳的指导，确保建筑工程保质、保量完成。另一方面，基于BIM技术进度优化的方法。BIM技术施工进度管理可处于初期计划时期更易判定建造可行性问题，预先掌握进度管理和资源配置是否具有合理性及可靠性。编制和灵活性调整进度计划方案，可依托循环施工模拟仿真进一步优化，达成可视化进度追踪、偏差分析等工作。

3.2 基于BIM技术进度优化模型构建

3.2.1 3D模型的构建

4D施工进度模型构建初期环节便为3D信息模型构建，其内部包含所有施工构件信息，且保持各构件信息的独立性，3D模型将此类信息进行整合为完整数据库，为各环节进度优化提供参考。3D建筑模型主要是结合所画构建动态化审查各行，保证各专业模型建立合理，3D视图中可呈现整个建筑模型，且动态化支持实施更新立面和剖面图，每个视图间存在较强的关联性，可进行多维度、多视角全方位展示，修改调整其中一个构件时，其他相关视图便会自动化调整更改，促使建筑模型从原有整体至细节，图纸从原有2D转化为3D，促使管理高效化。

3.2.2 工程进度4D模型构建

构建4D模型内部涵盖各类构件的相关信息，其将3D模型与施工进度进行有效融合，自动化结合资源、施工进度等需求，进一步综合性分析工程进度计划精准性和优化进度，应用者可随意选取模型中相关组件，保证其与施工活动联动，实现人机交互功能，4D模型凭借自身可视化、直观性的优势，为建筑施工部门信息交流和沟通创设优良的平台。

3.3 基于BIM技术的进度优化方法

3.3.1 基于BIM技术的进度跟踪

建筑施工现场影响进度影响因素较多，促使最终任务目标难以如期完成，需对整个实施过程做好动态化管控，力争预先发现进度存在的不足，采取相应的解决措施处理，保证施工进度优化合理化。基于BIM技术进度跟踪主要以大量信息为基准，对整个施工现场做好监控和记录，动态化更新各数据，其重要强调两方面，即进度信息收集、进度信息处理。一方面，信息收集汇总，当下可选取多元化的操作方式做好现场信息收集汇总，如视频监控等，对施工中各关键节点做好信息收集，及时将其反馈进度管理人员，进一步掌握现场进度实施状况，为后续调整优化管理策略提供参考。另一方面，信息处理。将上述收集汇总相关的施工进度信息，将其实施更新传输至建筑模型中，促使现场施工状况、数据信息和模型保持相同步，利用更新后4D模型对整个现场做好追踪。施工管理人员可直观掌握各施工任务，对进度更易进行跟踪和控制，及时发现潜在的施工工序和冲突矛盾不足。此外，还可自动化生成进度跟踪可视图、数据报表等，从多视角、多层次分析施工进度落实状况，为及时处理各类问题和落实责任提供参考，促使进度优化实现精细化目标。

3.3.2 基于BIM技术的施工组织过程

整个建筑施工过程中，需充分结合该项目做好现场施工组织工作，保证各环节有序实施，需积极落实以下工作：①基于BIM模型的项目工作结构分解。施工单位需充分依托BIM平台获取安装中实际所需信息，合理化划分整个结构目标，精准性计算材料实际耗损量和建设工程量。利用优化后三维空间模型可动态化掌握施工信息，促使信息更具完整性、可靠性，提高建筑工程结构目标分解质量和效率；②基于BIM模型安装方案设计。由于建筑施工过程中包含多个子项目，高质量的施工方案设计，为后续项目进度管控提供强有力的支撑。处于BIM软件平台上联合初期安装施工方案和进度，对整个施工过程实施可视化模拟，精准性判定其与该施工过程中技术措施、机械设备是否合理，持续性对其进行优化调整，如此重复进行演示，管理人员可对各类影响进度因素进行实时分析，合理选取施工方法和机械设备；③基于BIM模型施工进度计划编制。施工进度计划主要充分结合该项目实际任务时间、顺序和资源配置，从整体层面做好统筹规划，进一步为施工进度控制提供参考依据，施工进度计划是对整个项目进行时间管控。基于BIM模型安装方案设计，管理人员可动态化掌握并落实施工操作时产生状况，编制施工进度计划合理化确定子系统实施作业工期、资源配置；④基于BIM模型资源供应量建立和分配。虚拟空间内将整个建筑施工内容划分为各阶段、设备及材料，充分利用BIM计算软件精准性计算施工实际工程量，以及各工程量相适应的施工进度所需资源，促使各项任务目标实现良好的资源配置。

3.3.3 基于BIM技术的施工进度偏差分析

建筑施工过程中需对其全生命周期进行跟踪，不断将实际施工进度与初期制定施工进度计划进行比对，分析进度信息、发现偏差等问题，采取相应的控制措施做好纠偏，保证初期进度计划目标达成。基于BIM技术进度偏差分析核心为时间，充分选取多元化的比选方法，分析时间实际偏差、系统进度数据偏差分析结果和4D模型凸显实际进度和计划进度处于时间比对状况。复杂项目形成进度偏差并非是时间的延误，与资源成本密切相关，基于资源、成本层面做好进度偏差分析十分关键，可积极利用BIM技术偏差分析通过汇总资源成本耗损，从进度和资源成本关系图中确定异常点，深层次分析其中进度偏差因素，对其实施更精准、更高效的进度偏差分析。一方面，从整个进度层面展开分析，结合整个建筑施工起止时间，将其与初期计划时间进行比较。基于BIM技术和4D进度管理系统和充分从横道图、进度曲线做好比对，充分将实际施工进度与初期计划进度做好比对，利用软件着色方法真实呈现，进度比对还可实现多视角功能，对两种建造实际模拟过程进行比对。另一方面，从资源视角层面分析。正式施工过程中，各任务量实际比例难以精准衡量，但任务完成与其资源耗损息息相关，可最大限度分析任务资源分析报表、统计图和资源需求供应曲线图展开精细化分析，精准发现实际进度与初期设计进度产生的冲突和矛盾，进而保证整个施工周期处于可控化。

3.3.4 基于BIM技术进度调整

充分利用BIM技术可对建筑施工中增减任务、时间等方法进行预先仿真模拟，预先判定调整是否具有合理性，此类操作实施主要依附计算机，实际操作效率较快，且不会耗损现场资源，进一步提高整个进度优化调整的效率和质量，降低施工成本，减少人为计算产生误差导致进度调整不佳的现象。同时，可积极选用BIM技术实现施工进度联动修改，进度管理中模型进行调整时，与之相关联的构件的图进行调整，若对模型构件信息进行修改，与之相吻合的进度模型数据会相应变更，进一步节省大量进度调整时间和环节。

3.3.5 基于BIM技术进度优化辅助应用

基于BIM技术进度优化辅助应用主要体现在，BIM中碰撞检查和施工模拟，前者主要可精准确定施工中各专业存在的冲突问题，不断优化管线布设，减少因返工产生工期损失；后者主要是仿真模拟施工度、方案和场地布设等，进一步优化进度目标。建筑施工内部参建方较多，各环节若未积极做好协调，可能促使施工进度延后，充分依托BIM碰撞检查技术预先将各专业图纸相关问题进行预演，解决各专业冲突，为实现施工进度优化提供助力。其次，施工模拟是BIM技术在进度优化中的关键，充分进行高度模拟补充2D图纸自身不足，将2D图纸转变为3D立体化模型，施工进度编制、更改均已建立3D模型为参考，对施工过程和关键阶段进行预先判定，保证其施工方案编制合理性，以免产生工期进度延后，影响整个施工工期。施工3D仿真模拟，可对整个施工进行预演，直观呈现施工环节间逻辑关系，有助于管理人员把关施工重难点，为施工及进度方案优化提供保证，加快施工进度。

4 结语

BIM技术用于建筑施工进度优化中，可进一步解决原有进度管理模式存在的不足，提高进度优化效率及质量，减少工程实际变更，促使整个建筑工程信息更新及传递更具完整性及高效性，实现有效控制施工进度，保证施工质量的同时，降低实际施工造价。