BIM 技术在建设项目施工进度管理中的应用研究*

李延超，姜安民，2，董彦辰，2，李 旋，旷昱芳，曹紫僖

（1.湖南城建职业技术学院，湖南 湘潭 411100；2.中南林业科技大学土木工程学院，湖南 长沙 410004；3.湖南财政经济学院工程管理学院，湖南 长沙 410205）

质量、成本与进度一直是项目管理的三大目标，三大目标的实现既对立又统一。如何在保证工程质量与成本处于可控状态下来实现进度目标，一直是学者研究的重点与难点。BIM 技术的应用与推广对建筑业的发展起到了积极的促进作用，越来越多的学者对BIM 技术在建设项目管理中的应用展开研究，并取得了相应成果。唐小龙[1]对BIM 技术在港口工程施工进度管理中的应用展开研究，并得出了运用BIM 技术可以提高管理效率，能够很好地控制施工周期等结论；彭展[2]对BIM 技术在轨道交通车站施工管理中的运用展开研究，并得出运用BIM技术可以达到加快轨道交通车站施工进度与提高安全控制效果的结论。除上述外，学者们还对BIM 技术在装配式住宅项目[3]、核电项目[4]、水电项目[5]等进度管理中的应用展开研究，不在此赘述。

本文梳理了前人研究，对BIM 技术与施工进度管理进行了概述，重点介绍了目前传统施工进度管理中存在的问题，并对BIM 技术在施工进度管理中应用的优势进行分析。在上述基础上对BIM 技术在项目施工进度管理中的应用展开研究，介绍了一些具体研究思路、研究方法及研究内容，以期为同类研究提供参考。

1 BIM 技术与施工进度管理概述

1.1 BIM 技术概述

1.1.1 BIM 技术的概念

对英文Building Information Modeling 取首字母进行缩写即为BIM，中文译为“建筑信息模型”，此概念最早由欧特克公司提出。其中Building 为项目的建设，其过程涵盖从设计到运维的整个建筑生命周期。Information 为数字化信息，包括模型中的非几何信息，如进度、成本等；也包括一些几何信息，如形状、尺寸等。Modeling 为基于三维模型建立的信息集成化管理平台。参与各方可以将工程数据及时上传到平台，实现对信息的共享，可以基于平台对数据进行更新。

1.1.2 BIM 技术的主要特点

1） 可视化。BIM 技术的可视化即能最大程度地将真实场景还原出来，模型所展示的内容与实际情况较为接近。以往图纸的设计主要通过CAD 软件完成，局限于二维平面，设计成果不够直观。运用BIM 技术，可以通过三维立体模型将二维平面图纸的设计内容展现出来。不仅建筑的属性、外观等能够展现，还包括BIM 模型数据库中的所有信息。运用BIM 技术的可视化功能，可以很好地辅助项目的质量、成本及进度的管理。

2） 协调性。建设项目施工过程中时常出现各种矛盾、冲突，鉴于此，参与各方之间的协调沟通工作显得尤为重要。在设计阶段，各个专业需要协同设计，否则很容易因沟通不够充分引发设计冲突，如管线与结构碰撞、管线之间的碰撞等。BIM技术的运用可以使得此类问题得到很好的解决，在BIM 三维综合模型下，可以很容易发现设计冲突、各种碰撞，进而提前进行沟通协调并修改设计，保证施工的顺利进行。在BIM 搭建的平台下，参与各方可以统筹管理建设项目的质量、成本及进度。

3） 模拟性。BIM 技术的可模拟也是一项重要的功能，模拟范围包括施工工艺、建筑功能、可视化仿真等方面。设计阶段，可以运用BIM 技术对节能、热能传导、光照分析等方面进行模拟；施工阶段，可以在BIM 三维模型的基础上，关联时间、成本，进而实现4D、5D 的施工模拟，控制施工进度、成本；运维阶段，可以运用BIM 技术模拟人员紧急疏散场景，能够为火灾等突发事件下救援方案的制定提供参考[6]。

1.1.3 BIM 技术在施工进度管理中应用的优势分析

1） 能加快进度信息的传递。在以往的进度管理过程中，无法获取完整的信息是影响进度控制的主要原因。将BIM 技术引入施工进度管理中后，可以将工程量、施工组织等涉及进度的信息上传到模型中，加快信息在各方的传递。通过查看三维模型，施工人员能够更加快速、全面地理解设计意图，进而使得制定的进度目标更为合理。

2） 使工期控制方案得到优化。BIM 技术具有可视化、可模拟等功能，运用这些功能可以对建设项目进行三维展示并模拟施工，通过模拟可以及时发现设计、施工中存在的一些不合理之处，根据发现的问题有针对性地对工期控制方案进行优化，进而使整个施工进度处于可控状态。

除上述外，运用BIM 技术还可以实现进度与资源信息的共享。总体而言，将BIM 技术应用于施工进度管理中优势明显[7]。

1.2 施工进度管理概述

1.2.1 施工进度管理概念

施工项目管理过程中进度管理是其主要的工作任务之一，依据建设项目实施各个环节的既定时间，制定施工进度计划，以此作为管理目标。在此目标下，对建设项目的进度进行跟踪检查，发现偏差后及时分析原因，并采取科学有效的方法加以应对，使得进度处于可控范围内，在保证质量、成本及安全的前提下，实现进度管理目标[8]。上述为目标实现所采取的一系列行动即为施工进度管理。

1.2.2 传统施工进度管理中存在的问题

于俊鹏[9]将传统施工进度管理中存在的问题归为了5 个大方面，具体为：一是各部门之间存在协调不畅，对工程信息的理解存在偏差，如施工人员对设计意图曲解，很容易导致施工出现错误或技术标准达不到要求，进而导致返工；二是施工进度计划编制复杂，需要消耗大量的时间；三是编制者在编制施工进度计划时易受到经验主义的影响，外部影响因素被忽略；四是施工进度计划表达不直观，与现场关联得不够紧密，进度纠偏难度大；五是编制施工进度计划时很多信息文件杂乱，不易收集。

陈英杰等[10]将传统施工进度管理中存在的问题归为了3 个大方面，具体为：一是优化进度计划存在一定难度，以往主要采用横道图或网络图编制施工进度计划，一些任务较多或较为大型的项目在出现进度偏差后很难及时进行优化调整；二是综合性分析不足，在施工过程中，很难统筹优化好各专业之间遇到的问题；三是施工进度无法得到合理控制，一旦出现工期滞后，往往直接投入大量人力物力赶工，大幅增加成本的同时又难以保证工程的质量。

李洁[11]将传统施工进度管理中存在的问题归为了4 个大方面，具体为：一是设计问题，各专业相关人员协同设计能力差，很容易造成图纸偏差，在施工过程中出现大量矛盾冲突，导致工期延误；二是施工进度计划往往要提前编制好，在编制过程中一定程度地受到了编制者工作经验的影响，一些编制者经验不够丰富，很容易使得施工进度计划出现漏洞，进而拖延了施工进度；三是沟通不畅问题，建设项目施工过程中涉及的参与方、专业均较多，施工过程长，各环节的施工较为复杂，因此需要多方协调配合才能顺利完成施工过程中的各项工作，因为各方之间沟通不畅而延误施工进度的情况时有发生；四是环境问题，项目施工往往受环境的影响较大，如果不能充分考虑到气候、地质条件等因素对施工的不利影响，往往也会导致施工进度延误。

除上述外，还有很多学者对传统施工进度管理中存在的问题进行了阐述[12]。本文将上述存在的问题进行梳理，主要归结为以下4 点：一是目前的建设项目普遍较大，工程较为复杂，以传统方式编制的施工进度计划在遇到突发状况调整时较为困难，不易优化；二是参与各方的沟通协调十分重要，往往会因为各方协调不畅导致出现冲突和矛盾，进而影响施工进度；三是施工进度计划编制的科学合理与否直接影响到了施工进度，施工进度计划编制的质量受编制者水平的影响较大；四是传统施工进度的表达形式不够直观，与现场关联不够紧密。

2 BIM 技术在建设项目施工进度管理中的应用

通过前文介绍可知，BIM 技术在建筑工程、港口工程、轨道交通工程、水电及核电工程等多个建筑领域项目的施工进度管理中均有所应用，有学者对此进行了研究。

陈英杰等[10]对基于BIM 技术的建筑工程进度编制及优化展开研究，构建了基于BIM 技术的施工进度优化模型，使各项工作之间的逻辑关系得到了优化，一定程度上解决了劳动力资源冲突问题。基于BIM 技术的施工进度管理实施路径见图1。

唐小龙[1]对BIM 技术在港口工程施工进度管理中的应用展开研究，分析了港口施工进度管理的现状，并指出了港口施工进度管理中的主要工作为制定科学合理的进度计划、切实落实监督管理制度并做好保障工作。BIM 技术的具体应用为：建立三维模型，在此基础上进行桩基碰撞检测、打桩顺序的模拟、预制构件方案模拟、工地现场模拟及预埋件的检查。

彭展[2]对BIM 技术在轨道交通车站施工管理中的运用展开研究，同样建立了三维模型。BIM 技术的具体应用为：根据车站施工进度要求，在BIM 3D 模型基础上增设时间轴，即形成BIM4D，运用BIM 4D 技术进行施工进度模拟。对关键节点进行研究，对施工方案进行提前预演，全盘审视整个施工过程，对不合理工期计划进行调整。

汤启明[12]对BIM 技术在抽水蓄能电站施工进度管理中的应用进行了研究，分析了工程进度管理现状并指出了存在的问题。BIM 技术的具体应用为：对BIM 技术的应用思路进行分析，指出应用4DBIM 进度管理方法可以对建筑施工进行模拟，在模拟中发现施工过程中存在的问题并及时纠正，以此保证项目的顺利完成。基于BIM 技术的进度管理实施过程见图2。

图2 基于BIM 技术的进度管理实施过程

徐毅[4]对BIM 技术在核电施工进度计划中的应用展开研究，并对BIM 技术的优势作出了分析。BIM 技术的具体应用为：运用BIM 技术进行施工现场布置，进度计划与BIM 三维模型进行关联，四级进度母本和核电整体三维模型的形成及联动。

除上述外，还有很多学者做出了相关研究[13-15]，这里不一一列举。综上可知，BIM 技术在建设项目施工进度管理中的应用主要是基于BIM3D 模型展开，在3D 模型基础上与进度计划进行关联，形成BIM4D 模型。运用4D 模型进行施工模拟，及时发现施工进度计划中存在的问题并进行优化调整，确保施工进度计划的合理性。

3 结束语

传统的施工进度管理中存在施工进度计划不易优化、受编制者水平影响大、表达不够直观等诸多问题，应引起建设项目参与各方的足够重视；BIM技术在施工进度管理中应用有着加快进度信息的传递、使工期控制方案得到优化等方面的优势，具有一定的应用与推广价值；目前BIM 技术应用到了建筑工程、港口工程、轨道交通工程等多个建筑领域，通过实践可知BIM 技术在施工进度管理中有着较好的应用效果。