基于BIM与精益建造的工程进度管理研究论文_吴贵跃

基于BIM与精益建造的工程进度管理研究论文_吴贵跃

摘要:BIM和精益建造的集成应用有助于改善工程进度管理存在的问题,提升工程进度管理的绩效。在分析BIM和精益建造应用于进度管理的优势与不足的基础上,提出二者集成的具体路径。

关键词:BIM;精益建造;进度管理;集成

0.引言

为实现高质量的进度管理,有学者尝试将BIM技术应用于工程进度管理,作为解决工程进度管理问题的新技术,BIM和精益建造各有其独特的优势,然而同时也存在不足。那么能否充分发挥BIM和精益建造的优势,规避其不足,从集成的视角加以应用,是一个值得探讨的问题。

1.当前工程进度管理存在的问题

工程进度管理主要包括进度计划的编制和进度计划的实施控制等工作,其主要目标在于确保进度计划切实可行、按计划实现工程进度目标以及确保进度与质量及成本的协同。当前工程进度管理主要存在以下问题:

(1)难以编制出高质量的工程进度计划。编制工程进度计划的传统做法是首先根据图样计算各分部分项工程的工程量;其次,根据定额计算所需工日、机械台班等基础数据;再次,依据拟采取的施工方案和资源情况确定各分部分项工程所需时间;最后,综合考虑工期要求和施工组织形式等因素确定工程进度计划。在工程进度管理中,科学合理的进度计划是做好进度管理的前提,而工程进度计划编制的任何环节出现问题,都可能使得最终的计划脱离实际。从工程实践的角度看,工程进度计划缺乏可操作性的原因在于:按图计算工程量可能存在计算错误,特别是不同专业图样相互冲突或图样存在错误时,容易导致计算工程量出现误差,并给后续环节带来不利影响。资源需求和供应的估算多基于经验的估计而非精确的计算,使得对分部分项工程所需时间的估计不准确。进度计划编制者较少考虑实施者的意见,同时也缺乏与业主、设计单位等相关方的沟通,影响进度计划的可实施性。缺乏对进度计划可能存在缺陷的合理调整,主要是采取事后补救的方式,而一旦出现超出预期估计的情形,将使得进度计划变得不可行。

(2)无法保证稳定的工程进度流程。按照正常流程,进度计划编制完成后,施工单位按照计划要求施工。然而大部分情况下工程实际进度往往滞后于工程计划进度,其原因在于:在编制进度计划时只考虑能否满足业主或合同的工期要求,未能充分考虑进度计划的编制与进度计划实施之间的衔接问题。进度计划编制不科学,或编制的进度计划存在错误,使得无法按计划实施。进度计划实施过程中,资源调配、人员组织等方面存在不足,影响工程进度。施工过程中受到环境或相关单位的干扰,无法按照进度计划施工。实施过程中碰到不可预见的技术问题,需要制订解决方案,消耗了正常施工时间。

(3)难以实现工程进度与质量及成本的综合平衡。在工程建设过程中,进度并非是唯一的目标,普遍认为应该在诸多目标中进行权衡,从而实现整体最优。然而,在工程实践中,施工单位往往过度关注工程进度目标能否实现,而忽略了工程质量或成本问题,例如为满足施工所需,资源库存过多而导致成本增加,或者因追求较快的施工进度而影响工程质量等。

2.BIM与精益建造的应用分析和集成的具体途径

工程进度管理中存在诸多问题,归根结底是技术问题与组织问题,而通过BIM技术与精益建造的集成,有可能在某种程度上可以消除这些问题,提升工程进度管理的绩效。

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2. 1 BIM与精益建造在工程进度管理中的应用

(1)BIM应用于工程进度管理的优势在于:BIM使得扁平化的组织结构成为可能,从而为进度计划编制和实施过程中的各参与单位的组织协同提供了基础。基于BIM平台构建的各类模型,可以为进度计划的编制和实施准备良好条件。借助BIM的数据模型,有助于整合专业图样,确保图样冲突不出现,结合算量软件,能够精确计算工程量;基于BIM建立的资源模型,有助于实现资源需求的精确估计,确保资源需求与进度计划之间的匹配;利用BIM建立的4D虚拟施工模型,不仅可以提前发现技术图样和进度计划中可能存在的问题,而且通过调整模型,可以降低存在技术问题的可能性,同时还可以实现工程进度的动态跟踪。

(2) BIM存在的不足之处:工程实际进度除了与计划有关之外,还受到环境和资源供应等的约束,BIM无法为进度计划的实施提供一个良好的施工环境及满足进度需求的资源管理。BIM的4D虚拟施工和实时施工模拟主要侧重于进度计划的技术层面,即提前发现可能存在的问题并通过技术方案加以解决。然而,进度计划的实施还涉及更为复杂和更为微观的组织管理问题,BIM的组织协同无法将计划实施者纳入其中。此外BIM技术尽管能够动态跟踪进度,却无法灵活处理进度计划实施过程中的突发事项。

精益建造应用于工程进度管理的优势在于拥有诸多能够加强工程进度控制的管理工具,例如LPS有助于自下而上建立涵盖从主计划、前瞻计划到周计划的多级进度计划系统,使得工程进度计划既具有指导性,同时又兼具实施性;又如准时制在较大程度上能够保证进度计划实施过程中的资源供应,保障进度流程的稳定性,为实际进度与计划进度的一致提供条件。然而,精益建造本身却无法预判技术文件和进度计划中本身可能存在的问题,而只能通过精益管理尽量减少工作流程的干扰,从而避免陷入频繁纠偏的困扰之中。

综合来看,BIM和精益建造在工程进度管理中的角色并非是相互排斥,而是相互补充的:BIM长于工程进度管理的技术方面,而精益建造长于工程进度管理的组织方面,通过技术与组织的结合,能够为工程进度管理目标的实现提供有力保障。

2. 2 BIM与精益建造集成的具体路径

BIM主要技术功能与精益建造基本原则之间的交互分析表明,二者存在集成的可能性,且能够带来项目层面和行业层面的优势。BIM与精益建造集成的技术路线主要包括以下几种:第一种技术路线是将BIM和精益建造共同纳入一个更广泛的分析框架之中,二者作为统一模式下的独立又关联的两个部分协同发挥作用,例如徐升奇等以集成交付模式作为载体,探讨精益建造与BIM的集成问题;第二种技术路线是以精益建造作为载体,将BIM技术整合其中,从精益设计、精益采购和施工建造等方面分析基于BIM的精益建造实施模式;第三种技术路线是以BIM为载体吸收精益建造的原理和工具;第四种技术路线是将BIM与精益建造置于同等地位,考察二者的集成问题,如包剑剑等从设计与施工的整合、材料设备的采购与供应集成,以及工程交付与运营方面探讨二者的协同应用机制。

以上四种集成技术路线均有各自的适用范围。对于工程进度管理而言,考虑到当前存在的问题、工程进度管理的阶段性以及BIM与精益建造的优势不足,本文认为从总体上说宜采用第四种技术路线,即将二者看作平等的问题解决工具,但同时注意区分不同阶段二者所扮演的角色和发挥的作用:从角色角度看,BIM主要提供技术基础,精益建造则提供组织化的手段和工具,二者是一种相互配合的关系。从工程进度管理的阶段性角度看,编制进度计划阶段,BIM通过可视化、数据模型和模拟,确保制订计划基础数据的科学性,精益建造则通过LPS等工具确保进度计划的可操作性,此阶段以BIM技术为主。而在进度计划实施阶段,BIM重在虚拟施工和实时监控,而精益建造则通过精益采购、准时制等工具确保工程按进度计划进行,此阶段以精益建造为主。

参考文献:

[1]何清华,韩翔宇.基于B1M的进度管理系统框架构建和流程设计[J].项目管理技术,2011.

[2]朱佳佳. B1M技术在项目进度管理系统中的应用[J].项目管理技术,2014.

[3]纪凡荣,曲娣,尚方剑.B1M情景下的可视化工程进度管理研究[J].建筑经济,2014.

论文作者:吴贵跃

论文发表刊物:《防护工程》2018年第17期

论文发表时间:2018/11/8

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