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摘要：BIM作为一项新技术，近年来已取得了较大的发展，将该技术引入至工程项目进度管理中，可以加强管理者的进度控制能力、减少施工风险以及节约时间，有利于施工项目的安全高效进行。本文简要介绍了BIM技术的技术原理及其优势，并对BIM技术在工程项目进度管理实际案例中的应用进行了研究与探讨，以供参考。
关键词：BIM技术；进度管理；应用
引言
建筑业一直以来都是我国国民经济的支柱产业，其产业的经济总体规模很大，然而效率却并不高，这促使人们去思考如何对建设工程的生产方式和组织方式进行变革。然而，伴随着计算机技术和信息技术的不断发展，建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技术出现并将给整个行业带来深刻变革。在工程项目实施过程中，进度管理是项目管理中的一项重要关键内容，BIM技术应用能够为工程项目进度管理带来很大的便利，但当前其应用仍处于初级探索阶段，并不成熟，因此，需要研究和推广BIM技术在工程项目进度管理中的应用。
1.BIM技术
随着计算机技术深入各个行业领域，传统建筑业逐步面临转型。BIM概念是由制造业中的产品模型定义（ProductModelDefinition，PMD）而来。BIM包含了整个产品的构成、功能以及行为数据，还能描述其生命周期。BIM通过集成项目的业务流程以及信息的收集、管理、交换、更新、存储过程，保证在不同的应用软件之间、项目阶段之间以及项目中各参与方之间的信息共享与沟通，提高了工程项目设计、施工、运营、维护的质量和效率。
2.BIM在工程项目进度管理案例中的应用
基于探索BIM技术在实际工程项目案例管理中具有何种价值的目的，以某养老基地2#楼项目为例，通过运用BIM平台软件进行BIM建模、项目进度计划和施工模拟的工作。
2.1项目介绍
某项目包含地上10个单体和1个独立地下室，整个地块为三角形，3#、5#、6#楼布置在北侧，2#、9#、10#、11#楼布置在中间，1#、7#、8#楼布置在南侧。整个小区设置2个出入口，主出入口设置在南侧，小区北侧为次出入口。
2.2案例分析与演示
为了应用实例说明BIM在工程项目进度管理中发挥的作用和体现的价值，项目选取Autodesk公司的Revit和Navisworks软件来进行案例模拟。该楼的建筑形式基本对称，容易安排流水施工，各楼层的建筑形式基本相同（标准层）。但是项目规模较大，难以在短时间内完成全部的建模工作，所以简化为只以建筑结构模型为例进行基于BIM的工程项目进度管理的应用研究。由于现有软件的限制，很多施工辅助作业（比如脚手架的搭设，支模板等）和针对面层的作业（比如内墙面抹灰作业等）在施工模拟时不能全部体现出来，不过在总体上并不影响探究BIM在施工进度管理中的应用。
2.2.1 BIM模型构建及与工程量提取
（1）结构柱。2#楼的结构柱包含矩形柱和异型柱。根据CAD平面结构图，将各种结构柱的截面类型在Revit中创建相应的族。随后把各层的CAD结构柱施工平面图导入Revit，将创建的各类结构柱布置到正确的施工图的位置上。
施工进度计划编制的直接依据是工程量，工程量清单在项目管理中有着重要作用。随着模型的建立，在Revit中创建完每一个结构柱实例后，结构柱的工程量信息会同步记录到后台数据库中（如结构柱所需混凝土体积大小等）。Revit在菜单栏工具中提供了创建明细表的功能，以便按照需求对后台数据库中的信息进行展示。案例根据工程量统计需求，创建出结构柱的明细表，同时展示了相应字段。为了便于编制施工进度计划，案例按照施工层、结构柱类型对工程量进行了分类汇总。
（2）框架梁。框架梁模型先根据CAD图创建梁的类型，再根据梁的平面施工图布置梁，与结构柱模型的创建过程相似。2#楼的梁截面形式主要有150mm×300mm、250mm×470mm、400mm×500mm等。
（3）墙体。根据设计说明，按照外墙和内墙分别定义墙类型。除施工图上注明之外，所有楼地面以上120厚、200厚填充墙均采用MU10页岩烧结多孔砖M5.0混合砂浆砌筑。
编制墙体施工进度计划时所需的主要工程量也可按相同过程创建。通过明细表可以反映案例中墙体模型的体积与面积。
（4）楼板。楼板的建模包括楼板上的洞口和楼板的外部边缘界限。案例将主要的楼梯和电梯洞口依据设计图进行布置，但其他管线预留洞口没有体现。现浇混凝土结构楼板的厚度为150mm，。为了进行施工模拟，楼板的浇筑需要分区进行，所以案例利用Revit创建施工零件（一种面向施工视角的模型组件），从而把设计模型转化为施工模型。案例将楼板划分为左右两个区域安排施工。
（5）门窗。根据门窗表在Revit中创建门窗族，同时根据平面图将各类门窗布置到相应位置。其中门的主要类型有：乙级木质防火门、断热塑钢中空玻璃平开门、甲级木质防火门、乙级木质防火门、成品实木门、断热塑钢中空玻璃推拉门等。窗主要为百叶窗，断热塑钢中空玻璃推拉窗、断热塑钢中空玻璃平开窗等。
表1初步进度计划
2.2.2 施工计划链接
在上述模型建立和工程量统计的基础上，可进一步按照流水施工的要求安排进度计划（表1）。本部分对实际项目的进度计划进行了简化，将其分成场地布置、楼板浇筑、结构柱浇筑、框架梁饶筑等几块内容。场地布置与模型中的地形相关联，而其他施工任务则按照流水施工的原则进行分区域分层施工。
软件中的部分流水施工进度计划如下：在BIM平台上（Navisworks2016）进行施工模拟的时候，其中一项关键内容就是将模型中的构件及构件组与进度计划一一对应并完成链接。
具体操作是在Navisworks中将Revit模型打开，然后把3D模型载入到工作平台。Navisworks的3D模型表达形式为树状结构，各个构件首先被按照楼层划分；其次，根据Revit中族类别、族、类型的层次关系依次向下细分，为载入进度计划采用了Timeliner工具，通过这个模块导入进度计划，建立任务层次；再次，通过附着的方式将每项任务和相关构件关联起来；最后，以进度计划的时间轴为主线，按顺序生成模型构件，实现施工模拟的任务。
动态进度管理能够实现显示某一关键时间节点计划进度与实时记录的实际进度的对比，通过实际项目进度与计划项目进度的对比，并对关键时间点的施工进度进行预警。模拟选项卡中的动态进度管理能够根据不同颜色的显示及时发现施工进度的延误情况（例如红色区块表示延误，黄色区块表示超前），相比起传统的二维进度管理，能够更加直观、更加及时地反映出工程的进度误差，以达到及时合理调整进度计划的目的。
2.2.3 施工计划调整与施工虚拟建造
（1）施工计划调整。BIM模型包括从设计到施工的大量数据信息，并且具有一致性。因此，可根据设计完成的模型汇总工程量，同时编制修改进度计划。制订好初步进度计划，在Navisworks中链接构件组和进度信息，通过时间维度检查模型，为进一步发现施工计划中的问题提供保障。
在完成前期场地平整和一层楼板浇筑后，这两项任务将在不同的施工区域同时展开施工。在BIM可视化平台下能够看出，这两项施工任务的工作面充足，可以同时安排施工，但这在传统的一维进度管理软件中就很难得到体现。另外，案例的模型只涉及结构柱、楼板等实体构件，而对于辅助的施工工序，经验丰富的施工管理人员可以通过可视化动态模型，控制模型中与实体相关的辅助作业。
根据施工进度计划，某层开展外墙浇筑作业，其上层也将开始结构柱浇筑作业。当前层己经完成了结构框架，为上层区域提供了充足的作业面，上层可以开展结构柱的浇筑，而完成了该层外墙浇筑的施工班组正在进行该层二区的施工（框出部分）
某层完成了结构框架浇筑，初步计划仅是在一区内进行内墙砌筑工作，但模型显示二区也有足够的工作面。考虑到内墙砌筑作业所需的时间比较短，所以将原先按区域施工的计划更改为按施工层施工。
上述例子表明，在施工模拟中，若进度计划存在实际问题或有进一步优化的必要，BIM就能够体现更大的价值。
（2）虚拟建造及模型显示。在完成上述施工模型构造后，NavisworksManage还具备将整个施工过程进行仿真模拟建造的功能：如模拟施工工序、模拟现场车辆设备运行、制作相关动画等。
通过虚拟建造工作，能够避免大量返工带来的资源消耗，为实际工程项目施工找到最优的可行方案；通过模型整合计划进度与实际进度的4D时间信息，在模型中不同颜色的标注，以及在动画中展现计划进度和实际进度的偏差，都有助于调整施工进度；通过模拟施工过程，可以发现不同专业需要配合的地方（例如：物料进场路线的确定，可及早协调所涉及专业或承包商进行配合，清除行进过程中的障碍；物料进场后的堆放也可通过BIM模拟，对于有可能出现损害物料的因素做到提前预防，根据物料使用顺序和堆放场地大小确定最佳方案。避免出现各专业乱堆而造成的频繁协调的不良现象。）对于机电三通部分，传统往往是各个专业谁先到谁先得，不考虑其他组别的可建性，以至于造成后到的施工专业无法施工的现象，引起不必要的返工并影响进度管理。提前就局部位置运用BIM模拟施工顺序，可有效指导施工，减少协调的工作量和不必要的施工成本。
3.结语
综上所述，BIM技术在工程项目的进度管理中的应用，对于提高进度管理的精确性、有效性及管理效率均具有十分重要的意义。因此，相关施工人员需要优化BIM技术，针对工程项目进度管理建立更加完善的基础信息模型以及结构，同时，相关监管人员也需要集中管理力度，从而促进BIM技术发挥最大的应用价值，真正助力整体工程施工项目进度管理更好的运行，保证我国建筑业的可持续发展。
参考文献
[1]赵泳.BIM技术在施工项目进度管理中的应用研究[J].工程技术：全文版.2016（7）：00089-00089
[2]李爽.BIM 技术在工程项目进度管理中的应用研究[J].工程技术：全文版.2017（3）：00243-00243
论文作者:张开民
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/24
标签：进度论文; 模型论文; 计划论文; 结构论文; 工程项目论文; 楼板论文; 作业论文; 《建筑学研究前沿》2017年第33期论文;