BIM 技術在建設項目施工進度管理中的應用研究*

李延超，姜安民，2，董彥辰，2，李 旋，曠昱芳，曹紫僖

（1.湖南城建職業技術學院，湖南 湘潭 411100；2.中南林業科技大學土木工程學院，湖南 長沙 410004；3.湖南財政經濟學院工程管理學院，湖南 長沙 410205）

質量、成本與進度一直是項目管理的三大目標，三大目標的實現既對立又統一。如何在保證工程質量與成本處于可控狀態下來實現進度目標，一直是學者研究的重點與難點。BIM 技術的應用與推廣對建筑業的發展起到了積極的促進作用，越來越多的學者對BIM 技術在建設項目管理中的應用展開研究，并取得了相應成果。唐小龍[1]對BIM 技術在港口工程施工進度管理中的應用展開研究，并得出了運用BIM 技術可以提高管理效率，能夠很好地控制施工周期等結論；彭展[2]對BIM 技術在軌道交通車站施工管理中的運用展開研究，并得出運用BIM技術可以達到加快軌道交通車站施工進度與提高安全控制效果的結論。除上述外，學者們還對BIM 技術在裝配式住宅項目[3]、核電項目[4]、水電項目[5]等進度管理中的應用展開研究，不在此贅述。

本文梳理了前人研究，對BIM 技術與施工進度管理進行了概述，重點介紹了目前傳統施工進度管理中存在的問題，并對BIM 技術在施工進度管理中應用的優勢進行分析。在上述基礎上對BIM 技術在項目施工進度管理中的應用展開研究，介紹了一些具體研究思路、研究方法及研究內容，以期為同類研究提供參考。

1 BIM 技術與施工進度管理概述

1.1 BIM 技術概述

1.1.1 BIM 技術的概念

對英文Building Information Modeling 取首字母進行縮寫即為BIM，中文譯為“建筑信息模型”，此概念最早由歐特克公司提出。其中Building 為項目的建設，其過程涵蓋從設計到運維的整個建筑生命周期。Information 為數字化信息，包括模型中的非幾何信息，如進度、成本等；也包括一些幾何信息，如形狀、尺寸等。Modeling 為基于三維模型建立的信息集成化管理平臺。參與各方可以將工程數據及時上傳到平臺，實現對信息的共享，可以基于平臺對數據進行更新。

1.1.2 BIM 技術的主要特點

1） 可視化。BIM 技術的可視化即能最大程度地將真實場景還原出來，模型所展示的內容與實際情況較為接近。以往圖紙的設計主要通過CAD 軟件完成，局限于二維平面，設計成果不夠直觀。運用BIM 技術，可以通過三維立體模型將二維平面圖紙的設計內容展現出來。不僅建筑的屬性、外觀等能夠展現，還包括BIM 模型數據庫中的所有信息。運用BIM 技術的可視化功能，可以很好地輔助項目的質量、成本及進度的管理。

2） 協調性。建設項目施工過程中時常出現各種矛盾、沖突，鑒于此，參與各方之間的協調溝通工作顯得尤為重要。在設計階段，各個專業需要協同設計，否則很容易因溝通不夠充分引發設計沖突，如管線與結構碰撞、管線之間的碰撞等。BIM技術的運用可以使得此類問題得到很好的解決，在BIM 三維綜合模型下，可以很容易發現設計沖突、各種碰撞，進而提前進行溝通協調并修改設計，保證施工的順利進行。在BIM 搭建的平臺下，參與各方可以統籌管理建設項目的質量、成本及進度。

3） 模擬性。BIM 技術的可模擬也是一項重要的功能，模擬范圍包括施工工藝、建筑功能、可視化仿真等方面。設計階段，可以運用BIM 技術對節能、熱能傳導、光照分析等方面進行模擬；施工階段，可以在BIM 三維模型的基礎上，關聯時間、成本，進而實現4D、5D 的施工模擬，控制施工進度、成本；運維階段，可以運用BIM 技術模擬人員緊急疏散場景，能夠為火災等突發事件下救援方案的制定提供參考[6]。

1.1.3 BIM 技術在施工進度管理中應用的優勢分析

1） 能加快進度信息的傳遞。在以往的進度管理過程中，無法獲取完整的信息是影響進度控制的主要原因。將BIM 技術引入施工進度管理中后，可以將工程量、施工組織等涉及進度的信息上傳到模型中，加快信息在各方的傳遞。通過查看三維模型，施工人員能夠更加快速、全面地理解設計意圖，進而使得制定的進度目標更為合理。

2） 使工期控制方案得到優化。BIM 技術具有可視化、可模擬等功能，運用這些功能可以對建設項目進行三維展示并模擬施工，通過模擬可以及時發現設計、施工中存在的一些不合理之處，根據發現的問題有針對性地對工期控制方案進行優化，進而使整個施工進度處于可控狀態。

除上述外，運用BIM 技術還可以實現進度與資源信息的共享?？傮w而言，將BIM 技術應用于施工進度管理中優勢明顯[7]。

1.2 施工進度管理概述

1.2.1 施工進度管理概念

施工項目管理過程中進度管理是其主要的工作任務之一，依據建設項目實施各個環節的既定時間，制定施工進度計劃，以此作為管理目標。在此目標下，對建設項目的進度進行跟蹤檢查，發現偏差后及時分析原因，并采取科學有效的方法加以應對，使得進度處于可控范圍內，在保證質量、成本及安全的前提下，實現進度管理目標[8]。上述為目標實現所采取的一系列行動即為施工進度管理。

1.2.2 傳統施工進度管理中存在的問題

于俊鵬[9]將傳統施工進度管理中存在的問題歸為了5 個大方面，具體為：一是各部門之間存在協調不暢，對工程信息的理解存在偏差，如施工人員對設計意圖曲解，很容易導致施工出現錯誤或技術標準達不到要求，進而導致返工；二是施工進度計劃編制復雜，需要消耗大量的時間；三是編制者在編制施工進度計劃時易受到經驗主義的影響，外部影響因素被忽略；四是施工進度計劃表達不直觀，與現場關聯得不夠緊密，進度糾偏難度大；五是編制施工進度計劃時很多信息文件雜亂，不易收集。

陳英杰等[10]將傳統施工進度管理中存在的問題歸為了3 個大方面，具體為：一是優化進度計劃存在一定難度，以往主要采用橫道圖或網絡圖編制施工進度計劃，一些任務較多或較為大型的項目在出現進度偏差后很難及時進行優化調整；二是綜合性分析不足，在施工過程中，很難統籌優化好各專業之間遇到的問題；三是施工進度無法得到合理控制，一旦出現工期滯后，往往直接投入大量人力物力趕工，大幅增加成本的同時又難以保證工程的質量。

李潔[11]將傳統施工進度管理中存在的問題歸為了4 個大方面，具體為：一是設計問題，各專業相關人員協同設計能力差，很容易造成圖紙偏差，在施工過程中出現大量矛盾沖突，導致工期延誤；二是施工進度計劃往往要提前編制好，在編制過程中一定程度地受到了編制者工作經驗的影響，一些編制者經驗不夠豐富，很容易使得施工進度計劃出現漏洞，進而拖延了施工進度；三是溝通不暢問題，建設項目施工過程中涉及的參與方、專業均較多，施工過程長，各環節的施工較為復雜，因此需要多方協調配合才能順利完成施工過程中的各項工作，因為各方之間溝通不暢而延誤施工進度的情況時有發生；四是環境問題，項目施工往往受環境的影響較大，如果不能充分考慮到氣候、地質條件等因素對施工的不利影響，往往也會導致施工進度延誤。

除上述外，還有很多學者對傳統施工進度管理中存在的問題進行了闡述[12]。本文將上述存在的問題進行梳理，主要歸結為以下4 點：一是目前的建設項目普遍較大，工程較為復雜，以傳統方式編制的施工進度計劃在遇到突發狀況調整時較為困難，不易優化；二是參與各方的溝通協調十分重要，往往會因為各方協調不暢導致出現沖突和矛盾，進而影響施工進度；三是施工進度計劃編制的科學合理與否直接影響到了施工進度，施工進度計劃編制的質量受編制者水平的影響較大；四是傳統施工進度的表達形式不夠直觀，與現場關聯不夠緊密。

2 BIM 技術在建設項目施工進度管理中的應用

通過前文介紹可知，BIM 技術在建筑工程、港口工程、軌道交通工程、水電及核電工程等多個建筑領域項目的施工進度管理中均有所應用，有學者對此進行了研究。

陳英杰等[10]對基于BIM 技術的建筑工程進度編制及優化展開研究，構建了基于BIM 技術的施工進度優化模型，使各項工作之間的邏輯關系得到了優化，一定程度上解決了勞動力資源沖突問題?；贐IM 技術的施工進度管理實施路徑見圖1。

唐小龍[1]對BIM 技術在港口工程施工進度管理中的應用展開研究，分析了港口施工進度管理的現狀，并指出了港口施工進度管理中的主要工作為制定科學合理的進度計劃、切實落實監督管理制度并做好保障工作。BIM 技術的具體應用為：建立三維模型，在此基礎上進行樁基碰撞檢測、打樁順序的模擬、預制構件方案模擬、工地現場模擬及預埋件的檢查。

彭展[2]對BIM 技術在軌道交通車站施工管理中的運用展開研究，同樣建立了三維模型。BIM 技術的具體應用為：根據車站施工進度要求，在BIM 3D 模型基礎上增設時間軸，即形成BIM4D，運用BIM 4D 技術進行施工進度模擬。對關鍵節點進行研究，對施工方案進行提前預演，全盤審視整個施工過程，對不合理工期計劃進行調整。

湯啟明[12]對BIM 技術在抽水蓄能電站施工進度管理中的應用進行了研究，分析了工程進度管理現狀并指出了存在的問題。BIM 技術的具體應用為：對BIM 技術的應用思路進行分析，指出應用4DBIM 進度管理方法可以對建筑施工進行模擬，在模擬中發現施工過程中存在的問題并及時糾正，以此保證項目的順利完成?；贐IM 技術的進度管理實施過程見圖2。

圖2 基于BIM 技術的進度管理實施過程

徐毅[4]對BIM 技術在核電施工進度計劃中的應用展開研究，并對BIM 技術的優勢作出了分析。BIM 技術的具體應用為：運用BIM 技術進行施工現場布置，進度計劃與BIM 三維模型進行關聯，四級進度母本和核電整體三維模型的形成及聯動。

除上述外，還有很多學者做出了相關研究[13-15]，這里不一一列舉。綜上可知，BIM 技術在建設項目施工進度管理中的應用主要是基于BIM3D 模型展開，在3D 模型基礎上與進度計劃進行關聯，形成BIM4D 模型。運用4D 模型進行施工模擬，及時發現施工進度計劃中存在的問題并進行優化調整，確保施工進度計劃的合理性。

3 結束語

傳統的施工進度管理中存在施工進度計劃不易優化、受編制者水平影響大、表達不夠直觀等諸多問題，應引起建設項目參與各方的足夠重視；BIM技術在施工進度管理中應用有著加快進度信息的傳遞、使工期控制方案得到優化等方面的優勢，具有一定的應用與推廣價值；目前BIM 技術應用到了建筑工程、港口工程、軌道交通工程等多個建筑領域，通過實踐可知BIM 技術在施工進度管理中有著較好的應用效果。