基于BIM和PDCA的施工项目精益管理研究

基于BIM和PDCA的施工项目精益管理研究*摘要：首先深入剖析了目前国内施工项目管理中存在的主要问题，然后提出基于BIM和PDCA的施工项目精益管理系统构建框架，并针对项目传统的质量、进度和成本三大目标制定详细的管理流程和执行标准，形成基于BuildingInformationModelingBIMPlanDoCheckAction,PDCA)的施工项目多目标精益管理体系。最后在总结分析目前国内面向施工管理的BIM相关软件基础上，提出当前软件在多目标集成化精益管理中存在的不足以及相应的解决思路和实施办法。随着建筑业的快速发展，工程建设项目越来越巨型化、复杂化和多样化，对施工技术和施工管理水平提出越来越高的挑战。而当前施工项目管理仍存在着管理粗放、信息化程度不高、项目前期工作不到位以及执行困难等问题，导致设计变更较多，生产效率低下，项目整体价值偏低。在竞争日益激烈的建筑市场，如何进一步提升施工项目的管理水平，成为企业建立核心竞争力的关键。BIM的出现，可以通过多维建模、信息共享和协同作业等手段，不但实现了碰撞检测、虚拟施工和虚拟漫游，而且可以将建筑物的构件与进度、成本等信息相关联，制定更为全面、翔实和科学的进度计划和成本计划，为施工项目的过程控制提供技术支撑[1,2]。PDCA作为项目管理中重要的基本原则，强调通过计划-执行-检查-处理四大过程的循环，实现项目的事前、事中和事后全过程控制。如果将PDCA理念和BIM技术相结合，借助BIM相关软件，实现施工项目的全过程精细化管理，对项目目标的顺利实现和项目管理水平的提升具有非常重要的现实意义。目前国内施工项目管理存在诸多问题，反映在PDCA循环中，表现为两方面。(1)项目施工过程中从计划到执行到检查，直至最后的处理四大环节中，表面貌似每个流程都有，但每个环节都没有达到应有的深度和细度。比如施工前的成本计划、进度计划和资源计划等虽然都有，但比较粗放和空泛，很难真正指导项目实施的具体环节。检查过程中无论对于进度、质量还是成本，很难真正做到全过程的跟踪检查和对比分析，以致不能及时发现施工中存在的问题加以及时纠正。(2)在PDCA四大环节中，忽视前期计划工作的重要性，很多时候因工期紧张而匆忙施工，在进度安排、资源采购、施工方案比选细化等环节投入的时间和精力相对不够，匆匆忙忙做计划，按照经验选方案，不能进行多方案比选或既定方案优化，丧失了目标控制的最佳时机。如解决上述施工项目管理中存在的两大难题，实现施工项目的精细化管理，成为施工企业管理水平能否提升的关键。BIM技术通过工程多维模型的建立，为施工项目管理提供直观、快捷的信息交流平台，并且根据施工需要及时动态地提供资源、成本、进度等信息数据；PDCA循环可以保证施工项目的过程控制，做到事前、事中和事后相结合，并通过每个环节的细化落实和计划阶段的高度重视，保证施工项目精细管理的实现。2.1基于BIM和PDCA的施工项目成本管理流程和标准当前施工项目成本管理中存在的主要问题是对施工成本的全过程控制落实不到位，对前期成本计划阶段的重视度不够，成本计划难以根据实际需要细化分解，施工过程中没有及时进行实际成本的归集，成本的实时对比、控制执行不力等。如果在PDCA理念指导下，应用BIM相关成本管理软件，细化并落实成本的计划、实施、检查和控制各个环节，对施工项目的成本管理水平将有大幅度的提升。具体流程和标准如表1所示。2.2基于BIM和PDCA的施工项目进度管理流程和标准施工项目进度管理中，进度计划的制定普遍较为粗放，横道图虽然简单广泛使用，但不能反应工作滞后对工期的影响，时标网络图没有在工程中得以普及推广，并且进度没有和工程模型关联，不能形象直观地反应工程进度，也不方便实时进行进度偏差分析，从而不能及时采取措施进行进度控制。BIM的出现，不但可以将进度细化到每个构件甚至每道工艺，还可以实时地进行实际进度和计划进度的直观比较，从而有效地进行进度控制。表2为基于BIM和PDCA的施工项目进度控制流程和标准。2.3基于BIM和PDCA的施工项目质量管理流程和标准目前施工项目质量管理中，主要通过现场管理人员的巡视与书面记录进行过程检查与质量控制，质量管理的信息化程度不高，质量检查纸质记录文档繁多、管理困难等问题尤显突出],因此可以通过BIM平台，结合PDCA原理，在施工项目多维模型的基础上基于构件制定详细的质量计划并把过程检查结果录入进行实时对比，最后对工程质量进行量化评价，对质量管理的信息化和精细化都有很大的帮助。表3为基于BIM和PDCA的施工质量管理流程和标准构思。成本管理P成本计划可以按时间、构件、空间和工艺进行D严格按照计划进行资金使用C可以按时间、空间、和工艺维度分别进行比较A可以统计控制措施实施后的项目成本节约情况进度管理P制定工程的总进度计划、单项工程进度计划、DC大小及对工期的影响A可以统计控制措施实施后对项目进度的影响质量管理P制定工程的质量目标和质量计划，按照检验批、分部分项、单位、单项工程检查验收的验收标准制定验收计划尚未实现D严格按照计划进行项目实施C检查实际质量并与计划质量进行对比分析，分析偏差大小及对工程质量造成的影响比较A分析偏差出现的原因并采取措施进行纠正处理分析控制措施实施后对工程质量的影响3基于BIM和PDCA的施工项目管理框架体系构建和成本目标的计划、实施、检查和控制职能，并十分重要的意义。技术原理目前有关BIM的国内外软件很多，但针对施工阶段的项目管理工作，国外软件尚未同国内计量计价标准相接轨，因此当前基于施工阶段BIM技术的应用主要依赖于斯维尔、广联达和鲁班等国内软件得以实现。这些软件已经在3D模型的基础上加入时间和成本信息，不但可以实现3D建模，虚拟施工和虚拟漫游，而且可以导入计量规则和价格信息，自动统计工程量和工程造价，基于构件和施工工艺的质量验收标准尚未融入模型，使得工程项目的三大控制不能在BIM平台得以完整体现。因此，如果基于现有模型，在模型搭建的过程中增加构件基于施工工艺的验收项目及验收标准，在施工过程中基于构件进行过程检查，并与量化的验收标准进行比较，可以及时发现问题并采取有效措施进行处理，确保工程质量的过程检查通过量化标准真正落实到位，确保工程进度质量成本目标的顺利实现。此功能的实现可以在现有5D模型的基础上，在构件属性中增加梁板柱等常用构件的质量相关信息，如验收项目和验收标准，作为质量检查切实可行的计划，不但有助于质量