【《BIM技术在进度管理中的应用、实现与优化方法综述》10000字】

BIM技术在进度管理中的应用、实现与优化方法综述目录TOC\o"1-3"\h\u4254BIM技术在进度管理中的应用、实现与优化方法综述 1303261.1BIM技术在进度管理中的应用 1300231.1.1应用思路 1183651.1.2建立三维模型与创建施工进度计划 29711.1.3基于BIM技术的4D进度模拟实现 553111.2BIM技术在进度管理中的实现 7133721.2.1基于BIM技术的进度管理体系 7147601.2.2基于BIM技术的进度管理计划编制 8115011.2.3基于BIM技术的工作任务分解 9314721.2.4基于BIM技术的进度控制 10169281.3基于BIM技术进度管理的优化 1178951.1.1进度追踪 11245911.1.2进度偏差分析 1330041.1.3进度调整与优化 141.1BIM技术在进度管理中的应用1.1.1应用思路在进度管理中利用BIM技术的过程中，需要先明确应用的思路，一般来说，其应用的思路如下：（1）构建基于BIM技术的进度管理模型要想利用BIM技术，需要选择好相关的模型来进行进度管理，这就需要一个BIM核心建模软件和BIM模型分析软件。BIM核心建模软件包括建筑、结构、机电、暖通、综合管廊、弱电等多个专业的设计软件。BIM建模与审核是一个复杂而系统的过程，只有完善好整个实施流程，才能确保模型的准确性[25]。BIM建模要分专业、分阶段逐步完成，首先建立每个专业的模型，然后将各个专业模型进行整合与优化，再提交给业主与BIM项目经理等人审核。各个步骤依次开展，促进最终目标的实现。（2）基于BIM技术的进度计划分析用于建设项目进度控制，覆盖项目实施阶段，主要是以虚拟施工来引导项目开展进度规划、进度推进、进度检查、进度纠偏、进度考核等工作。以确保建模合理，需要对项目的进度计划进行分析，发现计划中不合理的地方，并加以改善，让模型对进度计划进行不断修正，使得最后的计划充分符合项目的实际。（3）基于BIM技术的进度控制根据BIM在施工进度控制中应用原理，完成所有进度计划编制，通过BIM信息平台实现各方面实时的信息协同与沟通，完成进度计划协调与变更。具体是利用BIM模型可视化特性，运用4D施工模拟等功能对项目施工全过程进行实时动态跟踪，结合原计划，根据实况分析进度计划问题，利用BIM信息平台，完成各个部门间信息交流，实现各方信息协同完成进度计划调整[26]。1.1.2建立三维模型与创建施工进度计划项目建设之前，第一，项目经理或者有关计划编制负责人要完成总进度计划的编制工作。二级进度计划是项目经理和每个分包项目经理联合制定的。每个施工班组长参考总进度计划及二级进度计划，拟订周进度计划草案。再通过BIM信息平台，各个计划编制方之间充分合作与交流，进度计划的协调，形成最后工作方案。构建三维模型和创建施工进度计划的条件是：（1）三维模型的特点利用BIM技术管理项目进度，首要的任务就是创建3DBIM，构建BIM信息系统，系统实施进度管理时BIM所具有的优越性。工程项目的设计阶段的工作结束之后，还应该进行3D模型的初步构建，为下文进度管理采用BIM技术打下了基础。构建犯模型需依靠信息化的建筑设计软件，文中己概括性地介绍BIM的有关软件，BIM核屯、建模软件是构建3D模型最重要的工具。在实践中，使用Revit这样的软件，可以对某工程或者单体建筑进行3D结构，施工，机电建模。在完成3D建模后，利用BIM专业其他软件，读取所述模型所包括的多个信息，开展所需各种分析与检验，进一步改进三维信息模型。在此基础上，开展基于BIM进度控制研究。利用Revit平台对图1.1中的图进行了建模。图1.1Revit3D模型图Fig.1.1Revit3Dmodeldrawing（2）三维模型的建立3D模型的建立需要一个过程，在这个过程中BIM起着至关重要的作用。当执行项目进度管理时需要使用BIM技术，对进度管理发挥着其优势。3D模型的建立需要创建3DBIM，BIM信息系统、BIM核屯，除此之外还需要强大的信息化建筑设计之类的建模软件。这些都是创设3D模型的关键工具[27]。将Revit等软件引入到真实操作中，建设某个建筑项目的3D结构和机电模型。建成完整的3D建模之后，需要仔细检查和分析模型的各项程序，通过使用BIM的一些相关软件，查找遗漏之处并及时做出更正。制定进度计划和建立进度数据，需要借助BIM的工程进度管理，并且建立有关进度数据。还必须借助Revit中的3DBIM软件，获取更多建筑物的有效信息。经常使用Project软件对项目进度进行管理[28]。而这篇文章在建立进度计划的过程中，主要使用WBS技术和Project工具。以下是进度计划表的有关内容:①项目进度管理常用的软件迄今为止，对项目进度进行管理常用的软件是project，Excel等。主要是因为他们不仅可以绘制横道图，也可以绘制网络图功能比较齐全。Project的基本功能是编制进度计划表，例如商务报表、生成预算费用表、管理资源分配、输出相应报表等。这种软件能够根据客观条件像人、材、机、施工时间等资源的分配情况，自动计算项目的进度和完成这项工程需要的时间。在跟踪项目进展的过程中，提供丰富多样的试图，并且输出多种类型进度计划表[29]。这类软件虽然价格不高，能够对项目进度进行有效的控制，得到了广泛关注和应用。但是也存在很多不足之处，它只能应用到简单而专业要求不高的项目上，对于复杂的项目处理起来比较困难，会导致很多误差出现。②project创建进度数据第一，搜集有关该项目的信息，确立每个分配的任务细节。用Project输入项目任务可以选择以下方法：1）直接添加任务，不考虑任务的顺序，最后再进行调节和组织。2）安装项目的先后顺序输入；3）首先对项目进行归纳分析，然后添加主要任务和次要任务。完成这些任务之后就能够建立任务列表。制成作业列表、作业大纲、WBS编码工作之后，进行制定作业进度计划。第二，完成项目文件夹以后，根据项目的实际情况对活动进行明确定义。换言之也就是在项目管理的过程中输入有关任务。可以先创建WBS，然后建立任务列表。或者建立WBS与任务列表同时进行。创建任务进度列表，在Project中完成将人、材料、设备等资源分配到相关任务中去，便可以编制完整的项目进度表。主要作用是能够充分反应工期、作业之间的关系，以及每个作业在不同时间段上所需要的资源情况。有利于节省资源和能源消耗，提高工作效率，加快项目进度[30。第三，使用再制定作业进度计划。借助Project工具编制作业计划，输入项目工期，进一步明确各专业之间的联系。如果有的作业对时间有特定要求的，需要单独拉出来考虑和调整工作进度，便于保持较高的工作效率和完成度。第四，绘制项目进度计划提纲，于是对项目可以进行整体的了解和估计。确定完成项目所需要的时间和每个任务完成需要的时间。第五，在进度图中添加资源，以提高项目进度的精准性和有效性。对比资源工时，跟踪了解在该项目进度过程中原料使用和成本消耗的情况。这篇文章使用project2010软件编制甘特图，使用mpp格式保存编制的结果。将这种格式的文件和具有参数的3DBIM技术结合使用，能够符合建立4DBIM的要求。在编制甘特图的时候，仔细分析时间空间等要求来制定任务先后顺序和进度计划，确定每个任务之间的内在联系。继续使用BIM技术对工程进行管理和控制。为了成功完成Project中的工作任务和有关对3D模型对接，就需要Project文件中的任务安排与3DBIM构件进度相对应，在4DBIM中陈列出来每个细分活动[31]。（3）创建施工进度计划施工进度计划作为一条主线，贯穿于整个建设过程，就是针对施工方法，施工方案而言、从时间维度对施工程序，施工顺序等进行了明确规定，也是以BIM技术为基础进行进度管理不可缺少的一环，是一项基础工作。将施工进度数据时间模型整合到以往构建的三维空间模型中，是基于BIM技术进度管理实施的重点。本文将通过借助Navisworks软件强大的集成功能，通过引入Revit建立三维建筑空间模型，并在Navisworks中附加对象以时间信息，实现建筑三维空间立体模型与进度时间模型的完全集成。如果已有Project软件建立的进度计划，也可以在Navisworks中直接集成Revit中的建筑空间模型和Project中的进度模型[32]。1.1.3基于BIM技术的4D进度模拟实现（1）4D模型的概念4D模型即4DBIM，已经编制好的进度计划表和3DBIM关联，将时间信息输入3DBIM中，建立四维建筑模型[33]。通过4D模型研究施工的整个过程，大力支持和帮助参与方之间的交流合作，激发他们的投资热情，有利于项目的持久发展。但是DBIM仅适用于简单的项目，然而4DBIM也可以应用到复杂的工程，对繁杂的作业进行计划和管理。促进资源合理配置，加快整个项目的工作进度。（2）4D模型的建立在工程进度和3D模型相关软件的实现过程中，Navisworks就是目前使用较多的一款软件。软件不需要昂贵的硬件，也不需要CAD的支持，可以综合分析沟通导入3D模型，对项目人员在施工流程的预测方面有所帮助。Navisworks会不一样的职业、不同形式设计模型的整合，形成了一个最优化的统一信息模型，并且具备实现3D模型实时漫游的功能，迅速做碰撞检查，实现了4D进度模拟的功能等等。软件还有各种渠道，3DBIM和施工进度可以凭借以上通道进行对接[34]。其具备的二次开发功能，能够更好地用于4DBIM的构建。使用Navisworks进行4D模型的创建如图1.2所示。图1.2进度控制4D模型图Fig.1.24Dmodeldiagramofprogresscontrol（3）4D进度模拟的实现对建筑，结构和1VIEP专业.rvt格式文件进行分层，转换成DWF/DWFX文件，再通过Navisworks软件的开启实现集成。Navisworks中有“timeliner”命令，此指令可与Project上产生的“.mpp”格文件对接，将Project进度任务文件与3D模型联系起来，在二者对接时，也可做相应设定。最终达到进度计划的要求、将横道图与3DBIM完全对应起来[35]。4D施工计划模拟的步骤重点包含四点:①本仿真时间单位是月份、星期、天数，项目进度模拟通常分为正序模拟与逆序模拟2类，以时间间隔为单位，能形象地体现整个施工计划；②显示施工进度在软件中同时显示施工时间，日完工工作量及未竟工作量等信息，方便随时查看；③当改变施工时间及当前施工状态时，系统实时新建进度数据库，并同步调整Project的进度计划；④如果要取得较好的结果，可增加动画以体现构件的存在，还可设定任务类型及播放时间。（4）4D模型模拟应用Navisworks是将工作进度与3D模型关联的软件，因为它的造价比较低不需要cpa和硬件的支持，所以它在市场上的售价比较低。它具有很多通道，比如（1）可以插入3DBIM中，详细分析3D模型，极大的帮助了项目人员对施工流程的精准预测。（2）进行4D进度模拟，集合不同专业格式的设计模型，最终形成系统的信息模型，对有效信息严格审核，避免提供出来的信息存在失误。3D模型和施工管理可以利用该软件的这些通道应用到项目建设的过程中，有利于构建4D模型来解决复杂到工程。1.2BIM技术在进度管理中的实现1.2.1基于BIM技术的进度管理体系当前，有关技术被孤立地用于进度管理，尽管单独使用某一项技术对项目管理有巨大的效益，但是远不及技术之间集成应用所带来的好处。BIM及相关技术应运而生，给工程项目管理提供了巨大价值与方便，特别地，在项目的整个生命周期中建立信息、共享与传递可以确保有效地进行信息交流。唯有整合相关的信息技术，以及基于BIM进度管理体系的建设，为了杜绝传统信息的创造、管理与共享等方面存在缺陷，较好地实现了工程项目进度管理的信息化，从而促进项目管理高效进行。BIM技术在进度管理中的应用需要在合理的管理体系引导下进行，在管理体系中需要明确施工总进度计划纲要、总体进度计划、二级进度计划和每日进度计划四个层次，以便让该技术的利用更有目标和方向性，这四方面内容具体如下：（1）项目总进度计划纲要该项目为工程控制重要纲领性文件，它具体包括编制说明、工程概况、作业环境与工期要求及里程碑的设置。工程的设计资料、工期要求、参建单位、人员物料配置、项目投资等，工程所处的地理环境及其他信息能有效地支撑总进度计划大纲的制定。（2）总体进度计划该项目由施工单位根据合同绘制。先将施工全过程WBS分解为工作任务，分解必须简单合理。然后依据各个分部单位的人员，机械配备情况，定出可操作的工期目标，绘制出总进度图。此次制订的工期目标，主要任务进度计划时间点都必须满足上一层次即计划纲要的要求。（3）二级进度计划此项是由上下级或者平行的施工单位之间根据工期目标要求各自编制。例如，一家单位负责地基基础作业进度图表的绘制；另一家单位负责土方开挖，降水，等专项进度图的绘制。以土方开挖和降水施工为例子，该作业的进度必须控制在地基基础作业的时间之中，不能超出地基基础作业工期要求。（4）每日进度计划每日进度计划是根据二级进度计划制定的，反映施工单位每个专业日常具体任务，其目的是为工程项目现场日常进度控制提供支撑，对BIM施工进度模拟进行了详实的数据支持，提高了施工模拟与预演精准度，确保现场施工过程日常受控。1.2.2基于BIM技术的进度管理计划编制传统项目管理方法通过第一位计划员编制项目实施计划，常常会出现任务不能准时启动，准时完成等情况。BIM应用系统支持最后一个计划员的概念（LastPlannerSystem，LPS），让施工一线的基层班组负责人（末层作规划，确保规划执行者）全面参与项目计划的制定，通过确保末位计划员所承担的每项工作都按照要求进行，以确保整个项目计划能够及时，按价执行、按质量、按安全进行。管理者依据有关资料初步判断时间点后，即可以根据相应条款制定进度计划。进度计划编制的过程中可以进行精简，将不影响进度的任务进行合并。基于BIM技术的进度计划的绘制步骤如下:（1）将建筑工程项目进行WBS分解，然后根据各个任务信息确定相互任务间的逻辑关系。（2）根据BIM的立体模型，计算出每一项任务的工程量。（3）由管理者整理相关信息，利用企业定额和管理者自己的工作经验并利用相关的计算软件，估算各项任务的时间。（4）根据确定的时间节点进行进度计划的编制，充分考虑各种影响因素，不断对进度计划进行优化。（5）通过BIM技术对调整后的进度计划进行模拟，及时发现进度计划的缺陷和实际施工中存在的问题与风险。管理者对进度计划进行调整和完善，预备相应的应急方案，保证进度的顺利进行。（6）将通过BIM技术检验的进度计划作为最终的进度计划，并依据此确定各种资源的选购与使用，合理布置分配情况。。1.2.3基于BIM技术的工作任务分解基于BIM技术的WBS(工作分解结构)分解相比于传统方式更加的具体与形象，定义更加清晰，涵盖更加广泛。每一个分解出来的实体均可以直观的显示在管理者面前。BIM技术在工程项目分解中的作用可以发挥的淋漓尽致，利用BIM创建的三维立体模型进行统计工程量，并依据工程量的清单进行WBS分解。分解出来的各项工作对于精细度要求不是特别高的可以进行合并，这样即对于进度计划的绘制并不会产生任何影响。在对工程项目进行WBS分解工作以后，可以把分解表进行调整，对于需要了解的选项进行显示，例如序号与名称等[36]。对于工作时间的添加，需要管理者根据相关的数据并结合工程经验进行预期的估算。BIM技术在引入工程项目进度管理以后，改变了传统管理的困局，完善了进度管理的体系。BIM技术提供的施工进度模拟与碰撞检查，极大的丰富了进度管理的可靠度与精确度，提前进行施工进度模拟，可以及时发现进度管理中存在的问题与风险，可以及时进行改正与调整，降低损失，保证效率。以BIM为核心的进度系统，可增加不限次数WBS里程碑，还可以利用这些里程碑来计算挣得值。里程碑分布于WBS层级上，各里程碑规定权重，用来表示它在项目进度中的意义。当一个WBS里程碑被标志为已经完成，模块会利用它们的权重，计算出WBS层级中包括的全部作业完成比例。在这个WBS层级上的全部操作中都要使用完成百分比，再总结在这个WBS上。例如，如果某个WBS特定层级包含10项作业，并对其中五项作业录入实际完成日期。还为这个WBS层级赋予四个具有同等权重的WBS里程碑，但仅有这些标志之一是已经完成了的。该模块将利用已经完成的WBS里程碑计算WBS层级完成百分比或25%，即使WBS层级中包括的工作已完成50%。若某WBS元素总共具有四个加权里程碑，所有里程权重值为1.0%，那么，把其中之一标记成“已完成”，则意味着WBS元素已经完成25%。若里程碑权重9.0，而另外三个权重均在1.0左右，那么把这个里程碑标成“已完成”，就意味着WBS元素已经完成75%。模块采用下列公式，可以按加权里程碑算出所完成的百分比：完成里程碑实际权重/全部里程碑。在上面的例子中运用了上面的公式，那么，完成里程碑所占权重就是9.0，除全部里程碑总权重为12.0，结果为75%的完成率。建立在BIM基础上的系统可以对具体WBS元素的定义挣得值设定，从而达到分析WBS挣得值的目的。挣得值就是以项目费用和进度为基础，衡量项目实施情况。这种办法对作品的预算费用和实际费用作了对比。挣得值分析常用于WBS元素的分析，还可分析操作或操作组的挣得值。利用工作分解结构中挣得值功能，可以指定用于计算所选WBS元素挣得值的设定。“挣得值”成本是指从项目数据日期起已经实际执行的操作的预算总成本；它的计算见下表：挣得值=预算÷完成时的执行完成百分比，完成百分比是如何计算的，这取决于为工作WBS选择挣得值的方法。1.2.4基于BIM技术的进度控制基于BIM技术的进度控制能够有效的避免传统办法存在的缺陷，例如结果平面化展示，不能及时的发现存在的错误，更新数据繁琐等弊端。引入BIM技术以后，能够对制定的进度计划进行事先模拟，可视化的分析结果能够为管理者提供方便的视觉效果和直观的数据透视分析。对于突发的情况变动，管理者可以很快的进行调整，并作出相应的预案分析，保证进度计划的顺利进行。进度计划制定的合适与否，也可以通过施工进度模拟进行检查，不同的进度方案均可以进行模拟，通过对比不同的方案，使得管理者能够做出最有利的选择。进度计划的预期结果，也被管理者掌握，发现有不符合预期结果的事情，可以及时的进行调整。BIM技术引入进度管理中是建筑行业的一次有利尝试，必将会引起一场变革。基于BIM技术的进度控制能够实现数据的及时更新与跟踪，建立在BIM技术基础上的信息平台，为管理方式提供了多样性的选择。三维立体模型与时间轴的组合，构成了基于BIM技术的4D模型。全部的关于建筑物的信息都可以在整个模型中提取，构件参数化也为各个专业与设计者提供了便利。BIM对于进度控制的内容可以从以下两个方面来分析:（1）在场地附近与项目部搭建能够获取现场第一手信息的平台，此平台的首要目的是进行信息的采集，对于项目发生的变化进行第一时间的统计并传递出去，同时也接收其他平台反馈回来的信息，进行变更。（2）通过该信息平台收集的信息与BIM技术相结合，将所有信息在三维立体模型中进行表达，并结合BIM技术的施工进度模拟，及时发现进度管理存在的问题并进行纠偏。对于进度实施情况的跟踪研究，最重要的一环是信息平台的建立。信息平台的构件是BIM技术的核心，BIM技术之所以能够在众多的竞争者中脱颖而去，就是因为对于信息的运用。在工程项目的全生命周期内，所有参建单位与相关部门，均可以对工程项目进行调整与信息更正[37]。在工程项目的初始阶段，各个参建单位需要采集相关信息，并录入到BIM模型中，完成BIM模型的完善。信息的采集可以通过人工与自动监控的方式进行。第一种方式的需要通过相关技术人员利用便携式工具进行采集，比如手机、ipad等摄像工具进行拍摄，纪录工程项目的变动。第二种方式为自动的监控据，这种方式比较简单，不需要人工的参与，只需要提前将测量与监控的工具布置到相关的位置即可进行自动监控，这些控制仪器可以是三维激光扫描机等现代化的监控设备。1.3基于BIM技术进度管理的优化1.1.1进度追踪基于BIM施工进度追踪具有动态分析、多维度表示、联合控制等特征。通过应用基于BIM的4D工程进度检查系统，可以在项目的进行过程中达到作业现场与场外指挥场所之间进度资料的高度共享，最大化的利用进度信息平台，将任何命令的传达路线降到最短，这样能使得所有命令能有效快速传递到位，提高现场施工效率。基于BIM的工程进度跟踪检查主要包括两个核心工作:一是项目现场与进度管理部门建立的一站式进度信息采集平台，信息时刻共享。再根据本信息平台所提供数据，结合BIM建立施工进度计划模型，通过以BIM为核心的4D施工进度跟踪控制系统，为施工进度跟踪分析及控制提供了丰富的分析工具。建设一体化进度信息采集平台，是以BIM为核心进行施工进度追踪与分析的先决条件。项目实施阶段，施工方、监理方及其他参建单位进度管理人员通过各种采集手段，不断更新工程部位进度信息，采集手段主要有如下几种：构建一体化进度信息采集平台是实现基于BIM的施工进度跟踪分析的前提。在项目实施阶段，施工方和监理方等各参建单位的进度管理人员利用多种采集手段对工程部位的进度信息进行更新，采集手段包括以下方法:现场监控主要有采用视频监控，三维激光扫描及其他装置实时获取关键工程或关键工序的进度，让管理主体置身场外，还能时刻了解最新进度信息。第一，依靠GPS或者场内测设放样的方法锁定工程所在的精准位置。第二，布置好施工场地的各种测量仪器的精准位置，在仪器观测不到的地方，必须再次增加仪器观测，必须做到全场地全程观测。在仪器测设处对项目采用视频观测，三维红外线扫描等方式进行全天候的视频录制。观测工程实时进度情况，出具工程进度监测资料。针对进度管理小组每天巡视过的工程部位，还可以通过人工更新等方式，实现BIM进度模型的更新。具体步骤包括:进度管理小组带着智能手机和其他便携设备，进入工程部位，每天巡视一次。小组人员通过多媒体手段采集构件资料，并与4DBIM上的WBS任务分解进行一一对应。在工程实施阶段进行进度资料更新时，还必须持续观测工程进度情况。把实际数据与计划数据对比，研究进度情况，发现偏差和疏漏，马上处理，并防止可能出现的不利情况出现，以保证目标的实现。4DBIM管理平台可以导出表格，横道图，等很多类进度资料，4D视图以3D模型的方式动态显示建筑物的建造过程。所有导出的进度资料都可以核查工程现场，首先采取全面的核查，然后根据WBS情况，开始更细致的核查。还可以采取分组的方式，以自主选择跟踪资料中的格式和梯度。根据这些资料，可以比随机一个WBS工作任何时间跨度内计划与实际完成的对比。为了消除计划延误给工程进度造成的负面影响，就必须动态的修改工程的部分工作目标，并重新导出工程进度表，模拟和跟踪，实现管理效率的最大化。1.1.2进度偏差分析通过进度跟踪能够得到工程项目施工进度计划的实际开展情况，在此基础上需要进一步对比施工进度的实际进展与计划进展情况，找出实际进度与计划进度间的偏差并进行偏差分析。进行进度偏差分析首先要确定工作任务是否能够按时完成，如果工作实际进展情况与计划间存在较大偏差，进一步分析偏差对之后的工作任务开展产生的影响，并视影响程度进行相应预警。做好进度偏差分析，方能针对偏差产生的影响对之后工作进行人、材、机等资源的重新配置和进度的调整，最大程度上确保工程效益。本节简要介绍基于BIM的进度偏差分析中挣值分析、影响分析及预警分析三个阶段的工作原理。挣值分析方法是为数不多的能用于同时进行项目进度与成本分析的技术方法。进度偏差挣值分析是指通过对某一时段内项目活动累积计划值（PV，PlannedValue）与挣值（EV，EarnedValue）进行计算，并对二者关系进行了对比分析，找出反映绝对差异的进度偏差（SV，ScheduleVariance）和反映相对差异的进度绩效指标（SPI，SchedulePerformedIndex）两个指标来判断项目的进