彭慧纯，沈嵘枫 （福建农林大学 交通与土木工程学院，福建 福州 350100）
0 引言
建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）是一种以三维数字技术为基础，通过对信息资源进行整合，应用于工程设计、建造和管理的信息化模型。BIM技术不仅能大大提高建筑工程的集成化管理和参建各方的工作效益，同时还能显著提高整个项目全生命周期的质量和效益。进度管理是建筑工程项目管理的关键一环，而进度作为项目管理三要素之一，与成本和质量有着密不可分的联系，好的进度管理能够使施工企业在长时间跨度的项目中掌握进度，保证项目按时高效地完成。
在传统的建筑施工企业中，项目管理处于一种“粗放式”的状态，随着信息技术高速发展，BIM技术的出现使建筑业逐步迈向施工项目全面数字化和精细化管理，同时国家也对建筑业转型升级提出要求，在2020年4月，住建部提出“推动BIM技术在工程建设全过程的集成应用”，并将“建筑信息模型（BIM）技术应用体系研究”纳入科研开发类项目重点支持方向。因此，将BIM技术应用于项目进度管理不仅是新时代新科技的要求，也是建筑业技术和管理升级的绝佳契机。基于现有研究的基础，通过从BIM技术在进度管理中的信息管理、进度分析与控制入手，探究BIM技术在进度管理应用中存在的问题，指出解决措施并为今后发展提出展望。
1 BIM技术国内发展现状
相较于国外，我国BIM技术发展较晚，但随着信息化时代的到来，BIM技术逐渐在建筑行业中成为热点。图1是通过中国知网统计的近十多年来国内与BIM相关文章数，从图中可以看出BIM技术逐渐受到研究人员的重视，从2012年开始相关文章数迅速增加，到2014年更是呈现出飞跃式增长。这是由于2007年到2012年，国内BIM技术发展处于概念阶段，直至2012年，住建部才发布“关于印发2012年工程建设标准规范制订修订计划的通知”，正式宣告BIM时代的来临。
图1 国内与BIM相关文章数
BIM技术在建筑行业中逐渐成为焦点，它在项目进度管理中的作用也越加显著。1991年，清华大学张建平教授就开始致力于建筑施工进度与场地布置3D可视化模拟和动态管理方面的研究，并于2000年通过对4D模型理论的深入分析和研究，提出了4D施工管理模型——4DSMM。
近年来，很多研究人员也为BIM的发展，尤其是进度管理方面提供了许多研究成果。表1是通过中国知网整理的近十年BIM技术在进度管理中主要研究主题，共计82篇。
BIM技术在进度管理中研究主题归类结果 表1
2 BIM技术在工程项目进度管理中的应用
传统项目进度管理方法存在许多缺陷，如甘特图法很难表述工序复杂的项目；关键路径法不考虑项目中的瓶颈资源问题，对于项目中常见突发状况没有应对方式；计划评审技术只强调时间因素而不强调费用因素，所以只适用于与时间相关的规划。所以针对这些缺陷，BIM技术的引入可实现动态化、三维化、自动化的进度表现形式，从而实现动态信息的实时更新。BIM-4D技术是将进度信息与静态3D模型进行链接，对施工进程进行动态模拟，从而实现施工过程的可视化。BIM-4D的可视化建设项目中潜在的作业次序错误和冲突得以识别，从而更具弹性的处理设计变更或工作次序。
2.1 基于BIM技术的项目进度信息管理
图纸会审是项目施工前一项必不可少的工作，也是进度信息管理中的重要内容。图纸会审一方面可以使各单位了解工程特点和设计意图，为解决技术难题制定方案。另一方面可以发现图纸中隐藏的问题，减少图纸的错漏。
基于BIM技术的图纸会审使得二维施工图纸被三维模型所取代，通过三维模型可以更加清晰地反映设计中存在的矛盾，更精准的定位存在问题之处。同时在图纸会审结束后，由于BIM模型具有关联修改的特性，当某部门做出修改的同时也会在其他相关专业模型中相应位置处做出对应的调整，这样，各专业就可以在各自的模型中做出合理的调整，而不会对其他专业造成干扰，从而解决了各部门之间由于沟通不协调而造成的图纸不统一问题。
2.2 基于BIM技术的项目进度计划分析
进度计划是进度目标实现的重要指南，科学合理的进度计划尤其对工序复杂的工程项目具有重要意义。表2对传统进度计划编制与基于BIM技术的进度计划编制进行了对比，可见相较于传统进度计划编制，基于BIM技术编制进度计划能通过仿真模拟事先对不确定事件进行预判，以便及时制定预防优化计划。
传统进度计划编制与基于BIM技术的进度计划编制对比 表2
BIM进度计划编制流程可以分为四个层次，总进度计划反映整个项目的综合进度关系，是整个进度计划编制工作的开始；二级进度计划是反映项目建设过程中的里程碑和主要活动的进度计划；周进度计划是连接二级进度计划与日常工作计划的桥梁；日常工作计划目的则是在于保证现场施工的每一道工序都能在进度计划平台上进行完整的仿真模拟。
在进度计划编制方法上不断有学者展开研究，任桂娜在分析传统进度计划编制问题的基础上，把施工进度计划的编制与BIM技术进行结合，得出了进度计划自动生成的大致流程与框架系统。刘继龙在前人的基础上研究了进度计划自动生成的模型结构、运行流程、施工过程推理和BIM技术支持的WBS工序节点以及基于BIM技术的进度计划模拟具体过程。
2.3 基于BIM技术的项目进度控制分析
2.3.1 进度跟踪
在工程项目管理的过程中，进度计划容易与实际进度，而进度跟踪可以及时地发现实际进度与计划之间存在的偏差，从而及时调整。随着装配式建筑的兴起，在运用BIM技术的基础上结合射频识别(RFID)技术可以获取从设计阶段到运维阶段实时的、动态的施工进度信息，从而实现对项目进度的跟踪（见图2）。
图2 BIM结合RFID进度跟踪流程
在设计阶段，直接使用BIM进行3D建模，从模型中提取出预制构件清单及其数量；在制造阶段采用自动识别技术，将RFID作为“桥接”技术，在预制构件中嵌入RFID标签，通过RFID阅读器扫描构件，将构件从“制造”状态变为“存储”状态；在交付阶段，预制组件被装载到卡车上之前，将读取嵌入的RFID标签，同时，这些构件在数据库中的状态从“存储中”变为“交付中”，客户和承建商可以点击BIM中的虚拟构件，查看交付情况。当卡车到达现场，检查无误后，状态从“交付”变为“收到”；在现场组装阶段，工人使用RFID阅读器扫描构件的标签，确保预制件不会安装在错误的位置。当一个组件安装完毕后，工作人员会扫描嵌入的RFID标签，状态从“收到”到“安装”；在运维阶段，由于所有构件都安装了RFID标签进行识别和跟踪，并连接到相应的虚拟BIM，设备管理人员可以快速地从模型中获得组件的准确位置，可以在发现问题时进行定期检查、分析和维护。
2.3.2 进度偏差分析
挣值法是一种通过比较项目实际与计划的差异进行偏差分析的方法。将BIM技术与挣值法相结合，通过比较项目计划与实际的进度、成本，进一步应用于项目施工管理中，通过WBS施工任务分解，分析误差原因并进行及时修正。BIM技术与挣值法的结合对加强工程管理的信息化控制以及提高工程经济效益具有重要的意义。
在项目设计阶段，专业BIM人员通过建立三维BIM模型，采用IFC实体类型识别和名称识别的方式来准确识别模型中的每一个构件，并将建筑构件与表示进度计划的信息相关联，随时提供挣值法分析所需要的时间、成本等参数情
况。
挣值法各参数的计算公式如下：
BCWS(计划工作量的预算费用)=PQ×BP
BCWP(实际工作量的预算费用)=AQ×BP
ACWP(实际工作量的实际费用)=AQ×AP
CV(费用偏差)=BCWP-ACWP
SV(进度偏差)=BCWP-BCWS
式中：PQ——计划工作量
BP——预算价格
AQ——实际工作量
AP——实际价格
通过计算BCWS、BCWP、ACWP三个指标得出CV和SV，将其偏差率与阈值进行比较，可得知工程成本是否超支、进度是否迟延。若CV和SV偏差率小于阈值，可继续进行下一道工序，若CV和SV偏差率大于阈值，则需要对产生偏差的原因进行分析，并比选方案采取纠偏措施，直到偏差率小于阈值，则监测结束。
图3 挣值法分析进度偏差
3 BIM技术应用中存在的问题及对策
3.1 发挥政府领头作用，加快相关标准制定
国内BIM技术起步相对较晚，从2018年1月1日开始，我国才正式将《建筑信息模型施工应用标准》作为国家标准。此外，BIM技术存在许多不同的标准，但都没有形成统一，从而导致BIM技术应用较为混乱。而且，BIM技术存在许多不同的标准，但都没有形成统一，从而导致BIM技术应用较为混乱。再加上体制问题，BIM进度管理实施计划和工作流程在实际工程中应用不够规范，现存管理模式无法满足BIM技术的实施要求。
由于BIM技术是一项涉及面极广的综合性技术，则需要相关政府和行业协会发挥牵头作用，加强指导并身体力行，加快标准制定。其具体的工作应该包括颁布相关的技术指导意见和应用具体标准，以帮助建筑施工企业对BIM技术有正确的认知；积极推进相应的标准和规章制度的制定，提高BIM技术的综合应用水平。
3.2 推动企业产业化，加快软件自主研发
BIM软件自身技术不成熟，运行和功能尚未达到平衡，同时BIM技术在实际应用过程中缺少一定的统筹管理。另外，BIM软件在为建筑施工行业协同发展提供新方法、新平台的同时，也需要一个专业的BIM团队来进行软件所需资源的共享。由于不同专业相关人员使用的软件不尽相同，使得在最后的模型整合环节造成在传输上及整合上浪费时间，也会因此而产生不必要的潜在错误[12]。
对此，相关部门应当鼓励BIM相关软件的研发，扶持自主产权软件企业推动其产业化发展。此外，还需研究以BIM技术为基础的4D项目管理系统在大型复杂工程施工过程中的应用，充分实现可视化管理。
3.3 提高人员认知水平，加强BIM人才培训
BIM技术人才缺乏，未来几年，BIM工程师130万缺口。此外，由于我国对BIM技术的推广在广度和深度上均较为有限，不能在BIM技术实际应用中提供相应的具体应用情形，致使建筑施工项目的业主及相关建筑施工人员均缺乏对BIM技术的必要认知。
建筑施工企业要提升企业内部相关技术人员对其的认知水平，让这部分技术人员在原有技术的基础上，增加有关BIM技术的培训。建筑施工企业也要积极培养BIM技术人才，并与相关技术研究机构和软件企业沟通交流，探寻如何利用现有软件和现有技术，根据企业的实际需求和条件，制订一个切实有效的BIM技术实施计划，以找到最适合自身企业的BIM技术融合点。
4 结束语
本文梳理总结了BIM技术在进度管理中的国内发展现状以及应用，分析了其中存在的问题以及对策。进度管理作为工程项目管理中主要管理内容之一，在横向纵向上均发挥了重要作用。纵向上，贯穿项目整个生命周期，从设计阶段到竣工验收及运维阶段，都离不开BIM技术的动态进度管理；横向上，涉及设计、施工、商务等各个部门，在BIM技术的基础上实现各部门协同、统筹管理。
虽然BIM技术在项目管理中应用广泛，但其在进度管理中的应用还相对单一。随着新型建筑工业化发展，BIM技术应加快全寿命周期的一体化集成应用，并积极与工业化建筑，传感器网络、5G、射频识别以及二维码识别等物联网技术相结合，再加之国家政策的积极引导，在BIM技术带来效益的同时进一步推进建筑行业健康、活力的发展。
