全过程BIM应用实施进度管理原理及方法研究

黄耀庆 陈 燕 陈 禹 王熙杰

上海建工集团工程研究总院 上海 201114

随着BIM技术的不断发展，BIM技术在工程项目中的应用逐渐呈现“全过程应用”的趋势[1]。BIM应用任务的特点包含依附性、时效性及不确定性。依附性是指BIM任务依附于设计、施工、管理等传统项目任务，且各BIM任务的进度都与传统任务进度相关联；时效性指的是BIM技术只有在传统项目任务，如设计出图完成、施工方案编制完成等节点前应用，且应用成果被采纳用于优化方案、项目管理等各个环节中去，BIM应用的价值及效用才能最大化体现；不确定性是指全过程的所有BIM任务无法通过前期BIM策划就确定下来，后期实施过程中需根据项目需求不断调整增减。

在项目实践过程中，由于对BIM实施工作进度不重视，特别是未对全过程BIM应用任务进度进行有效管理，导致产生“后BIM”现象，BIM应用不够落地，项目整体BIM应用价值及效用低下。

1）针对单点BIM应用，其时效性常常无法得到保障，如在设计优化过程中，模型优化进度跟不上设计需求计划；在施工模拟应用过程中，模拟往往跟不上方案编制，有时甚至滞后于施工。类似问题的出现，部分原因是没有重视或缺乏对BIM应用进度的有效管理。

2）在项目全过程应用BIM技术的情况下，往往在2个阶段之间，特别是在设计与施工交接模型的环节中，常常出现设计模型的提交跟不上施工需求的情况，从而影响施工BIM应用的开展。施工为了满足自身应用进度要求而自己搭建设计模型，则不仅会造成应用成本的增加，还降低了项目整体BIM应用效益。该问题的出现同样是没有重视或缺乏对项目整体BIM进度的有效管理。

3）BIM应用任务的开展理应前置于对应传统项目任务，对设计、施工的进度依附性较强，但项目常常为了赶工期，设计及施工计划会不断提前，导致相应BIM工作需要同步调整，过程中BIM实施进度若管理不到位，则会影响到BIM应用的时效性。

4）各BIM应用点之间有相互联系的地方，有些任务之间有先后应用的逻辑关系，且单个项目的BIM人员数量配备有限，若统筹安排不到位，应用过程中也极易出现某项BIM应用的进度滞后而导致其他应用开展受到连带影响。因此，为了保障项目全过程BIM技术应用的有序开展，满足应用时效性、各阶段间BIM成果交接、多应用任务开展、资源合理调配等要求，同时为提高项目整体BIM应用价值及效用，需对项目全过程BIM技术应用实施进度进行综合性管理。

1 全过程BIM实施进度管理原理

项目全过程BIM实施进度管理是指通过科学的方法，对项目全生命周期内所有BIM应用任务的实施进度进行综合管理，以保障项目BIM应用目标的实现[2]。项目全过程BIM实施进度管理的主要内容包括项目总体BIM实施计划编制、项目全过程BIM实施进度控制等。

1.1 全过程BIM应用进程分析

在确定全过程BIM实施进度管理内容及方法之前，需要对项目全过程BIM实施任务在项目全生命周期的时间进程进行研究。

从图1可以看出，项目全过程BIM应用任务在项目全过程的实施进程呈现“一轴多支”的形态。“一轴”指全过程BIM应用以模型为基础，从方案—初设—施工图—施工深化—施工—运维，下阶段承接沿用上阶段的模型；“多支”指的是各个阶段的BIM应用源于相对应阶段的BIM模型，则最终推动BIM模型不断调整进入下一个阶段。BIM应用的深度越深、范围越大，则BIM应用的分支越多。

图1 项目全过程BIM应用进程

全过程BIM实施任务开展在项目总体进展的时间跨度主要由项目BIM应用模式决定的。若BIM在项目中完全正向应用，即BIM正向设计出图、BIM正向出施工方案等，则所有的BIM应用任务都作为传统设计出图、施工方案编制等传统工作的前置任务；若BIM在项目全过程中部分正向应用，即某个阶段或者某些应用正向，则部分BIM任务前置于传统任务，部分与传统任务同步；若BIM在项目全过程中作为辅助工具，即BIM辅助优化设计、辅助优化施工方案等，则BIM任务进程基本同步于传统任务的开展。

1.2 管理要求

项目全过程BIM应用的不同模式决定了对不同项目的BIM实施进度管理要求、难度等不同。

BIM完全正向应用的模式，BIM任务与传统任务的关系属于强关联，对BIM实施进度的管理要求最高，需保障BIM应用进程完全前置于传统任务，同时需满足项目整体进度目标的实现。

BIM部分正向应用次之，对BIM实施进度的管理要求较高，保障部分BIM应用前置于传统任务，部分与传统任务同步开展，以满足项目部分进度目标的实现。

BIM完全辅助应用的模式，BIM任务与传统任务并行，对BIM实施进度的管理要求较小，保障BIM应用与设计出图、施工方案编制等对应传统任务同步开展即可。

1.3 管理原则

1）系统性原则。BIM任务与任务之间有关联，BIM任务与传统任务之间也有关联，需要系统地对全过程的BIM任务进行综合计划及进度控制。

2）前置性原则。BIM任务的计划及控制都需要重视应用的时效性，应用需前置或同步于传统任务，否则BIM应用价值及效用将远远小于应用及管理成本，而应用的前置更离不开BIM管理的前置，BIM管理前置于BIM应用，对BIM计划及BIM实施进度进行合理评估及调整等。

3）动态性原则。全过程BIM应用具有不确定性，BIM实施任务会随着项目需求进行增减调整，且BIM计划也需要随着项目整体计划及实际进展情况进行调整。因此，对全过程BIM实施进度需要动态优化调整及控制，以保证项目整体目标的实现。

2 全过程BIM实施计划编制

2.1 总体思路

项目总体BIM实施计划的编制贯穿项目全过程。在项目前期策划阶段，需对项目全过程BIM实施进行全面规划，包含BIM应用目标、模式、BIM应用点、全过程BIM实施总计划（策划）、管理及控制措施等。设计单位进场后，需要结合设计计划、设计BIM应用需求等，深化并调整项目设计阶段的BIM实施计划；施工单位进场后，需要结合施工计划、施工BIM应用需求等，深化并调整项目施工阶段的BIM实施计划，同时需要对设计与施工的BIM模型交接计划进行综合分析排布，若有冲突，则需要再次调整设计及施工阶段的BIM实施计划；运维单位进场后，需要结合运维计划、运维BIM应用需求等，深化并调整项目运维阶段的BIM实施计划，同时需要对施工与运维的BIM模型交接计划进行综合分析排布。

2.2 计划编制流程及方法

对全过程BIM计划的编制主要包括任务的识别与分解、逻辑关系分析与排布、任务人工时估算、任务工期及人员配置初值设定、计划阶段性整合及优化等内容。

2.2.1 任务识别与分解

包含对BIM应用任务、BIM管理任务以及相对应的设计任务、施工任务等传统任务的识别与分解，过程可借助WBS技术对BIM任务进行结构拆解。但仅对BIM任务分解无法直观看出BIM应用任务与项目传统任务以及BIM管理任务之间的关系。因此，需对WBS技术进行优化改进[3-4]，将审核任务及传统任务与BIM任务进行识别绑定，建立项目全过程BIM实施任务的分解结构，如图2所示。

图2 项目全过程BIM实施任务分解结构示意

2.2.2 逻辑关系分析与排布

一是对BIM应用任务、BIM审核任务以及传统任务三者内部进行逻辑关系编排，二是对BIM应用任务之间的关系编排。BIM应用任务、BIM审核任务、传统任务这三者的逻辑关系主要有3类，见图3。最终对各BIM任务进行综合排布，得出全过程BIM实施任务逻辑关系。

图3 3类任务的逻辑关系

2.2.3 任务人工时估算

BIM实施任务以及审核任务的人工时通常基于经验法进行估算，即借鉴同类项目实施经验，计算本项目实施各BIM任务的理论人工时。

2.2.4 任务工期及人员配置初值设定

BIM各任务的工期是由任务完成所消耗的人工时及人员配置数量决定的，即任务工期＝理论人工时×配置人工数量。在理论人工时的确定下，BIM实施计划的制定也主要在BIM任务工期及人员配置上做权衡。在设计、施工、运维计划未完全确定前，需对各任务工期及对应人员配置设置一个初值以用于计划初排，待后续进行深化调整。

2.2.5 计划阶段性整合

BIM实施进度管理的目标及要求决定了BIM计划无法像传统项目进度计划的编排思路进行，BIM计划需要阶段性整合项目总体节点计划、设计计划、施工计划、运维计划等进行综合编排，计划的整合可借助甘特图、计划表等项目管理工具[5]。

2.2.6 计划优化

对全过程BIM计划进行优化时，先考虑对BIM模型计划进行排布优化，再考虑对各应用点的计划进行排布优化。BIM模型进度计划编排的难点在于2个阶段的交接界面难以协调，特别是设计与施工交接施工图模型阶段，往往设计模型交底计划满足不了施工模型的需求计划。这时需要先对设计BIM模型交底计划进行顺排，再倒排施工模型需求计划，最后将2份计划对比分析。若部分设计模型交底计划满足施工需求，则这部分模型交接计划按设计计划顺排，若满足不了，则优先按施工需求计划进行倒排，再考虑通过压缩任务工期、增加人力资源等方式进行计划调整。对BIM计划的优化除了对任务工期、人员配置、任务起始节点的调整外，还可以考虑通过改变应用流程、管理流程的方式调整任务逻辑及工期。如在某些项目设计与施工交接模型过程中，第三方BIM顾问需要对设计BIM模型进行审核，施工需要对设计BIM模型进行接收确认。正常流程是设计将模型先交给BIM顾问审核通过后再移交给施工审核确认，但可通过流程优化，BIM顾问与施工同时审核设计模型再进行移交，模型交接的工期被优化减少了。BIM应用的计划优化也可通过先顺排、倒排，后综合分析调整的方法进行调整优化。

3 全过程BIM实施进度控制

3.1 总体思路

在BIM正向应用的情况下，BIM任务的优先级较高，传统任务需要等BIM任务完成后才能开展，BIM任务的滞后不但会影响BIM工作的开展，还会影响整个项目的工期；在BIM辅助应用的情况下，传统任务优先级比BIM任务高，若不对BIM任务进度进行控制，极易出现“后BIM”现象，从而降低BIM应用价值。因此，需要对全过程BIM实施进行合理有效的控制。项目全过程BIM实施进度的控制重点不在于保障对BIM总工期目标的实现[4]，而是在于应对因项目设计、施工、运维计划的提前导致2个阶段模型交接冲突，BIM应用任务因传统任务的需求提前导致工期被压缩但仍然需要保证应用的时效性，项目BIM应用内容增加导致影响其他BIM任务的正常开展等问题。因此，BIM实施进度控制需要做到进度的动态监测、科学评估及预警、及时调整BIM计划等。

3.2 进度控制流程及方法

对BIM实施进度控制的流程主要包括检查、完成时间预估、风险评估、应对策略、执行等，见图4。

图4 项目全过程BIM实施进度控制流程

3.2.1 检查

首先，需要对BIM计划中对应的传统任务计划及进展进行检查，主要是为了确认BIM需求计划是否有变动，若有变动则需要调整；接着对BIM任务实际进展进行检查，检查对象为当前正在进行的BIM任务，检查或评估其实际完成百分比。进度的检查方法有甘特图法、进度表法等。

3.2.2 当前任务完成时间预估

对上述正在进行的BIM任务进行完成时间的预估，主要是为了确认BIM任务预计是否可以满足BIM需求计划，这里需要注意若在上个步骤中BIM需求计划有调整，则按照新的需求计划进行分析。若评估结果显示能满足需求，则表明进度正常；若评估结果显示该项任务无法满足需求计划，则需要预警重视，并进入下一环节的风险评估。

对当前任务完成时间的估算方法有经验估算法、历史数据测算评估法等。经验估算法是先调查任务实际完成情况，再根据评估人员的经验估算该BIM任务的完成百分比及剩余工期。如针对一项模拟应用，当前正在进行模型的整合，尚未进行模拟，评估人员根据经验估算该模拟的完成百分比为x，剩余工期为y天；历史数据测算评估法是通过本项目已完成同类BIM任务的实际完成工期的测算，得出一个估算工期a（如将已完成同类BIM任务实际完成工期的平均值作为估算值），以及实际已经消耗的工期b，计算该模拟的完成百分比x＝b/a，剩余工期y＝a－b。经验估算法的优点在于简便，缺点是受评估人员的主观经验影响，估算的工期不够合理；历史数据测算评估法的优点在于相对客观，缺点在于计算复杂。

3.2.3 风险评估及应对策略

风险评估的目的在于决定对当前预计要滞后的BIM任务的应对策略，是否按原计划执行。若评估结果表明该BIM任务进度不需要控制在预期内，即对后续BIM任务的影响小，或可通过应对措施消除对后续BIM任务的影响，抑或应对措施虽可保障任务进度，但对正在执行的其他优先级更高的BIM任务造成较大影响，在这些情况下，考虑对BIM进度计划进行优化调整；若风险评估的结果显示该BIM任务进度一定要控制在完成预期内，则优先需要考虑的是执行应对措施以保障该任务能按需求计划实施完成。

4 结语

全过程BIM实施进度的有效管理对项目总体BIM应用目标的实现具有重要意义，其价值在于规划并指导项目全过程BIM实施，合理控制BIM实施进度，提升全过程BIM应用价值等。BIM进度管理内容主要包含计划及控制两方面。BIM计划的编排优化最终是要满足BIM任务与传统任务计划的合理依附、工期及资源配置的合理平衡等需求；BIM进度的控制是不断检查、评估、预测、调整、执行的过程，以保障BIM工作稳步推进，做到及时发现问题、解决问题。

长远来看，项目全过程BIM应用的顺利实施，需要国家宏观政策上的推行和相关标准指南的科学指引；需要设计、施工一线人员BIM技能的提升，以正向应用BIM技术解决工程问题；需要能协调全专业的管理者重视并对全过程BIM工作进行科学有效管理等，这样才能不断提升BIM技术的实际应用价值，才能走向“遇到问题—提出BIM应用需求—BIM应用有序开展—问题得到合理解决”的应用正循环。