劉 楓

（上海建科工程項(xiàng)目管理有限公司， 上海 200032）

0 引 言

近幾年，《關(guān)于推動(dòng)建筑業(yè)改革和發(fā)展的若干意見》(建市 [2014]92 號)和《關(guān)于在本市推進(jìn)建筑信息模型技術(shù)應(yīng)用指導(dǎo)意見的通知》(滬府辦發(fā) [2014]58 號)等相關(guān)文件的頒布，使得 BIM 成為引領(lǐng)建筑行業(yè)的一個(gè)時(shí)髦名詞之一。BIM 作為建筑信息集成的一個(gè)工具，無論從項(xiàng)目的不同階段還是從不同管理板塊均有一定的應(yīng)用。工程項(xiàng)目管理如何利用該項(xiàng)技術(shù)來輔助項(xiàng)目的各專項(xiàng)管理，并使其在實(shí)際工程中體現(xiàn)應(yīng)用價(jià)值，使項(xiàng)目各參建方、參建人員就同一管理點(diǎn)愿意共同參與、共同管理，值得思考。

本文以中國博覽會會展綜合項(xiàng)目為背景，以 BIM 技術(shù)輔助本項(xiàng)目進(jìn)度管理中的施工進(jìn)度監(jiān)管作為一個(gè)應(yīng)用點(diǎn)，從一名項(xiàng)目管理者的角度，對其作相關(guān)的淺談，分享實(shí)際操作過程的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)、問題分析與解決辦法。

1 項(xiàng)目介紹

中國博覽會會展綜合體項(xiàng)目位于上海市青浦區(qū)。作為單體項(xiàng)目，其建筑面積約 140 萬 m2；其中，幕墻面積約 20 萬 m2，金屬屋面面積約 45 萬 m2。項(xiàng)目于 2013 年初動(dòng)工；2014 年 9月北片展廳投入運(yùn)營，2015 年 3 月全部展廳投入運(yùn)營， 2015年 6 月全面投入運(yùn)營。除了總體工程體量大、總體工期緊外，本項(xiàng)目主要參建單位眾多，包括：設(shè)計(jì)總承包 2 家、監(jiān)理單位 1 家，項(xiàng)目管理 1 家、施工總承包 2 家、幕墻專業(yè)單位 4 家、屋面專業(yè)單位 4 家、機(jī)電安裝專業(yè)單位 2 家等。

2 應(yīng)用設(shè)想

2.1 應(yīng)用目的

從項(xiàng)目本身而言，通過 BIM 技術(shù)可以輔助幕墻、屋面施工階段的項(xiàng)目進(jìn)度管理，實(shí)現(xiàn)各方參與動(dòng)態(tài)管理，實(shí)現(xiàn)形象進(jìn)度與實(shí)際進(jìn)度對比，統(tǒng)計(jì)材料數(shù)量，為大宗材料采購和堆場設(shè)置提供依據(jù)。從認(rèn)識 BIM 應(yīng)用而言，通過該項(xiàng)應(yīng)用的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，提升各參建方的實(shí)戰(zhàn)能力，使各方在其他項(xiàng)目應(yīng)用 BIM 時(shí)可從本項(xiàng)目得到借鑒，從而解決：對比分析，提供計(jì)劃工程量與實(shí)際完成情況的監(jiān)管依據(jù)；動(dòng)態(tài)管理，降低甚至避免累計(jì)偏差由量變到質(zhì)變的風(fēng)險(xiǎn)；實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用，積累 BIM 技術(shù)輔助進(jìn)度管理方法的經(jīng)驗(yàn)等問題。

2.2 背景分析

2.2.1 參建方情況

如前述項(xiàng)目介紹所述，本項(xiàng)目參加方眾多。各參建方在本項(xiàng)目的工作組織構(gòu)架如圖 1 所示。

圖1 中國博覽會會展綜合體BIM工作小組

建設(shè)實(shí)體各參建方雖然有各自的 BIM 團(tuán)隊(duì)(或人員)，但各方的人員配置、人員能力等參差不齊；各參建方雖在合同中對 BIM 的應(yīng)用有一定的約定，但約定內(nèi)容較為籠統(tǒng)、淺顯，對實(shí)際工作的約束作用不強(qiáng)，甚至于不具備約束力。

基于以上情況，在項(xiàng)目管理過程中，就統(tǒng)一專項(xiàng)管理(如：進(jìn)度管理、投資管理、安全管理)，會因參建方不同而造成立場不同和關(guān)注點(diǎn)不同。當(dāng)需要站在建設(shè)方角度考慮此問題時(shí)，會導(dǎo)致出現(xiàn)工作難度增加、工作量增加從而產(chǎn)生工作能力不能達(dá)標(biāo)、工作態(tài)度不能共鳴的情況。

2.2.2 應(yīng)用點(diǎn)選擇

在項(xiàng)目建設(shè)過程中，進(jìn)度管理涉及建設(shè)的各個(gè)階段、各個(gè)專業(yè)和各個(gè)管理模塊。在本項(xiàng)目中，由于項(xiàng)目的幕墻、屋面在建設(shè)過程中建設(shè)進(jìn)度緊張，關(guān)鍵線路、工藝步驟復(fù)雜且涉及材料加工等特點(diǎn)；項(xiàng)目結(jié)構(gòu)施工階段的人員磨合及對本項(xiàng)目的理解、對 BIM 應(yīng)用的理解、對 BIM 發(fā)展的共鳴等，各參建方最終達(dá)成共識，在屋面施工和幕墻施工階段，采用BIM 技術(shù)輔助進(jìn)度管理。

2.3 原理分析

在本項(xiàng)應(yīng)用開展前，團(tuán)隊(duì)初步設(shè)想是，應(yīng)用 Revit 建模，應(yīng)用 Project 編制進(jìn)度計(jì)劃，運(yùn)用 Navisworks 軟件合成 5D 模擬，通過計(jì)劃進(jìn)度與實(shí)際進(jìn)度的前鋒線對比，分析判別進(jìn)度情況。但是通過前期 BIM 工作小組的多次溝通發(fā)現(xiàn)，該原理看似簡單可行，然而由于人員能力約束、實(shí)際施工影響，其在實(shí)際應(yīng)用中不具備可實(shí)施性。據(jù)此，通過對常規(guī)原理的分析，制定了新的應(yīng)用原理。此部分內(nèi)容將在下文“優(yōu)化應(yīng)用原理”中詳述。

2.4 難點(diǎn)分析

2.4.1 軟件、硬件分析

如前文“背景分析”中所提及的“參建方情況”，本項(xiàng)目在施工層面的單位、人員組成情況及能力大相徑庭，因此，在該項(xiàng)工作開展的前期，對各參建方的 BIM 實(shí)戰(zhàn)能力進(jìn)行了公開排摸。通過排摸發(fā)現(xiàn)，有些單位配備有專業(yè)的 BIM工作團(tuán)隊(duì)，而有些單位則未有相應(yīng)的配備，且 BIM 工作人員流動(dòng)大，不利于工作開展。

再則，就目前的行業(yè)發(fā)展，如何運(yùn)用好專業(yè)軟件是另一個(gè)客觀存在的主要問題。通過前期溝通后發(fā)現(xiàn)，無論是總包單位還是專業(yè)分包單位均未接觸過此項(xiàng)應(yīng)用。

2.4.2 實(shí)施可行性分析

該項(xiàng)應(yīng)用在很大程度上依賴于模型的構(gòu)建組成、進(jìn)度計(jì)劃的準(zhǔn)確性及進(jìn)度計(jì)劃與構(gòu)件的匹配性。

關(guān)于模型構(gòu)建的組成，眾所周知，無論是幕墻還是金屬屋面，其各節(jié)點(diǎn)構(gòu)造及構(gòu)造層均包含了許多零部件。而在進(jìn)度模擬中，哪些構(gòu)建可作為管控要素的判定，將直接影響建模的精度和深度，更重要的是將影響管理效果。

關(guān)于專項(xiàng)工程進(jìn)度計(jì)劃的準(zhǔn)確性，可以采用 Project 進(jìn)行進(jìn)度編制；在選擇時(shí)間精度時(shí)，是選擇“季度”、“月”還是“日”成為一個(gè)需要討論的問題。就理論上而言，時(shí)間刻度精度越高越好。但是，就目前建筑行業(yè)發(fā)展的實(shí)際情況而言，實(shí)際施工中幕墻及金屬屋面的每日的計(jì)劃工作內(nèi)容與實(shí)際工作內(nèi)容，在很大程度上存在著不一致性。如：計(jì)劃今日安裝 A 編號玻璃，而實(shí)際安裝 B 編號玻璃，兩塊玻璃面積可能大小不一致。

關(guān)于進(jìn)度計(jì)劃與構(gòu)件的匹配性，即同一時(shí)間刻度上，哪些構(gòu)件完成了安裝，需要作一一對應(yīng)。但實(shí)際情況是，就幕墻和金屬屋面而言，進(jìn)度計(jì)劃很難精確到單個(gè)構(gòu)件。

3 應(yīng)用管理

3.1 開展培訓(xùn)課程

進(jìn)行 BIM 工作小組的團(tuán)隊(duì)合作精神建設(shè)。通過例會和專題會，各單位開誠布公地進(jìn)行了自我能力分析，在目標(biāo)一致的前提下，由 BIM 咨詢公司開展該軟件應(yīng)用的培訓(xùn)交流工作，從軟件應(yīng)用、成果共享和軟件分析等各方面著手，保證參建方學(xué)會該軟件的 4D 應(yīng)用，增強(qiáng)該軟件的應(yīng)用能力。

3.2 制定管理制度

3.2.1 職責(zé)劃分

以項(xiàng)目管理單位人員為主，組成建設(shè)方的 BIM 管理組(以下簡稱“建設(shè)方”)，策劃本項(xiàng)目的 BIM 應(yīng)用及管理要求，為 BIM 工作小組的決策層。BIM 顧問方輔助建設(shè)方完善構(gòu)思設(shè)想，實(shí)現(xiàn)建設(shè)方意圖，為 BIM 工作小組的執(zhí)行層。設(shè)計(jì)單位、施工總承包單位及各專業(yè)分包方的各 BIM 工作小組根據(jù)建設(shè)方要求，完成 BIM 應(yīng)用，為 BIM 工作小組的操作層(如表 1 所示)。

表1 各參建方工作內(nèi)容及任務(wù)分解表

3.2.2 制定流程

(1)實(shí)施細(xì)則制定流程。根據(jù)建設(shè)方/項(xiàng)目管理對該應(yīng)用點(diǎn)的應(yīng)用目的說明，結(jié)合各參建方的實(shí)際建模能力及軟件應(yīng)用能力，通過前期的策劃會議和溝通會議，使各方意見和工作內(nèi)容達(dá)成一致，形成書面文本發(fā)布并進(jìn)行實(shí)施(見圖 2)。

圖2 實(shí)施細(xì)則制定流程圖

(2)4D 模擬完成流程。根據(jù)《實(shí)施細(xì)則》的工作要求，通過模型審核、工藝審核，開展時(shí)間施工和動(dòng)態(tài)監(jiān)管，并為了保證各步驟具有可追溯性，本項(xiàng)目借助 ENOVIA 協(xié)同平臺，完成模型的審核與發(fā)布。

該協(xié)同平臺通過審查流程、工作版塊、各參建方的梳理和信息分類設(shè)置不同的信息界面，其中包括施工方的模型提交、自查、審查、修訂、復(fù)查，發(fā)布的時(shí)間記錄、審核功能，同時(shí)也包括會議文件、實(shí)施細(xì)則、基礎(chǔ)資料、合模文件的存檔功能。通過對不同參建方的權(quán)限設(shè)置，有效保護(hù)各方的知識產(chǎn)權(quán)。其中，關(guān)于 4D 建模的審核流程如下(見圖 3)。

圖3 4D建模的審核流程圖

3.3 優(yōu)化應(yīng)用原理

以“周”為計(jì)劃工程量統(tǒng)計(jì)精度；以“日”為建模精度(即一周工作量的日平均量)；以周(月)為考核頻率。

將進(jìn)度模型的“計(jì)劃工程量”與進(jìn)場“材料工程量”進(jìn)行計(jì)量單位統(tǒng)一，在同一計(jì)量單位的基礎(chǔ)上做比對分析，考量施工進(jìn)度。

3.3.1 計(jì)劃工作量統(tǒng)計(jì)

根據(jù)進(jìn)度模擬計(jì)劃進(jìn)行“單月(周)”、“累積月(周)”計(jì)劃工程量統(tǒng)計(jì)。

基于進(jìn)度模型中的材料分類，由 BIM 顧問完成單月計(jì)劃量統(tǒng)計(jì)單 A、累計(jì)月計(jì)劃量統(tǒng)計(jì)單 B。

為應(yīng)對動(dòng)態(tài)管理，統(tǒng)一計(jì)量單位，由監(jiān)理方以單月(周)計(jì)劃量統(tǒng)計(jì)單 A、累計(jì)月(周)計(jì)劃量統(tǒng)計(jì)單 B 為依據(jù)，將各規(guī)格的材料按照面積(m2)、長度(m)等計(jì)量單位進(jìn)行量化，形成單月(周)計(jì)劃量統(tǒng)計(jì)單 A1、累計(jì)月(周)計(jì)劃量統(tǒng)計(jì)單B1。

3.3.2 進(jìn)場材料統(tǒng)計(jì)單

根據(jù)材料進(jìn)料單，進(jìn)行“單月(周)”、“累積月(周)”進(jìn)場材料工程量統(tǒng)計(jì)(簡稱進(jìn)料量統(tǒng)計(jì)單)。

基于材料進(jìn)場單，由總包完成單月(周)進(jìn)料量統(tǒng)計(jì)單C、累計(jì)月(周)進(jìn)料量統(tǒng)計(jì)單 D。

為應(yīng)對動(dòng)態(tài)管理，統(tǒng)一計(jì)量單位，由監(jiān)理方以單月(周)進(jìn)料量統(tǒng)計(jì)單 C、累計(jì)月(周)進(jìn)料量統(tǒng)計(jì)單 D 為依據(jù)，將各規(guī)格的材料按照面積(m2)、長度(m)等計(jì)量單位進(jìn)行量化，形成單月(周)進(jìn)料量統(tǒng)計(jì)單 C1、累計(jì)月(周)進(jìn)料量統(tǒng)計(jì)單D1。

3.3.3 偏差統(tǒng)計(jì)

單月偏差：(C1－預(yù)備量)/A1＞1，單月進(jìn)度滿足要求；反之，進(jìn)度滯后量 X=｜C1－A1｜。

累積月偏差：(D1－預(yù)備量)/(B1+X)＞1，累積月進(jìn)度滿足要求；反之，進(jìn)度滯后 Y=｜D1－(B1+X)｜。

說明：第 N 天進(jìn)場材料工程量指包括第 N 天的工作量以及第(N+1)天至第(N+n)天的工作量；其中第(N+1)天至第(N+n)天的工作量即為“預(yù)備量”。

3.4 明確建模要求

3.4.1 需求分析

雖然幕墻和屋面實(shí)際的設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)復(fù)雜、工藝步驟繁多，但通過與會各參建方的多次討論，各方就建模的要求達(dá)成了一致，主要通過以下幾點(diǎn)分析：首先是時(shí)間緊迫，需要選擇主要的構(gòu)件作為建模對象；其次從工藝流程分析，應(yīng)選擇關(guān)鍵線路上的構(gòu)件作為監(jiān)管要點(diǎn)；最后，從本應(yīng)用的模型需求分析，選擇恰到好處的精度等級作為最低精度等級。因此，本項(xiàng)目選擇一些主要構(gòu)件及建模精度等級作為建模要求(詳見3.4.2)。

3.4.2 明確要求

(1)玻璃幕墻。選擇橫龍骨、豎龍骨、面層(玻璃)為主要建模構(gòu)件，構(gòu)件模型與料單構(gòu)件一致；最低詳細(xì)等級LOD300，滿足包括橫豎龍骨截面尺寸、構(gòu)件長度、玻璃面板尺寸等外立面飾面材料的技術(shù)參數(shù)、材料和材質(zhì)信息等幾何信息。

(2)金屬屋面。選擇壓型鋼底板、檁條、離心玻璃纖維、保溫巖棉、鍍鋁鋅鋼板、金屬屋面板為主要構(gòu)件，構(gòu)件模型與料單構(gòu)件一致；最低詳細(xì)等級 LOD300，屋面構(gòu)造層包括且不限于：鋁鎂錳合金板形狀尺寸、鍍鋁鋅板尺寸、鍍鋅 C型次檁條截面尺寸、保溫巖棉、離心玻璃纖維棉隔氣膜、打孔壓型鍍鋁鋅鋼板等材料的技術(shù)參數(shù)、材料和材質(zhì)信息等幾何信息。

(3)依據(jù)統(tǒng)計(jì)精度“周”，以“日”為建模精度。

3.5 明確人員配置

從實(shí)際應(yīng)用過程中可知，BIM 技術(shù)輔助進(jìn)度管理不僅是需要 BIM 專業(yè)技術(shù)人員來完成的一項(xiàng)工作，而且需要各參建單位的技術(shù)管理人員、進(jìn)度管理人員、材料管理人員等相關(guān)人員的參與，方能得到順利開展。因此，實(shí)際的人員配置及分工如下。

(1)建設(shè)方/項(xiàng)目管理方：BIM 管理人員(提出要求、制度應(yīng)用原理)，技術(shù)管理人員(輔助進(jìn)度、工藝審核)。

(2)BIM 顧問：BIM 負(fù)責(zé)人、BIM 技術(shù)人員(協(xié)助建設(shè)方推進(jìn)工作、編制實(shí)施細(xì)則、審核模型、計(jì)劃工程量統(tǒng)計(jì))。

(3)施工總包方：項(xiàng)目負(fù)責(zé)人(施工方總體協(xié)調(diào))、BIM 負(fù)責(zé)人(BIM 工作推進(jìn)及相關(guān)審核工作)、技術(shù)管理人員(輔助進(jìn)度、工藝審核)、材料員(進(jìn)料量單的審核)。

(4)專業(yè)施工單位：項(xiàng)目負(fù)責(zé)人(施工方總體協(xié)調(diào))、BIM負(fù)責(zé)人及 BIM 技術(shù)人員(4D 建模)、技術(shù)管理人員(輔助進(jìn)度、工藝審核)、材料員(計(jì)劃工程量統(tǒng)計(jì))。

(5)工程監(jiān)理方：監(jiān)理員(統(tǒng)一“計(jì)劃工程量”、“計(jì)劃工程量”的統(tǒng)計(jì)單位)、專業(yè)工程師(輔助審核進(jìn)度計(jì)劃、施工工藝)。

4 主要存在問題及合理化建議

4.1 合同約束缺失

本項(xiàng)目在設(shè)計(jì)總承包及施工總承包招標(biāo)文件及合同中，一方面，僅籠統(tǒng)地提出需要在本項(xiàng)目應(yīng)用 BIM 技術(shù)，但是對建模要求、模型提交要求及應(yīng)用點(diǎn)相關(guān)需求均未有明確表述；另一方面，未有相關(guān)清單列項(xiàng)；最后，沒有相關(guān)考核要求。因此在實(shí)際開展過程中，當(dāng)建設(shè)方的管理需求與參建方自身的應(yīng)用需求不一致時(shí)，很難避免推脫與不執(zhí)行。

建議采取如下措施，以保證 BIM 工作開展：在招標(biāo)文件中明確對運(yùn)用 BIM 技術(shù)的相關(guān)要求，在評標(biāo)辦法中增加打分項(xiàng)；在招標(biāo)文件中增加考核機(jī)制；要求在人員配置中應(yīng)包含BIM 團(tuán)隊(duì)及其組建方式；在清單列項(xiàng)中應(yīng)作為競爭項(xiàng)目。

4.2 軟硬件的限制

不同的參建方、不同的建模專業(yè)，其使用的建模軟件存在不一致的現(xiàn)象，導(dǎo)致最終合模文件因軟件不匹配、兼容性差等情況造成信息傳遞的丟失。本項(xiàng)目的建設(shè)體量大、所涵蓋的專業(yè)多、建模內(nèi)容多，往往會因硬件配置不足、模型信息量過大而導(dǎo)致工作效率低、協(xié)同工作無法實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)象。

建議：在同一分部分項(xiàng)工程，當(dāng)存在不止 1 個(gè)專業(yè)分包時(shí)，在其各自建模前應(yīng)統(tǒng)一使用的軟件、統(tǒng)一建模的精度要求以及統(tǒng)一同類型構(gòu)件的顏色表達(dá)、信息表達(dá)、統(tǒng)一簇的使用等內(nèi)容，并通過實(shí)施細(xì)則進(jìn)行統(tǒng)一發(fā)布；對模型的核模工作，可要求模型提交方提交輕量化模型，提高工作效率。

4.3 人員培養(yǎng)缺失

在實(shí)際的 BIM 應(yīng)用過程中不難發(fā)現(xiàn)，因建模人員缺乏一定的技術(shù)支撐和現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，在使用 BIM 技術(shù)做工藝模擬、虛擬建造時(shí)，無法很好地根據(jù)應(yīng)用要求去理解構(gòu)件拆分的原則；在模型審核時(shí)對構(gòu)造節(jié)點(diǎn)不理解、對工藝要求不熟悉而導(dǎo)致其審核錯(cuò)誤。

建議：開展雙向培養(yǎng)，使 BIM 建模人員技術(shù)化和現(xiàn)場作業(yè)人員科技化；組建 BIM 團(tuán)隊(duì)時(shí)應(yīng)采用 BIM 人員與現(xiàn)場技術(shù)人員組合的辦公模式，避免因各自為戰(zhàn)而造成無法發(fā)揮 BIM的優(yōu)勢。

4.4 精益建造程度

在 BIM 技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，往往會出現(xiàn)模型很精彩而現(xiàn)場不適用的現(xiàn)象。如文中前述的工程量分解計(jì)劃日/周完成部位與實(shí)際完成部位不一致導(dǎo)致的管理難度增加；又如，在對比分析中由于對“預(yù)備量”的統(tǒng)計(jì)和預(yù)估存在缺陷，導(dǎo)致在實(shí)際應(yīng)用上存在對比的偏差。

建議：對于預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場拼裝技術(shù)，應(yīng)將 BIM 應(yīng)用技術(shù)前移至構(gòu)件加工廠，以保證加工進(jìn)度、運(yùn)輸進(jìn)度和拼裝進(jìn)度的系統(tǒng)管理。

5 結(jié) 語

雖然在本項(xiàng) BIM 技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)的實(shí)際應(yīng)用過程中，由于受參與人員的能力、合同約束的缺陷及應(yīng)用原理的合理性等影響，在實(shí)際用于對比分析時(shí)存在或多或少的不及時(shí)性和不準(zhǔn)確性，但是通過整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)度管理的實(shí)施過程的分享，對于在今后的工作中通過積累、完善，使這項(xiàng)應(yīng)用更具有可操作性，具有非常重要的意義。