張勇昌 耿潘潘

摘要：由于工程項目信息不對稱，工程投資和實際進度往往與計劃相背離。為了克服傳統信息交流方式的弊端，引入了建筑信息模型（BIM）。在探討建設投資與進度控制集成模型研究現狀的基礎上，提出了基于BIM的建設投資與進度控制集成方法，構建了以WBS為基礎的基于BIM的建設項目投資與進度控制集成模型。

關鍵詞：BIM；項目管理；進度控制

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）03-0232-02

1 概述

建設成本問題涉及低碳、環(huán)保、綠色建筑、自然生態(tài)、社會責任和福利[1]。由于一些自然資源是不可再生的，建設的價值不僅僅是從財務角度最大限度地提高其利潤，更為重要的目標是追求所用建筑面積內的最低自然資源消耗[2]。由于建筑活動消耗大量的鋼材、木材、水泥等資源，最終會造成對自然的過度開發(fā)。對企業(yè)而言，只有在掌握成本和浪費的情況下，才能取得競爭優(yōu)勢。然而，一些成本和建設標準基本上是無法減少或降低，控制成本和減少浪費并不簡單地意味著盲目的壓縮任何類型的成本；至少，它不應以犧牲結構的安全性和弱化社會責任為代價。

本文結合工程實踐及國內外的相關研究成果，分析了建設項目投資和進度控制的一體化模式的現狀，提出了基于BIM的建設投資和進度控制相結合的方法，構建了以WBS為基礎，整合模型的建設投資和進度控制的基礎BIM。

2 投資與進度控制模型研究分析

在工程項目建設中，項目日常管理的關鍵是質量控制、投資控制和進度控制。在質量管理標準化和日益制度化的今天，項目成功的關鍵是合理的投資控制和進度控制。然而，傳統的項目管理方法是分別將項目投資控制和進度控制分開進行管理。然而，由于信息溝通或其他方面的原因，項目經理不能及時全面地掌握工程項目信息，導致項目投資目標和進度目標脫節(jié)。通常情況下，進展率是正常的，但投資超過了限額。因此，不能實現工程建設項目的總體目標。

實踐證明，施工中的常規(guī)技術可以產生實際成本超支的風險概率[3]。一種可能的解釋是，由于大量的建筑設計活動仍以文件編制為基礎，工程師很難適應因變更訂單、返工、不可預見的條件和進度延誤而發(fā)生的費用超支情況[4]。如果與圖紙上的信息上下文相關的設計錯誤不能完全識別，則可能導致施工延誤和不可預見的費用。在新技術有限的情況下，傳統的文檔的補充，信息量巨大（特別是大型建設項目）使工程師疲于應對數據驗證和修正的繁瑣工作，最終造成工期延誤，成本超支。多數項目進入項目實施階段后，雖然采用了多種控制方法，但投資和進度的實際值經常偏離計劃值。本文認為項目失控的主要原因是項目信息不對稱。

近年來，建筑信息模型作為一種新的概念或新的生產工具得到了業(yè)界的廣泛關注。隨著BIM的應用，越來越多的項目管理軟件利用建筑信息模型的數據，將相應的工程項目管理的相關數據，形成不間斷的信息流，在建設過程中始終為整個建設項目提供信息，支持項目信息的持續(xù)應用和實時應用。在建筑信息模型中，所有的信息是高質量、可靠、集成和全面協調的，可以大大提高整個工程的質量和效率，進而形成建設項目全集成的全壽命周期管理，以降低風險。

所謂投資和進度控制的集成是通過一系列的信息技術方法和手段，建立投資和進度控制模型，使建設項目投資和進度數據能夠實現有效集成，使項目投資信息和進度信息能快速同步，實現投資和項目進展的動態(tài)控制。

3 建筑信息模型

事實上，BIM的思想由來已久。三十年前，被稱為“BIM之父”的查克·伊士曼提出未來將出現一個計算機智能仿真系統，他將該系統命名為“建筑描述系統”[5]。

建筑信息建模（BIM）技術是一個很有發(fā)展?jié)摿Φ膬?yōu)秀技術。運用BIM可以優(yōu)化建筑設計解決成本和浪費的問題，通過建設資產管理，盡量減少不必要的浪費。BIM作為一個多維建模和信息集成技術，允許所有參與建設項目的各方（例如，政府部門、業(yè)主、設計師、施工經理、主管、業(yè)務經理、項目用戶等）在整個項目生命周期中，運用建筑信息模型操作和管理信息。傳統建設施工過程中，施工人員在很大程度上只能依賴于二維符號、文本和圖紙來進行項目的建設、運行和維護，因此，BIM從根本上改變了傳統的工作方式。BIM還可以實現在建設項目生命周期中設定的目標，如提高生產率和質量以及減少錯誤和風險。BIM是一種成熟的成本管理和監(jiān)控平臺，它不僅提供了建筑信息模型，而且還將模型封裝在建筑管理行為中。

目前BIM技術與設計方和施工人員的釘子和錘子相似，已經不再是研究階段，而是商業(yè)應用工具，BIM是設計和施工過程中必不可少的一種工具。但從CAD轉向BIM的過程，與從圖紙上轉向CAD的過程是不一樣的。因為這種轉變需要建設模式的轉變。這種模式不僅是從藍圖到建筑模式的轉變，還包括項目參與競爭格局向協調模式的轉變。BIM信息在三維對象管理和數量估算等設計階段得到了積極的應用。在施工階段，它們更多地用于與施工進度相關的4D和ND-CAD功能。與設計階段不同的是，BIM在施工階段的信息在現實意義上主要用于三維物體的信息傳遞。BIM為每一個專業(yè)的工程項目提供了堅實的基礎，創(chuàng)造了建筑投資與進度控制的集成，甚至提供了一個全生命周期的集成管理環(huán)境。

4 基于BIM的建設投資與進度控制集成

根據BIM概念，建筑信息模型的組成部分是數字化的，可以描述和表現現實世界的建筑單元。因此，基于BIM的三維模型與顯示效果的三維模型有本質區(qū)別，普通模型只有建筑幾何數據，而建筑信息模型也有大量工程數據。施工信息模型中不僅有幾何屬性、長度、寬度、較高，而且還有非幾何信息、墻體類型、材料成分、廠家、采購、價格等。這種參數化建模技術讓BIM的數據能直接運用于3D面向對象模型來制作三維模型?；贐IM技術靈活的動態(tài)屬性值，以及對工程量清單、時間進度、建設成本的計算，來為各種專業(yè)分析提供一個共享的數據基礎平臺。

在研究分析建設成本和工程進度關系和內在要求數據的基礎上，首先創(chuàng)建基于BIM技術的面向對象的三維模型，然后使用屬性的方法研究工程項目實體數據和BIM模型數據之間的內在聯系，使用日常數據查詢理論提出進一步投資和項目進展之間的連接關系，建立項目成本數據集、項目進展數據集和BIM模型相關的數據集。最后，構建基于BIM的投資控制和進度控制集成模型，如圖1所示。

基于BIM的建設投資與進度控制集成過程主要由三部分構成。首先，利用面向對象軟件開發(fā)方法建立參數化施工信息模型。該參數化信息模型動態(tài)地捕獲和執(zhí)行關系數據庫和行為模型的基本構造信息。

其次，完成基于BIM的項目成本核算，采用結構化查詢語言SQL計數，利用應用程序接口建立BIM軟件與成本預算軟件之間的聯系，進行成本與空間數據的連接。一旦項目成本或者項目進度發(fā)生改變，BIM可以直觀地顯示變化結果，實現成本和投資的動態(tài)控制。

最后，連接上述兩個過程，實現基于BIM的建設項目投資與進度控制的集成。在工程量生成過程中，工程量清單的各個項目都是從構件屬性中提取出來的。通過工程構建的使用數量把項目進展聯系起來。每次使用SQL查詢命令都會涉及具體的工程構件。查詢過程又是工程構件與工程量清單的連接和集成過程。依據參數化模型技術，在BIM中定義了基于WBS的工程構件過程的時間因素。然后，用3D進行進度刻畫，形成施工進度計劃，實現項目投資與進度的結合。

5 結論

本文結合項目實踐和國內外相關研究成果，運用管理集成的思想，分析了項目投資與進度控制集成模型的研究現狀。本文使用BIM工具，具有多維化、智能化的特點，研究了項目投資和進度控制集成化的原理，提出了基于BIM的綜合投資方法和進度控制，構建了以WBS為基礎，基于BIM的建設投資和進度控制集成模型。

參考文獻：

[1] 龍輝元.BIM 技術應用于結構設計的探討與案例[J].土木建筑工程信息技術，2010，2（4）：89-93.

[2] Kiviniemi A，Tarandi V，Karlsh J，et al.Review of the Development and Implementation of IFC Compatible BIM[R]Europe： Erabuild，2008.

[3] 張建平，余芳強，李丁.面向建筑全生命周期的集成BIM建模技術研究[J].土木建筑工程信息技術，2012，4（1）：6-13.

[4] 秦領，劉西拉.建筑物理模型與結構分析模型的數據映射研究[J].土木建筑工程信息技術，2010，2（2）：28-36.

[5] 李犁.基于BIM技術建筑協同平臺的初步研究[D].上海：上海交通大學，2012：63-72.