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1、基于 BIM 的 4D 计划管理在超高层项目中的应用 苏亚武 杨红岩 齐磊 康晋宇 杨明龙 中国建筑第八工程局有限公司天津分公司 摘 要： 超高层施工的计划管理是项目运行管理的难点和重点。随着 BIM 技术和 4D 计划管理技术的出现, 这一问题得到了有效解决。对传统计划管理与基于 BIM 技术的 4D 计划管理进行了详细对比分析, 明确 4D 计划管理的优势, 并介绍了应用4D 计划管理手段进行超高层项目计划管理的方法、4D 计划的编制和实施步骤, 最后对应用效果进行了总结。关键词： 高层建筑; 项目管理; 建筑信息模型; 计划管理; 作者简介：苏亚武, 高级工程师, E-mail:收稿日期
2、：2017-07-06基金：中建八局科技资助 (2014-01) Application of 4D Plan Management in Super Tall Building Construction Based on BIM TechnologySU Yawu YANG Hongyan QI Lei KANG Jinyu YANG Minglong China Construction Eighth Engineering Division Co., Ltd. (Tianjin) ; Abstract： The plan management of super tall building
3、 construction is the difficulty and focus of project operation management. With the advent of BIM technology and 4 D plan management technology, this problem has been solved effectively. This paper makes a detailed contrastive analysis of the traditional plan management and 4 D plan management based
4、 on BIM technology, makes clear the advantages of the4 D plan management, introduces the method of using 4 D plan management to carry out plan management of the super tall building project, the compilation and implementation of the 4 D plan, and finally summarizes the application effect.Keyword： tal
5、l buildings; project management; building information modeling (BIM) ; plan management; Received： 2017-07-060 引言超高层建筑施工具有投入高、用时长、投资回收晚的特点, 在经济高速发展的现代社会, 如何加快超高层施工的进度、提前回收资本是超高层工程施工的重中之重。据统计, 超高层施工仅机械设备费和措施费日均摊销达 100 万元以上。如此, 计划管理成为超高层施工组织与管理的重中之重。现阶段各大施工企业进度计划管理仍采用 Microsoft Project、梦龙等传统的管理模式, 具有表现
6、不直观、调整繁杂、理解困难等弊端。基于 BIM 技术的 4D计划管理, 可以利用 4D 模拟来检查超高层复杂施工计划的科学性与可实施性, 并能直观展示和输出为视频, 使施工计划可以有效执行并得到有效监督, 计划直观、合理、有效、可控。1 基于 BIM 的 4D 计划管理优势1.1 传统计划管理特点传统计划管理通常采用 Microsoft Project、梦龙网络计划软件等编制横道图和双代号网络图, 此类计划具有如下特点。1) 计划工序不完整超高层项目的工序任务成千上万, 仅主要工序就达上千条, 为最大限度地便于各参建方对计划的理解, 施工总进度计划往往仅编排主要工序, 次要工序在季度、月、周计
7、划中进行补充, 一些不重要的工序在计划中往往会产生漏项, 如此较多工序准备仓促, 对施工管理极为不利。2) 计划逻辑易出错成千上万条工序前后链接关系错综复杂, 编制人员需在脑海中建立基于工程施工组织的“工程整体模型”, 方可进行编写。鉴于横道图、网络图中各工序的逻辑单一性, 极易造成工序逻辑的错误, 且此类错误逻辑软件不能自动识别, 需人工进行逐一核对, 以确保工序逻辑的准确性。如图 1 所示。图 1 横道图与网络图逻辑错误 Fig.1 The logical error of bar chart and network chart 下载原图传统计划软件对于同作业面多工序间交替施工往往只能通过
8、两条平行线展示, 现场按实际情况进行组织协调。为降低现场管理强度、保证工序施工的逻辑合理性, 需对同工序进行逐级分解, 导致周、日计划也达成百上千条, 计划编制、实施繁杂。3) 计划表现单一、难懂、投入量大传统计划管理表现方式仅为横道图、网络图、斜线图, 对于这样庞大的计划也须对照施工组织设计花费 715d 时间方可看懂。为便于进度计划直观、易懂, 施工企业往往会投入大量人力、物力采用 3DS Max 进行工程建模、渲染形象进度效果图。1.2 基于 BIM 的 4D 计划管理优势基于 BIM 的 4D 计划, 可以利用 BIM 对工程全施工周期根据施工组织将所有施工内容以模型的方式全面展示。如
9、此可将传统计划管理的弊端一一解决。1) 计划工序完整BIM 模型涵盖工程全施工周期所有施工内容, 无论是粗线条的总进度计划, 还是专业进度计划, 抑或季度、月、周、日计划, 均可将工程施工全部工序一一进行编排, 不会出现施工工序缺失现象。2) 计划逻辑准确基于 BIM 的 4D 计划, 可以直观对工程各构件逐一进行计划编排, 自动模拟检查工序间相互影响和冲突, 提高了计划安排的科学性, 从而保证了计划的可实施性。3) 计划表现形象计划任务与 BIM 模型相关联, 任务内容直接以 3D 的形式显示出来, 直观展示计划与建筑的一一对应关系。沿时间维度对计划进行 4D 模拟, 计划的阅读者能够快速了
10、解整个施工组织、工序间的穿插和搭接。计划工期和实际进度的对比也以 3D 模型的形式体现, 并能对滞后的部位做出警示。3D 模型调整计划使得抽象工作变得具体起来, 不再复杂, 防止计划调整后又产生其他冲突。而且调整后的计划可以直接逆向导入 Microsoft Project 和Primavera P6 等软件中, 能够输出为纸质文档进行报审和存档。2 4D 计划编制和实施4D 计划的编制采用 Synchro Professional 软件 (以下简称 Synchro) , 它是一款功能强大的 4D 计划管理软件, 可与 BIM 建模软件和传统计划管理软件兼容。4D 计划的编制、调整和应用均在 S
11、ynchro 中完成。2.1 4D 计划编制流程Synchro 虽然具有独立编制计划的功能, 但受软件功能所限, 在任务之间的逻辑关系设置上有所欠缺, 计划编制的效率不高, 所以不推荐直接采用 Synchro编制施工计划。一般采用传统软件编制初步计划, 导入 Synchro 进行计划调整、检查、细化。4D 计划的编制可分为如下几步:导入 BIM 模型导入初步计划计划与模型关联4D 工期模拟 1模型拆分计划细化4D 工期模拟 2导出横道图现场实施实际进度输入 Synchro计划对比调整计划进入下一轮循环。具体流程如图 2 所示。图 2 4D 计划编制及实施流程 Fig.2 4D plan com
12、piling and implementation process 下载原图2.2 4D 计划编制4D 计划编制包含:初步计划编制、计划导入、模型导入、计划与模型关联、模型拆分、计划细化、工期模拟等。1) 初步计划编制在传统 Microsoft Project/Primavera P6 等进度计划编制软件中将实体工程主要施工内容进行编排。2) 计划导入 Microsoft Project 编制的计划导出为 xml 格式文件, 再将 xml 格式文件导入 Synchro。Primavera P6 编制软件不需要转换格式即可直接导入Synchro 中。3) 模型导入 (1) 用 Revit 软件打
13、开 BIM 模型, 在 3D 视图中设置好导出的图元内容和显示样式; (2) 将 BIM 模型导出为 dwfx 格式文件;在 Synchro 中执行导入命令导入 dwfx 格式的 BIM 模型。4) 计划与模型关联在计划任务窗口, 给每项计划任务附加构件集合。关联后, 可在 Synchro 中直接对计划调整, 4D 工期也会相应调整。5) 模型拆分 Synchro 具有快速分割模型的功能, 按照施工组织的部署中流水段的划分, 将模型构件拆分。6) 计划细化模型拆分后, 对应构件集合与原计划任务链接自动消失, 在Synchro 计划窗口中对原计划内容添加子任务及其时间, 并将子任务与拆分构件进行
14、链接。7) 工期模拟模拟初步计划、细化计划或某一阶段计划, 构件按照计划时间出现, 可直观检查各工序穿插作业是否有冲突、交叉作业时的相互影响;模拟时对比相邻施工段的工程量和施工难易程度, 检查工序时间安排的科学性。如有冲突可在软件中直接调整计划。2.3 4D 计划实施4D 计划实施包含:计划导出、实际进度与计划进度对比、形象进度预览等。2.3.1 计划导出1) 设置任务的动作类型根据计划中任务的类型, 给其构件设置动作, 如构件出现形式、生长方向等;默认动作类型有安装、拆除、维护;如项目中还有其他任务类型, 可以自定义任务类型。2) 4D 计划导出到传统计划管理软件计划确定后, 将计划逆向输出
15、到 Microsoft Project 或 Primavera P6 中, 打印出传统的二维计划进行报审和存档等工作。3) 4D 计划输出视频为方便计划信息的传递与理解, 编制好的 4D 计划可输出为视频文件。视频包含时间线、工程日历天数 (开工后第 X 天) 、正在进行中的任务名称及完成百分比。如有需要可以将实际进度和计划进度同时在画面中显示, 让管理者和各方快速了解计划执行情况。2.3.2 实际进度与计划进度对比将施工任务的实际开始时间、完成百分比和实际完成时间输入 Synchro, 软件可进行任务提前、正常和滞后分析, 并以不同的颜色进行区分。如出现滞后的任务, 根据滞后时间不同, 该部
16、位的模型构件将以黄色、橙色、红色予以警示, 提示项目管理者及时制定措施、调整计划等。2.3.3 形象进度预览在软件中输入时间, 即可查看该日期的计划形象进度, 让管理者对整个项目进程有直观认识。3 结语利用 BIM 软件 Revit 和 Synchro Professional 相结合进行超高层 4D 计划管理, 可在计划编制阶段提高计划的科学性, 并能使工序穿插、搭接安排尽量合理而紧凑, 进而既保证了计划顺利实施又缩短了工期。在施工进行中应用 4D 计划管理, 项目各参与方均能直观、快速了解施工计划的安排和现场实际进度, 有利于施工计划的实施和监督, 保证工期的履约率, 减少因工期延误造成的经济损失, 提高项目经济效益。参考文献1陈懿.基于 BIM 技术的 4D 项目进度计划管理研究与应用D.广州:广东工业大学, 2016. 2周鹏超.基于 4D-BIM 技术的工程项目进度管理研究D.赣州:江西理工大学, 2015. 3郑承红, 任慧军, 刘洋,
