BIM线性计划技术是利用对BIM模型的分解形成计划任务, 同时依据BIM模型工程量和生产工效数据库作为编排计划的有效数据支承, 利用BIM模型来编排计划。通过线性计划的形式, 将进度在时间与空间同时展示。

BIM线性进度依据BIM模型工程量、生产效率、目标进度、资源投入等情况形成任务耗时, 通过基于BIM技术的线性计划对各专业分配任务、工序衔接、流水管理进行协调, 形成总承包单位的线性计划。并能在计划实施中, 记录和分析资源投入和实际生产效率的数据, 形成修正的综合工效, 记录汇总形成企业数据库。

BIM线性计划依据企业定额, 直接在BIM模型的构件上赋予施工工效参数, 通过工程量计算和施工工效计算出计划时间。并利用线性计划直观表示出浪费的时间及所在位置, 有效地识别低效工序和工序间不连续的情况, 通过有针对性攻克进度瓶颈, 达到优化进度的目的。

目前国内外传统进度计划均采用甘特图的方式, 不能有效地表达任务之间的空间关系。同时目前国内外的传统4D流程进度计划编制与BIM过程为两条工作路径, 通过Project等工具编制计划, 计划编制完成后再将计划挂接到模型中。传统方法一方面增加了管理人员的工作量, 另一方面计划与BIM模型的脱节使得4D不能很好地作为检查计划合理性的工具。

超高层项目施工管理中高度高、众多专业穿插作业、工序接口复杂、总承包协调量大。总承包与分包管理进度计划体系不能紧密接口, 进度计划编制欠合理, 关联性不强, 可实施性差。鉴于超高层项目施工的特点, 为尝试克服目前国内进度管理中的弊端, 本工程采用BIM线性计划管理方法, 利用BIM直接编排计划, 提高项目进度管理的水平和成效。

北京市CBD核心区Z14地块商业金融项目 (以下简称Z14项目) 地处北京市CBD核心区东北角, 总建筑面积31.6万m², 建筑高度238m, 为双子塔式超高层甲级办公写字楼。

Z14项目采用核心筒与外框同步高差施工, 核心筒采用液压爬模体系优先施工, 外框部分施工落后于核心筒4~8层。塔式起重机采用外附式平臂塔, 每栋塔楼设置2台塔式起重机, 附着于外框劲性柱上, 2台塔式起重机按满足安全高差交替附着顶升。通过塔式起重机自由高度协调核心筒与外框施工梯度差。如图1所示。

项目采用Vico Office作为计划编排的工具。整体工作流程如图2所示。

在计划编制前, 由计划经理协调各专业及分包单位在末位计划者体系上确定进度任务, 并将进度任务录入BIM计划平台, 供具体计划编排使用。

本项目由设计院提供施工图BIM模型, 总包单位在设计BIM模型的基础上进行深化设计, 按照进度编排的需求进行模型标准化处理形成施工模型, 并导入至BIM平台, 提取与任务相应模型构件工程量。项目基于与任务对应的构件工程量, 结合同类项目的历史生产经验及录入每项任务的班组施工工效, 计算每项任务完成所需工时。根据每项任务计算出的工时及工期管控目标对施工作业资源进行调整。如图3~6所示。

根据确定的事项与任务, 计划管理人员在模型中划分流水段, 并确定各个专业间的接口。通过BIM计划平台将各项任务间的穿插及逻辑顺序关联起来, 形成各项任务间的逻辑关系, 以及各个专业间的接口管理, 形成项目线性计划。如图7所示。

通过线性计划, 可以直观地展示出各项任务所处的施工流水段、与其他任务的逻辑关系、时间跨度和工序间断的情况。据此可以方便地对进度安排进行调整, 以达到空间优化、工作连续、逻辑顺畅的效果。

针对本工程, 通过BIM线性计划, 发现核心筒计划中, 东西段钢筋绑扎存在交叉作业。造成交叉作业时段劳动力投入数量远多于不交叉作业时段, 人员投入成波浪式。因此通过对资源的重新调整, 优化二者的交叉作业分布, 在不改变班组数量的情况下优化工期。如图8所示。

同时还利用BIM线性计划发现外框筒塔式起重机附着工作制约核心筒钢柱吊装, 造成核心筒结构施工不能连续进行。针对此情况, 通过对逻辑的重新梳理, 重新排布塔式起重机附着立面布置, 尽量减少核心筒结构施工停滞时间, 从而优化工期。如图9所示。

应用BIM线性计划指导现场施工安排, 并记录实际实施工程中的有关数据, 通过实际实施数据总结实际劳动效率, 并以此校核原计划安排, 预测未来进度走势, 提出进度纠偏措施, 完成进度的循环管理。如图10所示。

项目将施工过程中记录的实际施工数据进行分析和整理, 形成企业进度计划数据库, 便于同类型或相似工程进度编制参考数据的借鉴与应用。

BIM线性计划系统建立在严格的数据计算的基础上, 数据的准确性对进度编制有重要的影响。BIM线性计划中每一任务对应一个施工工效, 通过记录每天现场实际完成数量, 计算当期实际工效, 并根据累计数据拟合综合实际工效。将综合实际工效反馈到进度编制中, 动态调整已编制的进度计划, 使其不断接近施工状况以具有更大的指导意义。

当期工效分析可以反映每一记录周期的实际工效, 结合当期实际情况可以分析各种因素对工效的影响, 进而制定提升工效的措施。项目在生产过程中记录的实际施工工效, 用于修订企业定额, 完善企业数据库, 所有项目数据均可用于未来项目决策的参考。

同时项目可保留任务间逻辑与生产记录, 形成项目模板, 后期类似项目可以直接使用模板, 避免重复劳动、节约管理资源。

BIM线性计划工作流程与传统工作流程相比优化明显, 具体体现在以下几方面。

传统进度编制中, 工程量以体量估算为主。BIM线性计划中, 工程量由系统通过一定计算规则从模型中自动提取得出, 当模型发生变化时, 进度计划中的工程量也随之变化, 保证了工程量的精确性。

传统进度编制中同一工序会按照时间、流水等重复定义, 重复性劳动多。BIM线性计划通过工序库和模型构件库的数据联动, 使模型构件根据其属性和类型在工序库中匹配相应工序, 构成整个项目所有的施工作业任务, 降低重复工作量。

相对于传统进度计划的甘特图表象方式, BIM线性计划将时间与空间同时展示, 直观表示出浪费的时间及所在位置, 有效地识别低效工序和工序间不连续的情况, 通过有针对性攻克进度瓶颈, 达到优化进度的目的。

BIM技术提供了多部门协同的平台, 各部门通过BIM平台对计划管理数据共享并协同工作, 确保数据的及时与统一。

传统的计划编制方法中, 由于表现形式的制约, 工序在各施工区段间的连续性无法有效表达, 往往因为某些逻辑关系制约造成工序作业出现间断。而BIM线性计划可以很好地识别这些工序的间断。

传统的甘特图和网络图的进度表现方法中难以直观表现工作所处的流水段, 常常出现工作面冲突或闲置的情况。通过线性计划能表达出每项任务所处流水段, 可以甄别到工作面的利用情况, 使其在不冲突的前提下尽量充分利用。

BIM线性进度因为由模型工程量及生产工效确定, 因此任务的分布情况决定了资源的投入情况, 项目管理人员可通过改变资源投入分布来调整各项工序的衔接情况, 使资源投入尽量平衡, 避免资源跌宕造成窝工和浪费。

BIM线性计划通过将BIM模型与进度编制结合成整体, 使编制的进度计划具有了充分的数据基础和逻辑关系, 并能够将各参与方的进度计划合成整体, 所产生的进度不仅能够从时间、资源、逻辑等多方面全面反映计划进度情况, 同时能够根据实时进度和工程量变化不断推算和调整后续进度, 是一种精细化的进度管理方法, 符合进度管理的原理, 对改善大型项目进度管理、促进进度目标的实现、辅助资源成本的管控具有重大的积极意义。相信随着国内BIM技术应用水平的整体提高, BIM线性计划在我国建筑行业中会得到更好的推广与普及。