工程进度管理如何有效应用BIM系统?

    建设工程大型化、复杂化的趋势,对进度管理系统提出了新的更高要求。建设工程项目的一大特点就是许多不同的参建方要在有限的场地上开展大量不同的工作,这就必然会因为等待人员进场、工程返工、不必要的人员和设备的移动、过多的材料存货等而导致大量的时间浪费。如何在产生最少浪费的前提下实现持续顺畅的工作流就需要高效的进度管理。

随着BIM(BuildingInformationModeling)技术的广泛应用,这一建筑工程业“革命性“技术,具有可视化、多视角、协调、模拟、目标优化等功能,为进度管理系统的设计提供了一种全新的视角。

    传统的进度管理系统主要依靠人工操作来完成,用户向进度管理人员提供、索取进度数据,进度管理人员负责更新进度数据并发布进度信息,整个系统设计思维模糊,缺少界线清晰的子系统,不利于系统的自组织和自运行,进度信息的可获取性、及时性和准确性都不高。总而言之,在建筑工程企业内现行的进度管理系统主要存在或部分存在着信息化程度低、不支持可视化、循环周期长、缺少末位计划者参与、不利于目标优化和协同等缺点,那么基于BIM系统的工程进度管理又将是如何有效应用的呢?

基于BIM的进度管理系统的整体框架

    基于BIM的进度管理系统依赖的BIM信息平台可划分为三大界限清晰、逻辑性强的子系统,分别是信息采集系统、信息组织系统、信息处理系统。

子系统

    信息采集系统负责自动采集来自业主方、设计方、施工方、供应商以及其他项目参与方的有关项目的类型信息、材料信息、几何信息、功能构件信息、工程量信息、建造过程信息、运行维护信息、其他属性信息等项目全生命周期内的一切信息。

    信息组织系统在此基础上进一步构建,它按照特定规则、行业标准和实际应用需要对信息采集系统采集的信息进行编码、归类、存储、建模。

信息处理系统则是利用信息组织系统内标准化和结构化的信息在项目全生命周期内为项目各参与方提供施工过程模拟、成本管理、场地管理、运营管理、资源管理等各方面支持。信息采集系统、信息组织系统、信息处理系统三者之间是一种层层递进、前者是后者基础的关系。

基于BIM的进度管理系统的流程

    以下从总进度计划、二级进度计划、周进度计划、日常跟踪四个层面对BIM进度管理系统的流程进行梳理:

1.总进度计划

    总进度计划的建立是整个流程的开始,在这个阶段总进度计划编制小组利用从BIM数据库中获取的相关资料进行研究,尽量从实质上把握各单位的实施情况,编制一系列高层级的活动和工作包,确定开始和完成时间,完成对主要设备和空间等资源的高层次分配。这些工作都可以由现有的进度计划工具完成。

2.二级进度计划

    二级进度计划的制订,其编制过程可以按照以下顺序:

①用WBS的分解模式将高层次的活动分解为较小的、更容易控制的工作包;

②以活动间联系的形式定义逻辑和工序,计算工程量,计算劳动量和机械台班数,确定持续时间;

③利用编制项目进度计划的相关软件产生施工进度计划,分配设备和物料。总进度计划和二级进度计划应该由总承包单位和主要的分包商共同制订。这两步可以参照传统的进度计划编制方法,需要指出的是这些活动要使用BIM界面,通过这个BIM界面将BIM数据库中的建筑组建和活动联系起来。这一过程可以利用现存的一些软件来实现。




监理如何应对BIM挑战

BIM技术作为建筑业的一场革命,给建筑市场的各参与主体都带来了新的机遇与挑战 。作为建筑市场中的重要参与主体,工程监理如何应对未来建筑业的BIM环境?主动转变、制定适宜的应用实施策略显得尤为重要。作为施工现场管理者之一,监理人员必须与时俱进,接触BIM、了解BIM、学习BIM,使自己能够真正掌握BIM技术并指导工作实践,在新技术的浪潮中顺势而为。

提高工作效率

BIM技术给工程监理带来机遇。面对未来建筑业的BIM环境,监理企业必须重视BIM技术,在人员培养、人员待遇等方面体现出对BIM技术的重视。要根据BIM技术的要求,增设相关部门,并培养监理从业者对新技术的热情,从而使企业的BIM技术能够得到较快的提升。监理人员要了解BIM技术,知道BIM在工程建设过程中能够做什么、如何按照招标文件中对BIM工作的要求制定针对性的工作措施。监理人员要熟悉常用的BIM工具软件,能够熟练操作,在模型上提取、插入和更新信息,将监理工作的成果反映到BIM模型。能够对工程的相关BIM模型在设计、施工、竣工不同项目阶段的深度和质量进行审核。

BIM技术的推广应用,会使业主在监理招标过程中增加对BIM技术的要求。这就要求监理企业要在投标过程中,说明自己的BIM技术水平和能力。如果监理企业的BIM技术水平达不到业主的要求,必然导致自己投标失败,从而直接影响自己业务的开展。监理市场的竞争本来就异常激烈,如果跟不上BIM 技术的发展,企业的发展就会受到影响。

工程监理的现行工作方法有现场记录、发布文件、旁站监理、平行检测、会议协调等。BIM技术“虚拟施工、有效协同”的特点会极大地提高监理协调工作的效率,监理人员可以将工程信息反馈到BIM模型中,从而指导工程施工的进行,减少施工中出现的质量问题。

协调工作内容

在工程建设过程中,BIM技术可以帮助监理人员对工程建设的质量、施工进度以及其他信息进行有效的管理,对于工程参与各方的协调起到很大的帮助。BIM技术在监理工作中的应用,也会对监理工作产生影响。

监理应用BIM技术的内容丰富,在图纸会审、设计交底过程中,监理人员需要提取设计单位制作的设计模型并对模型深度和质量进行审查;在审查施工方案过程中,需要提取施工单位经深化设计后的施工模型,关键节点的施工方案模拟,同时对施工方案的合理性和可施工性进行评审,最后增加监理质量控制的关键节点信息;在竣工验收过程中,提取竣工模型,对竣工模型真实性进行审查和模型移交并加入竣工验收结论;在工程变更的处理中,提取原设计模型、施工模型信息,加入变更内容或督促相关单位加入变更内容,利用模型计算工程量的增减及对费用和工期的影响;将工程变更单与实体模型关联,可以形成现场错误实时比对,甚至可能做到总监不出门,监控全项目。

BIM技术的应用,必然会影响监理的一系列工作。在对监理工作影响的分析中,可以知道监理在工作过程中也需要对BIM模型进行信息的提取、修改和完善。针对BIM技术的监理工作标准的制定也就不可避免,工作标准的制定就要求监理的工作要按照标准进行,达到国家地区的行业标准。




BIM改造传统施工变更管理的过程方法

BIM应用于施工变更管理的关键就是流程的再造,施工零变更这只是一个美好的愿景,但是将变更管理流程由传统的低效,周期长,成本高改造成高效,时效性,造价的动态控制,有序管理,将更能发挥BIM有价值。

一、决定是否变更的标准

1、 实施变更给项目带来的风险;

2、 不实施变更给项目带来的风险;

3、 实施变更对项目产生的影响(进度、造价、质量方面)。

二、工程变更的内容

1、 更改工程有关部位的标高、位置和尺寸;

2、 增减合同中约定的工程量;

3、 增减合同中约定的工程内容

4、 改变工程质量、性质或工程类型;

5、 改变户型布局、建筑高度、层高等;

6、 改变有关工程的施工顺序和时间安排;

7、 图纸会审、技术交底会上提出的工程变更;

8、 为使工程竣工而必需实施的任何种类的附加工作。

三、工程变更的原则

1、 设计文件是安排建设项目和组织施工的主要依据,设计一经批准,不得随意变更,不得任意扩大变更范围;

2、 工程变更对改善功能、确保质量、降低造价、加快进度等方面要有显著效果;

3、 工程变更要有严格的程序,应申述变更理由、变更方案、与原设计的技术经济比较,报请审批,未经批准的不得按变更设计施工;

4、 工程变更的图纸设计要求和深度等同原设计文件。

四、工程变更的因素

1、 发包方原因:业主本身的需求发生变化,工程规模、使用功能、工艺流程、质量标准的变化,以及工期改变等合同内容的调整。变更是必然的,特别是精装。业主看到的施工结果与他想要的东西发生偏差,业主看图纸看模型感觉不出好坏,做了样板房必然会有更改。甚至是正式工程因为效果不理想不满意而推倒重来,这种更改的时间是无法掌控的。

有些业主有“变更癖”,有时心血来潮要求拆掉重做,施工人员看到这些业主来就诚惶诚恐。还有些政府重点项目,市领导经常前呼后拥光顾这些工程项目,凡不合他的喜好趣味和审美标准就得修改,工程变更是在贯彻领导的个人意志,经常是改得面目全非,设计师和施工人员是苦不堪言。

2、 设计方原因:设计错漏、设计不到位、设计调整,或规范标准修改了,或因自然因素及其他因素而进行的设计改变,或与现场不符无法施工非改不可等;

3、 承包商原因:因施工质量或安全需要变更施工方法、作业顺序和施工工艺等,有时遇到突发情况和特殊地质情况,有时纯粹是为了方便施工节约人工,有的则是通过设计变更而进行重新报价以弥补低投标报价的损失,更有甚者,一些不良承包商买通设计,在竣工图上作有利于承包商的修改以谋取不当利益,有时则是施工错误而不得已要求设计变更,使错误具有合法性;

4、 监理方原因:监理工程师出于工程协调和对工程目标控制有利的考虑,而提出的施工工艺、施工顺序的变更;

5、 其他原因:不可预见自然因素、工程外部环境和建筑风格潮流时尚变化导致工程变更,原订合同部分条款因客观条件变化,需要结合实际修正和补充,如地质原因引起的设计更改。

五、工程变更分析

工程变更已成常态,几乎所有的工程项目都可能发生变更甚至是频繁的变更。有些变更是有益的必要的,有些则是非必要和破坏性的,如果变更过程管理不当将会产生很高的代价。作为变更管理,工程前期制定一套完整、严密的变更流程来把关所有施工及设计变更引起的经济变更。

设计变更应尽量提前,变更发生得越早则损失越小,反之就越大。如在设计阶段变更,则只须修改图纸,其他费用尚未发生,损失有限;如果在采购阶段变更,不仅需要修改图纸,而且设备、材料还须重新采购;若在施工阶段变更,除上述费用外,已施工的工程还须增加拆除费用,势必造成重大变更损失。设计变更费用一般应控制在建安工程总造价的5%以内,由设计变更产生的新增投资额不得超过基本预备费的三分之一。

变更往往是修正性变更居多,即对以前设计缺陷和错误的一种纠错,它是由于各专业各成员之间沟通不当或设计师专业局限性所致,这是由于没有一个好的交流平台所致,BIM技术的应用有望改变这些弊端。有的变更则是需求和功能的改善,无计划的变更是项目中引起工程的延期和成本增加的主要原因。

六、工程变更对策

造价师应在变更前对变更内容进行测算和造价分析,即使没有蓝图也能根据概念和说明进行专业判断、变更必要性分析和综合平衡,即功能增加与造价增加之间寻求新的平衡。评估设计变更的成本效应,对设计变更提供工程造价费用增减估算给集团合约采购部,为询标人事先的变更决定及变更后的预算调整提供依据。根据实际情况和地方法规标准及定额标准配合甲方做好项目施工索赔内容合情合理的裁决、判断、审定、最终测算及核算。审核、评估承包商、供货商提出的索赔,分析、评估合同中甲方提出的反索赔。

七、BIM在工程变更的应用

更改的时间和因素可能是无法掌控的,但变更管理可以减少变更带来的工期和成本的增加。

设计变更直接影响程造价,施工过程中反复变更待图导致工期和成本的增加,而变更管理不善导致进一步的变更,使得成本和工期目标处于失控状态。BIM应用有望改变这一局面。

美国斯坦福大学整合设施工程中心(CIFE)根据对32个项目的统计分析总结了使用BIM技术后产生的效果,认为它可以消除40%预算外更改。即从根本上从源头上减少变更的发生。可视化建筑信息模型更容易在形成施工图前修改完善,设计师直接用三维设计可以更容易发现设计错误,修改也更容易。三维可视化模型能够准确地再现各专业系统的空间布局、管线走向,专业冲突一览无遗,可提高设计深度,实现三维校审,大大减少 “错、碰、漏、缺”现象,在设计成果交付前消除设计错误可以减少后续的设计变更。而传统的二维设计“错、碰、漏、缺”几乎是不可避免的。使用2D图纸进行协调综合的时候,往往是事倍功半,需要花费大量的时间去发现问题,却往往只能发现部分表面的问题,很难发现深层次隐蔽性和根本性问题,那么,必然会带来工程后续的大量设计变更。

BIM能增加设计协同能力,更容易发现问题,从而减少各专业间冲突。一个工程项目设计涉及总图、建筑、结构、给排水、电气、暖通、动力,除此之外包括许多专业分包如幕墙、网架、钢结构、智能化、景观绿化等,他们之间如何交流协调协同?用BIM协调流程进行协调综合,那么协调综合过程中的不合理方案或问题方案也就不会出现了,使设计变更大大减少。BIM技术可以做到真正意义上的协同修改,大大节省开发项目的成本。BIM技术改变以往“隔断式”设计方式、依赖人工协调项目内容和分段交流的合作模式而变成平行、交互的方式。我们发现单个专业自己的图纸本身发生错误的比例较小,设计各专业之间的不协调、设计和施工之间的不协调是设计变更的主要原因。而通过BIM应用的协调综合功能可以解决掉这些问题之。

在施工阶段,即使发生变更,如果是共享BIM模型,用BIM进行管理,就可以实现对设计变更的有效管理和动态控制。通过设计模型文件数据关联和远程更新,建筑信息模型随设计变更而即时更新,消除信息传递障碍,减少设计师与业主、监理、承包商、供应商间的信息传输和交互时间,从而使索赔签证管理更有时效性,实现造价的动态控制和有序管理。

对于频繁变更,工程从业人员也早已见怪不怪习以为常了。工程变更所造成的影响是全方位的而非局部的,尤其是对工程造价进度质量影响尤为深远。然而,当下许多项目工程变更管理极混乱,毫无章法和条理,因而工程变更更多是带来许多负面影响。

设计变更不仅设计师一个人的痛苦,施工人员和造价师等的劳动成果也将付诸东流而变成无效劳动。以往由于信息滞后,收到变更之时也是施工完成之时,只好推倒重来,浪费是惊人的。造价工程师也常为此非常苦恼,刚刚计算完成又设计变更了,只好重新计算,这种痛苦非当事人不可能有真切体验,BIM技术的应用应该我想可以改变这个局面。




利用BIM解决工程造价管理问题

一、BIM概述

      建筑项目是一个涉及多个环节的复杂工程,在整个建筑工程项目中有不同的参与者以不同的方式进行参与,因此建筑工程的造价信息也就比较复杂。BIM的核心是信息,因此通过构建BIM模型可以实现对建筑信息的随时调整,实现了建筑信息的共享。BIM模型具有参数化、可视化、模拟化以及可协调性。目前,国内比较常用的BIM工程造价软件是班、广联达、清华斯维尔等。

将BIM软件应用到造价管理中具有以下优势:

    一是实现了造价数据的共享。传统的工程造价模式无论是人工管理还是计算机管理,信息都是分散的,而将BIM应用到造价管理中则实现了信息的共享。通过BIM软件可以将所有与建筑工程有关的数据统一倒入数据中,这样随时能够通过数据库了解自己需要的信息,而且还可以将最新的数据纳入到数据库中,确保输出数据的及时性;

     二是优化资源计划,实现精细化控制。传统的工程造价模式带有很大的主观色彩,而BIM5D模型实施之后,实现了根据项目施工的动态进行数据管理的效果,这样就大大提高对整个工程的动态管理,达到了造价精细化管理的效果,避免预算超支现象的发生;

     三是应用BIM技术可以进行三维空间管线的模拟碰撞检查。在设计阶段消除碰撞内容,优化管道布置方案,施工中减少设备管线碰撞引起的返工,减少浪费,避免施工图会审中人为的失误和效率低下。

二、我国工程造价管理存在的主要问题

     虽然我国工程造价管理模式在不断地发展与创新,但是综合当前的社会发展现状,目前工程造价管理仍然存在不少问题:

     1、工程信息的共享性与协同性较差。工程造价的质量关系到建筑企业的经济效益和工程质量,但是由于工程造价涉及的部门比较多,并且需要结合建筑工程施工的各个环节,因此需要在工程造价过程中实现各部门之间的信息沟通与协作。但是,由于传统的信息管理模式,很难对所有涉及到的工程造价信息进行统一的归纳与整理,必然会影响到工程造价信息的效益发挥,比如:在进行工程造价时需要进行三算对比,以此准确的进行造价计算,但是依赖于传统的手工数据计算模式,就会存在数据流失以及计算失误等问题,从而导致工作效益不高。

     2、工程造价计价缺乏动态管理。我们知道目前工程造价模式主要有定额计价和清单计价,定额计价是由政府等部门统一编制的工程预算定额,实行价格管理,但是此种模式存在一定的局限性,因为定价模式的规定在每个省份是不相同的,因此习惯于某一地区造价的管理人员在进入另一地区进行工程造价时会出现各种不适应,结果影响工程造价的质量。

     3、工程造价数据滞后。建筑市场存在很大的变动性,尤其是建筑材料的市场价格波动比较大,因此对于工程造价而言,工程造价管理数据具有明显的滞后性:

     一是建筑工程的材料、设备等市场价格变化比较大。以钢材为例,在2015年上半年时钢材的价格还比较高,而随着楼市市场的不景气,钢材价格出现了断崖式的波动,而目前造价管理采取的定期发布指导价格的模式无法与市场价格进行同步,结果导致工程造价的数据存在滞后性;

     二是工程造价信息不准确。目前工程造价管理部门对建筑材料的价格规定是通过向供应商寻求价格之后,进行的造价信息的编制,这样就会存在供应商提供信息内容不准确的现象,其结果自然就会影响工程造价信息的准确性。

     三、BIM在工程造价管理中的具体应用

结合工程造价各个环节的因素,本文以工程造价各个环节为例,阐述BIM在不同阶段中的造价管理应用:

     1、投资决策阶段。投资决策阶段的造价控制管理关系到整个建筑工程的造价,因此实现投资阶段的造价控制是建筑企业经济效益提高的重要环节。投资阶段工程造价主要就是对建筑工程进行评估,而评估的依据主要是根据现有的投资评估指标编制,但是现在的投资预算编制指标存在不全面的缺点。而BIM技术则可以有效解决这个问题,通过BIM模型可以实现对不同投资预算的方案进行对比,从而为设计人员提供有用的方案。

     2、设计阶段。设计阶段的工程造价编制主要是根据设计方案的深度、资料完善程度等进行的,设计阶段的造价要占到整个造价的70%左右,因此设计阶段的工程造价非常重要:

     一是设计预算。传统的CAD制图主要是采取人工来完成,这样不仅耗时费力,而且其计算结果还不准确,尤其是当设计资料不完善的情况下,依靠调整系数进行编制其结果必然会受到影响,而在BIM技术支持下,设计人员可以在BIM模型的基础上进行修改,这样就会保证投资估算结果更加精确。另外,将BIM技术引入到设计预算编制中还可以保证设计单位与建筑单位直观地观看设计方案的设计过程,并且对造价数据的形成过程进行检测,保证设计方案的进一步优化。最重要的是BIM技术的自动检查功能,有助于及时发现设计中存在的错误,减少施工过程中的设计变更问题;

     二是施工图预算。施工图预算主要是发生在施工图设计阶段,其主要是确定工程计划价格,传统的工程图预算主要是根据工程量计算表进行计算,这样计算所需要的时间非常长,而且工作量也比较大,因此将BIM技术引入其中能够实现自动化预算管理。

     3、施工阶段。施工阶段的造价形式主要是工程结算,即施工单位根据合同规定的结算方式和实际完成工程量,向业主提供已完成工程量报表和工程价款结算账单,经由业主委托的造价咨询企业和监理工程师确认,向建设单位收取工程价款的活动。施工阶段工程造价控制的重点是工程变更和索赔,多数的变更和索赔都会引起工程造价的增加。即使在设计阶段BIM技术的应用减少了后期设计变更的发生,但变更发生时,如何选择变更方案,以及变更后工程量及相应费用的增加数量一直以来都是甲乙双方的关注点及争议点。BIM模型可以模拟变更前后的情况,便于审核变更方案的合理性。利用基于BIM的变更算量软件还可以计算出变更工程量及相应费用,高效的处理变更签证。

     4、竣工阶段。竣工阶段要编制竣工结算这种造价文件,传统模式下,竣工结算对造价人员来说是相当考验的一项任务。特别是工程量的核对,建设单位与施工单位的造价人员需要结算二维平面图纸、现场签证以及自己平日做预算积累的工程量计算书等一大堆文件,按照每根梁、每根柱、每面墙等逐项核对,工作量之大不言而喻。完全依照手工査找,准确性很难保证,而且工程造价人员的业务水平参差不齐,很容易导致结算“失真”。鉴于BIM模型经过前面阶段的逐步建立和完善过程,其所含信息量已经非常完备,与竣工实体相一致,以此模型为基础进行竣工结算可以大大提高速度与准确度,也为后期竣工决算的编制奠定基础。

     总之,BIM技术的应用是今后工程造价管理的发展趋势。BIM技术在全过程工程造价管理中的应用,大大提高了工程建设各阶段工程造价确定的速度与准确度,落实了工程建设各阶段工程造价控制的效果。