某子BIM的建设项目进度控制研究.docx

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1、 分类号 _ 密 级 _ UDC _ ： 学校代码 1 0 4 9 7 题 目 某子 BIM 的建设项目进度控制研究 英文 Construction project schedule control based on BIM 研究生姓名 _ 丨 何晨琛 _ 姊 名 王 乾 坤 取 称教 授 学 位 博 士 指导教师 里位夂称 土木工程与建筑学院 _邮编 4 3 0 0 7 0 申请学位级别 工学硕士 学科专 #夂称 土木工程建造与管理 论文提交日期 2 0 1 3 年 5 月 论文答辩日期 2 0 1 2 年 5 月 学位授予单位 武汉理工大学 学位授予日期 _ 答 辩 委 员 会 主 席 #

2、 评 阅 人 y r八 2013 年 05 月 独 创 性 声 明 本人 声 明 ， 所 呈 交 的 论文 是 本 人 在 导 师 指 导下 进 行 的 研 究 工 作 及 取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中 不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 武汉理工大 学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一 同工作的同志对 本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示了谢意。 签 名 ： 蘇 日 期 : ( , 学位论文使用授权书 本人 完 全 了 解 武 汉 理 工大 学 有 关 保 留 、 使 用学 位 论 文 的 规定

3、， 即 ： 学 校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论 文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的 全部内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制 手段保存或汇编 本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有 关机构或论文数据库 使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息 服务。 (保密的论文在解密后应遵守此规定） 研究生（签名）：仞 1 舞、导师（签名）：挪日期）叫 U 中文摘要 进度控制是项目三大控制目标之一，在建设项目中有着举足轻重的作用。 它 不仅是通过一系列控制手段合理安排进度，保证工程的按期完工，更是为项 目的 成本、物资、

4、质量、安全控制赋予了时间维度，按照项目的进展和工序的 搭接情 况，进行全面的项目控制。然而随着建筑业的不断发展，现有的进度控 制软件和 进度管理方法已无法满足日益复杂化、大型化且参与者众多的建设项 目的要求。 BIM 技术的出现和发展为建设项目进度控制提供了新的方法。目前， BIM 技术正 逐渐应用于项目的各个阶段，但施工阶段的研究还较不成熟，尤其是 对于 BIM 在 建设项目进度控制中的应用研究较少，且研究范围较窄，理论性强 但实际应用较 差。因此，极有必要对 BIM 技术应用于建设项目进度控制的方法 进行研究，构建 具有实际应用价值的进度控制系统。 本文在研究国内外研究现状的基础上，分析了

5、将 BIM 技术应用于建设项目 进 度控制的优点，然后对相关理论如 BIM 技术、 IFC 标准及 WBS 进行了研究。 接着 在传统进度控制方法的基础上，研究了 BIM 在建设项目进度控制中的应用 以及控 制要点。并在前文分析的基础上，深入探究进度控制系统的技术难点， 主要包括 了设计方案到四维模型的转换 ， 三维模型与四维信息的关联 ， 应用软 件间的接口， 实时联动修改技术 以 及进度数据并发访 问 管理技术。并通过 结 合 Navisworks Management 和 Project 软件，构建了基于 BIM 的施工进度控制平台 框架以及实施 流程，实现了基于 WBS 的进度计划制定

6、、进度计划实时检查与优 化、施工过程的 动态模拟与追踪以及进度报表生成等功能。最后，在前文的理 论分析基础上，进 行了案例的实证研究，进一步证明了本论文提出的技术方法 的可行性。 本论文通过软件接口将三维控制软件以及进度计划软件相结合，构建了基 于 BIM 的建设项目进度控制平台，实现了进度的可视化、动态化、实时化、交 互化 的控制。为 BIM 在项目进度控制中的应用提供了思路、方法以及实际可操 作的软 件平台，具有一定的理论价值和现实意义。 关键 词：建筑信息模型；进度控制；动态可视化 2 Abstract Progress is one of the three goals of proj

7、ect control which has a significant role in the construction project. It not only meis the reasonable arrangement of progress to ensure the project completion on time, but also gives the time dimension for the control of cost, material, quality and safety which benefits to a comprehensive control ba

8、sed on the schedule and tasks lap of the project. With the continuous development of construction industry, the existing schedule control software has been unable to meet the need of increasingly more complex and larger scale of construction project. And the emergence and development of BIM technolo

9、gy provides a new method for the construction project schedule control. Currently, BIM is gradually applied to all phases of the project, but the study on construction phase has not matured, especially for its application in schedule control, which are few and the research range is narrow and strong

10、 theoretical but poor in practical application. So it is necessary to study how to apply BIM to schedule control and build a system with practical application value. Based on domestic and foreign research, the paper analyzes the advantages of the application of BEM to schedule control, which is foll

11、owed by studies on the related theory such as BIM, IFC standard and WBS. And then the application and control points of progress control based on BIM are studied. Next, on the basis of above analysis, further studies are done to explore the technical difficulties of schedule control system, which ar

12、e the transformation of design scheme to 4D model, relevance of 3D and 4D information, interface between software, real-time modification and concurrent access to data. And then the platform framework and implementation procedure of schedule control are studied based on the combination of Navisworks

13、 Management and Project to achieve schedule plan based on WBS, real-time examination and optimization dynamic modeling and tracking of progress and schedule report generation. Finally, on the basis of above theoretical analysis, a case study is done which further proves the feasibility of the method

14、. The paper combines the 3D control and schedule plan software through the software interface and builds a project schedule control system based on BIM to realize visual, dynamic, real-time and interactive control of progress, which provides a train of thought, method and actual operational software

15、 platform for the application of BIM in schedule control and has a certain theory value and practical significance. Keywords: building information model; schedule control; dynamic visualization +錢 n . I Abstract . II 第 i 章绪论 . i 1.1 选题 w； *： . i 1.2 国内外研究现状 . 2 1.2.1 关于建设项目进度管理方面的研究 . 2 1.2.2 关于 BIM

16、 的研究 . 3 1.2.3 BIM 在 建 设 项 目 进 度 中 的应用 . 4 1.3 选题的提出及研究意义 . 5 1.4 研究内容与技术路线 . 6 第 2 章相关理论技术综述 . 8 2. 1 BIM 技术 . 8 2.2IFC 标准 . 11 2. 3 WBS 方法 . 14 2. 4 本章小结 . 17 第 3 章基于 BIM 的建设项目进度控制应用分析 . 18 3.1 传统进度控制方法 . 18 3.1.1 进度计划编制方法 . 18 3.1.2 实际进度与计划进度比较方法 . 19 3.1.3 解决进度拖延的措施 . 22 3. 2 BIM 技术在建设项目进度控制中的应用

17、 . 23 3.2.1 指导进度计划编制 . 25 3.2.2 实时进行事中控制 . 25 3.2.3 进行进度事后评价 . 26 3. 3 基于 BIM 的建设项目进度控制要点 . 27 3.3.1 支持 WBS 工序节点的进度计划 . 27 3.3.2 跟踪利用施工进展过程中的数据 . 27 3.3.3 动态联动修改 . 28 3_4 本章小结 . 28 第 4 章基于 BIM 的建设项目进度控制平台实现 . 30 4.1 技术难点 . 30 4 丄 1 设计方案到四维模型的转换 . 31 4.1.2 三维模型与四维信息的关联 . 32 4.1.3 应用软件间的接口 . 33 4.1.4

18、实时联动修改技术 . 34 4.1.5 进度数据并发访问管理技术 . 35 4.2 系统功能分析 . 35 4.2.1 基于 WBS 的建设项目进度计划制定 . 35 4.2.2 进度计划的实时检查与优化 . 36 4.2.3 施工过程的动态模拟和追踪 . 36 4.2.4 进度报表的生成 . 37 4_ 3 系统架构设计 . 37 4.4 系统数据库设计 . 40 4.4.1 数据库设计原则 . 40 4.4.2 数据库设计 . 41 4_ 5 平台的实施 . 42 4.5.1 平台的构建 . 42 4.5.2 平台运行方式 . 45 第 5 章应用实例分析 . 49 5.1 工程基本情况

19、. 49 5.2 项目四维模型构建 . 50 第 6 章结论与展望 . 56 6.1 6.2 顧 . 56 麵 . 58 .59 Pfi . 63 IV 7 武汉理工大学硕士学位论文 第 1 章绪论 1.1 选题背景 建筑业是我国的支柱产业，对拉动国民经济和保障民生起了很大作用。据 威 宁谢公司发布的调查结果显示 ， 2010 年中国建筑市场规模超过 8 千亿美元 ， 在 2010 2011 年期间增长率达到 10%,与印度并列为增长最快的国家 1。 2011 年，我国建 筑业共完成总产值 117734 亿元，实现建筑业增加值 32020 亿元 2。 根据 “十二五 ” 的规划目标，建筑业年增

20、长速度将在 15%以上，到 2020 年，中 国市场份额将占到 全球建筑业的五分之一。 而一个建设项目的进度控制是其三大目标之一，进度的控制不仅关系到项 目 从开工到竣工投产的持续时间，它更从时间的维度对项目整体的成本、物资、 质 量等各方面进行了约束 。 进度的控制与成本 、 质量的控制是相互关联相互制 约的 ， 一 个合理的进度计划以及适当的进度控制方法有利于项目的整体优化控 制。然而 目前，我国建设项目中进度拖延的情况时有发生，进度与成本、质量 的多方协调 仅采用传统进度控制方法很难兼顾。建设工程的大型化和复杂化的 趋势对进度控 制方法提出了新的要求。 随着信息技术的不断发展 ， Bui

21、lding Information Model (BIM 建筑信息模型 ) 技 术走入了人们的视线。它是在项目构件数据的基础上建立项目模型，进行可 视化 仿真的管理方式。这一技术的出现为建设项目进度控制提供了一种构件化、 可视 化的动态控制方法。据 Autodesk 公司的统计，利用 BIM 技术可改善项目产 出和团 队合作 79%，三维可视化更便于沟通，提高企业竞争力 66%,减少 50%-70%的信息 请求 ， 缩短 5%-10%的 施工周期 ， 减少 20%-25%的各专业协调 时间 3。 然而我国建 筑业信息化率仅约 0.027%,与国际建筑业信息化率 0.3%的 平均水平相比，差距高

22、 达 11 倍 。 全国施工企业信息化建设现状与发展势调査报 告 （ 2009)指出 ： 我国 约有 20%的大中型建筑企业开展了信息化工作，其中 39% 达到对企业管理辅助应 用水平 ； 61%企业处于办公文字处理和简单工具软件的应 用水平 4,整 体信息化管理 水平很低。 Wu 在对于中国建筑业 BIM 应用情况的 调查结果显示，被调查公司中 31.6%还没开始了解 BIM 技术， 23.7%是 2006 年以后才开始注意 BM 技术的 1。 随着我国建设项目的大型化和复杂化，在建设项目的进度控制中应用信息 化技术已经成为不可阻挡的趋势， BIM 技术提供了一个良好的建设项目进度控 1 武

23、汉理工大学硕士学位论文 制信息交互平台。而我国对于 BIM 技术在建设项目进度控制中的应用还处于起 步 阶段，因此很有必要对如何将 BIM 技术应用于项目的进度控制进行详细的研 究， 通过可视化、动态化的交互式方法，结合二维坐标、三维空间以及进度信 息，实 现建设项目的四维进度控制。 1.2 国内外研究现状 1.2.1 关于建设项目进度管理方面的研究 关于工程项目进度控制和管理方面 ， 国内外学者进行了大量的研究 。 李 丽 5 针 对国内外工程项目进度管理的理论和实践，分析并总结了工程项目进度管理 对项 目目标、质量、安全、成本等方面的影响，探索了目前项目进度管理中所 采用的 各种方法，包括

24、甘特图法、 S 型曲线法、香蕉型曲线比较法、流水网络计 划技术 PERT 技术、图示评审技术、决策关键路径法、风险评审技术的特点和 适用条件 张笑 新 6结合项目管 理 的各个阶段 ， 系统论述了设计阶段 、 施工阶段 的进度控制任 务和措施 ， 并对进度控制的人员分工和职责设置进行了说明 ； 熊 洁娜 7结合中石油 办公楼项目，论述了项目进度管理中的风险管理流程和方法； EliyahuM.Goldratt 博士针对项目实施过程中资源对项目进程的影响，提出了一种 新 的 资 源 导 向 型 的 进 度 计 划 与 管 理 技 术 关 键 链 法 （ Critical Chain Method，

25、 CCM8，该方法 克服了传统网络计划技术没有考虑资源约束的局限，从 而得到学者的广泛关注。 Newbold、 Blaekstone、 ChiuehiWei 等学者进一步对关 键链技术进行了研究和探讨， 并取得了一定实用性的成果 ； Run Tao 等将进度、 成本和质量三者作为一个系统， 综合探究多目标的实现方法 9。 Bhaskaran 研究 了将 CPM / PERT 网 络 计划应用于高 速公路项目的进度检测 IG。 Fang Chen 等人 利用可重复的 GSS (Group Support System)软件进行进度的追踪 11。 以上许多研究中都直接或间接指出，无论是网络技术还是

26、关键链技术，都 只 是一种二维的进度管理技术，由于其过于抽象，很难直观反映项目进度的真 实情 况，随着项目规模的增大，项目数量的增多，进度管理的工作量也将增大， 进度 计划的制定和修改、进度监控和绩效考核、里程碑时间的确认和验收等工 作将为 项目管理者带来诸多不便。为了改变这一现象，学者们不约而同的将目 光投向信 息技术领域 。 马国 丰 12指出 ， 计算机技术将促进项目进度管理向智能 化 、 集成化、 实时化和网络化的方向发展，能建立更加精确和时间上的动态模 型；褚春超 13在 其博士论文中，构建了一套集成 ACCESS、 EXCEL、 autoCAD J 武汉理工大学硕士学位论文 的项目

27、进度计划系统，主要研究成果为通过 CAD 增加了项目进度计划的图形输 出 功能 ， 从而将 2D 计划升级为更加形象直观的 3D 计划 ； 赵斌等 14则 论 证了采 取 BIM 的 4D 虚拟建造技术进行技术管理的优越性和可行性。 1.2.2 关于 BIM 的研究 建筑信息模 型 （ BIM)的概念最早可以追溯到 1970 年代 ， 时任卡内基梅隆 大学 建筑和计算机科学专业教授 Chuck Eastman 于 1 9 7 5 年 提 出 了 “Building Description System (BDS)”的概念，可以被视为最早提出的与之相关的概念。 随着 各类信息技术在建设项目中的不断应用与发展，逐渐产生了各类建筑信息 化的概 念。随着各方的看法逐渐趋于一致，建筑信息模型（ BM)的说法得到了 广泛的认同 15。 国内方面 ， 张泳对 BIM 的诸多概念进行了罗列分析 ， 建立了一个包含技术 、 管 理、模型、合同的四维框架，对把握 BIM 的核心思想具有重要意义；赵昂 16 系统 研究了 BIM 在计算机辅助设计（ CAAD)中的作用，孙悦 17构建了基于 BIM 的全寿 命周期管理框架，阐述了信息管理体系建设