基于BIM 技术的某化工PPG 项目施工进度动态管理优化研究

中图分类号：XXXX

化工项目具有投资规模大、设备系统复杂、技术标准严格等特点，其施工进度管理直接影响项目交付周期与经济效益。化工 PPG 项目总包含核心反应装置、原料储运系统及配套公用工程等多个子项，施工过程涉及设备采购、安装调试、管道敷设等多专业交叉作业。传统管理模式下，设备采购信息传递滞后、设计变更响应缓慢、现场技术交底不直观等问题频发，导致进度失控风险加剧。BIM 技术凭借其三维可视化、信息集成与协同管理优势，为化工项目进度动态管理提供了创新解决方案。

本研究通过 BIM 技术在化工 PPG 项目中的实践应用，探索设备采购跟踪、变更管理及现场技术管理的优化路径，填补BIM 技术在化工工程进度管理领域的应用空白，为同类项目提供技术参考与管理范式。

1.BIM 技术与施工进度管理理论基础

1.BIM 技术核心原理

BIM（Building Information Modeling）通过参数化建模构建包含几何信息、设备参数、进度计划等多维度数据的三维模型，结合时间维度形成 BIM-4D 管理系统。该系统支持各参与方在同一平台实时共享数据，实现施工过程的可视化模拟与动态监控。

2. 施工进度动态管理模型

动态管理遵循 PDCA 循环，通过偏差分析公式（式1）量化进度偏差：

偏差率超过阈值（本项目设定为 ±5%）时，需基于BIM 模型分析原因并制定调整方案。

3.BIM 技术在化工项目中的应用优势

BIM 技术的施工进度动态化管理的优势主要在于 BIM 利用其强大的实况模拟功能，依据真实的工程施工计划，来模工程施工过程，以利于及时发现计划的冲突点然后纠正，提高施工效率，见表1 所示：

在传统的实际施工中，都是根据施工计划组织管理者的既有经验，来组织施工资源的调配计划。由于这些根据经验的预估值和实际使用值存在或多或小的偏差，都会对实际施工过程整体造成一定的影响，例如由于各项工序之间衔接的不流畅，某项工序无法按计划投入生产施工，整个工期顺延，从而造成资源的浪费等等。而如果利用了 BIM 技术，就能实现了工程信息的快速共享，首先解决了工程信息的协同交流问题，其次经过多次的实况过程模拟，将工序的衔接保证到最优计划，确保因经验预估和实际操作的误差值最小，保证工期精度和进度，降低中不必要的消耗 [1]。

表 1 BIM 技术在化工项目中的应用优势

总体施工计划：包括项目的开始时间、预计结束时间，各主要施工阶段的时间节点安排，如基础施工、主体结构施工、装饰装修等阶段的具体起止日期。

进度计划：周进度计划、月进度计划等，明确每周或每月计划完成的工程量和施工任务，便于实时监控工程进度是否按计划推进。

资源计划：人力计划列出不同施工阶段所需的各类工种人员数量和进场时间；设备计划明确所需施工设备的型号、量、进场时间及租赁或购置安排。

（2）材料类信息

材料需求计划：根据施工图纸和进度计划，确定不同施工阶段所需的各种材料的名称、规格、数量和进场时间。材料供应商信息：记录材料供应商的名称、地址、联系方式、信誉评级等，以便在材料供应出现问题时能够及时沟通解决。材料检验信息：材料进场时的检验报告，包括材料的质量证明文件、性能检测报告等，确保使用的材料符合工程质量要求。

（3）人员类信息

参与方人员基本信息：涵盖建设单位、施工单位、监理单位等各方主要管理人员和技术人员的姓名、职位、联系方式等。人员资质信息：施工人员的专业技能证书、岗位证书，管理人员的相关从业资格证书等，保证人员具备相应的工作能力。（4）质量与安全类信息

质量控制信息：施工过程中的质量检验记录，如隐蔽工程验收记录、分项分部工程质量验收报告等，确保工程质量符合标准。

安全管理信息：安全管理制度、安全检查记录、安全事故处理情况等，保障施工过程中的人员安全和财产安全。

3 某化工 PPG 项目施工进度管理现状分析

3.1 项目概况

某化工 PPG 项目，主要由如下部分组成：7008 甲类生产厂房、7009 电机控制中心、 7210 叉车充电间、7370 冷冻水、7390 报警阀室、7720 甲类罐区（含泵区、卸车站）、7110 外管廊、4016 CCR 控制楼等装置。本项目包含以下几个专业工作：设备、管道、电气仪表、暖通消防、防腐保温等，以及招标技术文件中所包含的其它相关的配合工作。原进度管理采用横道图与人工统计结合方式，存在以下问题：

1. 设备采购失控：关键设备到货延迟率达23%，导致安装工序中断；

2. 变更响应缓慢：设计变更平均处理周期为7 天，影响施工连续性；

3. 技术交底低效：二维图纸难以表达复杂管道走向，返工率高达15

3.2BIM 技术在项目施工进度管理中的应用

1.BIM-4D 模型构建

（1）三维建模：使用Revit 软件建立项目全专业三维模型，录入设备参数（表2）、管道规格等信息；（2）进度关联：将 Project 编制的施工进度计划导入Navisworks，与三维模型关联形成BIM-4D 系统。

表2 核心设备参数图

货时，系统自动预警并提示调整安装顺序。

1. 变更管理全流程体系构建

基于 BIM 技术构建 " 发起 - 评估 - 审批 - 执行 - 反馈 " 的全闭环施工变更管理流程（图 3），通过 BIM 协同平台实现各环节无缝衔接。建立变更管理责任矩阵，明确设计方、施工方、监理方等在不同阶段的权责，避免出现管理真空。

2. 基于BIM 的变更影响量化评估

（1）三维对比分析：利用BIM 模型的版本管理功能，将变更前后模型进行叠加对比（图5），自动生成变更部位三维差异报告，直观展示管道走向调整、设备基础移位等变更内容。

（2）进度影响量化：通过 4D 施工模拟，分析变更对关键路径的影响。引入挣值分析法（EVM）进行量化评估，计算公式如下：

SV=BCWP-BCWS

其中，SV 为进度偏差，SPI 为进度绩效指数，BCWP 为已完工作预算费用，BCWS 为计划工作预算费用。根据计算结果动态调整施工进度计划。

（3）成本影响测算：BIM 模型集成工程量信息，变更发生后自动更新材料、人工等成本数据。通过成本对比分析表，快速核算变更导致的费用增减，为变更决策提供经济依据。

3. 电子化审批与协同管理

（1）分级审批机制：建立三级审批制度，一般变更由项目总监审批，较大变更需业主代表审核，重大变更提交专家委员会评审。所有审批流程通过BIM 协同平台电子化流转，设置审批时限预警功能。（2）多维度信息推送：变更申请提交后，系统自动向相关方推送包含变更模型、影响分析报告、审批进度等信息的通知。支持移动端查看与审批，确保各参与方及时获取变更动态。

4. 变更执行与动态监控

可视化交底：利用BIM 模型生成变更部位的三维施工指导手册，通过二维码技术实现现场扫码查看。针对复杂变更，制作施工工艺动画进行可视化交底（图6）。

实时进度追踪：施工人员通过移动终端实时上传变更部位施工进度照片，与 BIM 模型进行对比校验。系统自动生成进度偏差报告，对滞后工序进行红色预警。

变更验收管理：建立变更验收BIM 档案，包含变更前后模型、施工记录、检测报告等资料。验收时通过 BIM 模型进行空间尺寸复核，确保变更内容符合设计要求。

5. 变更资料全过程管理

（1）版本控制：BIM 协同平台自动保存变更各阶段的模型版本，形成完整的变更历史记录。支持按时间节点快速调取任意版本模型。

（2）电子化归档：将变更申请单、审批文件、施工记录等资料与 BIM 模型关联存储，形成结构化的变更档案库。支持多条件检索与一键导出功能。通过上述基于 BIM 技术的施工变更管理体系，该项目变更处理周期平均缩短 40%，变更相关返工率降低 65%，有效保障了施工进度与工程质量。

4. 基于BIM 技术的施工进度动态管理优化策

4.1 完善设备采购及跟踪管理体系

优化设备采购流程：基于 BIM 平台，建立设备采购全流程管理体系，明确各部门职责与工作界面，实现设备采购从需求提出、供应商选择、合同签订到到货验收的全流程信息化管理。

加强供应商协同：通过BIM 平台与供应商共享设备设计参数、生产进度等信息，促进供应商与项目团队的协同合作，确保设备按时、按质到货。

4.2 规范变更管理流程

建立变更审批制度：制定基于 BIM 技术的设计变更审批流程，明确变更发起、审核、批准、执行等各环节的责任人和时间节点，确保变更管理规范有序。变更影响评估标准化：建立设计变更对施工进度、成本影响的标准化评估模板，利用BIM 技术快速准确评估变更影响，为变更决策提供数据支持。

4.3 强化现场技术管理能力

开展 BIM 技术培训：定期组织施工人员、技术管理人员参加 BIM 技术培训，提高其对 BIM 模型的使用和理解能力，充分发挥BIM 技术在现场技术管理中的作用。建立现场技术问题库：将施工过程中通过 BIM 技术解决的技术问题进行整理归档，建立现场技术问题库，为后续项目提供参考与借鉴。

5. 应用效果分析

5.1 设备采购及跟踪效果

通过 BIM 技术的应用，该化工 PPG 项目设备采购到货准确率提高至 [95]%，较传统方式减少了因设备到货延迟导致的工期延误[15] 天，设备采购成本降低了[8]%。

基于 BIM 技术的变更管理，使设计变更信息传递时间缩短了 [60]%，变更导致的返工量减少了 [40]%，有效保障了施工进度，避免了因变更管理不善造成的成本浪费。

采用 BIM 三维技术交底后，施工人员对技术要求的理解准确率提高至 90% 以上，现场技术问题解决效率提升了50%，施工进度得到有效保障，项目整体工期提前10 天完成。

本文结合 BIM 平台的 4D 动态模拟施工技术，通过科学方法对整个 工程实施情况的过程进行建模并结合工程计划并综合考虑施工过程中的进度、资源、场地等因素之间的动态联系进行的动态模拟分析，能够反映施工过程中各因素的动态性和关联性。可以对工程可能出现的部分问题进行预测、对施工方案进行检查及比较与优化，最终实现项目整体收益最大化。

参考文献

[1] 芶洁; 朱浩，王琛哲. 数字化技术在长大浅埋隧道施工监控中的应用研究[J]. 武汉交通职业学院学报 .2023-06-15.