第1章　緒論

1.1　研究背景和意義

1.1.1　研究背景

建筑業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)。改革開放30多年以來，我國固定資產(chǎn)投資總體呈現(xiàn)強(qiáng)勁增長，固定資產(chǎn)投資數(shù)額約占國民生產(chǎn)總值的1/3。2012年我國全社會(huì)固定資產(chǎn)投資374676億元，比上年增長20.3%；其中建筑業(yè)產(chǎn)值135303億元，同比增長16.2%。近十年全社會(huì)固定資產(chǎn)投資及建筑業(yè)完成產(chǎn)值變化趨勢見圖1-1。我國已成為世界最大的建筑市場之一，隨著建筑業(yè)快速發(fā)展，預(yù)計(jì)到2020年，中國城市化率將達(dá)55%，2052年將提高到76%以上^［1］。都市圈、城市群、城市帶和中心城市的發(fā)展，預(yù)示著中國城市化進(jìn)程的快速發(fā)展，也預(yù)示著建筑業(yè)更廣闊的市場空間。

工程建設(shè)對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有舉足輕重的作用，工程建設(shè)目標(biāo)能否按期實(shí)現(xiàn)，是決定項(xiàng)目發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)增長、維護(hù)國家經(jīng)濟(jì)長期繁榮穩(wěn)定的關(guān)鍵。

工程建設(shè)是一項(xiàng)高度動(dòng)態(tài)變化的過程，具有工程量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工過程繁雜、建設(shè)周期漫長、參與建設(shè)單位人員眾多、施工影響因素復(fù)雜等特點(diǎn)。現(xiàn)代工程建設(shè)更加呈現(xiàn)出大型化、大規(guī)模、大跨度、高聳、輕型等特點(diǎn)，項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)要求更為嚴(yán)格復(fù)雜，附加在項(xiàng)目上的信息越來越多，項(xiàng)目實(shí)施中的不確定性和風(fēng)險(xiǎn)也越來越大^［2-4］。工程建設(shè)行業(yè)常常表現(xiàn)為消耗量大、效率偏低。房屋建筑業(yè)消耗了全球約40%的原材料，與制造業(yè)相比無效勞動(dòng)和浪費(fèi)要多出30%。現(xiàn)代建設(shè)行業(yè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他行業(yè)的原因，主要是缺乏協(xié)同、自動(dòng)化及數(shù)字化的供應(yīng)鏈管理^［5］。工程建設(shè)行業(yè)信息化水平極低，據(jù)悉，我國建筑業(yè)信息化率僅約0.027%，與國際建筑業(yè)信息化率0.3%的平均水平相比，差距高達(dá)11倍^［6］。因此，如何進(jìn)行精益建造、精細(xì)化管理、提高項(xiàng)目目標(biāo)實(shí)施的可靠性，如何有效地處理和利用信息、高效協(xié)同、提升行業(yè)效率和利潤，是現(xiàn)代工程項(xiàng)目管理面臨的主要問題。

現(xiàn)代工程項(xiàng)目管理中，如何制定合理的施工計(jì)劃、精確掌握施工進(jìn)度，優(yōu)化使用各類施工資源，達(dá)到縮短工期、降低成本、提高質(zhì)量、安全生產(chǎn)、文明施工的目的，已成為施工管理人員的共識(shí)。項(xiàng)目管理要求越來越精細(xì)化，對(duì)施工進(jìn)度等主要控制目標(biāo)的要求也越來越嚴(yán)格。施工進(jìn)度是工程項(xiàng)目管理的關(guān)鍵指標(biāo)之一，直接影響著項(xiàng)目的投資效益，若能控制好工程進(jìn)度目標(biāo)，則會(huì)提高工程質(zhì)量、降低工程成本及其他相關(guān)目標(biāo)因素的效率和效果；否則導(dǎo)致項(xiàng)目目標(biāo)失效，引起有關(guān)方的扯皮紛爭，甚至對(duì)工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益產(chǎn)生較大的不利影響。在工程進(jìn)度計(jì)劃的實(shí)施過程中，各分部分項(xiàng)工程的實(shí)際工期與計(jì)劃工期不可能完全一致，隨著工程的進(jìn)展，多種影響因素如環(huán)境的變化、組織措施的改變等，使得工程實(shí)施中常出現(xiàn)工期拖延和成本增加，需要對(duì)擬定的工期計(jì)劃及時(shí)調(diào)整糾偏，并控制工程實(shí)際進(jìn)度。

在施工進(jìn)度的管理過程中，應(yīng)用P6、Project、PKPM等項(xiàng)目管理軟件可以對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度進(jìn)行計(jì)算機(jī)管理。特別是BIM（building information modeling）技術(shù)和協(xié)同平臺(tái)的應(yīng)用，為工程進(jìn)度、成本管理邁出了變革性的步伐，實(shí)現(xiàn)了工程進(jìn)度和成本的可視化、形象化模擬展示，對(duì)工程進(jìn)度的精細(xì)化管理提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。目前。國內(nèi)BIM技術(shù)的應(yīng)用和研究工作尚處于初期探索階段，相關(guān)的理論技術(shù)、試驗(yàn)研究嚴(yán)重滯后工程實(shí)踐等市場需求。BIM施工進(jìn)度模擬主要用于形象進(jìn)度展示，而與施工項(xiàng)目管理結(jié)合較少，對(duì)實(shí)際工程的指導(dǎo)作用有待深入研究。國外的BIM軟件和項(xiàng)目管理方法必須與我國國情相結(jié)合。因此，在工程管理的實(shí)踐中，對(duì)進(jìn)度計(jì)劃的調(diào)整控制，大部分依賴項(xiàng)目管理人員的工程經(jīng)驗(yàn)判斷實(shí)際進(jìn)度、調(diào)整進(jìn)度計(jì)劃，對(duì)施工過程進(jìn)度管理的實(shí)質(zhì)是靜態(tài)、被動(dòng)的。對(duì)實(shí)際進(jìn)度管理預(yù)測控制難度極大，如何形象地表達(dá)、有效地控制進(jìn)度計(jì)劃，動(dòng)態(tài)、合理地分配所需要的各種資源，清晰地表達(dá)實(shí)際進(jìn)度動(dòng)態(tài)的變化過程，更新進(jìn)度計(jì)劃，準(zhǔn)確地預(yù)測和評(píng)估工期風(fēng)險(xiǎn)，有效地控制工程進(jìn)度，提高施工項(xiàng)目管理的科學(xué)性、精確性，是亟待解決的關(guān)鍵問題。因此，需要深化研究基于BIM管理平臺(tái)的施工進(jìn)度預(yù)測分析方法。

1.1.2　研究意義

伴隨著工程項(xiàng)目復(fù)雜化的發(fā)展趨勢，迫切需要與之相適應(yīng)的工程管理模式。本研究以BIM施工管理平臺(tái)為基礎(chǔ)，考慮施工復(fù)雜影響因素條件下，對(duì)單元工作進(jìn)度和整體施工進(jìn)度的預(yù)測展開深入研究，研究方法和成果具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。

（1）理論意義與價(jià)值

理論上，為實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)預(yù)測功能，采用可靠性理論、概率方法理論，考慮施工過程及工期影響因素的不確定性，分析目標(biāo)工期和預(yù)測工期的復(fù)雜關(guān)系，建立施工進(jìn)度隨機(jī)預(yù)測模型。同時(shí)，探討基于BIM管理平臺(tái)的施工進(jìn)度可靠性預(yù)測集成管理方法，達(dá)到有效控制工期，優(yōu)化施工資源配置，提高施工管理水平，提高建設(shè)行業(yè)效率和利潤的目的。此研究極大提高了建筑施工進(jìn)度和施工管理決策的合理性，豐富和拓展了BIM進(jìn)度管理系統(tǒng)的研究領(lǐng)域，為施工進(jìn)度動(dòng)態(tài)控制管理提供了新的理論和方法。通過此研究，進(jìn)一步完善了工程進(jìn)度管理和項(xiàng)目管理的理論方法體系，提升了工程項(xiàng)目管理的理論水平。同時(shí)，為工程可靠性拓展了工程項(xiàng)目管理的應(yīng)用范圍。

（2）工程意義與價(jià)值

①基于BIM技術(shù)平臺(tái)，對(duì)復(fù)雜影響因素的施工進(jìn)度可靠性預(yù)測進(jìn)行研究。結(jié)合我國工程實(shí)際和BIM技術(shù)，深化BIM技術(shù)的二次開發(fā)，提升BIM技術(shù)應(yīng)用水平，完善BIM服務(wù)平臺(tái)，將BIM信息技術(shù)與工程項(xiàng)目精益建造管理方法相融合，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目質(zhì)量、進(jìn)度、成本、安全等目標(biāo)的協(xié)同優(yōu)化，提高工程項(xiàng)目管理水平和建設(shè)工程信息化管理水平。

②在工程進(jìn)度管理的實(shí)踐中，考慮每一施工單元工作對(duì)進(jìn)度影響因素的隨機(jī)性和人、材、機(jī)等資源分布，能夠充分量化施工進(jìn)度計(jì)劃執(zhí)行中的不確定性，進(jìn)而準(zhǔn)確地預(yù)測和評(píng)估短期進(jìn)度和整體進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)，并對(duì)后續(xù)工作的工時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新，進(jìn)而有效控制工程進(jìn)度。

③本研究為建設(shè)行政主管部門監(jiān)管工程項(xiàng)目管理、進(jìn)度管理的信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)和科學(xué)決策等提供了理論和技術(shù)支撐。

④基于BIM技術(shù)的施工進(jìn)度預(yù)測集成系統(tǒng)研究，探討了新型的工程進(jìn)度管理方法，提高了我國工程進(jìn)度管理水平和項(xiàng)目管理水平。