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《西安科技大学》 2020年
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基于关键链的工程进度4D模拟研究

李世杰  
【摘要】:工程进度是三大目标中最为显性也最为关键的指标,随着BIM应用的深入,现有4D模拟已经可以实现进度管理的可视化和动态化,但并未考虑工程实践中对进度目标实现影响极大的资源供应状况,如何在4D模拟中融入资源约束,提高进度计划的可执行性和进度管理的有效性,是工程进度管理研究中亟待解决的问题。为解决考虑资源约束的工程4D进度管理问题,本文引入关键链项目管理理论及BIM-4D模拟方法,并通过分析关键链管理及BIM-4D模拟的现状,发现关键链管理在工程进度管理中尚未发挥优势与作用,且当前BIM-4D软件仅能做到工程的形象化进度演示,无法实现真正的模拟和优化。为此,本文在梳理工程参与主体的合同结构与现场组织协作关系的基础上,明确工程进度管理的关键要素,通过分析现场工程资源分类及工程文档管理现状,得出市场经济体制下,可靠的现场资源管理与文档管理是做好工程进度管理的前提与基础;结合当前BIM-4D模拟应用市场,对比分析了常用4D软件的功能,并给出Synchro 4D软件形象化演示的实施方案,以期发挥BIM强大的可视化与信息集成功能,降低施工过程中的不确定性,提高完工概率。针对上述分析,本文提出基于关键链的工程进度4D模拟管理体系整体框架,建立BIM-4D模拟平台,在实现施工进度可视化的同时,以关键链进度管理为驱动,以平台式“一体化”文档管理为管理依据,通过进度的动态控制,规范工程参与主体的施工过程管理,共形成了4个研究成果。(1)设计文件交互系统,确立平台化工程文档管理,提出将三维模型与工程文档进行链接,实现工程WBS、三维模型、进度计划、工程文档四者融合,实现检索、复杂工艺视频展示、已完工模型进度展示及文档对应的模型定位功能,降低施工过程的不确定因素。(2)设计工程资源管理系统,将工程资源划分为可更新资源与不可更新资源,并考虑不可更新资源的替代性,采用关键链管理与BIM-4D模拟平台管理相结合的方式对各类资源进行分级管理。(3)集成工程文档管理、关键链资源管理及关键链进度优化功能,形成基于关键链的工程进度4D模拟管理体系。平台设置3个功能区,分别为已完工程静态施工空间管理、未完工程动态4D管理及文件交互管理,再将其划分15个子功能,功能之间相互联系,共同实现对工程施工阶段的可视化过程控制。在动态4D管理中,设立关键链缓冲预警功能,结合缓冲监控、计算机警报与三维模型标识,警示工程管理人员,并制定不同缓冲消耗情况下对应的执行方案,以最大限度加强工程进度的管控力,确保工程的正常进行。(4)本研究中基于关键链的工程进度4D模拟管理体系的核心驱动是关键链进度模拟模型。本文分别建立基于单资源调度的关键链识别模型和基于项目属性的关键链缓冲设置模型,以实现进度计划的优化,制定充分考虑项目不确定性因素的进度计划,在保证完工率的同时尽可能缩短项目工期。最后,使用本文方法进行实际案例分析与蒙特卡洛仿真实验验证,结果证明按本文方法所计算的缓冲值,其平均项目缓冲消耗为48%,为缓冲理想消耗比例,且工程按时完工率高达98%,极大确保了本文进度计划编制的可信度,以此验证本文关键链进度模拟模型的有效性。本文构建的基于关键链的工程进度4D模拟管理体系,综合考虑工程文档管理、工程资源管理及关键链进度优化,对工程进度管理具有重要的理论价值和实践应用价值。
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