TeklaBIM 在實際應(yīng)用中的投資回報分析

陳曉蓉CHEN Xiao-rong；于海艷YU Hai-yan；李光耀LI Guang-yao

（①中建安裝工程有限公司，南京 210000；②南京化工設(shè)備制造有限公司，南京 210000；③東南大學(xué)土木工程學(xué)院，南京 210000）

（①China Construction Installation Engineering Co.，Ltd.，Nanjing 210000，China；②Nanjing Chemical Equipment Manufacturing Co.，Ltd.，Nanjing 210000，China；③School of Civil Engineering，Southeast University，Nanjing 210000，China）

0 引言

隨著建筑信息模型（BIM）的出現(xiàn)，建筑行業(yè)發(fā)現(xiàn)這種技術(shù)可以給建筑的設(shè)計和施工流程帶來巨大變化。但在采購這項技術(shù)之前，企業(yè)中的財務(wù)管理者可能會堅決要求進行投資回報分析。對于BIM 投資回報率的計算，對建筑業(yè)企業(yè)的發(fā)展策略有著重大的影響。這其中被稱為BIM 誕生之前的BIM 的TeklaBIM 在具體項目中的應(yīng)用，很大程度上節(jié)約了項目時間與資金成本。

1 投資回報率ROI

投資回報率（ROI）是指通過投資而應(yīng)返回的價值，企業(yè)從一項投資性商業(yè)活動的投資中得到的經(jīng)濟回報。它涵蓋了企業(yè)的獲利目標(biāo)。投資回報率與利潤和投入的經(jīng)營所必備的財產(chǎn)相關(guān)，因為管理人員必須通過投資和現(xiàn)有財產(chǎn)獲得利潤。

一般來說，經(jīng)濟學(xué)上計算投資回報率的公式為：

投資回報率（ROI）=年利潤或年均利潤/投資總額×100%

（以上解釋來自MBAlib）

從公式中我們可以看出，企業(yè)可以通過降低銷售成本，提高利潤率以及提高資產(chǎn)利用效率來提高投資回報率。

投資報酬率能反映投資中心的綜合盈利能力，且由于剔除了因投資額不同而導(dǎo)致的利潤差異的不可比因素，因而具有橫向可比性，有利于判斷各投資中心經(jīng)營業(yè)績的優(yōu)劣；此外，投資利潤率可以作為選擇投資機會的依據(jù)，有利于優(yōu)化資源配置。另外，其缺點是沒有考慮資金時間價值因素，不能正確反映建設(shè)期長短及投資方式不同和回收額的有無等條件對項目的影響。且只有投資利潤率指標(biāo)大于或等于無風(fēng)險投資利潤率的投資項目才具有財務(wù)可行性。投資回報率往往具有時效性，因為回報通常是基于某些特定年份。

2 BIM 投資回報率

2.1 使用BIM 的價值 BIM 可提供給用戶極高的價值，幫助其實現(xiàn)技術(shù)投入的增值。一半以上用戶表示BIM為他們的業(yè)務(wù)帶來了非常積極的作用，并幫助其加快了近期業(yè)務(wù)的發(fā)展。BIM 技術(shù)可以帶來的利益包括：不同軟件和項目成員間合作變得更加方便；生產(chǎn)效率有所提升；溝通得到改善；作業(yè)質(zhì)量控制有所改善等等。

對于業(yè)主來說，更有效的管理項目需要達到一個項目的最佳的做法。BIM 不是追求最佳實踐當(dāng)中短期利潤，而是追求一個永不過時長期的利潤。BIM 可以使得建筑更有持續(xù)性，一項統(tǒng)計中顯示我國目前建筑項目中有高達40%的浪費。采用BIM 可以有持續(xù)的發(fā)展，可以最少的浪費材料、能源、運輸和昂貴的返工、修改，直接可以從模型當(dāng)中獲取準(zhǔn)確的材料清單，計劃安排，以及提供給財務(wù)的物資管理系統(tǒng)，這還可以和機械設(shè)備直接接口，整合設(shè)計到生產(chǎn)，而且不容易出錯，并且大部分不在現(xiàn)場的預(yù)施工可以減少現(xiàn)場的錯誤，精簡的過程可以控制余料回收等等。

但是，對類似改善效果進行量化可能較為困難。一些BIM 用戶對其投資回報情況進行跟蹤，但也有許多客戶沒有這樣做。設(shè)立更好的回報率測量指標(biāo)可幫助用戶向懷疑者證明其價值，也可以增加客戶數(shù)量[1]。

2.2 衡量BIM 投資回報率的重要意義 改進項目成果，如減少信息反饋和現(xiàn)場協(xié)調(diào)問題。承包商和建筑師最注重這一優(yōu)勢，因為相比其他人這些方面更直接地影響他們的工作，比如因避免碰撞沖突帶來的成本節(jié)約。

提高人員生產(chǎn)率。建筑師和工程師最關(guān)注這項優(yōu)勢。一旦投入，BIM 數(shù)據(jù)可用于多種用途，提供更多的設(shè)計機會，而不僅僅是制作草圖。承包商還可在現(xiàn)場利用BIM 來調(diào)整人員配置，使其更好地適應(yīng)由于場地條件而發(fā)生的變化。

有利于項目中標(biāo)。承包商和工程師最重視這一點。那些經(jīng)常參與項目投標(biāo)的公司必須知道BIM 可以帶給他們的競爭優(yōu)勢。

BIM 的整個生命周期價值。建筑師和工程師最關(guān)注這一項。BIM 項目初期產(chǎn)生的數(shù)據(jù)即使在項目完成很長時間之后仍然發(fā)揮作用。能耗模型可在設(shè)計期間加以利用，并在竣工之后對結(jié)果進行分析員工培訓(xùn)的初始成本。建筑師和工程師最關(guān)注這一優(yōu)勢。對某些用戶，尤其是規(guī)模較小的企業(yè)，BIM 的初期成本可能較沉重。

麥格勞-希爾建筑信息公司曾經(jīng)在美國總承包商協(xié)會BIM 論壇上對其成員進行了網(wǎng)絡(luò)調(diào)查，結(jié)果表明他們的BIM 平均投資回報率在11%-30%之間。這些努力衡量投資回報率的人意識到BIM 具有較高價值。在那些沒有測量投資回報率的用戶中，近10%認(rèn)為投資回報率為負(fù)，只有7%認(rèn)為投資回報率大于100%，且沒有人認(rèn)為投資回報高于300%。但是，在那些確實衡量過投資回報的用戶當(dāng)中，不到2%的人認(rèn)為投資回報為負(fù)，近三分之一的人報告稱回報率大于100%，個別用戶甚至認(rèn)為投資回報率在1000%以上。由此可以看出，通過衡量投資回報得出的BIM 優(yōu)勢比只靠主觀直覺做判斷更明顯[2]。

2.3 BIM 的具體投資 企業(yè)類型的不同以及企業(yè)實施BIM 階段的不同，BIM 投資的側(cè)重點會有所區(qū)別，但總的來說建筑業(yè)企業(yè)反應(yīng)的BIM 投資方向主要有以下幾個方面：①BIM 軟件：軟件是驅(qū)動BIM 的工具。由于軟件是進入BIM 的初始成本，因此剛開始使用BIM 的企業(yè)把軟件作為最高優(yōu)先級的投資，而有BIM 經(jīng)驗的企業(yè)其優(yōu)先級會相對較低。②建立企業(yè)內(nèi)部BIM 協(xié)同流程：建立BIM 協(xié)同環(huán)境一直會是使用BIM 的建筑業(yè)企業(yè)的工作重點并且越有經(jīng)驗的BIM 用戶越認(rèn)為建立BIM 協(xié)同環(huán)境的重要。③宣傳推廣企業(yè)BIM 能力：作為一種處于成長中的技術(shù)，BIM 的呼聲越來越大。大部分使用BIM 的企業(yè)進行市場投資使其客戶知道他們的BIM 能力。④BIM 培訓(xùn)：培訓(xùn)是一個關(guān)鍵的投資，尤其對于BIM 的新用戶來說。對于不同階段的BIM 用戶，又可以將其劃分為初級培訓(xùn)，高級培訓(xùn)以及版本升級帶來的跟進培訓(xùn)。⑤建立外部合作伙伴BIM協(xié)同流程：對業(yè)主來說建立項目團隊成員之間的BIM 協(xié)同環(huán)境要比其他方面的投資重要得多，因為大部分業(yè)主依靠其他項目成員生成BIM 內(nèi)容，他們對建立在這些數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上繼續(xù)工作的能力非常有興趣。⑥軟件客戶化和數(shù)據(jù)互用解決方案：在軟件或平臺之間互相不兼容的時候，BIM 的生產(chǎn)力大打折扣。信息交互性也會是企業(yè)的一個支出項目[3]。

2.4 BIM 投資回報率計算中存在的問題 BIM 不僅僅只是工具，它更是承載于模型上的信息和信息的評估?；诖?，對于BIM 項目投資回報率的計算其實存在著兩各方面的問題與分歧。

一方面，準(zhǔn)確的定義“BIM 項目”是首先要解決和統(tǒng)一的問題。如果一個公司只是做了用于展示目的可視化模型，卻沒有使用該模型參與整個項目流程，能否將該項目定義為“BIM 項目”？或者說，要想定義為BIM 項目，就必須從項目的開始到結(jié)尾都一直使用該模型。

另一方面，對于什么是BIM 相關(guān)收入，各家企業(yè)也是眾說紛紜。對于總承包商、建設(shè)風(fēng)險管理公司以及設(shè)計施工總承包企業(yè)，BIM 相關(guān)收入相對直觀，因為所有的項目資金都是直接從他們的賬目上走。但有些建筑工程類企業(yè)沒有領(lǐng)會到我們調(diào)查問卷的詳細說明條文，將項目總建設(shè)成本歸入到BIM 類項目中，而不是BIM 項目所需的費用，所以導(dǎo)致了最終的成本濫計。

3 TeklaBIM 投資回報率

TeklaBIM 和傳統(tǒng)的BIM 相比，不止是以模型為基礎(chǔ)的生成圖紙的工具，而且是一個準(zhǔn)確的動態(tài)的三維環(huán)境，可以提供給總承包商，結(jié)構(gòu)工程師，鋼結(jié)構(gòu)工程師和混凝土制造商，并且在整個過程中共享這個模型。這個模型使得你的施工和生產(chǎn)控制達到更高的水平，包括鋼筋混凝土，鋼結(jié)構(gòu)木結(jié)構(gòu)都可以在這里面進行實現(xiàn)。原來都是從手工變成兩維圖紙，之后變成三維的的設(shè)計，到現(xiàn)在的過程BIM 的流程，把加工等等全部包含在這個里面。這涵蓋的機械行業(yè)和工業(yè)行業(yè)，工廠設(shè)計的各個方面。以前是以圖紙為基礎(chǔ)的流程，目前以BIM 為基礎(chǔ)的流程，這整個的模型信息全部都在電腦里面實現(xiàn)，從概念設(shè)計，整體設(shè)計，深化設(shè)計一直到加工的制作[4]。

3.1 倫敦城市展覽中心（London City Hall）倫敦展覽中心（London City Hall），又稱ExCeL 展覽中心，是一座位于英國紐漢倫敦自治市的展覽和會議中心，是歐洲最大且最多功能的展覽中心之一。中心毗鄰金絲雀碼頭和倫敦城市機場，由倫敦碼頭區(qū)北邊的皇家船塢改建而成。

圖1 倫敦城市展覽中心外觀圖

運用Tekla Structure 模型，負(fù)責(zé)此項目建設(shè)的ARUP建筑事務(wù)所把所有的結(jié)構(gòu)模型中的節(jié)點和臨時支撐全部在這個模型里面實驗，通過可視化幫助建筑師查看節(jié)點外形，以及用三維模型解決部件中定位。之后將模型直接交給此項目的鋼結(jié)構(gòu)承包商Westcol，鋼結(jié)構(gòu)承包商在此基礎(chǔ)上逐步完成了所有節(jié)點而不需要用重復(fù)的草圖來解釋。Tekla Structure 在鋼結(jié)構(gòu)概念、整體、深化設(shè)計一直到加工過程中的一體化作用大大縮減了項目建設(shè)所需的時間。統(tǒng)計下來，由于TeklaBIM 的運用，節(jié)約了八到十周的時間來完成整個復(fù)雜的項目。

3.2 中心公園塔（Central Park Tower）Tekla Structure的應(yīng)用，在這整個項目中節(jié)省了大約500 萬美元。圖2 是鋼結(jié)構(gòu)在計算機軟件里面非常好的展現(xiàn)，和實際情況一模一樣。這個鋼結(jié)構(gòu)交付提前了40 天。在鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計深化階段，計劃用時1600 小時，實際只用了1050 小時。在加工制作階段，減少了56%的工時（約5 周），50%的鋼結(jié)構(gòu)交付時間（約8 周），在國外勞動力是非常昂貴的。整個項目實際鋼筋比預(yù)算減少了21.6%，鋼筋的浪費是少于0.07%。TeklaBIM 在這個項目上給業(yè)主減少了很多成本，而且工期可以提前一個多月。

圖2 在Tekla 模型中直接查看柱的配筋

4 結(jié)語

TeklaBIM 在建筑項目中的應(yīng)用，提高了建筑企業(yè)的生產(chǎn)力，擴大了其在同行業(yè)競爭中的優(yōu)勢，對于業(yè)主來說是一種有望不同于其他競爭對手的發(fā)展方式，也是今后建筑業(yè)發(fā)展方向。TeklaBIM 的投資回報率可以通過科學(xué)的施工管理，可視化模型以及成本日程的合理安排得以實現(xiàn)。當(dāng)然這不可避免的需要投資，不光是成本投資，更是時間上的投資——要使軟件獲得其應(yīng)有的生產(chǎn)力，培訓(xùn)是至關(guān)重要的。通過對于投資回報率的分析，BIM 的普及與運用無疑是建筑業(yè)企業(yè)進步的必然方式。

[1]Renate Fruchter,Tim Schrotenboer,and Gregory P.Luth(2009) From Building Information Model to Building Knowledge Model[J].Computing in Civil Engineering,2009:380-389.

[2]劉獻偉，高洪剛，王續(xù)勝.施工領(lǐng)域BIM 應(yīng)用價值和實施思路[J].施工技術(shù)，2012（22）.

[3]周春波.BIM 技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用研究[J].青島理工大學(xué)學(xué)報，2013（01）.

[4]馬山玉.鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計軟件Tekla Structure 應(yīng)用綜述[J].山西建筑，2010（02）.

[5]Jefrin.Comprehensive Tekla Steel Detailing using Tekla Structures Software [EB/OL].Global Press Release Distribution,2009-11-08.