基于BIM技術(shù)的冶金項(xiàng)目造價(jià)管理

曹 楊 張 迪 朱 莉

(1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)，包頭 014010; 2.中國二十冶集團(tuán)有限公司，上海 201900)

基于BIM技術(shù)的冶金項(xiàng)目造價(jià)管理

曹 楊1,2張 迪1朱 莉2

(1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)，包頭 014010; 2.中國二十冶集團(tuán)有限公司，上海 201900)

工程項(xiàng)目造價(jià)管理是建設(shè)工程的重要組成部分，直接關(guān)系到項(xiàng)目利潤和施工企業(yè)的財(cái)務(wù)狀況。但是工程項(xiàng)目預(yù)算成本計(jì)算分析困難和實(shí)際進(jìn)度成本歸集實(shí)時(shí)性差、準(zhǔn)確性低等都會(huì)影響項(xiàng)目成本控制效果。本文結(jié)合冶金項(xiàng)目的特點(diǎn)將BIM技術(shù)融入到冶金項(xiàng)目造價(jià)管理工作中，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目成本的精細(xì)化管理，提高了項(xiàng)目的盈利能力，為施工企業(yè)冶金建設(shè)項(xiàng)目造價(jià)管理提供新的思路與方法。

BIM技術(shù)；冶金項(xiàng)目；造價(jià)管理

【DOI】 10.16670/j.cnki.cn11-5823/tu.2015.05.16

1 引言

隨著市場競爭的加劇，施工項(xiàng)目管理從粗放型管理向精細(xì)化管理轉(zhuǎn)變已經(jīng)成為共識(shí)。一個(gè)項(xiàng)目控制失敗，可能吃掉多個(gè)項(xiàng)目的利潤，甚至使得整個(gè)企業(yè)陷入經(jīng)營困境。在信息化飛速發(fā)展的今天,運(yùn)用BIM技術(shù)輔助工程項(xiàng)目造價(jià)管理,可實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目造價(jià)精細(xì)化管理，為確保項(xiàng)目利潤提供了新型工具。BIM技術(shù)與項(xiàng)目工程造價(jià)管理相結(jié)合，不僅提高了項(xiàng)目管理效率,還提高了項(xiàng)目管理數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，為有的放矢的推進(jìn)項(xiàng)目造價(jià)管理提供了參考依據(jù)。

2 BIM技術(shù)在冶金項(xiàng)目造價(jià)管理中的應(yīng)用

從生產(chǎn)工藝來看，冶金建設(shè)項(xiàng)目所包含的內(nèi)容繁雜，主要包括礦山工程、焦化工程、燒結(jié)工程、煉鐵工程、煉鋼工程、連鑄工程、冷軋熱軋工程、綜合處理系統(tǒng)工程等幾大類，又可以根據(jù)工藝分成各個(gè)分部分項(xiàng)工程，包括了土建工程、電氣工程、管道工程、爐窯工程、電氣設(shè)備安裝和機(jī)械設(shè)備安裝等方方面面的內(nèi)容[1]。相比于房地產(chǎn)行業(yè)等的工程建設(shè),冶金工程項(xiàng)目造價(jià)控制的特殊性表現(xiàn)在其工程容易地質(zhì)條件等因素的影響,并且冶金工程建設(shè)施工地點(diǎn)多、線長,從而使得工程造價(jià)信息可能與預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)存在差異,給工程造價(jià)的控制帶來了影響;冶金工程項(xiàng)目基本是由多個(gè)單元集合而成,如高爐工程由原料、自動(dòng)控制、能源介質(zhì)等單元集成,這種復(fù)雜的系統(tǒng)使得工程造價(jià)容易受到施工順序、施工時(shí)間長短等因素的影響而發(fā)生變化,這都要求有嚴(yán)格的工程造價(jià)控制方案,否則容易導(dǎo)致其失去控制。[2]

在國家快速推進(jìn)BIM技術(shù)的今天，我們公司也在一個(gè)鋼鐵項(xiàng)目進(jìn)行BIM技術(shù)應(yīng)用探索，并在造價(jià)管理中有所收獲。

圖1 工程效果圖

《寶鋼湛江鋼鐵熱軋水處理項(xiàng)目》是我單位承建的湛江鋼鐵的核心項(xiàng)目之一，本項(xiàng)目是為熱軋生產(chǎn)線提供配套的水處理系統(tǒng)，建成后循環(huán)水量36 361m3/h，重復(fù)利用率高達(dá)98.9%，是國內(nèi)技術(shù)最先進(jìn)的熱軋水處理系統(tǒng)。本項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容涵蓋加熱爐及間接冷卻水循環(huán)、層流冷卻水循環(huán)、直接冷卻水循環(huán)、污泥處理等四大系統(tǒng)。

本項(xiàng)目工藝復(fù)雜，管道種類繁多，土建、鋼結(jié)構(gòu)、機(jī)電交叉作業(yè)的綜合項(xiàng)目；清單單價(jià)低，材料分散采購價(jià)格高，成本管理難度大，做好項(xiàng)目精細(xì)化管理是項(xiàng)目成敗的關(guān)鍵。故公司決定引入BIM技術(shù)指導(dǎo)項(xiàng)目做好項(xiàng)目前期策劃、過程管理和竣工結(jié)算管理，確保項(xiàng)目盈利目標(biāo)。

2.1 項(xiàng)目前期策劃

確定項(xiàng)目造價(jià)工作重點(diǎn)是項(xiàng)目前期策劃工作的重中之重，我們項(xiàng)目部也以此為指導(dǎo)思想，快速利用軟件進(jìn)行實(shí)物建模、統(tǒng)計(jì)工程量、核實(shí)合同工程量清單量，進(jìn)行項(xiàng)目預(yù)計(jì)收入、成本測算。

運(yùn)用BIM技術(shù)的首要工作就是建立各專業(yè)模型，常用的建模軟件有Revit系列軟件CATTIA軟件，另外Bentley MicroStation Structural軟件也能得到良好的建模效果[3]。本工程采用了Revit軟件進(jìn)行建模工作，在三維建模過程中嚴(yán)格按照廣聯(lián)達(dá)公司制定的Revit交互建模標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建模，并成功實(shí)現(xiàn)通過廣聯(lián)達(dá)GFC插件把Revit模型導(dǎo)出到廣聯(lián)達(dá)土建算量軟件中，通過細(xì)部調(diào)整，可以直接進(jìn)行算量工作，省去了二次建模的步驟，實(shí)現(xiàn)了Revit模型的復(fù)用，提高了工作效率。在BIM技術(shù)的幫助下我們使用了11天的時(shí)間完成了建模、計(jì)量，為快速掌握項(xiàng)目收入、成本做好策劃工作奠定了夯實(shí)的基礎(chǔ)。

通過工程量仔細(xì)對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)預(yù)算土建工程量多于合同量，應(yīng)為項(xiàng)目成本控制重點(diǎn)，嚴(yán)控混凝土、鋼筋材料采購費(fèi)用更是重中之重。同時(shí)本項(xiàng)目措施費(fèi)包干，通過模型測算，旋流池措施工程量和費(fèi)用大于合同包干價(jià)，將會(huì)造成項(xiàng)目虧損，是項(xiàng)目需要進(jìn)行增收創(chuàng)效的重點(diǎn)。

在經(jīng)過準(zhǔn)確測算后，項(xiàng)目經(jīng)理部編制了全面的《項(xiàng)目成本管理策劃書》，并明確了本項(xiàng)目要運(yùn)用BIM5D系統(tǒng)進(jìn)行全面造價(jià)管理的方針。技術(shù)、物資和經(jīng)營三部門配合實(shí)現(xiàn)材料最短周期備料制，降低材料采購資金成本；同時(shí)項(xiàng)目總工負(fù)責(zé)跟蹤、解決旋流池措施費(fèi)用不足的問題，在施工前與業(yè)主工程技術(shù)人員溝通，通過變更或加大施工難度等方式要求變更措施費(fèi)，化解此項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)。

圖2 工程實(shí)體模型圖

通過前期策劃提前發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)，將成本控制與施工現(xiàn)場全體員工相關(guān)聯(lián)，項(xiàng)目部齊心協(xié)力打造最優(yōu)項(xiàng)目、實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目利潤目標(biāo)。

圖3 工程量提取表

2.2 精細(xì)化的過程造價(jià)管理

2.2.1 利用BIM技術(shù)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)深化設(shè)計(jì)，控制鋼材損耗率

本項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)工程總量約850t，通過采用Tekla structures對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了三維深化設(shè)計(jì)降低了工廠加工的難度，并且通過對(duì)零件進(jìn)行DSTV排版可以使得板材的下料更加節(jié)省和合理，實(shí)現(xiàn)了將材料損耗控制在3%以內(nèi)，至少節(jié)約鋼材17t，降低成本8萬元。而且，直接生成的排版圖可以直接與數(shù)控機(jī)床數(shù)據(jù)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造的一體化加工，大大減少了加工制作的時(shí)間，并且提高了構(gòu)件加工的質(zhì)量。

圖4 構(gòu)件列表

圖5 DSTV排版圖

圖6 碰撞檢查

圖7 施工進(jìn)度可視化控制

2.2.2 利用BIM技術(shù)進(jìn)行碰撞檢查，減少返工成本

本項(xiàng)目是土、機(jī)、電綜合項(xiàng)目，以往類似項(xiàng)目施工過程中會(huì)出現(xiàn)管道相互沖突、碰撞，需等待變更單后再施工，造成項(xiàng)目窩工、返工等情況，增加項(xiàng)目人工成本。從保證項(xiàng)目工期，最合理用工的觀點(diǎn)出發(fā)，我們主動(dòng)進(jìn)行了三維模型細(xì)化分析、檢查碰撞，并將各種碰撞問題一次性提交設(shè)計(jì)院解決，隨后再進(jìn)行施工，不僅避免了返工、窩工還減少了現(xiàn)場工程師的工作量。雖然我們還沒統(tǒng)計(jì)出節(jié)約人工的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，但現(xiàn)場管道施工速度卻大有提高。

2.2.3 利用BIM技術(shù)進(jìn)行施工方案動(dòng)態(tài)模擬，輔助索賠談判

本項(xiàng)目旋流池內(nèi)壁直徑27m、深32m，其措施施工潛虧風(fēng)險(xiǎn)巨大，為此項(xiàng)目總工多次與業(yè)主溝通，說明當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)含承壓水加大施工難度造成措施費(fèi)用不足，希望調(diào)整措施費(fèi)，但業(yè)主遲遲不予答復(fù)。為了不影響項(xiàng)目施工并能提前鎖定項(xiàng)目收入，項(xiàng)目經(jīng)理部利用Synchro軟件模擬了旋流池二墻合一、無支撐開挖半逆作法建造施工，顯示了措施施工流程和難度，并進(jìn)一步說明了旋流池措施施工不足、降水不到位將會(huì)造成管涌等重大事故。通過工程施工的直觀顯示和雙方的真誠溝通，最終業(yè)主同意我單位的建議方案并增加收入約200萬元，實(shí)現(xiàn)了在過程中有效化解項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)。

圖8 旋流池施工模擬

2.2.4 利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)造價(jià)管理

通過建立該工程的計(jì)價(jià)清單，并與WBS 節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)算及成本信息與工程 4D模型的鏈接。項(xiàng)目上技術(shù)、經(jīng)營、物資和相關(guān)管理者可針對(duì)計(jì)劃進(jìn)度和實(shí)際進(jìn)度查詢?nèi)我?WBS 節(jié)點(diǎn)在指定時(shí)間段內(nèi)的工程量以及相應(yīng)的人力、材料、機(jī)械預(yù)算用量和實(shí)際用量，并可進(jìn)行相關(guān)計(jì)劃進(jìn)度人力、材料、機(jī)械預(yù)算用量、實(shí)際進(jìn)度預(yù)算用量和實(shí)際消耗量各項(xiàng)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析。

2.2.4.1 材料最短周期備料

材料員和經(jīng)營人員利用左圖了解現(xiàn)場材料當(dāng)期需求情況，并以此進(jìn)行材料詢價(jià)、采購、備料等工作，可以完全實(shí)現(xiàn)材料采購與施工計(jì)劃相匹配?？蓪?shí)現(xiàn)多項(xiàng)目同周期材料共同采購，擴(kuò)大了采購規(guī)模，降低了采購成本。用此方法，我們至少降低了半個(gè)月材料采購資金成本，約為材料成本的0.3%。

2.2.4.2 施工成本實(shí)時(shí)掌控，實(shí)現(xiàn)三算對(duì)比

通過使用BIM5D技術(shù)，項(xiàng)目經(jīng)營人員能夠?qū)崟r(shí)掌握任意 WBS節(jié)點(diǎn)預(yù)算成本動(dòng)態(tài)，了解其直接成本、管理費(fèi)、利潤 、規(guī)費(fèi) 、稅金以及總造價(jià)等全部預(yù)算和成本信息。由于項(xiàng)目設(shè)計(jì)變更、簽證調(diào)整隨施工進(jìn)行不斷進(jìn)行的實(shí)際情況，可以通過直接將變更與模型鏈接等做到動(dòng)態(tài)調(diào)整預(yù)算成本，實(shí)現(xiàn)對(duì)收入、成本實(shí)時(shí)跟蹤與分析，提高了造價(jià)控制的準(zhǔn)確性。

2.2.4.3 有助于資金籌備、使用，從而反映項(xiàng)目進(jìn)展情況及風(fēng)險(xiǎn)

利用BIM5D技術(shù)可以簡單實(shí)現(xiàn)計(jì)劃與實(shí)際的對(duì)比，當(dāng)技術(shù)人員將實(shí)際工期更新后，就會(huì)很快得出最新的資金需求和使用計(jì)劃。

如圖9，本項(xiàng)目在8、9兩月資金使用量大于資金計(jì)劃需求量，通過進(jìn)一步分析主要是前期工程存在延誤利用8、9兩月進(jìn)行了趕工，加大了材料供應(yīng)量，造成當(dāng)期資金需求較大。

2.2.4.4 利用BIM技術(shù)，精確分包核量

準(zhǔn)確計(jì)量是BIM技術(shù)最基本的功能，在施工過程中逐漸完善的BIM模型，集成了大量的成本信息，可以很方便進(jìn)行成本的核算工作，而且應(yīng)用BIM5D技術(shù)甚至可以實(shí)現(xiàn)三個(gè)維度的8算對(duì)比[4]。在進(jìn)行分包核量的工作的時(shí)候，通過軟件核量可以避免人為錯(cuò)誤、施工區(qū)域劃分不清造成的重算、漏算等給項(xiàng)目帶來的損失；而且還可以縮短項(xiàng)目預(yù)算員與分包核量時(shí)間，提高工作效率。更值得一提的是，通過與工程進(jìn)度相結(jié)合，預(yù)算員可以掌握分包單位每月實(shí)際施工的工程內(nèi)容，做到了進(jìn)度結(jié)算與實(shí)際施工內(nèi)容完全匹配，利用最短時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)確的分包進(jìn)度結(jié)算和付款。

圖9 資金計(jì)劃曲線

圖10 精確分包核量

圖11 三算對(duì)比

圖12 某土建工程量及含量表

2.2.6 利用BIM技術(shù)，可以實(shí)時(shí)更新三算對(duì)比

由于模型在施工過程中在不斷的變化調(diào)整，收入、成本數(shù)據(jù)也隨著模型的變化而變化，這樣可以簡單的實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目的合同金額、預(yù)算成本和實(shí)際的成本對(duì)比。由于模型進(jìn)行三算對(duì)比簡易、準(zhǔn)確，項(xiàng)目部每半個(gè)月更新項(xiàng)目三算對(duì)比資料，并導(dǎo)出備案，使得項(xiàng)目經(jīng)理部能夠準(zhǔn)確掌握項(xiàng)目收入、成本、情況。

通過上表可以看出，經(jīng)過項(xiàng)目經(jīng)理部的努力，最終旋流池單項(xiàng)不但沒有虧損，更是實(shí)現(xiàn)了盈利。

2.2.7 利用BIM技術(shù)輔助進(jìn)行竣工結(jié)算

由于本項(xiàng)目在過程中實(shí)時(shí)修改模型，竣工結(jié)算時(shí)可直接使用模型計(jì)算工程量，縮短結(jié)算編制時(shí)間并提高準(zhǔn)確率，我們使用了不到一周的時(shí)間完成了結(jié)算量計(jì)算，同時(shí)結(jié)算審計(jì)是直接使用模型及轉(zhuǎn)化的計(jì)算式與業(yè)主審計(jì)人員核對(duì)。

2.3 模型積累，進(jìn)行造價(jià)指標(biāo)分析

本項(xiàng)目通過運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行全方位的造價(jià)控制，最終實(shí)現(xiàn)了微盈目標(biāo)。而且，通過把模型文件導(dǎo)入到廣聯(lián)達(dá)造價(jià)分析軟件可以實(shí)現(xiàn)單方混凝土含量、單方造價(jià)等造價(jià)關(guān)鍵指標(biāo)的快速分析，不但，大大提高了造價(jià)指標(biāo)分析工作的準(zhǔn)確性，而且節(jié)省了大量的時(shí)間。工程竣工后通過對(duì)BIM模型進(jìn)行造價(jià)指標(biāo)的快速分析，能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)級(jí)乃至行業(yè)級(jí)造價(jià)數(shù)據(jù)的積累，而這些寶貴數(shù)據(jù)對(duì)以后類似項(xiàng)目的建造具有很高的參考價(jià)值。

通過以上案例也可以看出運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)冶金項(xiàng)目造價(jià)管理的優(yōu)勢是：由于冶金項(xiàng)目具有投資額巨大，涉及到的專業(yè)、系統(tǒng)種類繁多，交叉作業(yè)頻繁等特點(diǎn)，應(yīng)用BIM技術(shù)可以將進(jìn)度、預(yù)算、資源、施工組織等關(guān)鍵信息集成進(jìn)來，能有效解決冶金項(xiàng)目多專業(yè)、多系統(tǒng)交叉作業(yè)所帶來的信息交互困難的問題，達(dá)到有效地減少設(shè)計(jì)變更，降低工程返工率，避免“三超”問題的目的，從而，實(shí)現(xiàn)對(duì)冶金項(xiàng)目全面實(shí)時(shí)的造價(jià)控制。另外，利用BIM 模型得到的數(shù)據(jù)還可以與企業(yè)內(nèi)部的 ERP 系統(tǒng)相結(jié)合，可以使ERP 數(shù)據(jù)的可靠性和獲取的便捷性得到極大改善，真正形成施工企業(yè)資源管理與項(xiàng)目管理一體化的格局，這對(duì)降低企業(yè)運(yùn)營成本及項(xiàng)目成本亦具有深遠(yuǎn)意義[5]。隨著BIM技術(shù)的不斷成熟，軟件功能的不斷完善，把 BIM技術(shù)試著引入到更多的建設(shè)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)更深次的應(yīng)用，探索適合相關(guān)專業(yè)的造價(jià)控制手段，對(duì)更好的發(fā)揮BIM技術(shù)在造價(jià)控制的應(yīng)用價(jià)值具有很好的推動(dòng)作用。

[1]朱德勝，馮品方.冶金工程造價(jià)控制的難點(diǎn)與應(yīng)對(duì)策略研究[J].投資與合作，2013(2)：68.

[2]董翔.冶金建設(shè)項(xiàng)目造價(jià)控制研究[D].西安建筑科技大學(xué)，2014[3]齊常軍等.三維設(shè)計(jì)在冶金建設(shè)工程土建專業(yè)的應(yīng)用[J].建筑結(jié)構(gòu)，2011(41)：94.

[4]楊寶明.實(shí)現(xiàn)三個(gè)維度的八算對(duì)比.http://www.biminfo.cn/BIM-opinion/yangbaoming/2010-11-07/515-3.html.

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Cost Management of Metallurgical Project based on BIM Technology

Cao Yang1,2, Zhang Di1, Zhu Li2

Project cost management is an important part of construction projects，which is directly related to the project profit and the financial condition of construction companies. As the project budget cost analysis is complicated and the actual schedule cost cannot be accurately collected in time, the project cost is hard to control. In this paper, through analysis of metallurgical project characteristics, we combine BIM technology with the metallurgical project cost management work. In this model, it realizes a fine management of the project cost and improves the profitability of the project, which provides a new idea or method for the cost management in metallurgical construction.

BIM Technology； Metallurgical Project; Cost Management

曹楊(1978-)，女，教授級(jí)高級(jí)工程師，中國二十冶集團(tuán)有限公司總工程師。主要研究方向：工程設(shè)計(jì)及施工、BIM技術(shù)應(yīng)用。

TU17；F272.7；F407.3

A

1674-7461(2015)05-0091-06