BIM環(huán)境下項目成本動態(tài)管理研究與實踐

文｜中國核工業(yè)二四建設(shè)有限公司 葉勇

工程項目是建筑企業(yè)的利潤來源，是企業(yè)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，項目的建造過程可以看成是人、材、機等生產(chǎn)要素物化為建筑產(chǎn)品的“物化過程”以及伴隨物化過程而產(chǎn)生的商業(yè)買賣關(guān)系的債權(quán)債務(wù)收支的“貨幣化過程”相互交融、有機結(jié)合的過程。歸根結(jié)底項目的一切管理行為，都最終反映為成本的變化并對效益形成影響，因此項目管理的核心必然為成本管理，企業(yè)的管理活動也必須以成本管理為主線。

1.傳統(tǒng)成本管理短板及應(yīng)對方法

項目成本管理是在保證滿足工程質(zhì)量、工期等合同要求的前提下，對項目實施過程中所發(fā)生的費用，通過計劃、組織、控制和協(xié)調(diào)等活動實現(xiàn)預(yù)定的成本目標(biāo)，并盡可能降低成本費用的一種科學(xué)的管理活動，實現(xiàn)盈利是它的最終目的。項目成本管理由成本計劃編制、成本控制、成本核算、成本分析、成本考核等五個重要的工作任務(wù)循環(huán)發(fā)生而動態(tài)實施，串聯(lián)成本管理各項任務(wù)的基礎(chǔ)是統(tǒng)一組織內(nèi)部工程項目成本計劃的項目編碼及名稱、計量單位、單位工程量計劃成本及合計金額等。

2000年至今，中國建筑業(yè)進(jìn)入了“黃金時期”，國家重大工程不斷開工、基建投資力度不斷加大，一大批巨無霸級別的超大型建筑企業(yè)不斷涌現(xiàn)，但與此對應(yīng)的建筑業(yè)利潤率卻逐步下滑，遠(yuǎn)低于非農(nóng)業(yè)行業(yè)平均值，相當(dāng)一部分項目成本處于失控狀態(tài)。項目成本失控主要體現(xiàn)在：工程量計算受個人經(jīng)驗、能力和職業(yè)操守的影響，對業(yè)主少算漏算、對分包超結(jié)超算；進(jìn)度失控工期延長，管理、財務(wù)成本增加；技術(shù)人員經(jīng)驗不足或責(zé)任心不強，編制的技術(shù)方案不合理，造成材料浪費、工程返工；人為及體制的原因，導(dǎo)致風(fēng)控措施失效。

細(xì)究成本失控的根本原因，主要在于靜態(tài)信息的僵化、各管理層級信息的不對稱、過程信息的不精準(zhǔn)。非工業(yè)類項目不具備可復(fù)制性，項目個性數(shù)據(jù)按時間、區(qū)間、定額動態(tài)變化，信息量巨大，而且項目建設(shè)周期短、項目管理團(tuán)隊持續(xù)性不足，海量的項目數(shù)據(jù)的拆分、組合、對應(yīng)、分析以及信息動態(tài)化管理基本無從下手。

BIM，Building Information Modeling建筑信息模型化，通過三維建模技術(shù)、實體計算技術(shù)和信息管理技術(shù)，把項目管理的源頭數(shù)據(jù)建立成有機關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫，為各業(yè)務(wù)管理、為項目管理系統(tǒng)快速提供所需實物量。BIM是一個過程，是一系列動作，是融入管理的信息技術(shù)，BIM成本管理關(guān)鍵技術(shù)在于WBS分解、BIM量價時間一體，最終實現(xiàn)精細(xì)化的成本動態(tài)管理價值主張。國產(chǎn)BIM系統(tǒng)基本由行業(yè)共用的造價預(yù)算軟件衍生發(fā)展而來，成本項目編碼、項目名稱、計量單位等基礎(chǔ)信息的統(tǒng)一是其必須遵循的行業(yè)準(zhǔn)則。BIM成為海量項目數(shù)據(jù)采集、運算，項目成本動態(tài)管理的最佳選擇。

2.BIM環(huán)境下成本動態(tài)管理技術(shù)路線

BIM是面向?qū)ο蟮墓ぞ?，充分利用其可視化的特點將管理對象以三維的立體實物圖形展示在人們面前。要實現(xiàn)精細(xì)化的成本動態(tài)管理，首先要細(xì)化管理對象，對項目實施WBS分解、劃分流水段，確定最底層數(shù)據(jù)采集對象，賦予流水段與定額一致的項目編碼及名稱、計量單位。

第二，利用BIM參數(shù)化建模特點快速完成項目模型的建立，采集流水段的幾何信息、物理信息。

第三，利用BIM信息完備性、一體化性的特點將項目時間信息、工序信息、清單信息、造價信息逐步賦予到模型上，以模型為唯一載體建立各類信息之間的拓?fù)潢P(guān)系，建立4D-BIM進(jìn)度模型、5D-BIM成本模型，形成完整的項目信息描述。

第四，統(tǒng)計構(gòu)件幾何信息、物理信息，核算構(gòu)件級工程量。

第五，結(jié)合構(gòu)件級工程量和時間信息，核算單位時間內(nèi)工程量，完成動態(tài)提量。

第六，統(tǒng)計構(gòu)件幾何信息、時間信息、工序信息，運算施工邏輯，完成施工技術(shù)策劃。

第七，結(jié)合單位時間內(nèi)工程量以及清單信息、造價信息核算單位時間成本信息，完成動態(tài)成本管理。

最終，通過BIM及時為技術(shù)、生產(chǎn)、商務(wù)等環(huán)節(jié)提供準(zhǔn)確的形象進(jìn)度、物資消耗、過程計量、成本核算等關(guān)鍵信息。

3.BIM環(huán)境下成本動態(tài)管理實踐

為加速BIM應(yīng)用向管理業(yè)務(wù)縱深拓展，從2015年起公司陸續(xù)在民用項目開展BIM深度應(yīng)用，重點實現(xiàn)BIM環(huán)境下的成本、進(jìn)度管理應(yīng)用，并在2018年選取上海啟迪漕河涇新建生產(chǎn)及輔助用房項目開展民用BIM應(yīng)用標(biāo)桿項目建設(shè)。該項目有23個建筑單體、11萬m2建筑面積、3.7億元造價，是公司第一個裝配式建筑項目，也是上海地區(qū)最大的工業(yè)裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)建筑群，單體預(yù)制裝配率在40%以上。本項目順利開展了BIM環(huán)境下的成本、技術(shù)、生產(chǎn)、質(zhì)安等方面的應(yīng)用，下面結(jié)合項目實踐重點分析BIM環(huán)境下成本計劃、成本控制以及成本降低技術(shù)措施等方面的優(yōu)勢。

3.1 BIM環(huán)境下成本計劃動態(tài)管理

成本計劃是建立成本管理責(zé)任制，開展成本控制和核算的基礎(chǔ)，實物工程量是成本計劃編制的依據(jù)。公司90年代初期就大力推廣“一干”“二算”“三要”，“算”要求“干前先算、邊干邊算”?！八恪本褪菧?zhǔn)備資料、熟悉圖紙，然后計算工程量、套定額單價，計算人、材、機費用，進(jìn)而進(jìn)行工料分析、計算其他各項費用，匯總造價并進(jìn)行復(fù)核。現(xiàn)狀是少算漏算乃至不算，除了個人能力、工作經(jīng)驗、職業(yè)操守的原因外，更多的是因為目前工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的處理大部分還靠手算或電算，要實現(xiàn)從上至下短周期的工程量計算，工作量十分巨大。

BIM環(huán)境下能依據(jù)完整信息的標(biāo)準(zhǔn)CAD圖紙快速創(chuàng)建項目模型，依據(jù)通用CAD圖紙批量拾取信息快速翻模，并集成各建筑構(gòu)件物理信息，快速核算工程量。2015年公司BIM導(dǎo)航項目某工程實施時9名技術(shù)員在5個工作日內(nèi)利用BIM完成了工程成本計劃編制，同期利用傳統(tǒng)方式需消耗960個人工時，BIM環(huán)境下成本計劃編制時間縮短了62.5%。

傳統(tǒng)成本計劃在項目開工前按照施工圖預(yù)算編制，基本沒有引入進(jìn)度計劃的時間信息，屬于成本計劃的目標(biāo)值，無法及時反映項目實施過程中成本計劃與實際成本之間的偏差，成本動態(tài)管理的意義喪失。而BIM環(huán)境下形成了項目完整、準(zhǔn)確的信息表達(dá)，確保計劃指標(biāo)不失真，基于BIM從時間段、進(jìn)度、樓層、流水段、構(gòu)件類型、規(guī)格型號等多個維度，按專業(yè)、分區(qū)域等完成提量。同時將計劃量與完工量進(jìn)行對比，將形象進(jìn)度以直觀的模型和顏色體現(xiàn)出來，提交成本控制部門對偏差進(jìn)行分析，采取糾偏措施或調(diào)整計劃內(nèi)容。

3.2 BIM環(huán)境下過程成本動態(tài)控制

成本控制分為事前控制、事中控制、事后控制，傳統(tǒng)成本控制往往重視事中和事后的費用控制，忽略事前的預(yù)防控制。成本事前控制指在正式施工活動開始前對各項準(zhǔn)備工作及影響工程施工的各種因素和有關(guān)方面進(jìn)行控制，通過技術(shù)方法比較、經(jīng)濟(jì)分析和效果評價，在市場跟蹤、工程投標(biāo)、施工準(zhǔn)備階段對項目成本組成部分進(jìn)行控制。成本事前控制需要詳細(xì)、精細(xì)和龐大的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以便控制者采集相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行運算后獲取最終的結(jié)果。

圖1 BIM環(huán)境下成本多維度提量

圖2 BIM環(huán)境下實際進(jìn)度提量及形象進(jìn)度展示

圖3 BIM環(huán)境下資源動態(tài)管理

圖4 BIM環(huán)境下資金管理曲線

圖5.BIM環(huán)境下砌體排布

BIM環(huán)境下形成項目完整的信息表達(dá)，減少了施工前預(yù)算過程中的漏算和缺項，進(jìn)而計算、模擬、優(yōu)化對應(yīng)于各階段的人、材、機需用量，建立勞動力、材料和機械設(shè)備使用計劃。BIM編制進(jìn)度計劃，我們可在BIM環(huán)境下對資源進(jìn)行動態(tài)管理，判斷各階段及總體用量是否合理、人員安排是否平穩(wěn)、波峰波谷是否正常，在確保進(jìn)度履約的前提下合理優(yōu)化資源配置，降低資金占用成本。

進(jìn)而結(jié)合材料需求計劃與構(gòu)件施工進(jìn)度信息，指導(dǎo)采購，形成資金使用計劃，對項目建造資金供應(yīng)可能出現(xiàn)的波峰、波谷極端現(xiàn)象提前進(jìn)行預(yù)警，有效識別項目資金供應(yīng)風(fēng)險。在確保項目資金供應(yīng)到位的前提下，合理降低資金的時間成本。生成資金趨勢分析，輔助風(fēng)險預(yù)控。

3.3 BIM環(huán)境下降本措施動態(tài)優(yōu)化

成本管理技術(shù)措施優(yōu)化要求進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，確定最佳施工方案；確定最合適的施工機械、設(shè)備使用方案；結(jié)合項目的施工組織設(shè)計及自然地理條件，降低材料的庫存成本和運輸成本。因BIM的模擬性、優(yōu)化性、協(xié)同性、可出圖性的特點，在BIM環(huán)境下開展技術(shù)管理，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，確定最佳的施工方案，也能為項目成本管理提質(zhì)增效。

砌體結(jié)構(gòu)施工，技術(shù)含量不高且成本占比很小的專項施工。傳統(tǒng)情況下不進(jìn)行排磚設(shè)計，由勞務(wù)分包直接在現(xiàn)場砌筑，總包方只把控砌筑質(zhì)量，很少把控使用量，最終報量要工程款。因其細(xì)部節(jié)點多，施工現(xiàn)場對原材料切割的隨意性較大，材料損耗很高。

啟迪項目實施過程中我們開展了BIM環(huán)境下的砌體排布，并選取該項目2#樓7層核心筒外部砌體墻開展傳統(tǒng)與BIM方式的對比分析，在砌筑質(zhì)量合格的前提下，基于BIM的砌體排布比傳統(tǒng)方式少用4.28%的砌塊（包含運輸、搬運、施工損耗），項目砌體總量1.2萬m3，采用BIM方式排磚，累計節(jié)約人工費、材料費21萬余元；且BIM對灰縫厚度、磚尺寸計算非常精準(zhǔn)，使得工人按圖施工的墻體整體密實度很高，觀感質(zhì)量效果超過傳統(tǒng)砌磚。

該項目地下室設(shè)計標(biāo)高3700mm、主梁高度900mm、風(fēng)管最大尺寸500mm、橋架最大截面高度200mm、給排水最大管徑150mm，業(yè)主方要求地下室凈標(biāo)高不得低于2200mm，常規(guī)三層（橋架、給排水、暖通）布置方式已無法滿足要求，且橋架與其他專業(yè)碰撞點達(dá)2564個。

傳統(tǒng)管線綜合完全依靠經(jīng)驗豐富的專業(yè)工程師通過疊圖的方式，憑嫻熟的識圖能力和精湛的專業(yè)技能完成，且不能解決所有問題。我們在BIM環(huán)境下開展全專業(yè)碰撞檢查、凈高控制檢查，并預(yù)裝配管線設(shè)備，將問題解決在施工前，將返工率降低到極小值，核算由此引起的工程量增減。

最終，該項目橋架整體施工標(biāo)高由設(shè)計標(biāo)高h(yuǎn)+2500mm上調(diào)至h+2600mm，規(guī)避大部分碰撞；給排水、暖通平行布置，橋架梁底翻彎。2名工程師2周完成全專業(yè)的施工準(zhǔn)備，確定最優(yōu)方案，節(jié)約溝通協(xié)調(diào)及工程變更流轉(zhuǎn)時間達(dá)到30個工作日，確保變更前后工程量增減可控。

4.BIM成本應(yīng)用問題及解決措施

BIM作為建筑領(lǐng)域的革命性技術(shù)對于大型、復(fù)雜項目的施工管理、進(jìn)度控制、成本管理起到了至關(guān)重要的作用。但根據(jù)《中國建設(shè)行業(yè)施工BIM應(yīng)用分析報告（2017）》調(diào)查顯示：截止2017年8月，全國35.2%的企業(yè)BIM應(yīng)用還處于研究階段未在項目應(yīng)用，16.8%的企業(yè)應(yīng)用少于1年，20%的企業(yè)應(yīng)用1～2年，只有5.7%的企業(yè)應(yīng)用5年以上；基于BIM的碰撞檢查（占48.3%）、基于BIM的投標(biāo)方案模擬（占42.3%）、基于BIM的專項施工方案模擬（占40.3%）是開展過最多的三項應(yīng)用，基于BIM的結(jié)算只占14.8%，可見基于BIM的成本管理未得到很好的貫徹。

公司BIM推行至今，采用不同工具在26個項目上開展了不同程度的應(yīng)用，在項目成本、進(jìn)度、質(zhì)量、安全、技術(shù)等方面取得了相當(dāng)多的成果，但BIM環(huán)境下項目成本管理仍存在應(yīng)用深度不夠、應(yīng)用效益不明顯等問題。通盤考慮行業(yè)和公司的應(yīng)用現(xiàn)狀，某些問題是共性的，也是脫離技術(shù)本身而存在于管理過程中的，這些問題主要表現(xiàn)在：

⑴傳統(tǒng)成本管理依靠項目預(yù)算員、成本核算員、會計員等完成，管理流程及管理職責(zé)與BIM所要求的不一致。

圖6 項目機電安裝前后對比（示范）

⑵傳統(tǒng)成本管理更多針對于單位工程，基礎(chǔ)編碼、統(tǒng)計口徑和計算標(biāo)準(zhǔn)在企業(yè)內(nèi)部并不統(tǒng)一，管理顆粒度和精細(xì)程度遠(yuǎn)大于BIM技術(shù)要求的構(gòu)件級。

⑶BIM系統(tǒng)功能宣傳大于實效，與實際管理存在“兩層皮”的現(xiàn)象，未實現(xiàn)與項目管理系統(tǒng)的集成應(yīng)用，有新建“信息孤島”的嫌疑。

若想項目成本管理中深度應(yīng)用BIM，必須以意識為切入點，進(jìn)行管理職責(zé)和工作流程的改革，才能促使BIM在成本管理中真正發(fā)揮作用：

⑴要提高各層級尤其是項目負(fù)責(zé)人的意識，充分理解BIM環(huán)境下成本管理理念，要認(rèn)識到BIM落地應(yīng)用需要整個項目管理團(tuán)隊積極參與。

⑵以項目精細(xì)化管理為出發(fā)點，細(xì)化項目結(jié)構(gòu)分解，強化項目管理數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一和規(guī)范數(shù)據(jù)分類和編碼體系、統(tǒng)計口徑、計算規(guī)則，為系統(tǒng)集成、信息共享和數(shù)據(jù)交互奠定基礎(chǔ)。

⑶深入分析市場上BIM系統(tǒng)的實際功效，厘清項目應(yīng)用需求，采購適合需求的專項軟件分步驟按輕重逐步開展并逐項落實，切忌所有應(yīng)用全部開展。引導(dǎo)軟件開發(fā)商立足企業(yè)BIM應(yīng)用實質(zhì)需求強化系統(tǒng)功能，推進(jìn)BIM與項目管理系統(tǒng)集成。

5.結(jié)論

綜上所述，BIM作為項目管理的載體，是建筑業(yè)信息化發(fā)展的前沿。BIM環(huán)境下實現(xiàn)項目成本由傳統(tǒng)方式的靜態(tài)管理向動態(tài)發(fā)展，可以更好的實現(xiàn)成本計劃、成本控制的管理，并有更優(yōu)的降本增效的組織、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、合同措施。BIM環(huán)境下成本管控仍然存在很多急需解決的共性問題，在應(yīng)用BIM實施自身變革的同時，仍需要按照BIM技術(shù)倡導(dǎo)的全過程、各方參與地開展應(yīng)用，以及國家政策、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和市場環(huán)境支持，以實現(xiàn)BIM環(huán)境下項目成本管理效益最大化。