基于BIM技術(shù)的工程模塊造價管理研究

王學(xué)亮

一、前言

隨著BIM技術(shù)在國內(nèi)基礎(chǔ)建設(shè)工程項目中推廣應(yīng)用，利用BIM技術(shù)結(jié)合模塊管理將項目管理提升效率、進(jìn)行信息化管理的發(fā)展已是大勢所趨。

眾所周知，工程項目建設(shè)管理中有著大量的造價信息需要系統(tǒng)管理。在施工方案論證、施工部署組織，原材料、設(shè)備的采購、各種機(jī)械、機(jī)具設(shè)備的使用等方面形成了浩如煙海的造價數(shù)據(jù)信息。這些造價數(shù)據(jù)信息具有以下特殊性：1.各種數(shù)據(jù)由于項目不同而類別不同；2.各種信息數(shù)據(jù)零散、冗繁數(shù)據(jù)信息且收集整理耗時費(fèi)力；3.即使整理收集成冊后期查詢效率低；4.整理的造價數(shù)據(jù)應(yīng)用率也低。

二、BIM技術(shù)簡介

BIM（Building Information Modeling）建筑信息模型特點(diǎn)是將大量的雜散的信息模塊化分類，并經(jīng)過系統(tǒng)的建模處理達(dá)到多維度分析，動態(tài)模型可視化展現(xiàn)。但是BIM對工程造價數(shù)據(jù)信息的管理不僅僅于此，更大的作用體現(xiàn)在通過BIM技術(shù)為造價管理提供全新的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)管理模式，為造價數(shù)據(jù)的收集和使用提供一個全新的方式。應(yīng)用BIM技術(shù)將極大地發(fā)揮出造價信息資源的共享和信息資源的傳遞價值作用，而BIM技術(shù)在信息管理中的快速、動態(tài)、精準(zhǔn)的特性必將把工程造價信息管理帶到一個前所未有的新高度，基于BIM技術(shù)建設(shè)工程模塊造價數(shù)據(jù)庫也將是建筑施工企業(yè)發(fā)展趨勢。

本文以某高速鐵路建設(shè)項目工程造價信息管理的BIM技術(shù)試點(diǎn)應(yīng)用為例，從項目中BIM技術(shù)結(jié)合造價模塊管理的角度進(jìn)行了探索研究，從項目招投標(biāo)清單管理、合同成本測算、施工過程經(jīng)濟(jì)活動分析等方面總結(jié)分析BIM技術(shù)和模塊管理在項目造價管理中的應(yīng)用研究。

應(yīng)用研究從以下三點(diǎn)展開：

1.利用清單模塊的劃分和模塊內(nèi)管理完善數(shù)據(jù)造價信息的標(biāo)準(zhǔn)化體系。造價數(shù)據(jù)信息附帶追本溯源的項目特征背景，為數(shù)據(jù)信息的交流和引用提供全面的“身份信息”。同時也是企業(yè)造價數(shù)據(jù)庫建設(shè)的堅實基礎(chǔ)。

2.通過模塊管理的施工成本測算和過程經(jīng)濟(jì)活動分析整合、篩選有價值的造價數(shù)據(jù)形成核心造價數(shù)據(jù)信息庫，利用BIM技術(shù)結(jié)合WEB端的鏈接達(dá)到可查詢功能的精準(zhǔn)調(diào)用。

3.由BIM技術(shù)提供模塊管理全程的造價數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計、造價數(shù)據(jù)信息收集，歸納整理成具有相同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的造價數(shù)據(jù)庫，為后續(xù)同類項目提供快速、具有針對性的準(zhǔn)確造價信息查詢，為管理層決策提供參考依據(jù)。

三、應(yīng)用BIM技術(shù)的模塊造價管理實例分析

現(xiàn)在以某高速鐵路工程項目的BIM技術(shù)模塊管理為例進(jìn)行分析。某高速鐵路項目線路正線全長37.6公里，含有路基、橋涵、無砟軌道和車站等線下工程。其中路基3.8公里，特大橋33.8公里，本文以橋梁土建部分為例，以BIM技術(shù)和模塊管理分析橋梁施工過程中的數(shù)據(jù)信息管理應(yīng)用。復(fù)雜特大橋1座755跨，全長24.8公里；復(fù)雜特大橋除3個特殊結(jié)構(gòu)外均為簡支梁結(jié)構(gòu)，特殊結(jié)構(gòu)一處為（74+160+74）米跨河連系梁拱跨橋，其他兩處分別為（60+100+60）米連續(xù)梁和一跨80米系桿拱橋。一般特大橋1座282跨，全長9公里，全部為簡支梁。主要涉及的軟件有廣聯(lián)達(dá)BIM5D、Revit及其他辦公軟件等。

1.工程?？靹澐趾湍K造價信息收集

（1）工程造價模塊劃分原則

按照施工條件和結(jié)構(gòu)形式大致相當(dāng)?shù)脑瓌t劃分工程模塊邊界，施工條件指現(xiàn)場的進(jìn)出場道路及場地周邊情況相差不大，結(jié)構(gòu)形式指主要結(jié)構(gòu)物的截面尺寸，總體高度和結(jié)構(gòu)樣式基本相當(dāng)。目的是為后續(xù)造價數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用提供準(zhǔn)確性和便捷性。

依據(jù)結(jié)構(gòu)形式劃分為復(fù)雜特大橋劃分成五個工程模塊；1號模塊系桿拱連系梁橋（74+160+74）；2號模塊一般連系梁橋（60+100+60）；3號模塊80米系桿拱橋；4號模塊橋梁橋墩高度大于14米的簡支梁段；5號模塊橋梁墩高不大于14米的簡支梁段。一般特大橋劃分為兩個工程模塊，4號模塊橋梁橋墩高度大于14米的簡支梁段；5號模塊橋梁墩高不大于14米的簡支梁段。其他對工程造價有較大影響的因素?fù)?jù)此參照第一款原則劃分。

（2）BIM模塊造價信息的數(shù)據(jù)組成

按照量價分離的思路和不同時段分別收集的原則，模塊信息除基本的項目特征、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和工期外，每個模塊的造價信息還應(yīng)包含：合同清單成本測算價、建設(shè)過程各項人材機(jī)等投入信息、施工過程經(jīng)濟(jì)分析、計量計價數(shù)據(jù)、變更數(shù)據(jù)信息（如有）、結(jié)算價款信息等。

BIM5D技術(shù)指利用Revit軟件平臺對三維的構(gòu)件建模，結(jié)合造價軟件數(shù)據(jù)，加入時間維度形成具有時間信息和造價信息的新模型信息。在三維模型的基礎(chǔ)上加入時間維度、再分別賦予不同階段的造價信息。不僅可以將工程數(shù)據(jù)和造價數(shù)據(jù)信息用直觀的模塊信息形式體現(xiàn)和動態(tài)化的演示。通過模型構(gòu)件信息關(guān)聯(lián)還可以減少大量的手工計算，提高計算的準(zhǔn)確性，使得施工過程中實時查詢和協(xié)同工作效率提高。

2.BIM模塊造價數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)

四、BIM模塊造價數(shù)據(jù)信息對項目準(zhǔn)備階段的應(yīng)用

以上述1號模塊系桿拱連系梁（76+160+76）為例，第一步依據(jù)設(shè)計文件建立1號模塊Rvite平臺模型。1號模塊模型主要由樁基礎(chǔ)、橋臺承臺、橋梁墩身、連系梁和系桿拱構(gòu)件組成。第二步根據(jù)實施性施組方案和施工成本預(yù)算各項數(shù)據(jù)導(dǎo)入廣聯(lián)達(dá)GBQ軟件，第三步把構(gòu)件Rvite模型和構(gòu)件的GBQ數(shù)據(jù)信息并結(jié)合時間維度導(dǎo)入到BIM5D平臺。形成具有構(gòu)件全方位“身份信息”的BIM5D版施工成本預(yù)算價。

例如1號模塊系桿拱連系梁橋樁基礎(chǔ)兩個主墩本別設(shè)計15根樁徑為2.2米群樁，樁長98米。樁身混凝土合計11318.4立方米。鉆孔樁施工工藝為沖擊鉆成孔。第一步是Rvite平臺中按照設(shè)計參數(shù)按照1:1比例建立樁基礎(chǔ)模型；第二步是將橋梁樁基礎(chǔ)的各項內(nèi)部預(yù)算數(shù)據(jù)導(dǎo)入GBQ軟件，包括單根樁長98米，樁徑2.2米，鉆孔及砼灌注1550元/延米，自拌C30樁身砼390元/立方（水泥、砂和石子及外加劑和拌合、運(yùn)輸費(fèi)用等），以及其他構(gòu)件造價有關(guān)信息等。第三步將構(gòu)件的Rvite模型信息和GBQ預(yù)算造價信息導(dǎo)入BIM5D平臺。最終利用BIM5D技術(shù)把橋梁樁基礎(chǔ)的構(gòu)件模型和各項造價預(yù)算信息進(jìn)行整合。經(jīng)過項目初步優(yōu)化和逐步調(diào)試后，BIM5D技術(shù)可以提供施工建造過程可視化動態(tài)模擬，施工階段勞務(wù)、材料和機(jī)械設(shè)備投入的施工全過程分析，一鍵查詢各構(gòu)件工程數(shù)量，并生成勞動力、主要材料和機(jī)械設(shè)備的投入需求曲線表。通過對施工資源投入曲線波峰的分析，為優(yōu)化勞動力均衡投入，各項材料的分時段備料提供全方面的數(shù)據(jù)支持。使項目施工過程切實做到均衡投入的流水施工，發(fā)揮真正優(yōu)化施工的作用。達(dá)到控制實際施工成本指標(biāo)的效果。

五、BIM模塊造價數(shù)據(jù)信息對項目施工階段的應(yīng)用

施工階段是施工企業(yè)項目造價控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對項目施工過程中的工期、施工質(zhì)量和安全控制都影響到施工的實際成本。而實際施工成本的管控直接關(guān)系到項目的綜合效益，對施工過程的動態(tài)控制，通過檢查對比、及時發(fā)現(xiàn)偏差并找到有效的手段糾偏是項目級BIM5D技術(shù)應(yīng)用的重點(diǎn)。

BIM5D技術(shù)與工程項目施工月度經(jīng)濟(jì)活動分析結(jié)合，通過實際施工工期與預(yù)算工期對比分析出工期進(jìn)度的偏差點(diǎn)；通過實際施工投入的勞動力、材料和機(jī)械與預(yù)算指標(biāo)的對比分析出每個構(gòu)件的節(jié)超率；利用BIM5D模型關(guān)聯(lián)成本測算指標(biāo)，減少了大量的基礎(chǔ)計算量，并且將月末的集中工作分散在日常的信息錄入中，月末通過平臺取量對比分析計算使得月度經(jīng)濟(jì)分析能夠及時、準(zhǔn)確的完成。使得過程管理痕跡清晰可見，模塊內(nèi)的分部分項工程構(gòu)件的量差分析通過BIM5D版web段可以做到隨時查詢。

本項目系桿拱連續(xù)梁主墩橋梁樁基礎(chǔ)施工過程中，把鉆孔灌注實際施工消耗的各項人工費(fèi)、材料費(fèi)、機(jī)械費(fèi)和周轉(zhuǎn)材料等每根樁基的實時數(shù)據(jù)上傳至BIM5D平臺，并將每個構(gòu)件的實際施工消耗數(shù)據(jù)信息與構(gòu)件模型對應(yīng)關(guān)聯(lián)，即構(gòu)建完成BIM5D的施工實際數(shù)據(jù)模型。通過廣聯(lián)達(dá)web端的云空間查詢功能，可以即時查詢到橋梁樁基的實際施工費(fèi)用與預(yù)算指標(biāo)的對比分析圖表。

六、BIM模塊造價數(shù)據(jù)信息對項目價款管理的應(yīng)用

BIM5D技術(shù)在項目綜合管理中主要體現(xiàn)在工程量計量和變更、索賠，工程款結(jié)算和資金使用計劃與偏差分析等方面，本項目對以上幾方面進(jìn)行了積極的試點(diǎn)探索。

1.工程量管理

在清單計量規(guī)則下，項目建設(shè)過程中需要多次提取不同分部分項工程的工程數(shù)量，每次提取數(shù)量計算都需要花費(fèi)大量的人力和時間。利用BIM5D技術(shù)對項目分部分項工程構(gòu)件進(jìn)行建模，加入時間參數(shù)，對參與各方需要的不同時間期限的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以快速匯總。并利用互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)云端共享，方便管理層及時了解施工一線的實時進(jìn)展。

2.工程進(jìn)度計價、變更和資金使用管理

因為BIM5D的構(gòu)件模型具備時間維度的信息，工程進(jìn)度計價工程量通過查詢功能選擇時間區(qū)間可以快速調(diào)取工程量，減少了重復(fù)計算量。

工程變更對工程量變化及新增工程通過對模型數(shù)據(jù)變更實現(xiàn)關(guān)聯(lián)計量，通過廣聯(lián)達(dá)web端的云空間查詢功能，實時反映出新增工程和工程數(shù)量變更與0號臺賬對比表。

BIM5D技術(shù)在資金使用計劃編制和管理方面同樣具備較多便利，通過合同清單項預(yù)算與構(gòu)建模型虛擬施工過程關(guān)聯(lián)，在廣聯(lián)達(dá)web端即可生成虛擬施工全過程的資金使用計劃表。同理也可生成自己使用計劃與實際投入對比表。

基于BIM5D技術(shù)“三算對比”提供一個更高效的平臺，是利用互聯(lián)網(wǎng)信息管理技術(shù)為工程項目造價信息數(shù)據(jù)的收集和應(yīng)用提供了新模式。

七、模塊造價數(shù)據(jù)信息對公司造價數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用

通過本工程項目BIM5D的試點(diǎn)應(yīng)用，和后續(xù)多區(qū)域、多行業(yè)典型工程項目的BIM5D應(yīng)用，逐步優(yōu)化和調(diào)整BIM模塊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并結(jié)合工程項目清單形成的工程公司基于BIM5D技術(shù)的工程模塊造價數(shù)據(jù)庫將成為施工企業(yè)信息管理的核心優(yōu)勢。

企業(yè)造價數(shù)據(jù)庫以工程模塊管理為架構(gòu)，具有BIM技術(shù)典型模塊的分部工程造價指標(biāo)；具有模塊“身份信息”屬性的人料機(jī)等直接成本指標(biāo)；真正具有實際操作指導(dǎo)性的施工成本指標(biāo)。以上三項造價指標(biāo)是下一步構(gòu)建企業(yè)BIM5D造價數(shù)據(jù)庫的主要目標(biāo)。企業(yè)BIM5D數(shù)據(jù)庫的建立對新建工程項目設(shè)計、施工招投標(biāo)、建造過程和竣工結(jié)算提供全過程的造價數(shù)據(jù)信息支持。但是真正實現(xiàn)企業(yè)層面的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用仍需由下至上的持續(xù)積累，解決應(yīng)用中的一個又一個難題。同時造價數(shù)據(jù)信息的時效性很敏感。需要不斷納新才能真正發(fā)揮數(shù)據(jù)庫的作用。而目前BIM5D技術(shù)在交通工程項目中的應(yīng)用才剛剛起步，BIM技術(shù)人員缺乏BIM技術(shù)在施工企業(yè)項目應(yīng)用最大短板。推廣更多的工程項目應(yīng)用BIM5D技術(shù)并最終實現(xiàn)企業(yè)級應(yīng)用也是撰寫本文的初衷。