項(xiàng)目成本實(shí)務(wù)管理中的BIM應(yīng)用

廖云定　李益華　林麗

摘要：文章以“珠港澳大橋”項(xiàng)目為案例背景，闡述了運(yùn)用傳統(tǒng)成本核算方法存在的困境，介紹了BIM在該項(xiàng)目成本管理中的優(yōu)勢，并從BIM模型創(chuàng)建、成本數(shù)據(jù)庫建立、實(shí)際成本核算、多維度成本分析四個(gè)方面，介紹了BIM項(xiàng)目解決方案，分析了成功運(yùn)用BIM技術(shù)后的項(xiàng)目效益。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);工程建設(shè);成本實(shí)務(wù)管理;珠港澳大橋

中國分類號：U415.13文章標(biāo)識碼：A542014

0 引言

建筑信息模型（Building Information Modeling，簡稱BIM）利用數(shù)字化模型對建設(shè)工程項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營，目的是為提高項(xiàng)目交付效率、降低單耗水平，以改進(jìn)全過程成本管理。借助BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集、分析、挖掘，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目現(xiàn)場與信息中心的實(shí)時(shí)互動，降低施工過程中的信息傳遞誤差水平，提升管理信息傳輸?shù)募皶r(shí)性和準(zhǔn)確性，從項(xiàng)目設(shè)計(jì)開始實(shí)現(xiàn)公司對項(xiàng)目進(jìn)度、成本、安全的全生命周期的動態(tài)化管理，可對BIM設(shè)計(jì)出的新項(xiàng)目更準(zhǔn)確地查看、修改并實(shí)時(shí)模擬項(xiàng)目在現(xiàn)實(shí)中的狀態(tài)，包括但不限于項(xiàng)目外觀面貌、內(nèi)在性能指標(biāo)和具體成本結(jié)構(gòu)等，并創(chuàng)建出精確的項(xiàng)目施工圖紙。本文以“珠港澳大橋”項(xiàng)目為案例背景，探討B(tài)IM技術(shù)在項(xiàng)目成本實(shí)務(wù)管理中的應(yīng)用。

1 傳統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目管理方法存在的不足

在過去的20年中，計(jì)算機(jī)輔助繪圖（Computer Aided Design，簡稱CAD）技術(shù)的普及推廣，使建筑工程領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了電子繪圖，明顯提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，但在建設(shè)項(xiàng)目精細(xì)化管理方面仍顯不足：

（1）項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段往往會因項(xiàng)目工程量巨大且施工、運(yùn)營維護(hù)復(fù)雜等原因?qū)е略O(shè)計(jì)圖紙的準(zhǔn)確度不足。

（2）缺乏應(yīng)對項(xiàng)目施工過程中工量、價(jià)、費(fèi)的有效風(fēng)險(xiǎn)控制手段，不利于增強(qiáng)對價(jià)值鏈的精益管理。因各局部項(xiàng)目工藝差異，導(dǎo)致沒法做到人、機(jī)、料、法、環(huán)的最佳協(xié)同，容易人為造成施工不合理導(dǎo)致人、財(cái)、力的損失。

（3）難以對建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行全生命周期的及時(shí)跟蹤管理和不能做到及時(shí)有效反饋。信息交流無法實(shí)現(xiàn)即時(shí)反應(yīng)和應(yīng)答，延誤項(xiàng)目交期和項(xiàng)目結(jié)算滯后，不利于改善和提高運(yùn)營維護(hù)效率。

2 以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)的項(xiàng)目信息化管理的優(yōu)勢

國內(nèi)各企業(yè)目前應(yīng)用BIM技術(shù)的水平差別巨大，BIM技術(shù)應(yīng)用有助于項(xiàng)目原有設(shè)計(jì)的優(yōu)化、改善圖形質(zhì)量，降低因?yàn)椴粚ΨQ信息引發(fā)的建筑質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)水平、提高生產(chǎn)效率，在協(xié)同水平、保障項(xiàng)目交期、降低施工過程中的建造成本等方面有著較強(qiáng)的優(yōu)勢。

（1）可視性：三維渲染，宣傳展示

通過BIM平臺建立的模型可以有效優(yōu)化原有的設(shè)計(jì)，生成可視化的三維渲染效果，高精度數(shù)據(jù)與效率模擬，更符合人性，也更容易直擊業(yè)主痛點(diǎn)，提升中標(biāo)和業(yè)務(wù)成交的可能性。

（2）精確性：快速算量，改善精度

通過BIM平臺，數(shù)據(jù)的精度可達(dá)到構(gòu)件級，可以按管理需要實(shí)時(shí)動態(tài)地提供項(xiàng)目各板塊管理所需的完整數(shù)據(jù)信息，能有效促進(jìn)施工管理的協(xié)同，促進(jìn)精益管理，改善價(jià)值鏈管理水平，提高施工管理的效率和效果。通過5D-BIM可在創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫時(shí)準(zhǔn)確、及時(shí)地計(jì)算工程量、價(jià)、費(fèi)，提升施工預(yù)算的精度與效率[1]。

（3）效益性：精確計(jì)劃，減少浪費(fèi)

通過BIM平臺，能從工程大數(shù)據(jù)中精準(zhǔn)、及時(shí)地獲取項(xiàng)目基礎(chǔ)資源計(jì)劃，通過人、機(jī)、料、法、環(huán)的全面協(xié)同，為施工企業(yè)對生產(chǎn)過程的精細(xì)化管理提供有效支撐，通過協(xié)同，節(jié)本降耗，大大減少了人員、設(shè)備、材料、物流和倉儲等方面的浪費(fèi)，有助于提高企業(yè)的價(jià)值。

（4）風(fēng)控性：多算對比，有效管控

通過BIM平臺，可以實(shí)時(shí)得到在任何時(shí)間、任何項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)上的工程基礎(chǔ)信息，可以將已簽約的項(xiàng)目合同、項(xiàng)目原計(jì)劃與項(xiàng)目實(shí)際施工的工程量、材料消耗量、分項(xiàng)單價(jià)、分項(xiàng)合價(jià)等數(shù)據(jù)進(jìn)行多算對比，對項(xiàng)目進(jìn)行多重分解，可有效了解項(xiàng)目運(yùn)營的盈虧狀況，甚至對盈虧的主要影響因素進(jìn)行初步分析，如：消耗量超標(biāo)與否，影響程度多大等問題，能夠根據(jù)管理目的對項(xiàng)目成本風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行事前、事中和事后的有效管控。

（5）模擬性：虛擬施工，進(jìn)度可視

利用BIM技術(shù)中的四維進(jìn)度模擬可以把三維可視化功能與時(shí)間維度結(jié)合起來，通過虛擬施工分析施工計(jì)劃與實(shí)際進(jìn)展的對比情況，分項(xiàng)、分專業(yè)制定個(gè)性化的可視化項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)對施工實(shí)時(shí)管理，也有利于監(jiān)理方、業(yè)主方更直觀地了解工程項(xiàng)目，促進(jìn)項(xiàng)目的順利開展。通過BIM技術(shù)結(jié)合擬定的施工方案、施工四維進(jìn)度模擬和對施工現(xiàn)場視頻數(shù)據(jù)，可大幅降低建筑質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)水平、可有效排查隱患和降低安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，是實(shí)現(xiàn)大型建設(shè)項(xiàng)目有效管理的工具。

（6）優(yōu)化性：碰撞檢查，減少返工

利用BIM技術(shù)可以在工程項(xiàng)目前期進(jìn)行碰撞檢查，做好預(yù)案，優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工方案。通過施工交底、施工模擬，減少重復(fù)投入，有助于施工質(zhì)量提升和改善與業(yè)主的溝通。

（7）協(xié)同性：沖突協(xié)調(diào)，決策支持

利用BIM中的項(xiàng)目基礎(chǔ)數(shù)據(jù)協(xié)同和共享，打破數(shù)據(jù)壁壘，為各管理和業(yè)務(wù)部門的具體業(yè)務(wù)開展等提供決策支持。

3 BIM技術(shù)在“珠港澳大橋”建設(shè)項(xiàng)目案例中的實(shí)踐應(yīng)用

3.1 案例背景

（1）項(xiàng)目概況。港珠澳大橋項(xiàng)目珠?？诎豆こ炭偨ㄖ娣e20.88萬m2，項(xiàng)目主體的結(jié)構(gòu)體系為鋼筋混凝土框架，其他工程多使用鋼結(jié)構(gòu)[2]。其中，交通中心建筑面積為140 057.8 m2（地下室為63 907 m2，地上為69 720.8 m2，室外雨篷為6 430 m2）;交通連廊建筑面積為68 738.8 m2（地下室為7 209.8 m2，地上為57 929 m2，室外雨篷為3 600 m2）。

（2）團(tuán)隊(duì)組建。為提高項(xiàng)目精細(xì)化管理水平，項(xiàng)目采用分公司BIM工作站融入項(xiàng)目實(shí)施團(tuán)隊(duì)組成項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)的方式，確定項(xiàng)目總指揮、項(xiàng)目經(jīng)理、技術(shù)總負(fù)責(zé)、技術(shù)組、質(zhì)量組、安全組、商務(wù)組、創(chuàng)優(yōu)組負(fù)責(zé)人分工，并制定相關(guān)BIM項(xiàng)目實(shí)施管理制度。

3.2 該項(xiàng)目運(yùn)用傳統(tǒng)成本核算方法存在的困境

在該項(xiàng)目植入BIM技術(shù)前，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人曾嘗試采用傳統(tǒng)項(xiàng)目管理方法進(jìn)行方案設(shè)計(jì)和實(shí)施，但在實(shí)際操作環(huán)節(jié)遇到了較大難度。

（1）數(shù)據(jù)處理量大。港珠澳大橋作為一個(gè)大型建設(shè)項(xiàng)目，需要對項(xiàng)目實(shí)施過程中的材料、機(jī)械設(shè)備、人員、規(guī)費(fèi)消耗和財(cái)務(wù)費(fèi)用在每一個(gè)施工階段的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、統(tǒng)計(jì)和分析，數(shù)據(jù)處理量很大，無法實(shí)現(xiàn)短周期（月、季）成本分析，業(yè)務(wù)人員沒有精力對成本優(yōu)化管理。

（2）項(xiàng)目施工周期長、體量大，需要協(xié)調(diào)進(jìn)入的企業(yè)資源、業(yè)務(wù)人員、管理人員和部門多。傳統(tǒng)方法下的成本核算具有滯后性，需要多業(yè)務(wù)部門對數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)同匯總、分析，這樣核算的成本是事后反應(yīng)的結(jié)果，對業(yè)務(wù)的指導(dǎo)性不足。

（3）精準(zhǔn)匹配對應(yīng)分解成本有困難。物資和資金流動量大且頻繁，為做到材料、機(jī)械設(shè)備、人員、資金等資源的精準(zhǔn)管理，對倉存管理、物流、人資、財(cái)務(wù)等各個(gè)環(huán)節(jié)的要求就更高了，傳統(tǒng)條件下做好相關(guān)工作需要整個(gè)體系的完美改善和協(xié)調(diào)，很難做到三個(gè)維度的（時(shí)間、空間、工序）一一匹配。

（4）賬實(shí)核對庫存消耗量、資金來源和支付情況復(fù)雜。在材料方面，存在利用商業(yè)信用材料入庫未付款、預(yù)付貨到未入庫、預(yù)付貨到已入庫、貨到票未到等多種情況，也存在材料庫外存放等現(xiàn)象，機(jī)械周轉(zhuǎn)材料租賃也有類似情況;資金來源有自籌、專項(xiàng)貸款、普通貸款、融資租賃等多種形式，支付也存在預(yù)付、待結(jié)算未付等現(xiàn)象，資金核算多樣。

3.3 BIM在該項(xiàng)目成本管理中的優(yōu)勢

與傳統(tǒng)模式相比，BIM平臺在處理復(fù)雜工藝、大型建設(shè)項(xiàng)目方面具有明顯優(yōu)勢，依托于建筑信息模型數(shù)字技術(shù)，能對建筑項(xiàng)目的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)高效的處理并對BIM模型中的信息共享使用。既可運(yùn)用項(xiàng)目信息指導(dǎo)具體實(shí)際業(yè)務(wù)，又可通過實(shí)際信息反饋完善模型。BIM平臺模型在港珠澳大橋珠?？诎豆こ添?xiàng)目成本管理的優(yōu)勢如下：

（1）核算效率高。5D-BIM數(shù)據(jù)庫的成功建設(shè)使用，使數(shù)據(jù)的整理、匯總、分析能力大幅提高，數(shù)據(jù)處理效率高，降低了重復(fù)性工作量，節(jié)約了工作時(shí)間。

（2）統(tǒng)計(jì)分析準(zhǔn)。5D-BIM數(shù)據(jù)庫可實(shí)現(xiàn)成本數(shù)據(jù)動態(tài)更新和維護(hù)管理，提高了數(shù)據(jù)信息的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，可實(shí)現(xiàn)多維度（時(shí)間、空間、WBS）匯總分析，能有效滿足項(xiàng)目實(shí)際分析和決策支撐需求。

（3）實(shí)時(shí)監(jiān)控全。通過5D-BIM數(shù)據(jù)庫，可對建設(shè)項(xiàng)目全過程的各成本條線進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、預(yù)警、調(diào)整和管理，有效預(yù)防“三超”，保障項(xiàng)目工期。

（4）總部管控強(qiáng)。5D-BIM數(shù)據(jù)庫通過企業(yè)總部服務(wù)器實(shí)現(xiàn)其功能，有利于數(shù)據(jù)安全管理，有利于企業(yè)總部財(cái)務(wù)、資金、成本、審計(jì)等部門在其職責(zé)范圍內(nèi)及時(shí)取得每個(gè)工程項(xiàng)目的實(shí)際成本數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)挖掘，可將數(shù)據(jù)具體化到每一個(gè)構(gòu)件，了解實(shí)時(shí)傳遞的工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)信息，大幅提高了企業(yè)總部管理效率，增強(qiáng)了成本管控能力。

3.4 項(xiàng)目解決方案及實(shí)施

項(xiàng)目解決方案及實(shí)施可分為BIM模型創(chuàng)建、成本數(shù)據(jù)庫建立、實(shí)際成本核算、多維度成本分析四個(gè)步驟。

（1）BIM模型創(chuàng)建

借助已有的工作成果，以CAD圖紙翻建三維BIM模型。在BIM模型創(chuàng)建過程中有100多項(xiàng)問題被發(fā)現(xiàn)，形成問題報(bào)告清單，并在施工前反饋給設(shè)計(jì)方進(jìn)行針對性的整改。

本項(xiàng)目采用分層、分專業(yè)的模型創(chuàng)建，再鏈接形成一個(gè)整合模型（見圖1）。

（2）成本數(shù)據(jù)庫建立

建立實(shí)際成本的5D-BIM（3D實(shí)體、時(shí)間、工序）關(guān)系數(shù)據(jù)庫，確保實(shí)際成本數(shù)據(jù)及時(shí)準(zhǔn)確錄入，保障各種成本核算、匯總、統(tǒng)計(jì)、分析數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)取得，及時(shí)錄入的還包括各WBS單價(jià)。為保證數(shù)據(jù)的完整性，尚未簽訂合同、沒有單價(jià)的，要以預(yù)算價(jià)錄入，待合同正式簽訂后，據(jù)實(shí)替換數(shù)據(jù)。通過動態(tài)維護(hù)BIM實(shí)際成本模型，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，確保數(shù)據(jù)與實(shí)際業(yè)務(wù)的一致性。

（3）實(shí)際成本核算

材料實(shí)際成本。要以實(shí)際使用、消耗量為最終成本數(shù)據(jù)。通過定期對所有材料做物料平衡測試，按時(shí)調(diào)整每個(gè)WBS材料實(shí)際消耗水平。

人工費(fèi)實(shí)際成本。要按項(xiàng)目合同實(shí)際完成和簽證工作量調(diào)整實(shí)際成本。按各個(gè)WBS勞務(wù)的實(shí)際情況，在用工部門和人資部門的配合下?lián)?shí)核算人工成本的分配。

耗材和機(jī)械設(shè)備使用要關(guān)注實(shí)際成本在各WBS之間的合理分配。

（4）快速實(shí)行多維度（時(shí)間、空間、WBS）成本分析

實(shí)際成本BIM模型建立之后，在相應(yīng)的管理制度、流程保障下做好運(yùn)營維護(hù)，正常運(yùn)行即可快速實(shí)行多維度（時(shí)間、空間、WBS）成本分析。

通過本方案實(shí)施，可實(shí)現(xiàn)全過程工作量的減少，勞動強(qiáng)度降低了，工作效率提高了，做好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)工作后，各種成本分析報(bào)表可實(shí)時(shí)取得。

4 成功運(yùn)用BIM技術(shù)后的項(xiàng)目效益分析

本案例通過建立虛擬的三維模型，利用數(shù)字化技術(shù)創(chuàng)造一個(gè)完整的、與實(shí)際情況一致的建筑工程信息庫，產(chǎn)生了積極的經(jīng)濟(jì)和協(xié)同效益：

施工前期效益。通過檢測設(shè)計(jì)圖紙的正確率，如結(jié)構(gòu)與建筑校核，管線、構(gòu)件的碰撞檢查等，BIM技術(shù)減少了后期設(shè)計(jì)變更造成的費(fèi)用及工期損失。通過BIM技術(shù)模擬施工，有利于針對在設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)的問題、真正施工階段產(chǎn)生的問題等風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，提前做好預(yù)案處理，避免風(fēng)險(xiǎn)失控，為實(shí)際項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建設(shè)、實(shí)施、運(yùn)營維護(hù)活動提供堅(jiān)強(qiáng)有力的支撐。

施工中期效益。在本案例中，運(yùn)用BIM技術(shù)給工程信息化管理賦能：指導(dǎo)施工方案、技術(shù)和工藝的確定及優(yōu)化;復(fù)雜的測量放線;構(gòu)件下料、加工制作、物料計(jì)量、物料的進(jìn)出管理、能源管理、采購計(jì)劃、采購實(shí)施;形成了各參加方的協(xié)同工作平臺，提高信息交流、溝通效率等，取得了明顯的施工效益。

施工后期效益。在后期結(jié)算工作中，案例利用了BIM技術(shù)的可視化特性，降低了預(yù)結(jié)算人員對過高專業(yè)要求的依賴，有利于預(yù)結(jié)算人員直觀地對工程量進(jìn)行分析和判斷，以及快速地進(jìn)行成本核算和分析，提高了預(yù)結(jié)算的準(zhǔn)確性及工作效率。見表1。

5 結(jié)語

在施工中采用BIM技術(shù)，通過建立虛擬的三維模型，利用數(shù)字化技術(shù)，為這個(gè)模型創(chuàng)造一個(gè)完整的、與實(shí)際情況一致的建筑工程信息庫。經(jīng)過對建筑項(xiàng)目進(jìn)行虛擬可視化施工，可對項(xiàng)目施工方案進(jìn)行模擬、分析和優(yōu)化，從而提前發(fā)現(xiàn)施工中可能出現(xiàn)的各種問題，并在施工前采取預(yù)防措施，直至獲得最佳的施工方案，最大限度實(shí)現(xiàn)“零碰撞、零沖突、零返工”，加快施工進(jìn)度，提高施工質(zhì)量，降低或消除返工現(xiàn)象。同時(shí)在BIM技術(shù)的應(yīng)用過程中，也為項(xiàng)目參建各方提供一個(gè)協(xié)同工作的平臺，提高各方（外部和內(nèi)部）的溝通、交流效率;可顯著改善人力資源使用的效果，降低單位人工成本。此外，項(xiàng)目在建設(shè)過程可實(shí)現(xiàn)精確、高效的工程量計(jì)量、預(yù)算、結(jié)算等工作，如進(jìn)行施工階段進(jìn)度管理、開展成本核算、質(zhì)量安全管理以及碳排放測算等。

BIM技術(shù)的深入應(yīng)用有賴于企業(yè)硬實(shí)力和軟實(shí)力投入[3]。包括本案例應(yīng)用的企業(yè)在內(nèi)，當(dāng)前很多傳統(tǒng)的建筑企業(yè)普遍存在以下問題：BIM技術(shù)應(yīng)用人才資源薄弱;該系統(tǒng)與常規(guī)系統(tǒng)的兼容性、數(shù)據(jù)的互通互聯(lián)性待完善;系統(tǒng)建設(shè)成本較高;應(yīng)用環(huán)境不夠成熟等。

基于BIM在大型建設(shè)項(xiàng)目中的全生命周期管理過程應(yīng)用的正向效果顯著，在設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維等的應(yīng)用有優(yōu)勢。傳統(tǒng)企業(yè)應(yīng)抓住BIM技術(shù)革命契機(jī)，積極采取對策加速技術(shù)升級和實(shí)現(xiàn)管理轉(zhuǎn)型：（1）加大人才的培訓(xùn)力度和投入;（2）盡可能擴(kuò)大應(yīng)用范圍，在應(yīng)用過程逐步構(gòu)建企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)模塊數(shù)據(jù)庫（模型庫），提高后續(xù)應(yīng)用的效率、攤薄應(yīng)用成本;（3）開展符合企業(yè)需求的技術(shù)攻關(guān)，完善或拓展軟件功能，增強(qiáng)各軟件的兼容性、數(shù)據(jù)互通性，建立通道，打破信息壁壘和信息孤島等。

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