BIM技術(shù)在工程施工中成本管理的應(yīng)用

何小琴（中鐵二十局集團(tuán)第六工程有限公司，陜西 西安 710032）

近年來(lái)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛躍發(fā)展促進(jìn)了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的突飛猛進(jìn)；與此同時(shí)，信息技術(shù)領(lǐng)域新的突破和進(jìn)展，致使國(guó)內(nèi)各行各業(yè)的業(yè)態(tài)也不斷提質(zhì)升級(jí)。土建行業(yè)也不例外，迎來(lái)了該行業(yè)的第二次信息化革命，其重要的標(biāo)志是BIM技術(shù)的產(chǎn)生與廣泛應(yīng)用，它的誕生及應(yīng)用極大提升了建設(shè)工程項(xiàng)目管理水平?？v觀我國(guó)工程業(yè)的發(fā)展歷程，傳統(tǒng)的工程管理和成本控制技術(shù)已經(jīng)很難適應(yīng)我國(guó)當(dāng)前建設(shè)工程行業(yè)的發(fā)展，BIM技術(shù)的引入與廣泛推廣應(yīng)用，為工程管理工作和成本控制工作提供了極大地便利。

同時(shí)，要求工程項(xiàng)目建設(shè)者在工程項(xiàng)目管理和施工成本控制中正確認(rèn)識(shí)和運(yùn)用BIM技術(shù)，有效提升效率，不僅可以完成工程施工任務(wù)的預(yù)期目標(biāo)，而且可以對(duì)資源進(jìn)行合理控制，也能提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，有助于企業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。

伴隨中國(guó)工程建設(shè)行業(yè)對(duì)BIM技術(shù)的認(rèn)知與應(yīng)用的不斷深入，BIM技術(shù)成為工程建設(shè)行業(yè)信息化的主要工具，但BIM技術(shù)尚處于理論研究，主要停留在對(duì)嵌入模式與計(jì)算機(jī)編程技術(shù)的探討，而大型建設(shè)工程項(xiàng)目應(yīng)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)甚少。本文綜述BIM技術(shù)及其與建設(shè)工程項(xiàng)目施工階段工程造價(jià)管理之間的相互關(guān)系，探討施工階段BIM技術(shù)在成本管理與控制的流程及關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1 BIM技術(shù)的概述

BIM是“建筑信息模型（Building Information Modeling）”的簡(jiǎn)稱，源于美國(guó)查克·伊士曼(Chuck Eastman，Ph.D.)博士提出的一個(gè)概念：“建筑信息模型包含了不同專業(yè)的所有信息、功能要求和性能，把一個(gè)工程項(xiàng)目的所有信息包括在設(shè)計(jì)過(guò)程、施工過(guò)程、運(yùn)營(yíng)管理過(guò)程的信息全部整合到一個(gè)建筑模型[1]”。

BIM技術(shù)的含義可以概括為：BIM技術(shù)以三維數(shù)字技術(shù)模型為基礎(chǔ)，它集成了各種工程數(shù)據(jù)相關(guān)信息，是對(duì)工程項(xiàng)目設(shè)施實(shí)體與功能特性的數(shù)字化表達(dá)；BIM技術(shù)能夠?qū)ㄔO(shè)項(xiàng)目生命期不同階段的數(shù)據(jù)、過(guò)程和資源進(jìn)行關(guān)聯(lián)，可自動(dòng)計(jì)算、查詢、組合與拆分的實(shí)時(shí)工程數(shù)據(jù)，可被建設(shè)項(xiàng)目各參與方普遍使用；同時(shí)，BIM技術(shù)支持工程數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)創(chuàng)建、管理與共享，實(shí)現(xiàn)工程數(shù)據(jù)共享[2]。因此，BIM技術(shù)具有可視化、參數(shù)化、可協(xié)調(diào)、可模擬、可管理、可出圖等特點(diǎn)[3,4]。

2 基于BIM技術(shù)的成本控制體系構(gòu)建及其應(yīng)用

施工成本控制是建設(shè)工程項(xiàng)目管理的核心之一，它涉及工程項(xiàng)目管理的方方面面，是一項(xiàng)綜合管理活動(dòng)。故，施工成本控制是以施工技術(shù)、工程經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量控制、進(jìn)度控制、安全管理、財(cái)務(wù)管理等為基礎(chǔ)的管理活動(dòng)。工程實(shí)踐中，基于BIM技術(shù)構(gòu)建施工成本管控體系，并將BIM技術(shù)引入工程項(xiàng)目施工成本管控中，有利于提升施工企業(yè)的生產(chǎn)、管理效率。在建設(shè)工程項(xiàng)目施工準(zhǔn)備階段、施工階段，構(gòu)建完成以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)的成本控制體系（圖1），并依據(jù)成本管控體系進(jìn)行有效管理，以期實(shí)現(xiàn)企業(yè)效率最大化。

圖1 基于BIM技術(shù)的施工階段成本控制體系[5]

2.1 施工組織設(shè)計(jì)

施工組織設(shè)計(jì)是技術(shù)準(zhǔn)備的核心，它是以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況為依據(jù)編制的科學(xué)、合理、可行的技術(shù)經(jīng)濟(jì)文件，它涉及工程技術(shù)、工程質(zhì)量、工程經(jīng)濟(jì)和施工組織。施工組織設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括施工方案、施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置圖、施工進(jìn)度計(jì)劃以及為保證完成施工項(xiàng)目所需的各種組織措施、配備的管理人員、施工機(jī)械選用等。

在施工準(zhǔn)備階段，應(yīng)用BIM技術(shù)三維可視化功能能夠部署施工現(xiàn)場(chǎng)，完成施工平面圖的布置，有效提高施工組織能力；同時(shí)，BIM技術(shù)能對(duì)綜合管線進(jìn)行碰撞檢查，BIM技術(shù)的可視化可以提升技術(shù)交底效率，做到解決工程設(shè)計(jì)問(wèn)題于萌芽階段，避免施工中因設(shè)計(jì)問(wèn)題導(dǎo)致的返工，做到降低施工成本、加快施工進(jìn)度同時(shí)推進(jìn)，間接對(duì)建設(shè)工程項(xiàng)目進(jìn)行了成本和進(jìn)度控制。

2.2 基于BIM技術(shù)的成本計(jì)劃管理

基于建筑三維空間信息模型，綜合時(shí)間、成本信息，形成5D建筑信息模型（BIM5D），即：“3D模型+時(shí)間+造價(jià)”。

BIM5D模型集成了構(gòu)件所涉及的幾何尺寸、進(jìn)度、成本、工程量及其消耗等數(shù)據(jù)信息，工程建設(shè)項(xiàng)目管理者在施工前就可以調(diào)取和查看工程建設(shè)項(xiàng)目施工進(jìn)度計(jì)劃與成本之間相匹配的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，查看某一階段的施工計(jì)劃與施工成本信息。通過(guò)BIM5D模型，工程建設(shè)項(xiàng)目管理者還可以根據(jù)管理需要，按月、按周、按日查看項(xiàng)目的實(shí)際進(jìn)展情況（進(jìn)度超前、滯后、同步），并可查詢獲取對(duì)應(yīng)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的成本數(shù)據(jù)、分析材料消耗量，為制定成本控制措施提供依據(jù)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化成本控制。

2.3 基于BIM技術(shù)的計(jì)量與支付

傳統(tǒng)造價(jià)管理中，計(jì)量工作的開(kāi)展需要有較強(qiáng)專業(yè)知識(shí)的技術(shù)人員來(lái)進(jìn)行，首先需讀取二維平面圖紙中的信息，在大腦中構(gòu)建建筑構(gòu)件的實(shí)體，然后進(jìn)行分解和手工算量；然而，施工中發(fā)生的變更、簽證所涉及的成本信息數(shù)據(jù)，幾乎全掌握在非造價(jià)管理人員手中，這些成本數(shù)據(jù)得不到有效的傳遞利用，致使計(jì)量支付工作上投入大量的時(shí)間、精力，而且還不一定能得到滿意的結(jié)果，造成計(jì)量支付的遲付、超付，無(wú)形中增加了項(xiàng)目管理的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致管理效率大幅度降低。

在工程進(jìn)度款計(jì)量、計(jì)價(jià)、支付等方面，BIM技術(shù)的應(yīng)用效果明顯，為建設(shè)項(xiàng)目參與方的進(jìn)度款的支付帶來(lái)了便捷、提高了工作效率。工程造價(jià)管理者可在BIM5D模型中對(duì)已完工、需計(jì)量的工程進(jìn)行數(shù)據(jù)歸集、統(tǒng)計(jì)，快捷準(zhǔn)確計(jì)量、計(jì)價(jià)，支付進(jìn)度款。

2.4 基于BIM的工程變更管理與簽證索賠管理

在施工準(zhǔn)備階段，施工單位按照設(shè)計(jì)圖紙完成BIM模型構(gòu)建，將圖紙信息完全反映在BIM模型中。利用BIM系統(tǒng)進(jìn)行多專業(yè)集成碰撞檢查，針對(duì)設(shè)計(jì)缺陷和設(shè)計(jì)問(wèn)題，項(xiàng)目參建各方共同協(xié)商討論，敲定解決問(wèn)題的可行方案；同時(shí)，利用BIM技術(shù)的可視化進(jìn)行技術(shù)交底，可以減少因碰撞問(wèn)題導(dǎo)致的施工變更，減少因變更所導(dǎo)致的成本增加。

施工中，規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)簽證管理，對(duì)分部分項(xiàng)工程進(jìn)行合理的資金分配，采取事前控制的方法，合理地預(yù)測(cè)以提高現(xiàn)場(chǎng)簽證的質(zhì)量，提升資金的利用效率，有效地對(duì)工程造價(jià)進(jìn)行管控。現(xiàn)場(chǎng)簽證完成后，利用BIM模型對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行審核，對(duì)比分析實(shí)際情況與模型模擬情況，找出偏差，確保簽證內(nèi)容的合理、準(zhǔn)確。

2.5 基于BIM技術(shù)的材料成本控制

結(jié)合BIM技術(shù)的可參數(shù)化特點(diǎn)與傳統(tǒng)的資源管理模式，應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行施工進(jìn)度模擬，優(yōu)化資源配置。

2.5.1 利用BIM技術(shù)對(duì)施工資源進(jìn)行合理配置減少材料浪費(fèi)

依據(jù)工程數(shù)據(jù)對(duì)建設(shè)工程項(xiàng)目施工資源進(jìn)行有效合理地配置，其配置的合理性、準(zhǔn)確性將直接影響資源配置的效率。BIM模型中的構(gòu)件與建設(shè)工程項(xiàng)目實(shí)體構(gòu)件為對(duì)應(yīng)關(guān)系，BIM模型提取的工程量更精確，所以用BIM模型工程量對(duì)施工資源的配置更為合理準(zhǔn)確。

通過(guò)BIM5D平臺(tái)，以計(jì)劃進(jìn)度為依據(jù)，能夠快速查詢相應(yīng)時(shí)間段的材料用量（如每日、每周、每月的材料用量），并合理安排施工材料的進(jìn)出場(chǎng)時(shí)間，有效地提升施工場(chǎng)地的利用率。利用BIM5D對(duì)建設(shè)工程項(xiàng)目施工資源進(jìn)行管理，可以按照工程實(shí)際用量對(duì)材料進(jìn)行計(jì)劃配置，有效杜絕或減少施工材料的浪費(fèi)[6]。

2.5.2 利用BIM5D資源優(yōu)化管理能夠?qū)崿F(xiàn)資源有效供應(yīng)

基于BIM5D平臺(tái)結(jié)合施工進(jìn)度與資源配置的對(duì)應(yīng)關(guān)系，針對(duì)資源管理存在的問(wèn)題利用BIM技術(shù)模擬施工，檢查施工進(jìn)度安排的合理性。同時(shí)，根據(jù)計(jì)劃進(jìn)度提取相應(yīng)資源需要量計(jì)劃，以期達(dá)到合理計(jì)劃配置施工資源的目的。分析施工進(jìn)度計(jì)劃的完成情況，對(duì)資源配置進(jìn)行優(yōu)化，有效避免因資源供應(yīng)問(wèn)題導(dǎo)致工期延誤、物資積壓情況發(fā)生，達(dá)到降低施工成本的目的。

利用BIM5D資源優(yōu)化管理功能，可以在工程項(xiàng)目出現(xiàn)變更、進(jìn)度計(jì)劃改變時(shí)，實(shí)時(shí)更新工程模型數(shù)據(jù)信息，及時(shí)調(diào)整資源供應(yīng)計(jì)劃，能夠有效提升施工資源配置效率。

2.6 基于BIM技術(shù)的多算對(duì)比分析

在建設(shè)工程項(xiàng)目成本控制中，進(jìn)行多算對(duì)比、分析可以查找施工中出現(xiàn)的問(wèn)題，制定方案和措施來(lái)解決問(wèn)題；采取PDCA循環(huán)，對(duì)實(shí)施方案進(jìn)行有效的管控，以此來(lái)降低工程施工成本。

在施工準(zhǔn)備階段，利用BIM5D技術(shù)將建設(shè)工程項(xiàng)目進(jìn)行任務(wù)分解形成WBS結(jié)構(gòu)，并對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行統(tǒng)一編碼，并將工序、時(shí)間、空間、成本等信息與施工任務(wù)分解形成WBS對(duì)應(yīng)的構(gòu)件相關(guān)聯(lián)。在施工階段，將采集到實(shí)際進(jìn)度、成本數(shù)據(jù)信息錄入BIM5D系統(tǒng)中，建設(shè)工程項(xiàng)目管理者可以即時(shí)地將計(jì)劃值與實(shí)際值進(jìn)行對(duì)比、分析，檢查判斷是否出現(xiàn)偏差，如出現(xiàn)偏差，能實(shí)時(shí)做出響應(yīng)，制定糾偏方案或采取糾偏措施，使得項(xiàng)目過(guò)程中的成本管理根據(jù)時(shí)效性、針對(duì)性。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)BIM技術(shù)與施工成本控制概述，構(gòu)建了基于BIM技術(shù)的成本控制體系，并以施工階段為出發(fā)點(diǎn)，闡述了BIM技術(shù)在施工階段的具體應(yīng)用。指明了BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目施工成本控制中應(yīng)用的關(guān)鍵之處在于BIM5D模型的構(gòu)建，籍此可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)施工成本、識(shí)別成本偏差。建議建筑施工企業(yè)高度重視施工成本計(jì)劃、實(shí)施、檢查對(duì)比分析等過(guò)程，為后續(xù)施工企業(yè)的發(fā)展積累經(jīng)驗(yàn)。建設(shè)工程施工企業(yè)應(yīng)強(qiáng)化BIM施工成本管控團(tuán)隊(duì)建設(shè)，充分發(fā)揮BIM技術(shù)的可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性和優(yōu)化性等特點(diǎn)，對(duì)工程項(xiàng)目施工成本進(jìn)行實(shí)時(shí)管理、控制，提升施工成本的管控能力，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目收益最大化。