BIM在水利工程造價中的應用現(xiàn)狀與發(fā)展對策

關鍵詞：ＢＩＭ；水利工程造價；應用現(xiàn)狀；“三階段”發(fā)展設想

中圖分類號：ＴＵ７２３．３ 文獻標志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２３．０５．０２６

引用格式：白一帆，聶常山，田浪，等．ＢＩＭ 在水利工程造價中的應用現(xiàn)狀與發(fā)展對策［Ｊ］．人民黃河，２０２３，４５（５）：１２９－１３２．

建筑信息模型（ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ，ＢＩＭ）服務于建設項目的投資決策、設計、招投標、施工、竣工驗收等，旨在為項目各參與方提供一個協(xié)同作業(yè)、信息共享的平臺，其對于提高工程質量、縮短工期、節(jié)約成本等都發(fā)揮巨大作用，是工程建設技術研究的熱點與方向。在水利工程領域，大多數(shù)大型水利水電設計院已經(jīng)具備了較強的ＢＩＭ 技術應用能力，ＢＩＭ 技術在東莊、大藤峽、黃藏寺等重大水利樞紐工程建設中得到了較好的應用?，F(xiàn)階段ＢＩＭ 在水利工程方面的應用主要集中在水工設計和建模［１－５］ 、施工模擬［６］ 、建設管理［７－８］ 、全生命周期設計應用與數(shù)字化移交［８］ 等。針對ＢＩＭ 技術在水利工程造價中的研究及應用相對較少，已有典型研究成果集中在應用設想、應用思路及管理框架設計、基于ＢＩＭ 設計平臺的二次開發(fā)等方面。如王淑珍［９］ 和程蔚［１０］ 均認為ＢＩＭ 技術在水利工程建設項目造價管理信息化方面存在明顯應用優(yōu)勢，并展開了應用設想；王越［１１］ 以水閘工程為例，對ＢＩＭ技術在工程各階段造價應用進行了研究；付藝丹［１２］ 提出集成項目交付模式與ＢＩＭ 技術在水利工程造價管理中的集成應用思路，并構建了水利工程建設全過程協(xié)同管理模型；楊淇等［１３］ 依托ＢＩＭ 設計平臺設計了水利工程概預算計算系統(tǒng)。目前，亟須對ＢＩＭ 技術在水利工程造價行業(yè)的應用現(xiàn)狀進行調(diào)研，并探索針對性的發(fā)展對策，以期為水利工程造價模式創(chuàng)新和效率提升提供思路。

筆者對水利行業(yè)重點院校、大中型設計院、ＢＩＭ 軟件公司、造價軟件企業(yè)等１２ 家單位以及應用ＢＩＭ 技術的４ 項在建大中型水利工程進行重點調(diào)研，同時對１０ 余家其他相關單位的ＢＩＭ 技術應用情況進行大概了解。本文對調(diào)研成果進行總結，分析現(xiàn)階段行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及主要需求，提出ＢＩＭ 在水利工程造價行業(yè)的發(fā)展對策及應用方案。

１ ＢＩＭ 在水利工程造價中的應用現(xiàn)狀

１．１工程計量

工程計量是工程造價的基礎，從ＢＩＭ 技術在工業(yè)與民用建筑行業(yè)的應用情況來看，工程計量是ＢＩＭ 框架下設計專業(yè)與造價專業(yè)之間的重要銜接內(nèi)容。從調(diào)研情況來看，部分單位取得了一定研究成果。華北水利水電大學牛立軍依托Ｒｅｖｉｔ 軟件平臺，開展了模型工程量計量二次開發(fā)，其成果具備較強的通用性且能夠實現(xiàn)鋼筋工程量的快速提取。中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司基于Ｂｅｎｔｌｅｙ 軟件平臺開發(fā)的ＱＴＭ 工程計量軟件不僅具備根據(jù)設計信息適配工程量計算規(guī)則的能力，還可導出規(guī)范化的工程量清單。但基于ＢＩＭ 技術的水利工程計量應用與傳統(tǒng)人工計量手段相比還存在２ 個問題：第一，應用精度仍需提高，與傳統(tǒng)人工計量成果有一定差距；第二，程序自動化程度較低，工作效率提升不明顯。

１．２工程計價

工程計價是水利工程造價的核心，其信息化水平長期處在電算化階段，應用軟件以Ｅｘｃｅｌ 及其衍生的造價軟件為主流，與ＢＩＭ 平臺不發(fā)生任何交互關系。調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)，華北水利水電大學牛立軍對Ｒｅｖｉｔ軟件平臺進行二次開發(fā)，創(chuàng)建了概預算功能插件，其具備一定的造價編制能力。然而，整體上ＢＩＭ 在工程計價方面的實質性應用較少，不僅缺乏創(chuàng)新性強的成熟成果，而且未形成較系統(tǒng)的發(fā)展路線。

１．３建設期投資控制

在建設期投資控制應用方面，設計、施工、建管單位等都開展了大量的研發(fā)和應用工作。以那棱格勒河水利樞紐工程為例，黃河勘測規(guī)劃設計研究院有限公司根據(jù)基于ＢＩＭ 技術的信息化設計成果開發(fā)了“數(shù)字那河”建設管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包含進度管理、質量管理、費用管理和安全管理４ 大模塊，其中費用管理模塊具備費用數(shù)據(jù)管理、預算管理、費用管理評價和計量支付管理等功能。“數(shù)字那河”建設管理系統(tǒng)雖然已經(jīng)取得了較好的應用效果，但仍存在前期造價信息錄入工作量巨大、與設計階段銜接較困難、工程量計算未能覆蓋全部清單項的問題。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，以上問題是目前水利行業(yè)普遍面臨的“痛點”。

１．４存在問題

在對各項調(diào)研成果進行梳理的過程中，發(fā)現(xiàn)較多企業(yè)將目光集中在工程建設管理系統(tǒng)中的費控模塊開發(fā)上，以期短時間內(nèi)提升工程費控情況展示效果、快速提升成本效益，然而這些費控模塊往往以基于模型分解和施工模擬的工程費用動態(tài)管理為核心功能，以數(shù)據(jù)可視化展示為主要手段，缺少對數(shù)據(jù)價值的深入挖掘。此外，ＢＩＭ 技術在造價編制這一基礎工作中的應用明顯缺失。該現(xiàn)狀與早期ＢＩＭ 技術在水利工程設計階段的應用情況相似，即前期不使用ＢＩＭ 技術繪制二維圖紙，后期也不利用ＢＩＭ 技術對工程設計成果進行有效分析，僅采用所謂“翻?！钡男问綄⒍S圖紙成果三維化，以達到成果展示的目的。更加不容樂觀的是，設計階段的“翻?！?工作往往由設計人員直接完成，設計人員在操作過程中掌握了軟件技能、提升了對ＢＩＭ 技術的認識。而通過此次調(diào)研發(fā)現(xiàn)，工程建設管理系統(tǒng)的搭建及費控模塊的開發(fā)，往往由專業(yè)的ＢＩＭ工程師來操作，造價工程師并不直接使用ＢＩＭ 軟件，這就進一步切斷了ＢＩＭ 技術與造價專業(yè)的聯(lián)系。

ＢＩＭ 技術在工業(yè)與民用建筑工程、交通工程造價方面的應用已相當成熟，如采用模型算量替代人工算量，ＢＩＭ 軟件與計量軟件間的信息交互不足問題已基本解決。相比而言，ＢＩＭ 技術在水利工程造價方面的應用較落后。此外，現(xiàn)行的水利工程計量、計價體系不完全符合ＢＩＭ 應用的要求。

２水利工程造價對ＢＩＭ 的應用需求

２．１將水利工程造價融入ＢＩＭ 設計流程

ＢＩＭ 設計是水利工程信息化的關鍵，隨著ＢＩＭ 全生命周期的提出，水利工程唯一ＢＩＭ 數(shù)據(jù)源的概念逐漸得到普通認可，這意味著整個工程設計、建設、運維階段都將基于同一套ＢＩＭ 模型展開，其基礎必然是ＢＩＭ 設計模型。為提高ＢＩＭ 設計模型的質量，使ＢＩＭ環(huán)境下的水利工程設計工作更加科學、專業(yè)地開展，行業(yè)內(nèi)正在大力推廣ＢＩＭ 正向設計。工程造價作為水利工程設計中的一環(huán)，自然應當參與ＢＩＭ 正向設計，但目前缺乏將水利工程造價融入ＢＩＭ 正向設計的手段。這不僅嚴重影響水利工程設計工作效率，而且不符合ＢＩＭ 正向設計的理念，設計成果與造價信息脫節(jié)，信息傳播鏈條被阻斷。因此，將水利工程造價融入ＢＩＭ 正向設計體系是行業(yè)發(fā)展的緊要需求之一。

２．２實現(xiàn)精準造價

為提高工程造價的準確性，合理控制工程投資，如何準確計算工程量是整個行業(yè)一直致力研究的重大問題之一。當前在設計階段計算工程量時，仍然采用以二維圖紙為基礎的人工計量方式。ＢＩＭ 技術的出現(xiàn)為提高工程量計算的準確度提供了一種新思路，在前期測繪數(shù)據(jù)和地質數(shù)據(jù)足夠精確、ＢＩＭ 模型足夠精細、施工組織設計足夠合理的情況下，ＢＩＭ 模型與實際建成工程能夠保持高度的一致性，從ＢＩＭ 模型中提取的工程量將十分接近實際建成工程的工程量。

２．３提升造價工作效率

水利工程的復雜性導致造價編制過程占用造價人員大量的時間，造價人員無法在造價分析、限額設計等方面投入更多精力。在形成定額數(shù)據(jù)庫的基礎上，采用智能識別技術建立ＢＩＭ 模型中提取的工程量與定額數(shù)據(jù)庫中相應信息的聯(lián)動關系，實現(xiàn)智能造價計算，當設計成果修改時，造價信息能夠隨之調(diào)整。通過ＢＩＭ 技術可提高造價專業(yè)的工作效率，使造價人員有更多時間從事定額測定研究、限額設計等方面的工作，進一步促進造價行業(yè)的發(fā)展。

３水利工程ＢＩＭ 造價發(fā)展對策及“三階段”發(fā)展設想

根據(jù)水利工程ＢＩＭ 造價發(fā)展情況以及發(fā)展需求，提出以下發(fā)展對策及“三階段”發(fā)展設想。

３．１發(fā)展對策

ＢＩＭ 技術與水利工程造價相結合的實質是開發(fā)基于ＢＩＭ 技術的水利工程造價模塊，該模塊具備自動化計量、計價、管理功能，實現(xiàn)精細化的水利工程造價編制與管理。

（１）實現(xiàn)造價編制、分析、管理相融合。通過調(diào)研了解，現(xiàn)階段發(fā)展較好的水利工程投資控制模塊一般只具備信息錄入和簡單的信息分析、展示功能，大多不具備造價編制功能。然而，造價信息錄入方式為人工錄入，不僅增加了造價人員的工作量，而且錄入信息很難全面覆蓋造價編制過程中的細節(jié)數(shù)據(jù)，如單價分析表、材料價格、機械臺時費等，難以做到精細化的造價管理。因此，ＢＩＭ 技術與水利工程造價相結合應以造價編制為根本，將造價編制、分析、管理有機結合起來，提高工程造價效率。

（２）實現(xiàn)設計模型直接計量，避免設計模型與造價模型割裂。工程計量是造價的基礎，也是設計專業(yè)與造價專業(yè)銜接的重要橋梁。ＢＩＭ 模型在直觀表達工程三維信息的同時，還包含工程各設備的體積、質量等信息，模型計量實際上是通過技術手段進行模型信息采集。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，工業(yè)與民用建筑工程造價在使用ＢＩＭ 模型計量的過程中，受建模習慣、模型精度、計量規(guī)則等方面的限制，ＢＩＭ 設計模型與造價模型往往是割裂的，即造價人員只能以ＢＩＭ 設計模型為參考，重新創(chuàng)建計量模型，大大增加了工作量。考慮到水利工程計量以幾何量計量為主，計量規(guī)則較簡單，應在研發(fā)過程中避免陷入重復工作的困境。

（３）實現(xiàn)智能計價，提升造價工作效率。當前水利工程造價行業(yè)仍然存在大量依據(jù)設計、施工等信息開展的程序性、重復性工作，如清單整理、定額組價、獨立費用計算等。借助ＢＩＭ 技術收集模型中的設計、施工信息，打通ＢＩＭ 信息鏈條，有望實現(xiàn)自動化計價。從調(diào)研情況來看，工業(yè)與民用建筑行業(yè)相關造價軟件（如廣聯(lián)達）已經(jīng)具備基于大數(shù)據(jù)技術的自動計價功能，雖然計價精度仍不足，但為水利工程智能化造價提供一種可行思路。

３．２“三階段”發(fā)展設想

第一階段是實現(xiàn)工程量、造價信息等基礎信息交互的初級應用階段，該階段業(yè)務路徑見圖１，在此階段，ＢＩＭ 設計模型并不直接與傳統(tǒng)造價軟件發(fā)生關聯(lián)，只通過固定格式文件進行信息交互，例如以Ｅｘｃｅｌ 表格為媒介，從ＢＩＭ 設計模型導出規(guī)范化工程量清單，再將已標價的工程量清單導入ＢＩＭ 設計模型。

第二階段是基于數(shù)據(jù)接口實現(xiàn)傳統(tǒng)造價軟件與ＢＩＭ 平臺信息交互的中級應用階段，該階段業(yè)務路徑見圖２，現(xiàn)有ＢＩＭ 平臺雖然缺乏成熟的造價軟件模塊，但具備與造價軟件直接進行信息交互的能力，利用軟件廠商開發(fā)的數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)傳統(tǒng)造價軟件與ＢＩＭ 平臺實時交互信息是可行的。ＢＩＭ 技術的中級應用可將造價工作的開始時間大幅度提前，能明顯提升工作效率和質量。

第三階段是基于ＢＩＭ 模型信息的造價智能化高級應用階段，該階段業(yè)務路徑見圖３。ＢＩＭ 模型建立并完善后，可以為造價專業(yè)提供所需的工程信息，也就是這些信息可以內(nèi)嵌在模型中，而非傳統(tǒng)的以表格、文字形式傳輸給造價專業(yè)。通過從模型中采集和識別這些信息，結合相關軟件技術，可以實現(xiàn)智能造價。受限于現(xiàn)階段施工專業(yè)的ＢＩＭ 技術發(fā)展情況，大量的工程信息尚不能在ＢＩＭ 平臺得到體現(xiàn)，故短期內(nèi)難以實現(xiàn)該階段應用，應當將該階段設想作為ＢＩＭ 技術在造價行業(yè)應用的長期發(fā)展方向，其成果將為造價行業(yè)的工作模式帶來根本性變革。

４結語

ＢＩＭ 技術在水利行業(yè)中的應用價值正逐步顯現(xiàn)，特別是在設計建模、建設管理等方面已經(jīng)形成較為成熟的應用發(fā)展模式。但在水利工程造價方面，ＢＩＭ 技術應用尚淺，仍以工程建設管理系統(tǒng)中的可視化成本管理為主，水利工程造價編制方面的ＢＩＭ 應用尚未起步。從現(xiàn)狀來看，水利工程ＢＩＭ 造價相關研發(fā)工作亟待開展，但在短時間內(nèi)迅速提升ＢＩＭ 技術在水利工程造價中的應用水平是有一定困難的。針對水利工程造價對于ＢＩＭ 技術應用的主要需求，本文提出具體發(fā)展對策以及“三階段”發(fā)展設想。

結合大數(shù)據(jù)、云計算等一系列信息化技術手段，未來ＢＩＭ 環(huán)境下的水利工程造價將向著自動化、精細化、智慧化的方向發(fā)展，實現(xiàn)行業(yè)共性規(guī)則與工程個性特點相協(xié)調(diào)的“智慧”造價。在基于ＢＩＭ 設計模型的工程量計算、基于工程經(jīng)驗的大數(shù)據(jù)投資測算、信息化條件下的工程投資控制管理等方面，還有待開展后續(xù)研發(fā)工作。最終，水利造價工程師們將從煩瑣的造價編制工作中解脫出來，提高更深層次的造價分析能力。

【責任編輯 栗銘】