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基于BIM的项目实施阶段造价管理模式研究论文

发布时间:2018-12-21 11:50:24 来源:职称论 我要评论














职称论(zhichenglun.com):
 
摘 要:我国现行的造价管理模式虽然已经与国际惯例接轨,但仍然存在着许多问题亟待解决,BIM 作为行业前沿的新兴技术可以有助于这些问题的改进。BIM 目前相应的应用点主要还是集中在碰撞检测、4D 技术方案模拟等,对于造价管理系统中引入BIM 技术的应用研究尚有些欠缺。将 BIM 与工程造价管理相融合,从施工方角度出发,通过对现有各阶段造价管理的需求分析,来实现对基于BIM 的项目实施阶段造价管理模式进行设计的研究。

关键词:BIM;项目实施阶段;造价管理模式

Research on Cost Management Mode Based on BIM Project Implementation Stage
SHI Yan

(Heilongjiang Institute of Construction Technology,Harbin 150001,China)
 
Abstracts:China’s current cost management model has been in line with international practices,but there are still many problems to be solved. As an emerging technology in the forefront of the industry,BIM could help solve these problems. Nowadays BIM mainly focuses on collision detection,4D technical scheme simulation,etc. The application of BIM technology in cost management system is still lacking. This paper integrates BIM with engineering cost management and analyzes existing multi-stage needs of cost management from the angle of constructors. Consequently, this study designs a cost management mode based on BIM during project implementation phase.
Keywords:
BIM;project implementation phase;cost management mode

BIM 作为行业前沿的新兴技术在我国建筑行业的应用目前已经取得了很大的进步,但相应的应用点主要还是集中在碰撞检测、4D 技术方案模拟、方案优化、进度计划改进等,对于造价管理系统中引入BIM 技术的应用研究尚有些欠缺。本文将 BIM 与工程造价管理相融合,从施工方角度出发,通过对各阶段造价管理需求分析来实现对基于 BIM 的建设项目造价管理模式进行设计的研究。

国外发达国家BIM 技术已经普及,美国在 2012 年的调查结果显示,BIM 应用程度已达 71%,英国和法国 2010 年已达 35%[1]。其中,BIM 技术在发达国家工程造价上的应用主要是将数据传输到信息平台系统中,相关人员可直接对设计、预算以及进度等方面进行观察,并将观察到的信息通过网络传输到各个建设项目参与方手中,进而提升整体的建筑施工质量[2]。相关学者也进行了深入研究,如Charlie Fu 等[3]提出将 IFC 标准应用于项目生命周期成本评估的建议,并基于 ADT 平台开发了项目生命周期成本评估的原型系统。Nobuyoshi Yabuki 等[4]基于 IFC 规范对工程的土石方部分工作的预算进行估计,将采用 IFC 规范的 4D 模型的工程预算能力再次提升等。

我国工程造价管理深受发达国家发展变化的影响。BIM 技术在我国发展虽然不够成熟,但国内很多专家学者也不同程度地对 BIM 在造价行业的应用进行了研究,例如,Zhang J P 等[5]提出了可以在 BIM4D 造价软件中应用的过程管控理论,此种理论是根据 BIM 软件对造价和进度款进行全程跟踪和实时监控而得出的。马智亮等[6]通过对 IFC 标准在我国建筑工程成本预算应用的可能性研究,提出了基于 IFC 标准的 BIM 成本预算模型,可以实现对成本预算信息的表达。李静等[7]则研究分析了在工程建造各阶段工程造价确定与控制中 BIM 应用的价值等。总体来看,我国需借鉴国外成熟的经验更深入地研究基于 BIM 的造价管理理论,来指导基于 BIM 的工程项目造价管理工作,实现 BIM 与造价管理的真正契合。

1BIM 应用于造价管理的适用性

1.1项目实施阶段造价管理的需求分析
(1)招投标阶段。此阶段是施工方开始参与的阶段。现有造价系统中由于手工算量而造成的错算、漏算情况经常发生,而且一旦有变更,投标方需重新计算,导致有可能影响投标文件的制作,无法制定出合理的报价方案。因此,能够快速、自动、准确地进行测算,缩短各方沟通时间,降低甲方变更带来的影响,制定合理的报价方案等是招投标阶段的需求所在。
(2)施工准备阶段。施工方案的合理性直接影响后续的成本、变更的概率,而现状往往是根据经验来制定方案,无法有效实现最优;资金使用不平衡导致资金紧张的状况时有发生,影响施工正常开展的现象也变得很普遍;施工进度计划编排作为一项非常重要的工作,现有矛盾是各部门之间的协调问题,由于沟通不畅造成各工种步调不一致,导致消耗精力、成本上升。因此这个阶段的重点是对施工方案、资金使用计划及进度计划进行优化。
(3)施工阶段。工程进度款管理和变更索赔管理是这个时期两个重要的任务。其中工程进度款是隔段时间就要发生,但是由于造价数据分散比较难管理,难免会涉及到多方扯皮现象,因此,需要构建一个平台可以实时调用任意时段的造价数据, 并能实现造价模块的任意拆分;另外,变更索赔在过程中也时有发生,而在传统造价管理中变更引起的重新计量工作量也很大,所以需要找到减少变更花费的时间及工作量的一种技术或平台。
(4)竣工阶段。传统的竣工结算过程由于涉及到的签证、工程计量、价差调整等需要反复的修改确定,过程繁琐冗长。资料的整理也需要大量的人力物力、延误结算时间并且容易丢失。因此,文件的分类整理保存,提高整理效率,参与方按照工程进度确认信息进行竣工结算,减少扯皮是此阶段的需求。

1.2BIM 应用于造价管理中的适用性分析
从项目实施阶段的需求分析可知,若要改变现有工程造价管理存在的问题,需要找到一个解决方案,而 BIM 就是可以满足各个阶段需求的一门技术。BIM 在工程造价管理中的应用价值主要体现在以下几方面:
(1)过程连续,使用时效长。BIM 技术是由计算机三维模型建立的包含工程项目数据信息的数据库,这些信息是跟随项目进展动态变化的,相关人员可调整、可共享。由于数据库中的相关数据是参数设定的,所以任何时间、任何空间都可调取。BIM 这种时效性不仅可以筛选到准确信息,还可提高造价的管理水平。
(2)支持不同维度多算对比分析。多算对比是成本控制的有效手段,它通常从时间、工序、空间 3 个维度进行分析对比[8],及时发现、分析并纠正问题来降低工程费用。利用 BIM 技术可将模型与造价、流水段、工序和时间等不同维度信息进行关联和绑定,实现任意维度的实时拆分与汇总,并根据成本分析进行决策,保证多维度成本控制的有效性和针对性。

实现工程造价数据的获取与共享。BIM 技术存储的数据形成的是参数式的电子资料,可以进行准确的调用分析和共享。对已有应用 BIM 项目的数据库进行积累及分析,可以大大节省施工单位进行核实数据所花费的时间。所以,企业要建立自己的 BIM 数据库,可以为后续相同或相似类型的项目提供有效的参考,可帮助企业便捷准确地进行报价,减少了重复劳动(见图 1)。
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从 BIM 体现的价值角度看,可以充分地分析出其运用于造价管理中的可行性与适用性:
(1)提高工程计量准确性及效率。由于 BIM 中的构件信息是可运算的信息。它可以利用建立的三维模型进行实体减扣计算,对于规则或者不规则的构件都可以同样准确计算[9]。这样,不但可以让造价人员把精力从重复的劳动中转移到更有价值的工作中去,还可减少人为因素,使得数据更加客观准确,真正体现出了 BIM 的自动化算量功能,进而提高工作效率。
(2)资源计划功能形象高效。相关人员可以通过在 BIM 三维模型上对各构件的时间、成本等信息进行赋值,来进行实体工程量的计算与细分,再结合价格信息分析任意时间的造价,快速制定资源计划,同时对项目工程造价管理人员准确掌握工程成本有重要的辅助作用。
(3)提高项目策划的准确性和可行性。利用BIM5D 数据模型可以按照任意时间段、任一分部分项工程细分工程量和造价,再结合实际进度快速制定项目的各种资源计划,并掌控成本进行对比、分析、优化方案、合理利用资金,提高资金利用率, 进而提升项目的管理水平。

2基于 BIM 的建设项目造价管理模式

2.1基于 BIM 的项目实施阶段造价管理流程
基于 BIM 的造价管理将传统造价管理与 BIM 相融合,通过数据提供管理和决策依据,实现工作流程同 BIM 应用的对接[10]。流程的设计依然是以基本建设程序为主线,在项目实施的各个阶段融入BIM 技术,主要流程如下:
(1)招投标阶段。投标方根据招标方提供的BIM 设计模型及招标文件中的工程量清单建立投标模型,结合企业投标条件、现场环境等做投标方案模拟,完成投标决策。同时,搭建算量模型快速准确地进行计量,通过计价软件合理组价形成报价。
(2)项目策划阶段。将进度计划、流水段与模型绑定,生成 4D 模型;添加工程量、造价信息, 变成 5D 模型。此阶段可将模型、进度、资源相结合,来完成 5D 模拟与方案的比选。
(3)施工阶段。主要包括结算支付、变更管理、成本管理等。根据BIM 的 5D 模型,可以快速获取不同进度、不同部位的工程量及预算信息,及时准确进行进度款申报、变更计算、多算对比等来达到成本管理的目的。
(4)竣工阶段。将实际完成工程量、洽商签证、价格调整等都添加到 BIM 模型上,最终生成竣工结算模型,利用完整的 BIM 竣工模型主要是对工程量的确认和工程价款的结算。

基于BIM 的项目实施阶段造价管理流程如图 2所示。
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2.2构建基于 BIM 的造价管理模式
基于 BIM 的造价管理模式的设计思路是以解决目前造价管理问题为根本,围绕 BIM 应用管理, 核心是信息,信息在各个阶段传递最终集成在一个平台上,项目各相关参与方在一个平台中协同工作,跟踪项目实施阶段的全程造价管理,实现 BIM 技术在造价管理中的应用价值而进行的。

数据有效传递和集成可以解决信息孤立、数据时效性问题。当针对基于 BIM 的造价管理模式进行设计时,需具备信息的获取与管理的功能。信息管理是要贯穿整个工程建设项目的实施阶段,信息传递是下一阶段模型一定是在上一阶段已经被审核确认过的正确、可应用模型基础上再完成新的信息建立,并进行集成[11~13],打破传统模式下信息孤 岛的现象,并将信息统一到一个平台上,供参与方随时交换与调用,解决了数据获取的时效性问题。

BIM 平台的搭建改变工程造价管理的流程及方式。本模式将 BIM 技术引入传统造价管理中,组织管理模式将重新架构。BIM 搭建一个平台, 无论是企业级、项目级将围绕 BIM 平台构建协同工作模式,形成“矩阵式”管理方式,所以,要构建的基于 BIM 的造价管理模式必须具备组织协调功能,平台的实现可以为工程项目全过程的造价管理提供实时数据,降低索赔、变更的发生,一改过去不连续被动管理模式的目的,也改变了造价管理中难以共享和协同的弊病。

BIM 应用功能的设置可以实现造价管理中的事前控制,项目管理中事前预控很关键。基于BIM 的造价管理模式需要避免传统模式下事前控制难,事后再分析和补救的弊病,需要在新模式下搭建一个平台,实现预警机制的设置,将造价管理与影响造价管理的其他功能模块进行精准控制。例如,合同管理中预警机制的设置,可以对合同的报量、结算、付款时间等采用提醒、警告机制,将风险项、预警信息、责任人与模块相挂接。

基于 BIM 的造价管理模式如图 3 所示。
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3BIM 在造价管理应用中的问题及建议

结合前面对 BIM 应用的适用性与管理模式的分析,本文以某办公楼项目为例按着设计流程与模式来运行,并在运行中分析其存在的问题,同时给出相应的建议。

3.1项目实施阶段造价管理应用及问题
招投标阶段。在此阶段设计单位提供的是 Revit 三维模型,建设方将其以 GFC 接口文件格式导出并导入到广联达 GFC 土建算量软件中,在识别之后进行工程量清单的导出,投标单位在拿到招标文件后先进行清单的核对,然后利用算量与计价软件进行投标价格的确定,同时进行进度计划的编制,再将模型、进度计划、造价信息导入到 5D 平台中制做 4D 施工模拟方案。在开标时展示给招标方以增强竞争力。按照 BIM 平台设计原理,招标、回标、评标、定标这一系列的工作,可以充分在 5D 平台上进行。但在实际项目中,得到应用的功能仅限于各方交流沟通,还无法实现完整的招标、投标、评标过程。另外,设计方提供的 BIM 机电模型是由MEP 建的,由于标准不统一无法与算量软件对接, 需根据新的标准重新建模。
(2)施工准备阶段。施工方案与进度计划的优化是这个阶段工作的重点。利用 BIM 技术可实现这些功能。如:将 BIM 软件切换到碰撞检查页面, 选择检查管理。检查管理有新增或删除记录的功能,操作人员对每一次碰撞检查进行命名,以便后期查看,通过检测本项目有碰撞点 7 处,经过管理人员调整之后冲突避免、施工方案得到了优化;进度优化主要是通过 5D 软件的自动识别关键路径功能,本项目首先在工期一定的情况下模拟出最低成本,然后在资金投入一定的情况下模拟最优工期, 并根据 5D 数据库中每个工序的时间、资源投入信息,合理调整工序以及资源的投入计划,形成最终的施工方案以及资金计划。按照设计要求 BIM 平台能够对资金、资源的平衡合理程度进行曲线展示, 以便为项目施工人员进行资源调配提供依据。但是,本项目实施过程中,平台的 PROJECT 接口与资源管理接口运行不畅通,无法生成对比曲线,只能生成随进度进行的各资源条形图,没能达到预期效果。
(3)施工阶段。施工期间涉及最多的是工程变更以及定期的工程结算。在本项目实施中甲方提出将塑钢窗 C1218 换成 S0815 的,于是造价人员利用 BIM 工具在 3D 模型中将塑钢窗型号进行了修改,与之相关联的工程量自动随之更改,同时,系统也自动计算了变更造价。每一次变更的发生,甲方可在项目各项进度表中查看,已变更的项目会显示为红色。当发生结算时,乙方首先在平台上发出结算申请,甲方在系统上收到申请后,核对工程量, 形成账单,并对进度款给予支付。项目实施过程中, 由于管理上的问题,现场人员已发现问题,却不具备及时利用客户移动端拍照上传到 BIM 平台上的意识,以致于到竣工验收时问题才突显出来。
(4)竣工阶段。该阶段主要任务是确定项目的实际造价。项目以 BIM 平台上统计的完工量和完工造价为准,这些都是平时审核确认过的。所以, 实现了双方快速结清,减少扯皮的目的。支付完成后,建设方又对每期的结算情况进行汇总,评价了资金使用效率。但是在实际应用中,由于项目的变更签证以及材料采购单等文件数量大且繁琐,而且针对每个项目管理人员的关注点不同,因此,在分类过程中需要操作人员手动进行类别的划分,工作量较大。

3.2BIM 应用于项目实施阶段的建议
(1)充分重视技术标准的制定。在标准的制定上政府充分发挥其引导性作用效果是最佳的,但不能单纯依赖于政府指定部门,还要有科研院所、业主、规划设计单位、施工企业等的参与,同时要借鉴发达国家的经验,加强行业内相关咨询服务机构的作用是必不可少的;在编制标准时,不仅要关注国家统一标准的出台,也要重视地方标准的制定,而且在制定时一定要充分考虑软件的接口、构件的识别、编码的设置统一、关联数据库设置、法律的保障等问题,尤其是 BIM 交换标准的统一性对于造价管理的应用有着重要的意义;另外,标准制定可在国内现有 BIM 应用状况的基础上分阶段推进,以免滞后。
(2)管理与需求要匹配 BIM 应用。先从管理层面改变思维模式,引导全员充分认识 BIM 技术带来的工作流程与工作方式的变革,根据企业自身情况制定相关制度与规则,从管理上辅助 BIM 技术功能的真正实现。另外,企业 BIM 机构负责人应认真梳理本企业或项目真正的 BIM 需求点,围绕这些需求点制定 BIM 实施计划,降低 BIM 投资成本。
(3)提高全员信息化意识。大力推广 BIM 技术的应用,从加大建筑从业人员建筑信息化培训力度开始。从企业自身做起,带动企业内部业务相关人员对建筑信息化基本知识进行全面的了解,认识到目前的项目管理方式与信息化项目管理方式的差距,才会驱使项目参与方向更先进、更省钱的方式靠拢,从而推动 BIM 的实施。
(4)造价信息充分贯穿 BIM 模型始终。在项目实施阶段,BIM 模型有设计模型、招标模型、投标模型、施工模型、竣工模型。而对于造价管理本身就是贯穿整个实施阶段的,所以,BIM 技术应用于造价管理中首先需要做的就是在模型初建时期(即设计模型时期)就将造价的相关信息填加进去,改变过去每个阶段需要重复建模的弊端,这样才可以真正做到 BIM 技术在造价管理全过程的连续性、统一性和准确性,给造价人员后续工作带来很大便利,并能真正做到数据共享。

4结语

构建基于 BIM 的造价管理模式,需在原有管理模式上改善、重建或创新,把 BIM 技术与造价管理充分融合。本文设计出的造价管理模式可以实现目前造价行业所需要的如下功能:一是可实现信息获取与信息管理功能,BIM 数据信息可集成到平台上,并结合 BIM 模型进行整理和存储,建设项目各参与方在权限范围内可随时调用;二是从节点式管理向平台式连续管理的转变,BIM 搭建一个平台形成协同工作模式,解决原有层级式脱节的组织工作状态;三是实现共享与协同,将 BIM 引入造价管理系统中,实现不同专业、不同企业、不同部门的沟通协调。

参考文献:

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