田木兰， 唐姗

（四川良友建设咨询有限公司，四川 成都 610041）

   摘 要：我国经济由高速增长阶段转向高质量发展阶段，建筑业面临着前所未有的机遇和挑战，工程造价控制是影响建筑业经济效益的关键因素之一，BIM作为新的信息化技术，为传统模式下的全过程工程造价带来了新的变革，分析了BIM技术在项目全过程成本控制中的集成应用，使BIM模型数据与建设全过程的真实信息紧密结合，有效达成数据协同共享，实现建设项目全过程工程造价精细化管控。

   关键词：BIM集成应用；精细化管控；全过程工程造价

0 引言

  建筑业作为我国国民经济的支柱产业，一直在高速发展，根据国家统计局发布的国民经济运行数据显示，全国建筑业总产值从 2000年到 2018年之间从 12498 亿元发展为235086亿元^[1]，截至2019年，全国建筑业总产值已达到248445.77亿元^[2]。如此快速发展的建筑业，对建设工程的项目管理也提出了更高的要求。工程造价作为项目管理的要素之一，是衡量整个项目管理成功与否的关键。

随着我国市场经济的发展，建筑业不得不步入激烈的市场竞争，最新统计数据显示，2012年至2019年间，建筑业国内生产总值占比率持续在6.9%到7.1%^[1]间上下浮动，发展渐缓，建筑行业面临高投入低利润，生产成本急剧上涨的局面。若直接通过截流对建设投资成本进行控制，回避行业发展难题，必然会给建筑业健康可持续发展埋下重大隐患。如何对建设项目全过程工程造价进行科学化的控制，降低人工失误率、增强共享、实现协同、大幅度提升工作效率，优化工程造价管控模式，达到综合管理水平的飞跃，成为行业新的考验。

BIM技术作为新兴技术引入建筑行业后，在全球范围内得到业界的广泛认可，被誉为建筑业变革的革命性力量，其在3D模型的基础上，增加进度、成本等项目管理要素，进而衍生出多维度的多应用模型，可集成处理项目全过程乃至全寿命周期的工程数据。近年来，BIM技术在我国发展迅速，被定为《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》中的关键技术之一。

本文重点论述将BIM技术应用到工程造价管理当中，利用其三维可视化、建筑信息数字化、数据集成化、作业可协同化等特点，对工程造价全过程进行精细化管控，以期改善传统工程造价各阶段实施中存在的不足，提高效率，降低生产成本。

1 建设工程造价控制难点分析

  工程造价管理的要素是成本管理，成本管理又称成本控制，简而言之就是对建筑工程项目的所有因素进行分析，通过科学方法进行管理，从而将发生的所有支出和费用严格控制在一定的范围内。成本控制具有以下特点：系统性、动态性和主观能动性。成本控制的难点是要在保证施工质量的前提下尽量的节省消耗。传统的成本控制存在一定的局限性，主要表现为①数据信息难共享，建设各阶段成本控制相互独立，数据脱节，不统一；②行业有关成本控制的相关定额清单规范更新慢，缺乏准确的数据支撑，难以反映市场经济的变化；③缺乏先进的成本控制手段和方法，信息化集成化普遍偏低等。

  传统的工程造价模式在我国历经了几十年的发展，为更好的适应行业发展的需求，成本控制的方式也在与时俱进，不断更新和完善，但仍未能支撑其完全克服建筑业飞速发展带来的新挑战，除了其本身存在的局限性外，最重要的原因还在于多数从业者还未形成全过程的造价统一目标与协同管理理念，造价控制也未贯穿于项目的整个生命周期，大多只着眼于当下掌握的信息，再辅之以控制措施，并未达到全过程的造价管理目标，且过程管控也不够精细化。

2 工程造价控制中的BIM应用分析    

美国国家标准技术研究院认为，BIM是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。纵观BIM技术，其实是一个从1D到ND的过程,如4D(时间)、5D(成本)，甚至6D(已构建的操作)；现阶段应用最广泛的就是BIM5D技术。在3D模型的基础上，加上时间维度形成BIM4D模型，可以用来研究施工任务的可行性，进而根据人机料的提量，合理安排施工计划、资源配置计划，达到管控建安成本的目的，在BIM4D模型基础上叠加成本维度就形成了BIM5D，即基于4D的精细化预算，进而实现建筑工程项目目标成本的控制。

  结合BIM技术的特性，可将其在建筑工程项目成本控制中较常见的应用总结为以下几方面：

   2.1 参数化和信息化特性在工程计量、计价中的应用

BIM模型中的信息包含所有构件的信息，任何构件数据都可以相关参数为基础建立起来，也就意味着一旦产生变更，通过修改原模型中的参数，就可以对构件模型进行更新，进而形成新的满足管控需求的BIM模型，同时生成新的数据。这就便于我们科学高效的完成与成本控制紧密相关的计量与计价，以及数据信息准确性的共享，避免传统造价模式下周而复始的计算带来的巨大工作量，节约时间成本。

2.2 可视化虚拟建造性在施工成本优化中的应用

  可视化即是肉眼可见的形式。通过BIM技术，将传统的平面图纸上的点线式信息，构建成三维仿真的实物模型。传统模式下，施工图纸都是二维的，在图纸上各个构件的信息传输也都是点线绘制的平面表达，相关施工人员需要通过空间想象能力整合出多个二维图形的三维关系。但随着建筑业的高速发展，近几年，建造外观日新月异，各类异形建筑层出不穷，光靠经验及想象已经不能解决实际问题。BIM技术的可视化恰好解决了此类问题，它使所有构件以“看得见”的状态直观呈现出来。就这便于我们完成与成本控制紧密相关的资源安排及施工组织计划优化。

2.3  仿真方案模拟性

  运用BIM技术，一方面可以简单的模拟出建筑物的实体模型和场地布置，这样就提高了现场资源安排及调整的便捷性，另一方面还可以模拟出在由于客观条件限制，不能或者不便于进行的作业。如:光污染的模拟、紧急疏散的模拟以及日照模拟和节能模拟等，这也能给我们带来很大便利。在施工前结合项目本身情况，对建筑工程项目进行施工模拟，综合材料、人员、施工工期等各个方面，分析出不同方案对成本的不同影响，进而挑选出最佳施工方案。可以避免施工过程中不必要的错误导致的成本增加。

3 基于BIM的工程造价全过程精细化管控分析

   BIM的基础是模型，核心是信息，这是一个创建、收集、管理、应用信息的过程。美国麦克劳希尔公司在《The Business Value of BIM》中就已明确指出,BIM的本质是模拟建筑工程项目全过程的数字信息仿真。将BIM集成应用到工程建设各个阶段，充分利用其信息化、协同化的特性，是实现工程造价全过程精细化管控的重要技术手段。

3.1 BIM全过程工程造价管控概述

BIM建筑信息模型中包括不同用途与类型的建筑模型，这些建筑模型在建筑建设阶段由于其运动的特性而与不同的建筑组件间产生不同的相互作用，这种具有动态特征的模型被称为BIM过程管理模型，这种模型对于工程建设中动态过程的研究有非常重要的作用。同时BIM模型作为一种数据与信息分析模型，其信息又具有完整性、一致性和关联性，确保了在工程建设各阶段建立管控对象之间持续的、动态的相关性信息联系，并对信息进行系统监控和检测，避免因对象模型差异而出现的交流信息障碍或者重复性工作等带来的资源浪费，辅助达成全过程工程造价管控的目标。BIM模型信息集成如下图：

   

图1 工程造价全过程管控BIM模型示意图

3.2 工程造价精细化管理理念

  工程造价精细化管理是以精、准、细、严为基本原则，提升现有造价管理过程中对造价预测、计划、控制、核算过程的精细化程度，实现由粗放型管理向集约化管理转变，从传统经验型的管理向科学化管理转变，确保工程造价管理落到细处和实处，全面提高业主的工程投资效益和施工企业的利润目标。中国水电集团早在拉西瓦水电站砼双曲拱坝工程中就运用到了精益建造的思想原理和方法，细化管理项目的所有工作流和环节，无论是施工现场管理、关键施工工序质量控制、施工危险点预警、还是成本控制上都取得了较好的效果，工期减少 10.8%，生产效率比类似项目其他管理模式提高12%。地产业巨擘万科集团也将精细化管理模式引入企业管理中，并在专业化、流程化和制度化方面成为了行业精细化的领军者。

  众多学者从不同角度对精细化管理这一概念进行诠释，中国精细化管理研究所所长汪中求认为，精细化管理是通过规则的系统化和细化，运用、标准化、数据化和信息化的手段，使管理各单元精确、高效、协同和持续运行。BIM则是对其所需的全部技术手段的集成。

工程造价精细化管理需在现有工程造价管理模式的基础上，以实现工程造价管理价值最大化为出发点，充分地深入挖掘工程造价管理过程和环节中的薄弱点，结合BIM技术全方位创新管理方法、优化管理流程，实现工程造价管理从经验化的管理到精确化、标准化、流程化的管理。其不只限于某一建设阶段，而是涉及到工程设计，招投标、施工建造、竣工验收等阶段中的价格审定、资金计划、变更签证及索赔管控、价款支付、造价信息集成管理等方面的工程造价全过程管理。

3.3 基于BIM的工程造价全过程精细化管控应用

3.3.1 BIM在工程造价精细化管控中的价值体现分析

  BIM模型本身就是基于几何模型的大数据库，工程造价信息管理机构可基于此数据库平台采集已完工程指标指数，加以筛选整理发布，更好的为政府有关部门和社会提供公共服务，为建筑市场各方主体计价提供造价信息的专业服务。基于BIM数据库的工程造价信息，作为一种可储存计算的结构化信息，增强了其在造价行业的高效共享性，大量降低了信息传输上所需的人力成本，提高了造价信息的精准性及价值。理想状态下的数据流如下图：

  

图2 BIM造价数据流图

BIM不单是模型信息集成技术，更是集大数据云计算于一体的高效协同平台，在工程项目的建设过程中，BIM协同平台可把各阶段采集到的数据信息及时完整的传导至项目各个建设阶段，使项目相关数据信息有效的服务于工程项目全过程的管理，并使其在后期运维阶段持续发挥作用。例如，通过平台信息共享，采购部能够有效拟定采购计划，设计施工人员可以根据变更签证所产生的费用直观的增强成本意识，严格控制变更索赔数量，合约部可加强合同招投标文件拟定的规范性等。例，协同平台成本管控架构如下图：

  

图3 BIM5D协同平台成本管理架构示例图

基于BIM技术的工程造价管理使相关部门成本意识、责权明晰，责任细化，通过 BIM 协同平台的信息高效共享，形成畅通无阻的流程化工作，充分体现从细节到流程的管理精细化程度。

3.3.2 BIM在工程造价全过程精细化管控中的应用分析

基于BIM的全过程造价管理包括了投资决策、设计、招投标、施工、竣工验收以及运维阶段，可涵盖项目的整个生命周期。BIM工程造价全过程精细化管控流程如下：

图4 基于BIM的工程造价全程精细化管理流程示意图 

 3.3.2.1投资决策阶段

 项目能否达到投资方的要求与期望，建设前期的投资决策扮演重要的角色。投资决策阶段，BIM技术主要用于项目投资造价估算与可行性方案比选两项工作。通过BIM数据库调取已竣工的相似项目的工程造价数据，便于投资方较准确的完成项目投资估算。参考该项目建设过程中的相关数据信息，有利于提前进行风险预估，减少不可预见的费用。同时，运用BIM技术还可辅助投资方更高效地完成可行性研究、投资决策、编制方案及比选等。

 3.3.2.2设计阶段

 设计阶段是工程造价全过程控制至关重要的一环，根据统计表明,设计阶段的费用占整个工程费用的1%～3%,但其对工程造价的影响程度却高达70%～80%。设计阶段又可细分为初步方案设计阶段和施工图设计阶段。应用BIM技术辅助设计单位完成限额设计，优化设计方案，确保项目实施的技术可行性与经济合理性。同时，工程造价相关部门以全寿命周期成本最低为准则，通过BIM模型的合理应用，对项目全寿命周期的施工成本、运营维护成本、环境成本、社会成本等进行估算；在设计完成之后通过BIM模型快速提取工程量，完成设计概算，将设计概算与设计指标进行比对，核查是否能够达到设计要求，以限额设计为重点进行设备的选型、材料的选择、施工方案的确定。通过施工图设计模型进行虚拟建造，核查施工图设计中存在的错、漏、碰、缺等问题，提前预警，避免施工过程中发生返工，进而节约成本。

 例如，某商业项目，在设计阶段进行了基于BIM的绿色建筑分析，最大限度的节能、节水、节材和节地。

      

     图5 基于BIM的绿色建筑分析流程图

  

图6 BIM模型导入Ecotect绿建分析实例图

 3.3.2.3招投标阶段

 招投标阶段，通过BIM施工图设计模型，建设单位或由其聘请的招标代理机构可快速获取项目工程量信息，结合项目具体特征、计价规则与清单规范，快速准确地编制工程量清单和招标控制价，有效避免清单漏项、工程量计算错误等状况发生，避免下一个阶段项目实施过程中，可能出现的工程量不清问题而引起的纠纷。同时，拟投标单位也可利用BIM设计模型快速提取工程量进行核对，并根据自身的情况制定有效的投标策略，避免因工程量的问题导致项目亏损。

 3.3.2.4施工阶段

 施工阶段是建设项目资源消耗、成本形成的主要阶段，且施工过程中工期长，工程量大，涉及面广，政策变化、材料设备的价格及损耗等影响成本的因素众多。因此在施工阶段采取有效的措施对工程造价进行管控尤为重要。

 将BIM基础设计模型导入BIM5D协同平台，通过关联模型与项目成本、进度相关信息，形成基于BIM云平台的BIM5D多专业成本-进度协同管理模型。一方面，BIM模型与进度计划关联模拟施工，通过虚拟建造过程对施工阶段进行精细化管控，降低施工风险，节约成本；另一方面，通过模型与数据信息集成的一体化BIM5D协同平台的应用，将实际施工信息快速采集至平台，与人员配置计划、采购计划等进行对比，可及时调整资源用量，实现真正的动态管控。同时，通过协同平台和BIM动态管控模型可快速提取各版本、各流水段的工程量，快速进行多算对比，加强对成本的管控。

   

图7  基于BIM的施工进度-成本协同管控框架图 

 3.3.2.5 竣工阶段

 竣工结算阶段，工程量核算的工作量巨大，且极易发生竣工资料缺失，竣工图与现场不一致，施工累计信息流失等问题。通过BIM竣工模型快速获取实际工程量，辅助完成审核对量工作；基于BIM协同平台的共享数据，对项目实施阶段的材料暂估价，工程变更、索赔等进行统一的审核、汇总，避免错算漏算。运用BIM技术在大幅提高结算工作效率的同时，由于整个建设阶段的工程造价都基于BIM技术进行精细化管控，还可保证项目竣工数据的准确性，建设全过程资料信息的完整性，对项目运维阶段的数据支撑及BIM大数据库的累积有着至关重要的价值。

 3.3.2.6运维阶段

   据统计，在建筑的全寿命周期中，80%的费用损耗在运维阶段，因此，运维阶段的成本管控对工程造价也有着重大影响。基于BIM技术的精细化管控有利于减少运营和维护的费用，使得建筑的实际使用价值和经济效益得到提升。

   运维阶段，通过BIM技术与物联网、移动互联等先进技术结合，实现项目建设与运维的无缝对接，达成信息共享，使项目建设全过程的数据信息准确且完整的传递至运维阶段，为运维阶段的成本管控提供有效的数据支撑，将BIM竣工模型导入智能监控系统，为运维监控系统的可视化模块提供与项目实体一致的几何模型信息，通过运维编码使模型中的构件与使用中的设备逐一对应，一旦出现问题可结合构件精准定位，通过精细化、集成化、信息化的管控实现维护及管理成本的有效控制。

  

图8 某综合管廊智能运维平台实例图

4 结语

   BIM技术的集成应用，实现了建设项目全生命周期数据共享和信息化管理，是新常态下，建筑业实现科技跨越的新兴技术。将BIM技术运用到工程造价管理的各个阶段，通过数据共享，有助于提高管理者的决策精度。基于BIM的多参与方，多维度协同有效克服了传统工程造价模式下的局限性，实现项目建设全过程工程造价的精细化管控，是促进工程造价全过程控制由经验管控型向信息化，标准化，智能化管控转变的重要技术手段。

 

   参考文献：

   [1]中华人民共和国国家统计局网站. 中国统计年2019[QB/OL]. 2020.08.13. 

   [2]中华人民共和国国家统计局网站. 年度数据2019建筑业总产值[QB/OL].  2020.08.13.

   [3]朱芳琳.基于BIM技术的工程造价精细化管理研究[D].西华大学.2015.

   [4]谢尚佑.基于BIM 技术全寿命周期造价管理研究及应用[D].长安大学.2014.

   [5]张世霞.BIM技术在建筑工程成本控制中的研究与应用[D].华北水利水电大学.2019.