《基于BIM的工程造價精細化管理【研究報告】（論文）》

基于BIM的工程造價精細化管理研究目錄TOC\o"1-3"\h\u25933一、緒論 123313（一）研究背景和意義 17578（二）國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1209811.國外研究現(xiàn)狀 1191212.國內(nèi)研究現(xiàn)狀 216905（三）主要研究內(nèi)容 33724二、工程造價精細化管理概述 419406（一）精細化管理 4154441.精細化管理的發(fā)展 4327232.精細化管理內(nèi)涵 43158（二）工程造價精細化管理相關(guān)概念 6243791.工程造價含義 6176492.工程造價特點 6249743.工程造價管理主要內(nèi)容 710154（三）工程造價管理發(fā)展趨勢 812784三、建筑信息模型BIM技術(shù) 1011259（一）BIM技術(shù)的內(nèi)涵 1010037（二）BIM的核心技術(shù) 117590四、基于BIM技術(shù)的工程造價精細化管理 1321865（一）工程造價管理現(xiàn)狀分析 138845（二）工程造價管理過程中的典型問題分析 1419654（三）BIM在工程造價精細化管理中的價值 1531681.提高工程量計算和管理效率 15310232.工程造價信息的積累與共享 16155203.信息互用，協(xié)同管理 1628324（四）BIM在工程造價管理環(huán)節(jié)中的具體應(yīng)用 16219541.設(shè)計階段 1746952.招投標(biāo)階段 1726883.施工階段 18197704.竣工階段 199368（五）基于BIM技術(shù)的工程造價精細化管理流程 207243五、結(jié)語 2126241參考文獻 22第一章緒論1.1研究背景和意義作為項目建設(shè)管理的三大目標(biāo)之一，工程造價管理的重要性不言而喻。其成果極為清晰明了，可以直接從項目建設(shè)的各項經(jīng)濟指標(biāo)中得到反映。現(xiàn)如今，我國工程建筑業(yè)可謂是支柱產(chǎn)業(yè)，然而隨著人工費、材料費的上漲，我國工程建筑業(yè)陷入了高投入、低利潤的行業(yè)困境。如何在新的環(huán)境要求下，降低工程造價管理活動的錯誤率，提高工作效率和管理水平，已成為整個工程建筑業(yè)面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)[1]。近年來，各個行業(yè)在成本管理上都青睞于精細化管理，并取得了不錯的成果。從整體的開發(fā)過程里來看，管理中的所有要素都以成本管理的整體水平為出發(fā)點，無論是工程造價精細化管理的理念的提出還是可能影響工程造價管理過程要素和環(huán)節(jié)的深入挖掘，無不是將成本管理作為一個整體進行考量，從而打破阻礙造價管理水平提升的桎梏，實現(xiàn)準(zhǔn)確、高效的造價管理目標(biāo)?；谝陨媳尘?，本文致力于工程造價管理的精細化，引入建筑行業(yè)的新技術(shù)——BIM模型。進一步促進工程造價管理過程中的信息化、規(guī)范化和流程化。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國外研究現(xiàn)狀BIM技術(shù)于2002年引入建筑業(yè)，在其后十幾年的發(fā)展過程中，由于明顯且強大的作用，如今BIM技術(shù)已經(jīng)得到世界范圍內(nèi)工程造價管理上的青睞。就我國而言，大量的研究都表明，工業(yè)整體水平和生產(chǎn)能力的長久、有效提升的路徑只有一條，那就是技術(shù)的變革[2]。作為一種全新的技術(shù)模型，BIM無疑是符合這一點的，其可以通過對建造項目信息的處理，為項目建設(shè)不同階段以及項目建設(shè)的不同參與者提供及時、準(zhǔn)確的信息，同時在BIM模型的信息處理過程中還能實現(xiàn)同階段、不同參與者的信息交流和共享，為工程建設(shè)行業(yè)提供強力且持球的發(fā)展動力。也正是意識到了BIM技術(shù)給建筑行業(yè)帶來的變革與發(fā)展機遇，現(xiàn)如今世界各國都將BIM技術(shù)的采用提升到了戰(zhàn)略層面。（1）美國美國是BIM技術(shù)的發(fā)源地，而且該地區(qū)對BIM的研究也較為領(lǐng)先。早在2006年，美國陸軍工程兵部隊就制定并發(fā)布了未來15年BIM技術(shù)發(fā)展計劃路線圖。BIM模型在該計劃中被用作所有施工活動中所有項目參與者之間的信息交換和通信的載體，以便實現(xiàn)設(shè)計、成本管理和施工的自動化。其后的2007年，美國國家BIM標(biāo)準(zhǔn)項目委員會隨機發(fā)布了美國國家BIM標(biāo)準(zhǔn)，在為民用BIM技術(shù)提供一定的項目指導(dǎo)和標(biāo)準(zhǔn)的同時也能適時通過應(yīng)用BIM技術(shù)提高美國建筑業(yè)生產(chǎn)效率。（2）日本日本設(shè)計公司和建筑企業(yè)相較于美國，在使用BIM上略晚，其從2009年開始應(yīng)用后也受到了政府的高度重視，更是在同年直接在日本國土交通省選擇政府建設(shè)項目作為試點，從而探索BIM技術(shù)在可視化和信息集成方面的實施過程。其后2012年，日本政府頒布《日本建筑工程設(shè)計手冊》，這也就意味著在工程建設(shè)的諸多方面，官方都提供了一個清晰的指導(dǎo)。（3）韓國韓國在BIM得到歐美和日本等發(fā)達國家的驗證之后，于2010年發(fā)布了BIM路線圖。在該路線圖中主要分為短期目標(biāo)、中期目標(biāo)和長期目標(biāo)，其中短期目標(biāo)指的是擴大BIM應(yīng)用范圍，中期目標(biāo)則是政府撥款建立BIM系統(tǒng)，長期目標(biāo)則是在未來的所有項目建設(shè)中均使用BIM來管理施工、成本、合同等環(huán)節(jié)。從以上三個國家政府對BIM技術(shù)的態(tài)度尚可以看出，如今的BIM在世界范圍內(nèi)的工程建設(shè)上都頗受青睞，甚至被譽為“建筑業(yè)第二次技術(shù)創(chuàng)新”。這也直接導(dǎo)致了如今BIM技術(shù)在項目建設(shè)中的應(yīng)用成了研究和應(yīng)用的熱點[3]。1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀相較于上述三個國家，我國映入BIM技術(shù)的時間算是較為領(lǐng)先的，然而該技術(shù)引入之后似乎沒有得到業(yè)內(nèi)人士的重視，直到2011，政府才頒布《2011-2015年建設(shè)信息化發(fā)展綱要》，并明確表明要加快建筑信息模型技術(shù)在工程建設(shè)中的發(fā)展和應(yīng)用，也正是從2011年開始，我國學(xué)者對BIM技術(shù)的研究愈發(fā)豐富和深入[4]。楊寶明認(rèn)為BIM技術(shù)有利于建筑企業(yè)級在工程建設(shè)數(shù)據(jù)上的積累。楊科等人研究了碰撞檢測技術(shù)在BIM技術(shù)中的應(yīng)用，并幫助建筑、結(jié)構(gòu)、電氣等多個設(shè)計專業(yè)通過碰撞檢測發(fā)現(xiàn)問題，從而降低實施中返工的概率，提高設(shè)計質(zhì)量。何關(guān)培等人在其著作中探討了BIM技術(shù)在工程建設(shè)中的多維應(yīng)用。張建平研究了建筑施工管理模式，他認(rèn)為BIM模型在提供可視化環(huán)境之后可以全面實現(xiàn)了施工組織規(guī)劃、數(shù)量計算等工程管理功能[5]。而且隨著研究的深入，施工管理模式在BIM模型的輔助下將會變得更加全面和完整。李靜等人將BIM技術(shù)應(yīng)用于成本管理的全過程，最終發(fā)現(xiàn)BIM技術(shù)可以為項目建設(shè)各個階段的信息交流和數(shù)據(jù)共享提供技術(shù)平臺，從而實現(xiàn)成本信息壁壘的全面突破[6]。從上述學(xué)者的研究中不難發(fā)現(xiàn)，我國學(xué)者對BIM技術(shù)的研究主要集中在項目設(shè)計和施工上，在工程造價中的應(yīng)用研究不足，自然也無法充分體現(xiàn)BIM的技術(shù)優(yōu)勢。1.3主要研究內(nèi)容本文的第一部分著重講述了論文的研究背景，以及國內(nèi)外關(guān)于工程造價以及BIM技術(shù)的研究，并指出國內(nèi)研究與國外研究上的側(cè)重點。第二部分則是對工程造價以及精細化管理的概述，包括定義、特點以及工程造價的主要內(nèi)容和發(fā)展趨勢。第三部分則主要介紹了建筑信息模型中BIM技術(shù)的內(nèi)涵和具體技術(shù)解析。第四部分則探究了BIM技術(shù)在工程造價管理中的應(yīng)用，同時結(jié)合不同階段的特點設(shè)計管理流程。最后則是對本文的總結(jié)性概括。

第二章工程造價精細化管理概述2.1精細化管理2.1.1精細化管理的發(fā)展作為世界上第一本闡述和講解精細管理的書籍，《科學(xué)管理理論》同時也是后世研究精細管理的理論基礎(chǔ)。該書的核心內(nèi)容就是通過觀察、研究以避免冗余的勞動行為，繼而提高工程建設(shè)效率。然而，雖然精細管理的理念提出較早，但是在實際應(yīng)用上還是存在較為明顯的行業(yè)壁壘的[7]。直到20世紀(jì)50年代，日本豐田汽車公司諸多美國汽車工廠后，結(jié)合現(xiàn)有生產(chǎn)方法找出了可以繼續(xù)降低成本的改進空間。經(jīng)過一段時間的探索形成了一套較為成熟的汽車生產(chǎn)模式。這也是精細管理的第一次跨行業(yè)運用，從此之后，精細管理被證實可以在不同的行業(yè)使用。隨著改革開放的深入，一些領(lǐng)先的制造企業(yè)在接收到外來的管理思想之后走上精細化管理的道路，中國水電集團運用精益施工的原則和方法，細化了管理項目的所有工作流程和環(huán)節(jié)，并取得了良好的效果。作為房地產(chǎn)行業(yè)的代表，萬科集團也將精細化管理模式引入企業(yè)管理，并成功成為我國地產(chǎn)行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。由此可見，精細化管理的理念的使用范圍涉獵極為廣闊，對于建筑業(yè)而言，大力發(fā)展精細化工程管理的理念，無疑是建筑業(yè)在蓬勃發(fā)展道路上的最強動力。2.1.2精細化管理內(nèi)涵在目前社會分工愈發(fā)明確的當(dāng)下，精細化管理這種以最小化管理資源、降低管理成本為主要目標(biāo)的管理模式依然成為主流管理思想。許多學(xué)者對精細管理概念的定義提出了自己的觀點：汪中求認(rèn)為精細管理是通過數(shù)字化和信息化的信息交互實現(xiàn)每個管理單位準(zhǔn)確、高效地運行[8]。吳翔江認(rèn)為精細化管理是一種的綜合管理模式，而且作為企業(yè)管理的最終目標(biāo)，精細化管理模式是提高企業(yè)管理水平的不二法門[9]。魏松認(rèn)為精細化管理是從粗放管理向集約管理的過渡。從精細化管理的發(fā)展過程來看，精細化管理的概念是建立在社會生產(chǎn)力發(fā)展的某一階段之上的，是一種解決生產(chǎn)效率瓶頸的管理理念[10]。（1）細化分解根據(jù)精化管理概念不難發(fā)現(xiàn)精化主要是通過對管理對象的具體分解，可以使問題變得清晰并易于實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。圖2.1顯示了詳細的分解步驟。圖2.1精細化管理細化分解步驟（2）數(shù)據(jù)化由于工程造價管理過程中的所有生產(chǎn)活動都可以量化，因此，基于數(shù)據(jù)的管理也適用于造價管理的全過程。尤其是精細化管理由于可以整合大量詳細數(shù)據(jù)，其在展示管理活動的基本情況，分析量化數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)的角度發(fā)現(xiàn)管理中的不足的上的能力極為強勁，此外，通過精細化管理的展示和分析還可以對工程造價管理進行針對性地改進。（3）信息化與協(xié)同工作在精細化管理中，管理對象的各種元素被收集到一個特定的數(shù)據(jù)庫中，從而有效避免因管理過程日益復(fù)雜而造成的信息失真或丟失。此外，信息化作為精細化管理的手段之一，還可以充分激發(fā)行業(yè)與企業(yè)之間的溝通效率。以信息平臺為核心還可以促進各專業(yè)、部門之間的信息流動，并通過信息協(xié)同工作平臺有效進行資源整合，從而大大提高管理過程中信息的準(zhǔn)確性和精細化程度。圖2.2信息化協(xié)同工作平臺（4）強調(diào)創(chuàng)新精細化管理要求每個管理對象和環(huán)節(jié)都要詳細準(zhǔn)確，此外這一理念的提出本身就是持續(xù)改進理念的實現(xiàn)和管理思想的創(chuàng)新。其要求我們尋求有效的管理方法和手段來提高效率和減少消耗。2.2工程造價精細化管理相關(guān)概念2.2.1工程造價含義工程造價是指項目建設(shè)的預(yù)期或?qū)嶋H成本。其定義因為立場的不同會產(chǎn)生不同的解釋。目前的工程造價主要被理解為兩種意思：從投資者的角度來看工程造價是項目建設(shè)預(yù)期花費的投資總成本；從市場交易的角度來看，工程造價是指工程竣工過程中預(yù)期或?qū)嶋H形成的建筑安裝工程造價。2.2.2工程造價特點（1）規(guī)模龐大區(qū)別于其他商品價格，工程造價天然存在規(guī)模龐大這一明顯特點。一般來說，具備投資效益的建設(shè)項目不僅建造規(guī)模大，而且經(jīng)濟量化結(jié)果也容易達到數(shù)百萬甚至數(shù)十億。甚至一些大型工程造價會產(chǎn)生明顯且直接的經(jīng)濟效益，對宏觀經(jīng)濟都有可能產(chǎn)生影響。(2)工程項目的建設(shè)應(yīng)按照一定的施工程序進行根據(jù)工程建設(shè)不同階段的差異性，需要在工程造價的計算上進行多次核驗。在投資決策階段，工程造價主要形式是投資估算，為項目決策和資金規(guī)劃提供參考。在初步設(shè)計階段，需要根據(jù)設(shè)計意圖再次計算工程造價，這時的工程造價演化為項目概算，同時其準(zhǔn)確性也進一步提高。在施工圖設(shè)計階段主要根據(jù)詳細的施工圖計算施工圖預(yù)算，相較于初步設(shè)計階段更為詳細具體。當(dāng)項目進入承包階段時，根據(jù)市場情況，合同雙方可以通過招標(biāo)等方式就工程造價即合同價格達成一致。在項目建設(shè)和竣工驗收階段，根據(jù)合同并結(jié)合實際變化，進行最終調(diào)整，以確定反映項目實際成本的竣工結(jié)算。（3）動態(tài)工程項目不同于一般產(chǎn)品的生產(chǎn)。工程項目從決策到交付，周期短至幾個月，長至多年。如此長的建設(shè)周期勢必會受到更多可變因素的影響。如建筑材料價格的波動、社會勞動力價格水平的變化等。2.2.3工程造價管理主要內(nèi)容雖然不同階段，工程造價管理有不同的具體工作內(nèi)容，但諸多階段都有一個共同點，那就是合理確定工程造價目標(biāo)值，同時控制建設(shè)項目費用支出。①合理確定工程造價為了提高項目投資效益，目標(biāo)的明確是工程造價管理的前提，同時也有必要根據(jù)建設(shè)項目不同階段工程造價的多樣性，分階段確定相應(yīng)的造價，實現(xiàn)對初始目標(biāo)的層層控制。其中測量過程是根據(jù)已建立的基本結(jié)構(gòu)單元相應(yīng)的工程量計算規(guī)則，計算圖紙、文件、施工圖子項目的物理量。在定價過程中，第一步是確定各單元工程基本建設(shè)單位工程量下每班的勞動力、材料和機械消耗量。第二步是確定與每班勞動力、材料和機械相對應(yīng)的單價，最后確定完成單位工程基本建設(shè)單位工程量所需的基本成本。確定工程造價的原則可以用以下公式表示:②有效地控制工程造價為了保證預(yù)期投資足夠，在建設(shè)項目的管理上必須采取層層控制的方式管理工程造價，避免公款私用的發(fā)生。此外，設(shè)計估算作為控制最終成本的最高限額，因此還要根據(jù)設(shè)計估算的數(shù)據(jù)確定后續(xù)施工圖預(yù)算、以及合同價格和竣工結(jié)算等工程項目支出。根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，項目建設(shè)過程不同階段的工程造價管理對項目投資的影響程度不同，如圖2.3所示圖2.3項目建設(shè)各階段對工程造價的影響2.3工程造價管理發(fā)展趨勢（1）國外工程造價管理的發(fā)展工程造價管理的概念起源于16世紀(jì)的英國。那時的工程測量人員需要在設(shè)計完成后估算工程數(shù)量和工程成本，這一行為也被視為投標(biāo)概念的萌芽。其后1868年，英國率先成立皇家特許測量師協(xié)會(RICS)，其中工料測量師分會是最大的分會。這也意味著工程造價管理人員開始組織對工程造價確定和控制的系統(tǒng)研究，至此工程造價管理從傳統(tǒng)管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代工程造價管理階段[11]。上世紀(jì)50年代，工程造價管理還與價值工程相結(jié)合主要用于對項目設(shè)計方案做出合理的決策。同時，這一時期澳大利亞工料測量師學(xué)會、美國造價工程師協(xié)會等行業(yè)組織相繼成立。如今關(guān)于工程造價的管理理念也大多脫胎于上世紀(jì)50年代各國早期關(guān)于工程造價的理解和定義。目前，國際工程造價管理理論進入新階段，逐步在全面成本管理上深挖和研究。圖2.4顯示了工程造價管理的發(fā)展趨勢:圖2.4工程造價管理發(fā)展趨勢（2）國內(nèi)工程造價管理發(fā)展趨勢中國在1949年以后的一段時間內(nèi)所有的工程建設(shè)管理領(lǐng)域一直借鑒前蘇聯(lián)的經(jīng)驗，隨著社會主義市場經(jīng)濟體制的逐步形成，然而現(xiàn)如今隨著全球經(jīng)濟愈發(fā)密切，我國造價管理理念在海外工程造價咨詢機構(gòu)面前競爭力薄弱，因此如今我國的的造價管理亟需斗爭中完善和發(fā)展，實現(xiàn)全過程、全要素、全生命周期的全面造價管理，正如中國建設(shè)工程造價管理協(xié)會秘書長吳左敏所說的“中國工程造價行業(yè)的改革勢在必行”，然而，我國目前的工程造價管理由于缺乏有效的管理工具和技術(shù)，仍然不能達到全生命周期和全管理的高度，甚至工程造價管理的價值尚未完全顯現(xiàn)。（四）工程造價精細化管理內(nèi)涵工程造價精細化管理可以提高現(xiàn)有成本管理過程的精細化程度，全面提高業(yè)主的項目投資效益。其管理內(nèi)涵可以從以下幾個方面進行闡述：第一，精細工程造價管理從確定工程成本和控制成本兩個重要內(nèi)容入手，將管理過程劃分為具體的工作環(huán)節(jié)，通過尋求新的技術(shù)和方法高效準(zhǔn)確地確定工程成本，創(chuàng)新有效的控制過程，從而大大提高工程成本管理的有效性。第二，工程造價精細化管理不限于項目過程中的任何單個階段，而是涉及項目設(shè)計、招標(biāo)、施工和竣工驗收階段等諸多階段。第三，基于工程造價的階段性和動態(tài)性特點，在工程造價管理的各個階段都會產(chǎn)生大量的工程計劃和信息。但是，要改進成本管理的細化，核心是確保準(zhǔn)確創(chuàng)建初始成本相關(guān)數(shù)據(jù)信息，快速高效地處理動態(tài)變化的數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)項目各方之間數(shù)據(jù)信息的互操作性和共享?；诰_的成本數(shù)據(jù)信息的成本管理過程可以有效實現(xiàn)這一目的。因此從這個角度上來看，利用先進的數(shù)據(jù)和信息技術(shù)將成為解決精細化管理的重要手段之一。

第三章建筑信息模型BIM技術(shù)3.1BIM技術(shù)的內(nèi)涵20世紀(jì)70年代，美國學(xué)者查克·伊斯曼(ChuckEastman)首次提出了BIM（Buildinginformationmodel）的雛形。直到2002年，行業(yè)分析師杰瑞·萊賽林(JerryLaiserin)使用BIM作為專業(yè)術(shù)語，使其在工程建筑行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。從目前行業(yè)內(nèi)對BIM的定義來看，BIM可以從兩個方面來理解。首先，BIM從結(jié)果的角度理解為建筑信息模型，即強調(diào)與項目建設(shè)的整個生命周期相關(guān)的信息集成的模型。不僅如此，該模型還能實現(xiàn)信息交互和協(xié)同工作。從本質(zhì)上講，BIM是基于不同需求、具有不同專業(yè)和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的多個模型。如圖3.1所示，每個模型都基于核心BIM模型，以滿足不同專業(yè)的施工要求。圖3.1BIM專業(yè)模型類型同樣，在從項目概念到項目運作的全過程中，根據(jù)不同的需求不斷向模型輸入項目信息的過程中，可以實現(xiàn)基于模型的信息建模和數(shù)據(jù)分析，為各種項目決策提供有力的依據(jù)。建模過程如圖3.2所示。圖3.2BIM模型創(chuàng)建過程3.2BIM的核心技術(shù)（1）三維可視BIM可以通過三維物理圖形展示建筑設(shè)計方案，便于閱讀而產(chǎn)生的線條信息。其建模過程不僅是可視化的，而且可視化結(jié)果可以直接生成渲染顯示和自動生成相關(guān)報告。（2）參數(shù)化與計算機輔助設(shè)計通過基于坐標(biāo)的幾何圖形創(chuàng)建圖元的方式不同，參數(shù)化建模是通過使用特征值的兩個參數(shù)來創(chuàng)建特定圖元并定義組件之間的關(guān)系。在BIM模型中，所有圖元都是組件形式，所有圖形元素攜帶的參數(shù)都是建筑構(gòu)件信息的數(shù)字表達。而且基于參數(shù)化的組件、符號和視圖還能提供參數(shù)修改技術(shù)，從而使用戶能夠直接關(guān)感覺察到建筑設(shè)計模型的變化所引起的一系列變化。（3）碰撞檢查碰撞檢測軟件被用作引擎來關(guān)聯(lián)各個學(xué)科的BIM模型，并從空間和尺寸的角度探索建筑物、結(jié)構(gòu)、水電等學(xué)科之間的碰撞問題。當(dāng)然，BIM的協(xié)調(diào)功能不僅是解決不同學(xué)科之間的碰撞問題，也是解決設(shè)計布局與其他設(shè)計在協(xié)調(diào)設(shè)計上的問題。碰撞檢測的基本思想是在初步設(shè)計階段創(chuàng)建項目的基本模型，其中不同的專業(yè)將根據(jù)各自的需求履行各自的職責(zé)，完成專業(yè)模型的同步設(shè)計。在創(chuàng)建了詳細的結(jié)構(gòu)、建筑和機電模型之后，可以通過鏈接專業(yè)模型將每個專業(yè)集成到基本模型中，并且可以分析碰撞的具體構(gòu)造和位置，以便于在專業(yè)之間修改設(shè)計模型。（4）模擬建造BIM包含項目的完整幾何、物理和性能信息。在項目實施的各個階段，分析、模擬和優(yōu)化所需的相關(guān)數(shù)據(jù)可以從BIM模型中自動提取出來進行計算和演示?？梢愿鶕?jù)結(jié)果調(diào)整項目計劃，并且可以立即模擬新計劃。具體來說，在設(shè)計階段，BIM可以進行有效的模擬實驗。在投標(biāo)和施工階段，可以進行4D模擬。同時，也可以在四維模型的基礎(chǔ)上增加成本維度，進行事前成本控制。然而，在項目運行階段，有可能進行類似緊急情況的處置，例如模擬災(zāi)難人員的逃離和消防員的撤離。

第四章基于BIM技術(shù)的工程造價精細化管理4.1工程造價管理現(xiàn)狀分析（1）設(shè)計階段項目設(shè)計文件作為項目詳細建設(shè)和實施的藍圖，從根本上預(yù)先決定了項目的成本趨勢。目前，設(shè)計階段成本管理的主流思想是強調(diào)定額設(shè)計，即在確定投資估算的基礎(chǔ)上進行初步方案設(shè)計，以設(shè)計預(yù)算為定額控制施工圖設(shè)計。工程造價管理在設(shè)計階段的作用不僅是對設(shè)計方案的準(zhǔn)確經(jīng)濟評價，而且是對設(shè)計方案的有效指導(dǎo)。然而，在實際工作中，設(shè)計概算往往是由于類似項目缺乏全面準(zhǔn)確的概算指標(biāo)數(shù)據(jù)以及概算指標(biāo)套利有限造成的。在編制施工圖預(yù)算時，由于時間限制，工程量不夠準(zhǔn)確，人工、材料、機械價格缺乏時效性，影響了對設(shè)計方案各項指標(biāo)的準(zhǔn)確評價。此外，隨著工程設(shè)計過程的不斷調(diào)整和變化，每一步的變化都會對設(shè)計預(yù)算產(chǎn)生或大或小的影響，工程成本也需要相應(yīng)被動地進行調(diào)整，從而導(dǎo)致大量的調(diào)整工作變得無效或低效。（2）招投標(biāo)階段招標(biāo)作為工程承包的主要形式，是通過市場自由招標(biāo)選擇建設(shè)項目的具體實施主體，實現(xiàn)項目成功發(fā)展的前提。就目前情況來看，一家大型房地產(chǎn)開發(fā)商只有14天的時間為總承包項目準(zhǔn)備招標(biāo)文件，而《招標(biāo)投標(biāo)法》及相關(guān)規(guī)定要求投標(biāo)人至少要準(zhǔn)備20天的招標(biāo)文件。因此，招標(biāo)文件中各分項目的工程量往往不夠準(zhǔn)確，不僅不能準(zhǔn)確反映工程規(guī)模，而且工程量偏差大往往成為投標(biāo)人不平衡報價的機會。同樣，作為招標(biāo)人，也有必要編制投標(biāo)控制價，這是投標(biāo)人報價的最高限額，以防止操縱投標(biāo)的發(fā)生。目前，大多數(shù)投標(biāo)人依賴與行業(yè)相關(guān)的配額作為設(shè)定控制價格的基礎(chǔ)。然而，配額水平具有一定的時效性，不能充分反映市場動態(tài)。此外，由于與建設(shè)項目相關(guān)的各種價格信息，市場價格信息的準(zhǔn)確獲取也嚴(yán)重影響了招標(biāo)控制價格的準(zhǔn)確性。作為投標(biāo)人，還需要結(jié)合自身的施工水平和市場情況制定有利的報價策略。在實際工作中，只能對項目的某些子項進行審核，往往會因數(shù)量不準(zhǔn)確而導(dǎo)致項目損失。（3）施工階段目前，施工階段的大部分工程造價管理仍屬于事后控制。僅統(tǒng)計已實施的部分項目或為已發(fā)生的簽證變更出具價格變更文件，并不能真正起到工程造價管理應(yīng)有的預(yù)測和控制作用。此外，施工階段涉及的各種通用合同和分包合同，以及大量相關(guān)的工程數(shù)據(jù)和文件，都只保存在紙質(zhì)文件等非結(jié)構(gòu)化的存儲方法中，這使得大量數(shù)據(jù)信息難以共享，需要重復(fù)處理和提取才能使用。同時，參與項目實施階段的所有各方的信息缺乏有效的溝通和協(xié)調(diào)。施工方、設(shè)計方和成本管理方之間的信息往往不能及時共享。由此產(chǎn)生的嚴(yán)重信息不對稱導(dǎo)致各方工作效率低下，項目本身難以在工期、成本和質(zhì)量三個要素上實現(xiàn)平衡。（4）竣工結(jié)算階段竣工結(jié)算階段工程造價管理的主要工作內(nèi)容有兩個方面，一是審查與工程價格相關(guān)的信息，二是根據(jù)合同條件審查結(jié)算價格。期間產(chǎn)生的大量工程數(shù)據(jù)大多以紙質(zhì)形式保存，直接導(dǎo)致竣工結(jié)算期間復(fù)雜的數(shù)據(jù)收集和整理。此外，由于施工人員流動性大，工程交接過程中經(jīng)常出現(xiàn)工程數(shù)據(jù)和信息的混亂和丟失，嚴(yán)重降低了竣工結(jié)算工作的效率。4.2工程造價管理過程中的典型問題分析（1）缺乏有效的測量工具。工程量計算是確定工程造價的基本環(huán)節(jié)，無論是項目預(yù)算工程量的計算還是竣工工程量的審核，高效準(zhǔn)確的計量環(huán)節(jié)都是有效控制成本的前提。雖然我國工程造價測量工具經(jīng)過多年發(fā)展現(xiàn)如今的效率有了很大提高。然而，這種提升速度已經(jīng)跟不上如今日漸復(fù)雜的工程項目規(guī)模，而且還會讓工程造價行業(yè)的生產(chǎn)率在項目計量環(huán)節(jié)受到很大制約。（2）工程價格數(shù)據(jù)雜亂無章。工程材料的價格因規(guī)格、型號、品牌等不同而有很大差異。與此同時，一些材料的價格對時間也非常敏感。例如，2013年1月至5月，成都市三級鋼筋(攀成鋼)材料價格在4300元/噸至4000元/噸之間波動。目前，各省市成本信息網(wǎng)站公布的信息價格來自律師向供應(yīng)商尋求的價格信息，這往往會導(dǎo)致材料類型覆蓋不全、缺乏時效性等問題。此外，大量價格數(shù)據(jù)主要以雜志和文件的形式提供給查詢。這樣會導(dǎo)致行業(yè)內(nèi)各方都需要手工輸入兩次價格調(diào)整信息，這無疑降低了工程造價管理的效率。（3）成本信息難以有效共享。從大量已完成的項目數(shù)據(jù)中提取相應(yīng)項目類型對應(yīng)的工程造價指數(shù)、項目數(shù)量指數(shù)和消耗指數(shù)，在擬建工程的成本管理中發(fā)揮了積極的作用。然而，大多數(shù)企業(yè)的完成歷史數(shù)據(jù)大多以紙質(zhì)文檔和文字格式存檔。通過相關(guān)計算、分析和比較，很難達到從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提煉為有效信息，進而獲得有價值的成本指標(biāo)的目的。無法為成本管理提供全面可靠的支持。（4）缺乏協(xié)同理念工程造價管理是一項多方共同管理的工作，例如，在實施某項設(shè)計變更的過程中，要求設(shè)計師、工程師和成本管理人員都參與其中。但是，在現(xiàn)有的工作流中，信息傳輸渠道的不順暢直接阻礙了工作流中的所有參的信息交互、溝通以及成本意識的發(fā)揮空間，從而導(dǎo)致大多數(shù)部門都是從自身出發(fā)，不利于整體上的工程造價管理，工作流交叉現(xiàn)狀如圖4.2所示。圖4.2工作流交叉現(xiàn)狀4.3BIM在工程造價精細化管理中的價值4.3.1提高工程量計算和管理效率BIM模型可以通過相關(guān)計算自動輸出相應(yīng)的量，從而節(jié)省人力。不僅如此，成本核算人員可以直接將建筑結(jié)構(gòu)三維建模形成的標(biāo)準(zhǔn)格式設(shè)計文件直接導(dǎo)入成本軟件，這時成本核算人員只需根據(jù)構(gòu)件項目的特點選擇正確的計算規(guī)則，并匯總相應(yīng)的數(shù)量即可。除此之外，BIM模型在三維模型的基礎(chǔ)上，還可以將時間和成本要素集成到一個五維模型中，有效地集成了與項目本身的工期和成本相關(guān)的數(shù)據(jù)。根據(jù)BIM模型提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可以隨時調(diào)整工程數(shù)量和成本，也可以分析所需的人工、材料和施工機械班次數(shù)量，進行資源安排。如每平方米鋼筋含量、混凝土指標(biāo)含量等，均可快速進行統(tǒng)計分析，并可與類似項目進行比較，從而為經(jīng)濟評價提供參考數(shù)據(jù)。4.3.2工程造價信息的積累與共享工程造價管理組織可以根據(jù)BIM數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)搭建價格信息平臺，對直接通過信息平臺收集的市場查詢結(jié)果和價格信息進行分類整理，并定期在信息平臺上發(fā)布。公眾用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)直接實時更新BIM模型信息價格，大大節(jié)省了人工輸入的時間和誤差?；谠摂?shù)據(jù)庫平臺，工程造價信息管理機構(gòu)可以對已完成項目的指標(biāo)進行收集、整理和發(fā)布，從而更好地為政府相關(guān)部門和社會提供公共服務(wù)。造價數(shù)據(jù)流圖如下圖4.3所示:圖4.3BIM造價數(shù)據(jù)流4.3.3信息互用，協(xié)同管理數(shù)據(jù)中心的建立可以對各部門上傳的信息進行匯總，采購部門可以實時查詢真實的材料價格；合同部門則可以根據(jù)實時的信息變動敲定影響工程造價成本的項目合同條款；區(qū)域工程造價部進一步整合各方提供的成本信息數(shù)據(jù)，形成信息集成成本管理模式。圖4.4是BIM成本信息平臺。圖4.4BIM造價信息平臺4.4BIM在工程造價管理環(huán)節(jié)中的具體應(yīng)用4.4.1設(shè)計階段在設(shè)計階段，項目各方均可導(dǎo)入專業(yè)檢測軟件進行BIM模擬碰撞檢測，直觀反映不同專業(yè)的碰撞沖突，真正反映各專業(yè)的協(xié)同工作。從源頭上減少施工過程中學(xué)科間碰撞引起的設(shè)計變更，提前實施成本控制。設(shè)計階段的成本經(jīng)濟數(shù)據(jù)則可以通過價值工程和其他方法從經(jīng)濟角度解構(gòu)。通過提取存儲在BIM數(shù)據(jù)庫中的類似項目的歷史數(shù)據(jù)指標(biāo)進行比較，最終的經(jīng)濟指標(biāo)可以反饋給設(shè)計人員進行有針對性的優(yōu)化設(shè)計。此外，對于多方案的設(shè)計比選，設(shè)計人員在將各方案的BIM模型傳遞給造價人員進行多方案比選后，可以通過BIM自動計算出各設(shè)計方案的經(jīng)濟數(shù)據(jù)。為了實現(xiàn)早期全面控制工程成本，可以在BIM技術(shù)處理信息數(shù)據(jù)的過程中與成本和設(shè)計進行有機結(jié)合。此外，BIM碰撞仿真技術(shù)能夠準(zhǔn)確、快速地反映設(shè)計中各專業(yè)之間的碰撞問題，防止以后設(shè)計變更的發(fā)生。圖4.5交互示意圖。圖4.5BIM設(shè)計模型與造價模型數(shù)據(jù)交互示意圖4.4.2招投標(biāo)階段在時間緊迫的投標(biāo)階段，招標(biāo)人可以利用BIM設(shè)計模型快速建立BIM數(shù)量模型，從而快速確定工程量清單和投標(biāo)控制價，而且借助于BIM信息庫獲取最新的價格信息，工程量清單和招標(biāo)控制價的準(zhǔn)確性將大大提高，從而降低招標(biāo)人的風(fēng)險。此外，基于BIM技術(shù)的投標(biāo)成本管理過程，投標(biāo)人可以利用設(shè)計BIM模型快速編制工程量清單和投標(biāo)控制價，提高雙方在確定工程造價過程中的效率，最大限度地滿足了項目經(jīng)濟要求的制定。圖4.6是基于BIM技術(shù)的投標(biāo)成本管理流程。圖4.6基于BIM模型的招投標(biāo)造價管理流程4.4.3施工階段(1)工程量和價格的計算在施工階段，傳統(tǒng)模式要求承包商按照合同約定向發(fā)包人提交工程量進度報告，而BIM模型可以按照任意時間段或任意施工面進行拆分，并根據(jù)實際進度總結(jié)得到相應(yīng)的數(shù)量，便于雇主和承包商快速準(zhǔn)確地核實完工數(shù)量，使得在施工階段確定成本管理的數(shù)量和進度付款更加有效。(2)成本信息數(shù)據(jù)的實時跟蹤施工階段的成本管理表現(xiàn)出最大的動態(tài)性。在每個施工階段，都會有大量數(shù)據(jù)信息。所有的數(shù)據(jù)源都涉及諸多部門和崗位。通過建立BIM模型，可以實時動態(tài)維護相關(guān)成本信息，避免施工過程中一次性工作量的累積和數(shù)據(jù)信息的丟失。(3)施工階段工程造價的動態(tài)監(jiān)控在施工階段，可以利用BIM技術(shù)提供的模擬施工特點，快速模擬計劃完成的項目，同時檢索BIM數(shù)據(jù)庫中的計劃單價，形成已完成項目的計劃成本(BCWS)。對于已完成項目的實際成本以及計劃成本則可以通過輸入BIM模型來獲得?？傊ㄟ^BIM相關(guān)軟件的內(nèi)置數(shù)學(xué)模型，可以快速分析成本偏差和成本績效指標(biāo)，獲得最直觀的模擬施工結(jié)果。（4）簽證變更簽證變更信息的存儲與共享主要保證上述信息的結(jié)構(gòu)化存儲信息，方便項目各方調(diào)用以及避免信息丟失。簽證變更往往會導(dǎo)致成本變化，成本的變化勢必會導(dǎo)致信息的失真，而BIM系統(tǒng)的信息及時調(diào)用和存儲可以避免這種情況的發(fā)生，實現(xiàn)在設(shè)計、施工和成本這三方面的充分溝通。此外，BIM模型可以快速準(zhǔn)確估算簽證變更經(jīng)濟數(shù)據(jù)，成本管理人員可以通過修改原有的BIM模型，計算與變更相關(guān)的項目數(shù)量，快速準(zhǔn)確地驗證變更計劃引起的成本變化，從而為設(shè)計變更計劃的選擇提供經(jīng)濟參考，使變更成本提前可控。通過使用BIM模型作為媒介，三方將展示變更計劃的技術(shù)性、經(jīng)濟性和可操作性，并選擇最佳計劃。施工階段基于BIM的成本管理工作流程如下圖4.7所示。圖4.7基于BIM的施工造價管理流程4.4.4竣工階段BIM技術(shù)以BIM3D模型為基礎(chǔ)，便于員工對工程數(shù)據(jù)的管理融入到項目過程管理中，同時BIM中心數(shù)據(jù)庫中的工程數(shù)據(jù)也能實時更新。竣工結(jié)算結(jié)算數(shù)據(jù)排序時，審核人員可以直接訪問BIM中心數(shù)據(jù)庫，獲取所有相關(guān)工程數(shù)據(jù)?？⒐そY(jié)算階段的成本管理過程利用BIM技術(shù)建立的BIM數(shù)據(jù)庫，注重項目實施階段的數(shù)據(jù)收集和處理。這一階段只需從BIM模型中檢索相關(guān)的竣工結(jié)算數(shù)據(jù)，同時竣工結(jié)算BIM模型需要結(jié)合合同協(xié)議、竣工結(jié)算數(shù)量、費用等進行整理。必要時可以使用BIM相關(guān)的自動計算功能進行檢查?？⒐そY(jié)算工作流程見下圖4.8。圖4.8基于BIM技術(shù)的竣工結(jié)算工作流程4.5基于BIM技術(shù)的工程造價精細