基于BIM技術(shù)的施工工程建造階段成本管理控制研究

基于BIM技術(shù)的施工工程建造階段成本管理控制研究1緒論1.1國(guó)內(nèi)、外研究現(xiàn)狀美國(guó)最早應(yīng)用BIM技術(shù)，2003年美國(guó)總務(wù)管理局提出了國(guó)家3D-4D-BIM計(jì)劃，同時(shí)頒布了BIM系列指南。2006年美國(guó)陸軍工程兵團(tuán)發(fā)布了2006~2023年的BIM技術(shù)路線圖。美國(guó)建筑科學(xué)研究院在2007年發(fā)布NBIMS，其旗下的BuildingSMART聯(lián)盟（BuildingSMARTAlliance，BSA）負(fù)責(zé)BIM技術(shù)應(yīng)用研究工作[1]。在亞洲，33%的日本企業(yè)已經(jīng)開始使用BIM技術(shù)，而韓國(guó)政府的多個(gè)部門致力于BIM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，并由政府推進(jìn)BIM技術(shù)應(yīng)用。歐洲國(guó)家也有政府機(jī)關(guān)致力于BIM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定[2]。BIM技術(shù)的主要信息數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是IFC標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)此很多學(xué)者進(jìn)行了大量研究工作[3]。Sheryl和Fischer于2000年提出基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的成本預(yù)算原型系統(tǒng)研究，幫助項(xiàng)目管理者快速、準(zhǔn)確的進(jìn)行成本預(yù)算。Sheryl于2003年提出了基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品模型，實(shí)現(xiàn)了一些功能，如：在項(xiàng)目準(zhǔn)備階段發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，而這些問(wèn)題會(huì)影響項(xiàng)目的成本[47]。AliMuratTanyer，GhassanAouad等在2004年提出了基于IFC標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)開發(fā)了4D（3D+進(jìn)度）進(jìn)度計(jì)劃模擬施工軟件，該軟件的輸入文件為IFC標(biāo)準(zhǔn)，可以支持項(xiàng)目管理者建立4DBIM模型，并根據(jù)模型可以快速完成施工預(yù)算[8]。Yabuki等人在2005年設(shè)計(jì)開發(fā)用于管理填挖土方工程的系統(tǒng)，此系統(tǒng)以4DCAD為基礎(chǔ)，進(jìn)度信息輸入為IFCXML格式，可以幫助項(xiàng)目管理者建立土方4D模型，并基于模型完成施工預(yù)算[9]。CharlieFu等人在2004年提了基于ADT平臺(tái)的原型系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以從基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的建筑設(shè)計(jì)成果中提取相關(guān)的成本數(shù)據(jù)信息，并可將成本數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入到一個(gè)成本評(píng)測(cè)工具中[10]。Fu等人又于2006年提出了3D模型計(jì)劃，將計(jì)劃、成本通過(guò)IFC標(biāo)準(zhǔn)表示出來(lái)。在工程項(xiàng)目的全壽命周期各專業(yè)領(lǐng)域都對(duì)IFC標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了一定的研究應(yīng)用[11]。Bazjanac于2006年提出了基于BIM模型的全過(guò)程信息數(shù)據(jù)的綜合，實(shí)現(xiàn)了全壽命周期內(nèi)工程信息的共享和協(xié)調(diào)[12]。Halfawy，MahmoudM.R.等人于2007年基于BIM技術(shù)建筑信息平臺(tái)的集成研究，該平臺(tái)可以完成建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件物理屬性的編輯、結(jié)構(gòu)構(gòu)件工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)、工程預(yù)算、工程管理等多項(xiàng)功能[13]。1.2本文的研究?jī)?nèi)容1.2.1該領(lǐng)域目前存在的問(wèn)題存在的問(wèn)題：（1）目前，較多的建筑施工企業(yè)在施工階段的成本管理體系并不完善；（2）施工階段的粗放式管理，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)及后期變更較多，造成較多的人、材、機(jī)浪費(fèi)；（3）施工決策階段和施工階段未相應(yīng)的采用成本的事前控制和事中控制應(yīng)對(duì)措施，增加成本費(fèi)用。1.2.2論文的研究?jī)?nèi)容論文基于BIM技術(shù)的建筑施工階段成本控制研究應(yīng)用，基于所構(gòu)建的建筑信息模型，成本管理工作以BIM技術(shù)的信息管理所提供的數(shù)據(jù)為支撐，為成本的管理決策及成本控制提供合理的科學(xué)依據(jù)。研究?jī)?nèi)容：（1）通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)、成本控制管理理論分析、相結(jié)合，建立基于BIM技術(shù)的成本管理控制體系。（2）精細(xì)化管理，利用BIM技術(shù)可視化虛擬施工，檢查碰撞，協(xié)調(diào)管理等技術(shù)減少工程過(guò)程中出現(xiàn)的可控風(fēng)險(xiǎn)，降低施工成本費(fèi)用。（3）以BIM技術(shù)的信息數(shù)據(jù)庫(kù)為支撐，對(duì)成本決策和控制提供科學(xué)的數(shù)據(jù)依據(jù)，對(duì)建筑工程項(xiàng)目成本管理進(jìn)行事前控制；在施工中采用掙值法對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行成本控制管理。2BIM技術(shù)概述2.1BIM的基本概念BIM技術(shù)的定義在項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中逐步的發(fā)展和完善。美國(guó)國(guó)家建筑科學(xué)協(xié)會(huì)（NationalinstituteofBuildingSciences；簡(jiǎn)稱NIBS）在制定（美國(guó)國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn)）的過(guò)程中，不斷的在互聯(lián)網(wǎng)上征求意見，并重新定義BIM應(yīng)用技術(shù)（workingdefinition）。通過(guò)業(yè)內(nèi)相關(guān)人士的反復(fù)討論并形成統(tǒng)一意見。于2007年底，《美國(guó)國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn)》第一版的頒布，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)BuildinginformationModel(BIM)和BuildinginformationModeling(BIM)給出了定義[35]。對(duì)BuildinginformationModel（BIM）的定義是設(shè)施的物理和功能特性的一種數(shù)字化表達(dá)，從設(shè)施的生命周期開始，它就作為其形成可靠的決策基礎(chǔ)信息的共享知識(shí)資源[36]。BIM的含義應(yīng)當(dāng)包括三個(gè)方面：（1）BIM是以數(shù)字化來(lái)表達(dá)建筑項(xiàng)目所有信息的一種方式，是以開放的標(biāo)準(zhǔn)和互操作性為基礎(chǔ)的信息資源共享，以虛擬的電子信息化模型代替建筑工程項(xiàng)目的一種模式；（2）BIM是對(duì)項(xiàng)目信息化模型建立和完善的一種行為，建筑項(xiàng)目的各個(gè)參與方可以根據(jù)自己的工作范圍對(duì)模型信息進(jìn)行調(diào)取、插入、修改和更新，以此來(lái)滿足各參與方的各種工作需求；（3）BIM是一個(gè)在全壽命周期內(nèi)信息數(shù)據(jù)共享的協(xié)同工作平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)中，項(xiàng)目各參與方在各自管理階段可以通過(guò)溝通，共享、分析項(xiàng)目信息數(shù)據(jù)，在建筑工程項(xiàng)目交付過(guò)程中進(jìn)行決策和改善，使項(xiàng)目能夠進(jìn)行有效的管理。以上三個(gè)方面主要的一個(gè)點(diǎn)就是信息。建筑工程項(xiàng)目全壽命周期內(nèi)應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)工程項(xiàng)目的策劃、運(yùn)行、維護(hù)能夠有效的進(jìn)行信息數(shù)據(jù)共享和傳遞，為設(shè)計(jì)、施工、后期維護(hù)運(yùn)營(yíng)單位等參與單位提供信息數(shù)據(jù)協(xié)同共享工作平臺(tái)。利用BIM技術(shù)可以提高工作效率，能夠減少資源的浪費(fèi)，節(jié)約成本，并保證項(xiàng)目按原工作進(jìn)度計(jì)劃施工，如期交付使用。建筑信息模型是一個(gè)綜合了建筑所有屬性的龐大數(shù)據(jù)庫(kù)，其中包括了建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工變更和簽證、工程量統(tǒng)計(jì)、設(shè)備管理、人材機(jī)成本、物業(yè)管理等各階段的數(shù)據(jù)信息，在項(xiàng)目的全壽命周期內(nèi)將各階段的所有信息進(jìn)行了集成管理。2.2BIM的主要技術(shù)BIM應(yīng)用重點(diǎn)解決問(wèn)題是項(xiàng)目信息表述和信息交換。由于各軟件的品牌不同、專業(yè)性能及要求不同、軟件之間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的格式也有差異性，軟件之間的信息數(shù)據(jù)交互就十分困難。為解決這些問(wèn)題，需要對(duì)信息數(shù)據(jù)的表達(dá)和交換制定一定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，這其中涉及三項(xiàng)支持技術(shù)[37]；第一項(xiàng)是工業(yè)基礎(chǔ)類（IndustryFoundationClasses，簡(jiǎn)稱IFC）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織ISO關(guān)于工業(yè)基礎(chǔ)類的標(biāo)準(zhǔn)是ISO/pAS16739:2005.工業(yè)基礎(chǔ)類主要解決的是對(duì)象（object）描述問(wèn)題。IFC標(biāo)準(zhǔn)是建筑