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國內(nèi)、外研究現(xiàn)狀美國最早應(yīng)用BIM技術(shù)，2003年美國總務(wù)管理局提出了國家3D-4D-BIM計劃，同時頒布了BIM系列指南。2006年美國陸軍工程兵團發(fā)布了2006~2023年的BIM技術(shù)路線圖。美國建筑科學(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)，而韓國政府的多個部門致力于BIM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，并由政府推進BIM技術(shù)應(yīng)用。歐洲國家也有政府機關(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)，對此很多學(xué)者進行了大量研究工作[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，幫助項目管理者快速、準(zhǔn)確的進行成本預(yù)算。Sheryl于2003年提出了基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品模型，實現(xiàn)了一些功能，如：在項目準(zhǔn)備階段發(fā)現(xiàn)項目施工中可能出現(xiàn)的問題，而這些問題會影響項目的成本[47]。AliMuratTanyer，GhassanAouad等在2004年提出了基于IFC標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計開發(fā)了4D（3D+進度）進度計劃模擬施工軟件，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)，進度信息輸入為IFCXML格式，可以幫助項目管理者建立土方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)入到一個成本評測工具中[10]。Fu等人又于2006年提出了3D模型計劃，將計劃、成本通過IFC標(biāo)準(zhǔn)表示出來。在工程項目的全壽命周期各專業(yè)領(lǐng)域都對IFC標(biāo)準(zhǔn)進行了一定的研究應(yīng)用[11]。Bazjanac于2006年提出了基于BIM模型的全過程信息數(shù)據(jù)的綜合，實現(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)建筑信息平臺的集成研究，該平臺可以完成建筑結(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、工程預(yù)算、工程管理等多項功能[13]。1.2本文的研究內(nèi)容1.2.1該領(lǐng)域目前存在的問題存在的問題：（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，圖紙設(shè)計及后期變更較多，造成較多的人、材、機浪費；（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)對措施，增加成本費用。1.2.2論文的研究內(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)。研究內(nèi)容：（1）通過對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)減少工程過程中出現(xiàn)的可控風(fēng)險，降低施工成本費用。（3）以BIM技術(shù)的信息數(shù)據(jù)庫為支撐，對成本決策和控制提供科學(xué)的數(shù)據(jù)依據(jù)，對建筑工程項目成本管理進行事前控制；在施工中采用掙值法對項目進行成本控制管理。2BIM技術(shù)概述2.1BIM的基本概念BIM技術(shù)的定義在項目實際應(yīng)用過程中逐步的發(fā)展和完善。美國國家建筑科學(xué)協(xié)會（NationalinstituteofBuildingSciences；簡稱NIBS）在制定（美國國家BIM標(biāo)準(zhǔn)）的過程中，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，《美國國家BIM標(biāo)準(zhǔn)》第一版的頒布，該標(biāo)準(zhǔn)對BuildinginformationModel(BIM)和BuildinginformationModeling(BIM)給出了定義[35]。對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)信息的共享知識資源[36]。BIM的含義應(yīng)當(dāng)包括三個方面：（1）BIM是以數(shù)字化來表達(dá)建筑項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目的一種模式；（2）BIM是對項目信息化模型建立和完善的一種行為，建筑項目的各個參與方可以根據(jù)自己的工作范圍對模型信息進行調(diào)取、插入、修改和更新，以此來滿足各參與方的各種工作需求；（3）BIM是一個在全壽命周期內(nèi)信息數(shù)據(jù)共享的協(xié)同工作平臺，在這個平臺中，項目各參與方在各自管理階段可以通過溝通，共享、分析項目信息數(shù)據(jù)，在建筑工程項目交付過程中進行決策和改善，使項目能夠進行有效的管理。以上三個方面主要的一個點就是信息。建筑工程項目全壽命周期內(nèi)應(yīng)用BIM技術(shù)對工程項目的策劃、運行、維護能夠有效的進行信息數(shù)據(jù)共享和傳遞，為設(shè)計、施工、后期維護運營單位等參與單位提供信息數(shù)據(jù)協(xié)同共享工作平臺。利用BIM技術(shù)可以提高工作效率，能夠減少資源的浪費，節(jié)約成本，并保證項目按原工作進度計劃施工，如期交付使用。建筑信息模型是一個綜合了建筑所有屬性的龐大數(shù)據(jù)庫，其中包括了建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工變更和簽證、工程量統(tǒng)計、設(shè)備管理、人材機成本、物業(yè)管理等各階段的數(shù)據(jù)信息，在項目的全壽命周期內(nèi)將各階段的所有信息進行了集成管理。2.2BIM的主要技術(shù)BIM應(yīng)用重點解決問題是項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。為解決這些問題，需要對信息數(shù)據(jù)的表達(dá)和交換制定一定的國際標(biāo)準(zhǔn)，這其中涉及三項支持技術(shù)[37]；第一項是工業(yè)基礎(chǔ)類（IndustryFoundationClasses，簡稱IFC）國際標(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)類主要解決的是對象（object）描述問題。IFC標(biāo)準(zhǔn)是建筑