BIM在全過程造價管理中的應用研究

張 蓋，王書明

（1.上海寶冶集團南京建筑有限公司，江蘇 南京210093；2.金陵科技學院 建筑工程學院，江蘇 南京211169）

1 引言

隨著市場經濟的不斷發展，工程造價在一個工程項目中擔當的角色越來越重要，有時候工程的盈利與否、利潤的多少都與工程造價密切相關，工程造價的管理貫穿于工程的全過程。工程造價的合理確定和有效控制是工程建設管理的重要組成部分。如何合理確定和有效地控制建設工程造價，就必須對工程建設全過程進行造價控制。

2 現階段我國工程造價管理存在的問題

確定合理和有效的項目成本是經濟學和管理項目建設的一項重要工作，它在整個工程建設的全過程都有著重要的地位。具體體現在對工程建設前期的可行性研究、投資決策、設計、施工到竣工交付使用前所需全部建設費用的確定、控制、監督和管理，目的是為了使有限的建設投資產生最佳的經濟效益和社會效益，而且只有在合理的前提下，才可以通過有效的控制手段，實現理想的效率。

2.1 傳統工程的造價模式滯后于市場的要求

在計劃經濟體制向市場經濟轉型的過程中，政府為了加強宏觀控制項目成本，采用項目成本模式使用靜態管理和動態管理相結合的方法。即由各地區主管部門統一采用單價法編制反映地區平均成本價的工程預算定額，實行價格管理；同時與分階段調整市場動態價格相配合，形成指導價與指定價結合，定期不定期公布造價指導性系數，再確定工程造價。這種方式在逐步脫離計劃經濟體制的過程中起到了一定的積極作用，但隨著市場經濟的快速發展和市場經濟體制的逐步完善，現行建設工程造價管理體制的計劃特色依舊明顯，并制約了我國工程造價水平的提高和造價行業的發展。

2.2 工程計價的區域差異大

我國工程造價采用地區定額計價的方式，區域特色明顯。由于這樣的工程計價區域性和各地計價標準的差異，導致一個造價機構或人員在一個地方積累的造價經驗和很多重要相關數據也有了區域性，大部分的這些經驗或數據已不再適用。這些工作積累的歷史成本指數數據是基本生存成本的機構業務。

2.3 項目造價數據難以實現高效共享

造價管理中，由于需要對階段工程造價數據進行分析，就必須對造價數據進行拆分和加工。造價工程師成本與其他人共享困難，因而工程崗位人員在工作中積累的數據不能一起工作。例如，在對項目進行多算對比時，不僅需要項目的財務數據、倉儲數據，消耗數據等，而且還需要這些數據相關部門或崗位的協助。而我國企業組織管理中部門的平級設置，一定程度上造成各部門之間溝通困難，體現在業務合作上效率不高。各司其職并不一定適合當今市場的業務競爭，協同合作已經成為提高組織效率的方式之一。因此，這種低效率的通信手段影響業務部門之間的數據交換的及時性和有效性。這也正是施工企業算對比造價管理制度名存實亡的原因之一。

2.4 造價數據延后性明顯

我國在建設工程招投標項目的成本計算仍然是基于傳統的定額計價模式，這導致了大量的數據不適應當前的市場形勢，主要體現在：一方面，定額價格的發布每五年才更新一次，滯后性明顯。在今天的社會和經濟發展相當迅速，在一年之內的同一商品的價格波動是非常頻繁的，固定的一個很長的時間建設項目更新將明顯脫節的實際市場單獨二次動態價格調整無疑是加入到一個或甚至更多倍的工作量定價。無論從時間還是成本的角度都不利于提高效率，降低項目成本投入。另一方面，在消耗量指標上，目前造價機構使用的都是當地政府制定的消耗量指標，這些指標反映的是地區社會平均生產力水平，不具有競爭性，且更新緩慢，無法準確反映生產力現狀，加之建筑公司之間生產經營水平參差不齊，一味套用統一的定額指標顯然無法精準估算工程價格，這也是當前工程普遍“三超”的原因之一。

2.5 價格數據統計量大

建筑工程有其明顯的特點，不僅僅是建材消費，還有種類繁多的材料產品、規格、型號及其他品種。即使是同一品牌不同型號的價格也不一定相同。因此，建筑材料統計的價格是一個龐大的系統工程。目前，一些定額站以及一些企業價格信息采集和處理方法，還留在查詢價格信息供應商，然后在網絡上查詢或印刷小冊子。以這樣的方式提供的數據，相比實際市場價格資訊的正確性，及時性和全面性而言是一個嚴重問題。同一地區，不同的成本機構的統計，這些數據無疑會增加行業的整體成本。如何建立及時準確，統一的區域價格數據庫，實現行業共享，是提高行業項目成本效率和降低成本的關鍵之一。

3 基于BIM的全過程造價管理

3.1 全過程管理成為工程造價管理的主流

為了降低施工成本，越來越多的企業認識到全過程造價管理的必要性和迫切性，從最初的可行性研究報告至工程竣工各階段實現精細化的工程造價管理，以更好地進行成本控制與風險控制，工程造價管理必須進入到過程管控的新時代。傳統的工程造價管理，往往是一開始做預算，結束后做結算。最終結算完成才能了解到工程的全過程，經常會出現施工單位過程虧損或者因為工程量變更與合同問題跟業主糾纏不清的情況。因此，建立更為精細化的全過程造價管理必將成為今后造價管理的主流。

3.2 BIM概述

BIM 是建筑信息模型（Building Information Modeling）的簡稱，這項被眾多國內外設計師稱之為革命性的技術，最早是由美國喬治亞技術學院（Georgia Tech College）建筑與計算機專業的查克·伊斯曼（Chuck Eastman）博士于30年前提出的一個概念。建筑信息模型綜合了所有的幾何模型信息、功能要求和構件性能，將一個建筑項目整個生命周期內的所有信息整合到一個單獨的建筑模型中，而且還包括施工進度、建造過程、維護管理等的過程信息。BIM像一條紐帶將這些分散的專業技術整合到一起，提高了這些專業技術的系統性。因此，整個建筑行業從設計、造價、建造到運營維護的信息決策與集成化程度大大提高。例如對于設計完成的圖紙，可以使用CAE技術從BIM模型中抽取項目相關的各種數據進行計算、分析和模擬，對于不合造價等要求的設計方案可通過CAD修改，修改完成的數據又可通過BIM的可視化功能進行形象演示。

3.3 應用BIM技術進行全過程造價管理

從國內目前的算量和計價的軟件發展來看，BIM技術已經從3D模型的算量功能經由4D（3D＋時間或進度）建造模擬職能再進一步發展到了5D（3D＋進度＋成本）施工的職能，集3D立體模型、施工組織方案、成本及造價于一體，能夠真正實現成本費用的實時模擬和核算，也能夠為后續施工階段的組織、協調、監督等工作提供有效可行的信息。建筑師、造價師、施工方、業主在各個階段能夠進行協同設計，真實預見到施工階段的開銷花費與建設的時間進度，使得項目的各個階段都能夠協作統一，解決了不同階段或者不同專業帶來的問題，很好地避免了設計與造價控制環節脫節、設計與施工脫節、變更頻繁等問題。目前，我國造價軟件行業的領軍企業主要有廣聯達、魯班等企業，這些公司開發的基于BIM技術的新一代4G工程造價軟件可對工程量清單、報價、工程招投標、施工過程等進行統一管理，并形成數據對比。同時，可以提供施工合同、支付憑證、施工變更等工程附件管理，并為成本測算、招投標、簽證管理、支付等全過程造價進行管理。

3.3.1 初步設計階段

此階段中，根據初步設計圖紙，在魯班算量軟件中搭建初步BIM模型，快速統計基本工程量信息，直接導入魯班造價軟件中，實現工程基礎信息的無縫對接。基于“魯班通”價格信息平臺準確查詢工、料、機市場價，快速編制初步工程概算，為限額設計和價值工程分析提供數據支撐。同時，可以將各個專業的BIM模型導入到碰撞檢查軟件中，如Navisworks，提前發現不同系統的管件碰撞問題，減少或者避免由此而引發返工所造成的成本浪費與工期延誤。利用BIM模型的關聯數據庫，快速、準確地獲得設計過程中工程基礎數據拆分實物量，為限額設計和價值工程分析方法的實施提供及時、準確的數據支持。如圖1所示。

3.3.2 施工圖設計階段

隨著設計深度的加強，BIM模型所包含的工程信息也不斷更新和完善，如裝飾裝修工程明細、材料做法表明細，以及門窗表明細等。利用BIM模型構件自動扣減功能，快速計算匯總詳細工程量信息，避免了因手工計算所造成的不必要錯誤，節約大量工作時間，使造價工程師能把更多的精力放到更有意義的工作中去，比如詢價或者工料機分析等。BIM模型中引入時間維度，構建4D－BIM模型，可以進行虛擬施工，為合理安排施工進度提供技術支撐。如為案例工程模擬建造過程，虛擬了從基礎到主體最后到裝飾的整個建造過程。同時，魯班軟件提供LBIM格式文件，可以在各個專業BIM模型中共享，提高了各個專業之間協同工作效率。案例工程采用清單計價模式，綜合單價法編制施工圖預算。以土建部分為例，編制施工圖預算時，從BIM模型中導出“案例工程.tozj”文件，然后在魯班造價軟件中直接提取工程數據，避免手工錄入所可能造成的人為錯誤，保證數據傳輸中的完整性、一致性。“案例工程.tozj”文件同時包括了工程量信息、進度計劃以及三維圖形文件，并在造價軟件的BIM模型中可以直接選擇構件顯示，打破了以往傳統造價軟件的文本格式，為后續施工過程的進度款支付、制定材料采購計劃和勞動力計劃及限額領料的實施提供方便。

3.3.3 招標投標階段

BIM的價值主要體現在招標投標過程中。根據設計單位提供的包含豐富數據信息的BIM模型，建設單位或者招標代理機構便可以在短時間內調出工程量信息，結合項目具體特征編制準確的工程量清單，有效地避免漏項和計算錯誤等情況的發生，為順利進行招標工作創造有利條件。將工程量清單直接載入BIM模型，建設單位在發售招標文件時，就可將含有工程量清單信息的BIM模型一并發放到擬投標單位，保證了設計信息的完備性和連續性。由于BIM模型中的建筑構件具有關聯性，其工程量信息與構件空間位置是一一對應的，投標單位可以根據招標文件相關條款的規定，按照空間位置快速核準招標文件中的工程量清單，為正確制定投標策略贏得時間。

由于BIM技術與互聯網技術具有很好的融合性，方便了招標投標管理部門對整個招標投標過程的管控，有利于減少或者杜絕舞弊腐敗等現象的發生，對整個建筑行業的規范化、透明化亦有極大的促進作用。

3.3.4 施工建造階段

在施工建造階段，工程造價管理的主要任務就是通過工程付款控制、工程變更費用控制、預防并處理費用索賠、挖掘節約工程造價的潛力等來控制實際發生的費用不超過計劃投資。本文主要從工程計量、施工組織設計優化、工程變更、索賠管理、工程進度款結算以及資金使用計劃與偏差分析等方面，探討BIM技術在施工建造階段的應用價值。

（1）工程計量。傳統模式下，當承包方按照合同約定的時間向發包方提交已完工程量的報告后，發包方項目管理機構需要花費大量時間和精力去核實承包方所提交的報告，并與合同以及招標文件中的工程量清單核對，查看量是否準確，同時還需現場核查已完工程質量是否合格。承包方編制已完工程報告時，也需要花費大量的人力和時間去計量已完工程，其效率和準確性都很難得到保障。BIM技術在工程計量工作中得到應用后，則完全改變了上述工作現象。由于BIM技術整合了時間信息，將建筑構件與時間維度相關聯，利用BIM模型的參數化特點，按照所需條件篩選工程信息，計算機即可自動完成相關構件的工程量統計并匯總形成報表。根據施工進度和現場情況變化，實時動態更新BIM模型數據庫，利用互聯網或者局域網技術實現數據共享，這樣造價工程師便可以在自己的授權端口快速、準確地統計某一時段或者某一施工面的工程量信息，快速匯總形成工程計量報告，為及時辦理工程進度款結算贏得時間，同時達到對分包單位施工進度情況實時監督的目的。建設單位項目管理機構在收到承包方的工程計量報告后，利用所掌握的BIM模型數據庫，亦可快速核查工程計量報告的準確性。通過按時計量，工程師便可及時把握承包商工作的進展情況和工程進度。

（2）施工組織設計優化。在施工組織設計過程中，一個很重要的內容就是資源安排計劃。BIM技術應用于資源安排，則有很大優勢。利用BIM模型的參數化特性，可以根據施工進度快速計算出人工、材料、機械設備的使用計劃，避免資源的大進大出。同時，4D－BIM技術的應用，施工技術與管理人員可以動態把握施工進度和施工方案，能夠在施工中組織專業隊伍連續或交叉作業，組織流水施工，使工序銜接合理緊密，避免窩工。這樣，既能提高工程質量，保證施工安全，又可以降低工程成本。案例工程利用LubanPDS系統，快速準確完成各個工種的用工計劃，并設定各個班組工作限度，系統將自動檢驗各個工種的工作在時間安排、施工空間、工作量等方面是否沖突。

（3）工程變更。工程變更常常會導致工程量變化、施工進度變化等情況發生，進而有可能導致項目的實際造價超出原來的預算造價，因此，必須嚴格控制、密切關注其對工程造價的影響。

（4）索賠管理。就對工程造價影響角度而言，索賠與變更的處理都是由于施工企業完成了工程量清單中沒有規定的額外工作，或者是在施工過程中發生了意外事件，由發包人或者監理工程師按照合同規定給予承包商一定的費用補償或者工期延長。所以其處理方式與工程變更相似，在此不再贅述。

（5）工程進度款支付。我國現行工程進度款結算有多種方式，如按月結算、竣工后一次結算、分段結算、目標結算等方式。以按月結算為例，業主需要在月中向施工企業預支半個月工程款，月末再由施工企業根據實際完成工程量，向業主提供已完成工程量報表和工程價款結算賬單，經業主和工程師確認，收取當月工程價款，并通過銀行結算支付。在傳統模式下，建筑信息都是基于2D－CAD圖紙建立的，工程基礎數據掌握在分散的預算員手中，很難形成數據對接，導致工程造價快速拆分難以實現，工程進度款結算工作也較為繁瑣。隨著BIM技術的推廣與應用，尤其在進度款結算方面，魯班BIM平臺實現了框圖出價、框圖出量，更加形象、快速地完成工程量拆分和重新匯總，并形成進度造價文件，為工程進度款結算工作提供技術支持。

（6）資金使用計劃與偏差分析。正確編制資金使用計劃和進行投資偏差分析，在工程造價管理工作中處于重要而特別的地位。BIM技術在編制資金使用計劃上也有較大優勢。5D－BIM模型整合了建筑模型、時間維度以及造價信息，可以伴隨建設過程動態展示資金使用狀況，更為直觀地體現建設資金的動態投入過程，方便建設單位或者施工單位合理安排資金計劃。直觀地展示隨著項目進度推進的投資資金使用狀況。

施工階段的工程造價控制基本原理，可以總結為：把計劃投資額作為造價控制的目標值，在工程施工過程中定期地進行造價實際發生值與目標值的比較，發現其中的偏差，并分析偏差產生的原因，采取有效措施加以控制，以保證造價控制目標的實現，即進行短期多算對比。

基于BIM技術，可以快速搜索構件信息并組合相關聯成本信息，快速生成多算對比文件，為偏差分析提供基礎數據，以便及早發現問題并改正問題。工程虛擬合同價、實際支付價、實時結算價，并利用魯班PDS系統演示基于BIM技術的“三算對比”，可以實現實時偏差分析與糾正。

3.3.5 竣工移交階段

在傳統模式下，基于2D－CAD圖紙的工程結算工作相當繁瑣。就工程量核對而言，雙方造價工程師需要按照各自工程量計算書逐梁逐板地核對工程量，當遇到出入較大的部分時，更需要按照各個軸線各個計算公式去核查工程量計算過程，其工作量極其龐大。特別是老的預算員基本上都是手工計算，而且計算書的格式還不盡相同，導致核查難度很大，資料丟失或不全亦屢見不鮮。BIM技術的引入，將徹底改變工程竣工階段的被動狀況。BIM模型的參數化設計特點，使得各個建筑構件不僅具有幾何屬性，而且還被賦予了物理屬性，如空間關系、地理信息、工程量數據、成本信息、建筑元素信息、材料詳細清單信息以及項目進度信息等。隨著設計、施工等階段的進展，BIM模型數據庫也不斷完善，設計變更、現場簽證等信息的不斷錄入與更新，到竣工移交階段，其信息量已完全可以表達竣工工程實體。BIM模型的準確性保證了結算的效率，減少雙方的扯皮，加快結算速度，同時也是雙方節約結算成本的有效手段。

4 結語

建筑信息模型（BIM）是信息技術在建設領域應用的最新成果，為了使建筑信息模型能夠在中國建設領域中真正發揮作用，幫助造價人員更好地進行全過程造價控制，必須做到以下幾點：首先，政府應該建立起建筑信息模型的國家標準體系，以利于工程數據信息的共享；其次，政府應將國內建筑業管理模式進行改進，理順建設各方關系，消除建筑信息模型應用的人為障礙；最后，政府、企業與軟件商應該協同進行建筑信息模型的應用推廣，使建筑信息模型能夠盡快在中國建設領域普及開來，以充分發揮其在全過程造價控制中的積極作用。

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