BIM環境下項目成本動態管理研究與實踐

文｜中國核工業二四建設有限公司 葉勇

工程項目是建筑企業的利潤來源，是企業賴以生存和發展的基礎，項目的建造過程可以看成是人、材、機等生產要素物化為建筑產品的“物化過程”以及伴隨物化過程而產生的商業買賣關系的債權債務收支的“貨幣化過程”相互交融、有機結合的過程。歸根結底項目的一切管理行為，都最終反映為成本的變化并對效益形成影響，因此項目管理的核心必然為成本管理，企業的管理活動也必須以成本管理為主線。

1.傳統成本管理短板及應對方法

項目成本管理是在保證滿足工程質量、工期等合同要求的前提下，對項目實施過程中所發生的費用，通過計劃、組織、控制和協調等活動實現預定的成本目標，并盡可能降低成本費用的一種科學的管理活動，實現盈利是它的最終目的。項目成本管理由成本計劃編制、成本控制、成本核算、成本分析、成本考核等五個重要的工作任務循環發生而動態實施，串聯成本管理各項任務的基礎是統一組織內部工程項目成本計劃的項目編碼及名稱、計量單位、單位工程量計劃成本及合計金額等。

2000年至今，中國建筑業進入了“黃金時期”，國家重大工程不斷開工、基建投資力度不斷加大，一大批巨無霸級別的超大型建筑企業不斷涌現，但與此對應的建筑業利潤率卻逐步下滑，遠低于非農業行業平均值，相當一部分項目成本處于失控狀態。項目成本失控主要體現在：工程量計算受個人經驗、能力和職業操守的影響，對業主少算漏算、對分包超結超算；進度失控工期延長，管理、財務成本增加；技術人員經驗不足或責任心不強，編制的技術方案不合理，造成材料浪費、工程返工；人為及體制的原因，導致風控措施失效。

細究成本失控的根本原因，主要在于靜態信息的僵化、各管理層級信息的不對稱、過程信息的不精準。非工業類項目不具備可復制性，項目個性數據按時間、區間、定額動態變化，信息量巨大，而且項目建設周期短、項目管理團隊持續性不足，海量的項目數據的拆分、組合、對應、分析以及信息動態化管理基本無從下手。

BIM，Building Information Modeling建筑信息模型化，通過三維建模技術、實體計算技術和信息管理技術，把項目管理的源頭數據建立成有機關聯的數據庫，為各業務管理、為項目管理系統快速提供所需實物量。BIM是一個過程，是一系列動作，是融入管理的信息技術，BIM成本管理關鍵技術在于WBS分解、BIM量價時間一體，最終實現精細化的成本動態管理價值主張。國產BIM系統基本由行業共用的造價預算軟件衍生發展而來，成本項目編碼、項目名稱、計量單位等基礎信息的統一是其必須遵循的行業準則。BIM成為海量項目數據采集、運算，項目成本動態管理的最佳選擇。

2.BIM環境下成本動態管理技術路線

BIM是面向對象的工具，充分利用其可視化的特點將管理對象以三維的立體實物圖形展示在人們面前。要實現精細化的成本動態管理，首先要細化管理對象，對項目實施WBS分解、劃分流水段，確定最底層數據采集對象，賦予流水段與定額一致的項目編碼及名稱、計量單位。

第二，利用BIM參數化建模特點快速完成項目模型的建立，采集流水段的幾何信息、物理信息。

第三，利用BIM信息完備性、一體化性的特點將項目時間信息、工序信息、清單信息、造價信息逐步賦予到模型上，以模型為唯一載體建立各類信息之間的拓撲關系，建立4D-BIM進度模型、5D-BIM成本模型，形成完整的項目信息描述。

第四，統計構件幾何信息、物理信息，核算構件級工程量。

第五，結合構件級工程量和時間信息，核算單位時間內工程量，完成動態提量。

第六，統計構件幾何信息、時間信息、工序信息，運算施工邏輯，完成施工技術策劃。

第七，結合單位時間內工程量以及清單信息、造價信息核算單位時間成本信息，完成動態成本管理。

最終，通過BIM及時為技術、生產、商務等環節提供準確的形象進度、物資消耗、過程計量、成本核算等關鍵信息。

3.BIM環境下成本動態管理實踐

為加速BIM應用向管理業務縱深拓展，從2015年起公司陸續在民用項目開展BIM深度應用，重點實現BIM環境下的成本、進度管理應用，并在2018年選取上海啟迪漕河涇新建生產及輔助用房項目開展民用BIM應用標桿項目建設。該項目有23個建筑單體、11萬m2建筑面積、3.7億元造價，是公司第一個裝配式建筑項目，也是上海地區最大的工業裝配整體式混凝土結構建筑群，單體預制裝配率在40%以上。本項目順利開展了BIM環境下的成本、技術、生產、質安等方面的應用，下面結合項目實踐重點分析BIM環境下成本計劃、成本控制以及成本降低技術措施等方面的優勢。

3.1 BIM環境下成本計劃動態管理

成本計劃是建立成本管理責任制，開展成本控制和核算的基礎，實物工程量是成本計劃編制的依據。公司90年代初期就大力推廣“一干”“二算”“三要”，“算”要求“干前先算、邊干邊算”。“算”就是準備資料、熟悉圖紙，然后計算工程量、套定額單價，計算人、材、機費用，進而進行工料分析、計算其他各項費用，匯總造價并進行復核。現狀是少算漏算乃至不算，除了個人能力、工作經驗、職業操守的原因外，更多的是因為目前工程基礎數據的處理大部分還靠手算或電算，要實現從上至下短周期的工程量計算，工作量十分巨大。

BIM環境下能依據完整信息的標準CAD圖紙快速創建項目模型，依據通用CAD圖紙批量拾取信息快速翻模，并集成各建筑構件物理信息，快速核算工程量。2015年公司BIM導航項目某工程實施時9名技術員在5個工作日內利用BIM完成了工程成本計劃編制，同期利用傳統方式需消耗960個人工時，BIM環境下成本計劃編制時間縮短了62.5%。

傳統成本計劃在項目開工前按照施工圖預算編制，基本沒有引入進度計劃的時間信息，屬于成本計劃的目標值，無法及時反映項目實施過程中成本計劃與實際成本之間的偏差，成本動態管理的意義喪失。而BIM環境下形成了項目完整、準確的信息表達，確保計劃指標不失真，基于BIM從時間段、進度、樓層、流水段、構件類型、規格型號等多個維度，按專業、分區域等完成提量。同時將計劃量與完工量進行對比，將形象進度以直觀的模型和顏色體現出來，提交成本控制部門對偏差進行分析，采取糾偏措施或調整計劃內容。

3.2 BIM環境下過程成本動態控制

成本控制分為事前控制、事中控制、事后控制，傳統成本控制往往重視事中和事后的費用控制，忽略事前的預防控制。成本事前控制指在正式施工活動開始前對各項準備工作及影響工程施工的各種因素和有關方面進行控制，通過技術方法比較、經濟分析和效果評價，在市場跟蹤、工程投標、施工準備階段對項目成本組成部分進行控制。成本事前控制需要詳細、精細和龐大的基礎數據，以便控制者采集相關數據進行運算后獲取最終的結果。

圖1 BIM環境下成本多維度提量

圖2 BIM環境下實際進度提量及形象進度展示

圖3 BIM環境下資源動態管理

圖4 BIM環境下資金管理曲線

圖5.BIM環境下砌體排布

BIM環境下形成項目完整的信息表達，減少了施工前預算過程中的漏算和缺項，進而計算、模擬、優化對應于各階段的人、材、機需用量，建立勞動力、材料和機械設備使用計劃。BIM編制進度計劃，我們可在BIM環境下對資源進行動態管理，判斷各階段及總體用量是否合理、人員安排是否平穩、波峰波谷是否正常，在確保進度履約的前提下合理優化資源配置，降低資金占用成本。

進而結合材料需求計劃與構件施工進度信息，指導采購，形成資金使用計劃，對項目建造資金供應可能出現的波峰、波谷極端現象提前進行預警，有效識別項目資金供應風險。在確保項目資金供應到位的前提下，合理降低資金的時間成本。生成資金趨勢分析，輔助風險預控。

3.3 BIM環境下降本措施動態優化

成本管理技術措施優化要求進行技術經濟分析，確定最佳施工方案；確定最合適的施工機械、設備使用方案；結合項目的施工組織設計及自然地理條件，降低材料的庫存成本和運輸成本。因BIM的模擬性、優化性、協同性、可出圖性的特點，在BIM環境下開展技術管理，進行技術經濟分析，確定最佳的施工方案，也能為項目成本管理提質增效。

砌體結構施工，技術含量不高且成本占比很小的專項施工。傳統情況下不進行排磚設計，由勞務分包直接在現場砌筑，總包方只把控砌筑質量，很少把控使用量，最終報量要工程款。因其細部節點多，施工現場對原材料切割的隨意性較大，材料損耗很高。

啟迪項目實施過程中我們開展了BIM環境下的砌體排布，并選取該項目2#樓7層核心筒外部砌體墻開展傳統與BIM方式的對比分析，在砌筑質量合格的前提下，基于BIM的砌體排布比傳統方式少用4.28%的砌塊（包含運輸、搬運、施工損耗），項目砌體總量1.2萬m3，采用BIM方式排磚，累計節約人工費、材料費21萬余元；且BIM對灰縫厚度、磚尺寸計算非常精準，使得工人按圖施工的墻體整體密實度很高，觀感質量效果超過傳統砌磚。

該項目地下室設計標高3700mm、主梁高度900mm、風管最大尺寸500mm、橋架最大截面高度200mm、給排水最大管徑150mm，業主方要求地下室凈標高不得低于2200mm，常規三層（橋架、給排水、暖通）布置方式已無法滿足要求，且橋架與其他專業碰撞點達2564個。

傳統管線綜合完全依靠經驗豐富的專業工程師通過疊圖的方式，憑嫻熟的識圖能力和精湛的專業技能完成，且不能解決所有問題。我們在BIM環境下開展全專業碰撞檢查、凈高控制檢查，并預裝配管線設備，將問題解決在施工前，將返工率降低到極小值，核算由此引起的工程量增減。

最終，該項目橋架整體施工標高由設計標高h+2500mm上調至h+2600mm，規避大部分碰撞；給排水、暖通平行布置，橋架梁底翻彎。2名工程師2周完成全專業的施工準備，確定最優方案，節約溝通協調及工程變更流轉時間達到30個工作日，確保變更前后工程量增減可控。

4.BIM成本應用問題及解決措施

BIM作為建筑領域的革命性技術對于大型、復雜項目的施工管理、進度控制、成本管理起到了至關重要的作用。但根據《中國建設行業施工BIM應用分析報告（2017）》調查顯示：截止2017年8月，全國35.2%的企業BIM應用還處于研究階段未在項目應用，16.8%的企業應用少于1年，20%的企業應用1～2年，只有5.7%的企業應用5年以上；基于BIM的碰撞檢查（占48.3%）、基于BIM的投標方案模擬（占42.3%）、基于BIM的專項施工方案模擬（占40.3%）是開展過最多的三項應用，基于BIM的結算只占14.8%，可見基于BIM的成本管理未得到很好的貫徹。

公司BIM推行至今，采用不同工具在26個項目上開展了不同程度的應用，在項目成本、進度、質量、安全、技術等方面取得了相當多的成果，但BIM環境下項目成本管理仍存在應用深度不夠、應用效益不明顯等問題。通盤考慮行業和公司的應用現狀，某些問題是共性的，也是脫離技術本身而存在于管理過程中的，這些問題主要表現在：

⑴傳統成本管理依靠項目預算員、成本核算員、會計員等完成，管理流程及管理職責與BIM所要求的不一致。

圖6 項目機電安裝前后對比（示范）

⑵傳統成本管理更多針對于單位工程，基礎編碼、統計口徑和計算標準在企業內部并不統一，管理顆粒度和精細程度遠大于BIM技術要求的構件級。

⑶BIM系統功能宣傳大于實效，與實際管理存在“兩層皮”的現象，未實現與項目管理系統的集成應用，有新建“信息孤島”的嫌疑。

若想項目成本管理中深度應用BIM，必須以意識為切入點，進行管理職責和工作流程的改革，才能促使BIM在成本管理中真正發揮作用：

⑴要提高各層級尤其是項目負責人的意識，充分理解BIM環境下成本管理理念，要認識到BIM落地應用需要整個項目管理團隊積極參與。

⑵以項目精細化管理為出發點，細化項目結構分解，強化項目管理數據標準，統一和規范數據分類和編碼體系、統計口徑、計算規則，為系統集成、信息共享和數據交互奠定基礎。

⑶深入分析市場上BIM系統的實際功效，厘清項目應用需求，采購適合需求的專項軟件分步驟按輕重逐步開展并逐項落實，切忌所有應用全部開展。引導軟件開發商立足企業BIM應用實質需求強化系統功能，推進BIM與項目管理系統集成。

5.結論

綜上所述，BIM作為項目管理的載體，是建筑業信息化發展的前沿。BIM環境下實現項目成本由傳統方式的靜態管理向動態發展，可以更好的實現成本計劃、成本控制的管理，并有更優的降本增效的組織、技術、經濟、合同措施。BIM環境下成本管控仍然存在很多急需解決的共性問題，在應用BIM實施自身變革的同時，仍需要按照BIM技術倡導的全過程、各方參與地開展應用，以及國家政策、行業標準和市場環境支持，以實現BIM環境下項目成本管理效益最大化。