基于BIM技術的工程模塊造價管理研究

王學亮

一、前言

隨著BIM技術在國內基礎建設工程項目中推廣應用，利用BIM技術結合模塊管理將項目管理提升效率、進行信息化管理的發展已是大勢所趨。

眾所周知，工程項目建設管理中有著大量的造價信息需要系統管理。在施工方案論證、施工部署組織，原材料、設備的采購、各種機械、機具設備的使用等方面形成了浩如煙海的造價數據信息。這些造價數據信息具有以下特殊性：1.各種數據由于項目不同而類別不同；2.各種信息數據零散、冗繁數據信息且收集整理耗時費力；3.即使整理收集成冊后期查詢效率低；4.整理的造價數據應用率也低。

二、BIM技術簡介

BIM（Building Information Modeling）建筑信息模型特點是將大量的雜散的信息模塊化分類，并經過系統的建模處理達到多維度分析，動態模型可視化展現。但是BIM對工程造價數據信息的管理不僅僅于此，更大的作用體現在通過BIM技術為造價管理提供全新的數據存儲結構和數據管理模式，為造價數據的收集和使用提供一個全新的方式。應用BIM技術將極大地發揮出造價信息資源的共享和信息資源的傳遞價值作用，而BIM技術在信息管理中的快速、動態、精準的特性必將把工程造價信息管理帶到一個前所未有的新高度，基于BIM技術建設工程模塊造價數據庫也將是建筑施工企業發展趨勢。

本文以某高速鐵路建設項目工程造價信息管理的BIM技術試點應用為例，從項目中BIM技術結合造價模塊管理的角度進行了探索研究，從項目招投標清單管理、合同成本測算、施工過程經濟活動分析等方面總結分析BIM技術和模塊管理在項目造價管理中的應用研究。

應用研究從以下三點展開：

1.利用清單模塊的劃分和模塊內管理完善數據造價信息的標準化體系。造價數據信息附帶追本溯源的項目特征背景，為數據信息的交流和引用提供全面的“身份信息”。同時也是企業造價數據庫建設的堅實基礎。

2.通過模塊管理的施工成本測算和過程經濟活動分析整合、篩選有價值的造價數據形成核心造價數據信息庫，利用BIM技術結合WEB端的鏈接達到可查詢功能的精準調用。

3.由BIM技術提供模塊管理全程的造價數據結構設計、造價數據信息收集，歸納整理成具有相同數據結構的造價數據庫，為后續同類項目提供快速、具有針對性的準確造價信息查詢，為管理層決策提供參考依據。

三、應用BIM技術的模塊造價管理實例分析

現在以某高速鐵路工程項目的BIM技術模塊管理為例進行分析。某高速鐵路項目線路正線全長37.6公里，含有路基、橋涵、無砟軌道和車站等線下工程。其中路基3.8公里，特大橋33.8公里，本文以橋梁土建部分為例，以BIM技術和模塊管理分析橋梁施工過程中的數據信息管理應用。復雜特大橋1座755跨，全長24.8公里；復雜特大橋除3個特殊結構外均為簡支梁結構，特殊結構一處為（74+160+74）米跨河連系梁拱跨橋，其他兩處分別為（60+100+60）米連續梁和一跨80米系桿拱橋。一般特大橋1座282跨，全長9公里，全部為簡支梁。主要涉及的軟件有廣聯達BIM5D、Revit及其他辦公軟件等。

1.工程模快劃分和模塊造價信息收集

（1）工程造價模塊劃分原則

按照施工條件和結構形式大致相當的原則劃分工程模塊邊界，施工條件指現場的進出場道路及場地周邊情況相差不大，結構形式指主要結構物的截面尺寸，總體高度和結構樣式基本相當。目的是為后續造價數據信息的應用提供準確性和便捷性。

依據結構形式劃分為復雜特大橋劃分成五個工程模塊；1號模塊系桿拱連系梁橋（74+160+74）；2號模塊一般連系梁橋（60+100+60）；3號模塊80米系桿拱橋；4號模塊橋梁橋墩高度大于14米的簡支梁段；5號模塊橋梁墩高不大于14米的簡支梁段。一般特大橋劃分為兩個工程模塊，4號模塊橋梁橋墩高度大于14米的簡支梁段；5號模塊橋梁墩高不大于14米的簡支梁段。其他對工程造價有較大影響的因素據此參照第一款原則劃分。

（2）BIM模塊造價信息的數據組成

按照量價分離的思路和不同時段分別收集的原則，模塊信息除基本的項目特征、質量標準和工期外，每個模塊的造價信息還應包含：合同清單成本測算價、建設過程各項人材機等投入信息、施工過程經濟分析、計量計價數據、變更數據信息（如有）、結算價款信息等。

BIM5D技術指利用Revit軟件平臺對三維的構件建模，結合造價軟件數據，加入時間維度形成具有時間信息和造價信息的新模型信息。在三維模型的基礎上加入時間維度、再分別賦予不同階段的造價信息。不僅可以將工程數據和造價數據信息用直觀的模塊信息形式體現和動態化的演示。通過模型構件信息關聯還可以減少大量的手工計算，提高計算的準確性，使得施工過程中實時查詢和協同工作效率提高。

2.BIM模塊造價數據邏輯結構

四、BIM模塊造價數據信息對項目準備階段的應用

以上述1號模塊系桿拱連系梁（76+160+76）為例，第一步依據設計文件建立1號模塊Rvite平臺模型。1號模塊模型主要由樁基礎、橋臺承臺、橋梁墩身、連系梁和系桿拱構件組成。第二步根據實施性施組方案和施工成本預算各項數據導入廣聯達GBQ軟件，第三步把構件Rvite模型和構件的GBQ數據信息并結合時間維度導入到BIM5D平臺。形成具有構件全方位“身份信息”的BIM5D版施工成本預算價。

例如1號模塊系桿拱連系梁橋樁基礎兩個主墩本別設計15根樁徑為2.2米群樁，樁長98米。樁身混凝土合計11318.4立方米。鉆孔樁施工工藝為沖擊鉆成孔。第一步是Rvite平臺中按照設計參數按照1:1比例建立樁基礎模型；第二步是將橋梁樁基礎的各項內部預算數據導入GBQ軟件，包括單根樁長98米，樁徑2.2米，鉆孔及砼灌注1550元/延米，自拌C30樁身砼390元/立方（水泥、砂和石子及外加劑和拌合、運輸費用等），以及其他構件造價有關信息等。第三步將構件的Rvite模型信息和GBQ預算造價信息導入BIM5D平臺。最終利用BIM5D技術把橋梁樁基礎的構件模型和各項造價預算信息進行整合。經過項目初步優化和逐步調試后，BIM5D技術可以提供施工建造過程可視化動態模擬，施工階段勞務、材料和機械設備投入的施工全過程分析，一鍵查詢各構件工程數量，并生成勞動力、主要材料和機械設備的投入需求曲線表。通過對施工資源投入曲線波峰的分析，為優化勞動力均衡投入，各項材料的分時段備料提供全方面的數據支持。使項目施工過程切實做到均衡投入的流水施工，發揮真正優化施工的作用。達到控制實際施工成本指標的效果。

五、BIM模塊造價數據信息對項目施工階段的應用

施工階段是施工企業項目造價控制的關鍵環節，對項目施工過程中的工期、施工質量和安全控制都影響到施工的實際成本。而實際施工成本的管控直接關系到項目的綜合效益，對施工過程的動態控制，通過檢查對比、及時發現偏差并找到有效的手段糾偏是項目級BIM5D技術應用的重點。

BIM5D技術與工程項目施工月度經濟活動分析結合，通過實際施工工期與預算工期對比分析出工期進度的偏差點；通過實際施工投入的勞動力、材料和機械與預算指標的對比分析出每個構件的節超率；利用BIM5D模型關聯成本測算指標，減少了大量的基礎計算量，并且將月末的集中工作分散在日常的信息錄入中，月末通過平臺取量對比分析計算使得月度經濟分析能夠及時、準確的完成。使得過程管理痕跡清晰可見，模塊內的分部分項工程構件的量差分析通過BIM5D版web段可以做到隨時查詢。

本項目系桿拱連續梁主墩橋梁樁基礎施工過程中，把鉆孔灌注實際施工消耗的各項人工費、材料費、機械費和周轉材料等每根樁基的實時數據上傳至BIM5D平臺，并將每個構件的實際施工消耗數據信息與構件模型對應關聯，即構建完成BIM5D的施工實際數據模型。通過廣聯達web端的云空間查詢功能，可以即時查詢到橋梁樁基的實際施工費用與預算指標的對比分析圖表。

六、BIM模塊造價數據信息對項目價款管理的應用

BIM5D技術在項目綜合管理中主要體現在工程量計量和變更、索賠，工程款結算和資金使用計劃與偏差分析等方面，本項目對以上幾方面進行了積極的試點探索。

1.工程量管理

在清單計量規則下，項目建設過程中需要多次提取不同分部分項工程的工程數量，每次提取數量計算都需要花費大量的人力和時間。利用BIM5D技術對項目分部分項工程構件進行建模，加入時間參數，對參與各方需要的不同時間期限的統計數據可以快速匯總。并利用互聯網實現數據云端共享，方便管理層及時了解施工一線的實時進展。

2.工程進度計價、變更和資金使用管理

因為BIM5D的構件模型具備時間維度的信息，工程進度計價工程量通過查詢功能選擇時間區間可以快速調取工程量，減少了重復計算量。

工程變更對工程量變化及新增工程通過對模型數據變更實現關聯計量，通過廣聯達web端的云空間查詢功能，實時反映出新增工程和工程數量變更與0號臺賬對比表。

BIM5D技術在資金使用計劃編制和管理方面同樣具備較多便利，通過合同清單項預算與構建模型虛擬施工過程關聯，在廣聯達web端即可生成虛擬施工全過程的資金使用計劃表。同理也可生成自己使用計劃與實際投入對比表。

基于BIM5D技術“三算對比”提供一個更高效的平臺，是利用互聯網信息管理技術為工程項目造價信息數據的收集和應用提供了新模式。

七、模塊造價數據信息對公司造價數據庫的應用

通過本工程項目BIM5D的試點應用，和后續多區域、多行業典型工程項目的BIM5D應用，逐步優化和調整BIM模塊的數據結構，并結合工程項目清單形成的工程公司基于BIM5D技術的工程模塊造價數據庫將成為施工企業信息管理的核心優勢。

企業造價數據庫以工程模塊管理為架構，具有BIM技術典型模塊的分部工程造價指標；具有模塊“身份信息”屬性的人料機等直接成本指標；真正具有實際操作指導性的施工成本指標。以上三項造價指標是下一步構建企業BIM5D造價數據庫的主要目標。企業BIM5D數據庫的建立對新建工程項目設計、施工招投標、建造過程和竣工結算提供全過程的造價數據信息支持。但是真正實現企業層面的數據庫應用仍需由下至上的持續積累，解決應用中的一個又一個難題。同時造價數據信息的時效性很敏感。需要不斷納新才能真正發揮數據庫的作用。而目前BIM5D技術在交通工程項目中的應用才剛剛起步，BIM技術人員缺乏BIM技術在施工企業項目應用最大短板。推廣更多的工程項目應用BIM5D技術并最終實現企業級應用也是撰寫本文的初衷。