BIM在建筑工程施工階段成本控制中的應(yīng)用研究

孟麗偲 沈 巍 徐 勤 于添程

(武漢工程大學 湖北 武漢 430074)

一、引言

我國的建筑行業(yè)一直存在的資源浪費、效率低、成本超支等問題制約著行業(yè)的進一步發(fā)展，應(yīng)用現(xiàn)代化信息技術(shù)解決這些問題是我國當前建筑行業(yè)的必然發(fā)展趨勢。國外大量的研究和應(yīng)用案例證實了應(yīng)用BIM中能顯著減少工程成本、提高工程建造效率。為施工成本一直是工程成本管理工作的重點。施工成本與進度聯(lián)系緊密，成本數(shù)據(jù)涉及范圍廣，造成了成本控制復雜、動態(tài)的特點。BIM技術(shù)的出現(xiàn)，給當前成本控制帶來新的思路，運用信息化技術(shù)來進行成本控制，便于管理大量復雜的成本數(shù)據(jù)，優(yōu)化成本控制方案，實現(xiàn)施工階段的成本節(jié)約。

二、施工階段成本控制和BIM

(一)施工階段成本控制。施工成本可以分為兩大部分，一部分是反應(yīng)在建筑工程實體上的直接成本，另一部分是不能反應(yīng)在建筑工程實體上的間接成本。直接成本由建筑施工過程中消耗的人工、材料、機械消耗等費用構(gòu)成，間接成本由施工現(xiàn)場管理、安全保護措施、保障施工進行等費用構(gòu)成。施工階段的成本控制的目的是節(jié)約成本，在保證工程質(zhì)量、進度的前提下保障施工單位的利潤。

施工階段的成本與進度關(guān)聯(lián)緊密，掙值法將施工過程中的每一項工作進度與成本控制結(jié)合，管理者能夠根據(jù)目前施工進度與成本支出情況，編制糾偏措施，合理的預測施工總成本的發(fā)展趨勢，及時調(diào)整后期成本計劃。掙值法是比較常用的成本控制的方法，也被稱為贏得值法或掙得值法，掙值法主要參數(shù)有ACWP(已完工作實際成本)、BCWP(已完工作實際成本)、BCWS(計劃工作預算成本)，通過兩兩對比計算得到的偏差值判斷成本是否超支。

(二)BIM特點。BIM不僅是建筑模型，更在于建筑信息，其特點如下：

(1)可視化。BIM具有可視化的特點，能夠?qū)㈨椖繄D紙信息以3D模型的形式展現(xiàn)，同時也能形象的展示建筑外觀、內(nèi)部空間布置等情況。可以就設(shè)計方案進行碰撞檢查，在設(shè)計方案實施之前檢查設(shè)計方案是否有問題，減少后期施工過程中由于設(shè)計失誤造成的費用增加。

(2)優(yōu)化施工方案。通過BIM平臺，可以對比分析多個施工方案，同時也能在數(shù)據(jù)庫中提取類似已完工程的施工方案數(shù)據(jù)進行對比，選擇最佳施工方案并調(diào)整優(yōu)化，避免資源浪費。

(3)模擬性。BIM能夠模擬施工現(xiàn)場平面布置、施工進度計劃實施等，通過動畫的形式展現(xiàn)模擬的過程，直觀的展示施工方案具體內(nèi)容，項目各參與方可以更加了解方案實施過程，就實施情況進行有效溝通。

(4)協(xié)調(diào)性。項目各參與方在BIM平臺上及時更新施工信息，可通過BIM模型互相了解項目施工情況，實現(xiàn)有效及時的信息交流，避免溝通過程中的信息交流不對等、信息遺漏等問題，有助于各參與方協(xié)調(diào)工作，提高工作效率。

(5)可出圖性。通過BIM對模型進行調(diào)整優(yōu)化，可以將調(diào)整優(yōu)化后的項目以圖紙的平面圖紙的形式反饋給管理人員。同時也能將碰撞檢查的檢查報告和模型優(yōu)化的具體內(nèi)容提供給所需人員。

三、BIM在施工階段成本控制中的應(yīng)用分析

BIM應(yīng)用于施工階段的成本控制，主要有以下優(yōu)勢：

(1)減少設(shè)計返工。可以通過BIM將設(shè)計圖中的管線進行碰撞檢查，提前檢查設(shè)計是否有問題，避免在施工過程中出現(xiàn)因為設(shè)計問題造成成本增加。同時也能夠優(yōu)化設(shè)計方案中的管線走向、空間布局等問題，減少非必要的成本開支。

(2)合理分配資源。管理人員可以通過BIM工作平臺快速準確地獲取進度數(shù)據(jù)、成本數(shù)據(jù)等工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過模擬施工進度合理制定資源計劃，及時與實際施工進度對比分析，調(diào)整資源計劃，達到降低施工成本的目的。

(3)提高工程量計算精度。通過BIM軟件可以實現(xiàn)軟件自動算量，并且圖紙中的每個構(gòu)件都有屬性配對，可以準確查詢到每個構(gòu)件的數(shù)據(jù)信息，既能快速算量，又能精準算量。

(4)高效的成本動態(tài)控制。施工階段的成本控制需要與進度結(jié)合起來，是動態(tài)循環(huán)的工作過程。管理人員從BIM數(shù)據(jù)庫中及時獲取準確更新的成本數(shù)據(jù)對比分析，及時發(fā)現(xiàn)成本管理中出現(xiàn)的問題、制定對應(yīng)的糾偏措施并實施，防止成本超支嚴重。

隨著我國建筑業(yè)信息化的發(fā)展，將BIM運用于施工階段是必然舉措。在激烈的市場競爭中，企業(yè)必須改變傳統(tǒng)的工程管理思想，在建筑項目中積極推進BIM的應(yīng)用，定期組織員工進行BIM技術(shù)培訓，培養(yǎng)高端BIM技術(shù)人才，完善BIM應(yīng)用工作流程，使BIM的應(yīng)用產(chǎn)生最大化的經(jīng)濟效益。

四、基于BIM的施工階段成本控制模型

掙值法在WBS工作分解的基礎(chǔ)上，對施工成本數(shù)據(jù)進行收集、分析，能夠及時發(fā)現(xiàn)問題并采取措施解決問題，避免成本失控的影響過大。在BIM-5D模型中，可以直接查詢到施工過程中每一個構(gòu)件的施工信息，為掙值法的實施提供基礎(chǔ)信息。

基于BIM-5D模型和掙得值法的基礎(chǔ)上，建立BIM施工階段成本控制模型，該模型主要由前期成本計劃編制、動態(tài)成本監(jiān)測、動態(tài)成本預警、成本糾偏、成本預測五個部分構(gòu)成。各個部分的工作內(nèi)容如下：

(1)前期成本計劃編制。BIM數(shù)據(jù)庫平臺是由互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫平臺和當前施工項目平臺兩大部分組成的，利用BIM平臺提取類似工程的有效數(shù)據(jù)信息，結(jié)合當前施工項目的相關(guān)數(shù)據(jù)，對施工目標的成本和進度進行預測，并對影響目標施工成本的可能因素進行分析并制定相應(yīng)的施工方案，預防目標成本超支的現(xiàn)象發(fā)生。

(2)動態(tài)成本監(jiān)測。在實際工程施工的過程中，管理人員將施工方案實施的進度和現(xiàn)場人工等成本消耗的數(shù)據(jù)收集整理后，上及時傳至BIM平臺。管理人員通過BIM平臺可以清楚了解所有構(gòu)件的施工成本，根據(jù)掙值法原理，繪制實際成本-進度曲線圖，對比分析成本-進度計劃和實施施工的偏差，監(jiān)測實際成本是否控制在預算范圍內(nèi)。

(3)動態(tài)成本預警。BIM平臺能夠自動對比分析成本數(shù)據(jù)，可以設(shè)置成本偏差預警功能區(qū)間，根據(jù)成本偏差的情況將不同區(qū)間的預警信息發(fā)送至不同層次的管理人員，可以及時發(fā)現(xiàn)成本超支的情況并采取措施，避免后期成本失控。

(4)成本糾偏。發(fā)現(xiàn)成本預警后，如果成本偏差較小，檢查發(fā)現(xiàn)目前施工過程無異常行為發(fā)生后，可先加強項目施工中的管理和監(jiān)督，若是成本偏差愈發(fā)嚴重，則需要技術(shù)人員共同探討成本超支的根本原因，編制新的施工方案。在BIM平臺自動收集分析新的施工方案實施后成本控制的效果，根據(jù)實施效果進一步探討后續(xù)措施。

(5)成本預測。在BIM平臺上根據(jù)項目前期施工積累的成本數(shù)據(jù)，參考類似工程的成本數(shù)據(jù)，對后續(xù)施工中可能發(fā)生的成本偏差進行預測，在事前控制階段采取措施，避免成本失控現(xiàn)象的發(fā)生。

五、展望

就目前BIM應(yīng)用在建設(shè)項目成本控制方面的實施情況，還存在著諸如環(huán)境、認知、管理等方面的問題，影響著BIM技術(shù)的應(yīng)用效果。本文僅就施工階段成本控制中BIM的應(yīng)用進行探討。隨著BIM技術(shù)的應(yīng)用與研究也會越來越深入、越來越廣泛，BIM技術(shù)在建筑項目工程管理方面發(fā)揮的作用也越來越顯著！