BIM技術在工程施工中成本管理的應用

何小琴（中鐵二十局集團第六工程有限公司，陜西 西安 710032）

近年來，中國經濟的飛躍發展促進了基礎設施建設的突飛猛進；與此同時，信息技術領域新的突破和進展，致使國內各行各業的業態也不斷提質升級。土建行業也不例外，迎來了該行業的第二次信息化革命，其重要的標志是BIM技術的產生與廣泛應用，它的誕生及應用極大提升了建設工程項目管理水平。縱觀我國工程業的發展歷程，傳統的工程管理和成本控制技術已經很難適應我國當前建設工程行業的發展，BIM技術的引入與廣泛推廣應用，為工程管理工作和成本控制工作提供了極大地便利。

同時，要求工程項目建設者在工程項目管理和施工成本控制中正確認識和運用BIM技術，有效提升效率，不僅可以完成工程施工任務的預期目標，而且可以對資源進行合理控制，也能提升企業的經濟效益與市場競爭力，有助于企業穩步發展。

伴隨中國工程建設行業對BIM技術的認知與應用的不斷深入，BIM技術成為工程建設行業信息化的主要工具，但BIM技術尚處于理論研究，主要停留在對嵌入模式與計算機編程技術的探討，而大型建設工程項目應用實踐經驗甚少。本文綜述BIM技術及其與建設工程項目施工階段工程造價管理之間的相互關系，探討施工階段BIM技術在成本管理與控制的流程及關鍵環節。

1 BIM技術的概述

BIM是“建筑信息模型（Building Information Modeling）”的簡稱，源于美國查克·伊士曼(Chuck Eastman，Ph.D.)博士提出的一個概念：“建筑信息模型包含了不同專業的所有信息、功能要求和性能，把一個工程項目的所有信息包括在設計過程、施工過程、運營管理過程的信息全部整合到一個建筑模型[1]”。

BIM技術的含義可以概括為：BIM技術以三維數字技術模型為基礎，它集成了各種工程數據相關信息，是對工程項目設施實體與功能特性的數字化表達；BIM技術能夠對建設項目生命期不同階段的數據、過程和資源進行關聯，可自動計算、查詢、組合與拆分的實時工程數據，可被建設項目各參與方普遍使用；同時，BIM技術支持工程數據信息實時動態創建、管理與共享，實現工程數據共享[2]。因此，BIM技術具有可視化、參數化、可協調、可模擬、可管理、可出圖等特點[3,4]。

2 基于BIM技術的成本控制體系構建及其應用

施工成本控制是建設工程項目管理的核心之一，它涉及工程項目管理的方方面面，是一項綜合管理活動。故，施工成本控制是以施工技術、工程經濟、質量控制、進度控制、安全管理、財務管理等為基礎的管理活動。工程實踐中，基于BIM技術構建施工成本管控體系，并將BIM技術引入工程項目施工成本管控中，有利于提升施工企業的生產、管理效率。在建設工程項目施工準備階段、施工階段，構建完成以BIM技術為基礎的成本控制體系（圖1），并依據成本管控體系進行有效管理，以期實現企業效率最大化。

圖1 基于BIM技術的施工階段成本控制體系[5]

2.1 施工組織設計

施工組織設計是技術準備的核心，它是以現場實際情況為依據編制的科學、合理、可行的技術經濟文件，它涉及工程技術、工程質量、工程經濟和施工組織。施工組織設計的內容包括施工方案、施工現場平面布置圖、施工進度計劃以及為保證完成施工項目所需的各種組織措施、配備的管理人員、施工機械選用等。

在施工準備階段，應用BIM技術三維可視化功能能夠部署施工現場，完成施工平面圖的布置，有效提高施工組織能力；同時，BIM技術能對綜合管線進行碰撞檢查，BIM技術的可視化可以提升技術交底效率，做到解決工程設計問題于萌芽階段，避免施工中因設計問題導致的返工，做到降低施工成本、加快施工進度同時推進，間接對建設工程項目進行了成本和進度控制。

2.2 基于BIM技術的成本計劃管理

基于建筑三維空間信息模型，綜合時間、成本信息，形成5D建筑信息模型（BIM5D），即：“3D模型+時間+造價”。

BIM5D模型集成了構件所涉及的幾何尺寸、進度、成本、工程量及其消耗等數據信息，工程建設項目管理者在施工前就可以調取和查看工程建設項目施工進度計劃與成本之間相匹配的相關數據信息，查看某一階段的施工計劃與施工成本信息。通過BIM5D模型，工程建設項目管理者還可以根據管理需要，按月、按周、按日查看項目的實際進展情況（進度超前、滯后、同步），并可查詢獲取對應時間節點的成本數據、分析材料消耗量，為制定成本控制措施提供依據，實現最優化成本控制。

2.3 基于BIM技術的計量與支付

傳統造價管理中，計量工作的開展需要有較強專業知識的技術人員來進行，首先需讀取二維平面圖紙中的信息，在大腦中構建建筑構件的實體，然后進行分解和手工算量；然而，施工中發生的變更、簽證所涉及的成本信息數據，幾乎全掌握在非造價管理人員手中，這些成本數據得不到有效的傳遞利用，致使計量支付工作上投入大量的時間、精力，而且還不一定能得到滿意的結果，造成計量支付的遲付、超付，無形中增加了項目管理的風險，導致管理效率大幅度降低。

在工程進度款計量、計價、支付等方面，BIM技術的應用效果明顯，為建設項目參與方的進度款的支付帶來了便捷、提高了工作效率。工程造價管理者可在BIM5D模型中對已完工、需計量的工程進行數據歸集、統計，快捷準確計量、計價，支付進度款。

2.4 基于BIM的工程變更管理與簽證索賠管理

在施工準備階段，施工單位按照設計圖紙完成BIM模型構建，將圖紙信息完全反映在BIM模型中。利用BIM系統進行多專業集成碰撞檢查，針對設計缺陷和設計問題，項目參建各方共同協商討論，敲定解決問題的可行方案；同時，利用BIM技術的可視化進行技術交底，可以減少因碰撞問題導致的施工變更，減少因變更所導致的成本增加。

施工中，規范現場簽證管理，對分部分項工程進行合理的資金分配，采取事前控制的方法，合理地預測以提高現場簽證的質量，提升資金的利用效率，有效地對工程造價進行管控。現場簽證完成后，利用BIM模型對項目進行審核，對比分析實際情況與模型模擬情況，找出偏差，確保簽證內容的合理、準確。

2.5 基于BIM技術的材料成本控制

結合BIM技術的可參數化特點與傳統的資源管理模式，應用BIM技術進行施工進度模擬，優化資源配置。

2.5.1 利用BIM技術對施工資源進行合理配置減少材料浪費

依據工程數據對建設工程項目施工資源進行有效合理地配置，其配置的合理性、準確性將直接影響資源配置的效率。BIM模型中的構件與建設工程項目實體構件為對應關系，BIM模型提取的工程量更精確，所以用BIM模型工程量對施工資源的配置更為合理準確。

通過BIM5D平臺，以計劃進度為依據，能夠快速查詢相應時間段的材料用量（如每日、每周、每月的材料用量），并合理安排施工材料的進出場時間，有效地提升施工場地的利用率。利用BIM5D對建設工程項目施工資源進行管理，可以按照工程實際用量對材料進行計劃配置，有效杜絕或減少施工材料的浪費[6]。

2.5.2 利用BIM5D資源優化管理能夠實現資源有效供應

基于BIM5D平臺結合施工進度與資源配置的對應關系，針對資源管理存在的問題利用BIM技術模擬施工，檢查施工進度安排的合理性。同時，根據計劃進度提取相應資源需要量計劃，以期達到合理計劃配置施工資源的目的。分析施工進度計劃的完成情況，對資源配置進行優化，有效避免因資源供應問題導致工期延誤、物資積壓情況發生，達到降低施工成本的目的。

利用BIM5D資源優化管理功能，可以在工程項目出現變更、進度計劃改變時，實時更新工程模型數據信息，及時調整資源供應計劃，能夠有效提升施工資源配置效率。

2.6 基于BIM技術的多算對比分析

在建設工程項目成本控制中，進行多算對比、分析可以查找施工中出現的問題，制定方案和措施來解決問題；采取PDCA循環，對實施方案進行有效的管控，以此來降低工程施工成本。

在施工準備階段，利用BIM5D技術將建設工程項目進行任務分解形成WBS結構，并對結構構件進行統一編碼，并將工序、時間、空間、成本等信息與施工任務分解形成WBS對應的構件相關聯。在施工階段，將采集到實際進度、成本數據信息錄入BIM5D系統中，建設工程項目管理者可以即時地將計劃值與實際值進行對比、分析，檢查判斷是否出現偏差，如出現偏差，能實時做出響應，制定糾偏方案或采取糾偏措施，使得項目過程中的成本管理根據時效性、針對性。

3 結語

通過BIM技術與施工成本控制概述，構建了基于BIM技術的成本控制體系，并以施工階段為出發點，闡述了BIM技術在施工階段的具體應用。指明了BIM技術在工程項目施工成本控制中應用的關鍵之處在于BIM5D模型的構建，籍此可以準確預測施工成本、識別成本偏差。建議建筑施工企業高度重視施工成本計劃、實施、檢查對比分析等過程，為后續施工企業的發展積累經驗。建設工程施工企業應強化BIM施工成本管控團隊建設，充分發揮BIM技術的可視化、協調性、模擬性和優化性等特點，對工程項目施工成本進行實時管理、控制，提升施工成本的管控能力，實現項目收益最大化。