基于BIM技術的高支模工程成本動態分析及控制

張旺 魏征

(中建五局(山東)投資建設有限公司，山東 濟南 250000)

0 引言

高支模工程屬于混凝土模板支撐工程，是高度超過10m的支模作業，具有危險性大、施工工藝復雜等特點。高支模作為建筑施工的基礎保障設施，對建筑主體起支撐作用，保障建筑物的穩定性和安全性，被廣泛應用于建筑領域。由于高支模工程施工工藝和流程復雜，涉及的施工材料和設備比較多，高支模工程成本較高，且成本控制難度較大。對于高支模工程施工成本的管理，貫穿于從預算到決算的整個施工過程，根據工程成本預算采取主動控制措施和被動控制措施，降低高支模工程成本風險，從而實現對高支模工程全過程的成本控制。工程成本管理是建筑企業工程建設精細化管理的一個重要部分，與工程質量管理和安全管理同等重要，因此進行高支模工程成本動態精準化分析與控制具有重要意義。目前，大部分建筑企業采取贏得值法進行成本控制，對工程量的計算不夠準確，對成本的動態分析不夠精準，人、材料、機械設備消耗超出定額，成本管控具有一定的滯后性，控制效果較差。基于此，本文基于BIM技術進行高支模工程成本動態分析及控制，以從根本上提高高支模工程成本管理水平。

1 基于BIM技術的高支模工程成本動態分析及控制

本研究提出一種新的高支模工程成本動態分析和控制思路，對高支模工程成本進行動態管理，其流程如圖1所示。

圖1 基于BIM技術的高支模工程成本動態分析及控制流程

1.1 建立BIM成本模型

首先，采用BIM技術建立一個與高支模工程相對應的成本模型，用于后續成本動態分析和控制。高支模工程成本模型由多個子模型構成。根據高支模工程實際情況，將高支模工程拆分為土建、鋼結構、場地、機構、機電5個部分，先針對這5個部分分別設定高支模工程成本模型的子模型，再集成BIM 3D模型[1]。BIM成本模型的具體搭建是根據高支模工程二維藍圖，利用BIM建模軟件對二維藍圖進行翻建，通過添加各個構件的材質、物理參數、屬性等信息搭建BIM成本模型。搭建模型的關鍵在于BIM軟件的選擇。為了提高建模質量和效率，實現成本數據信息的有效傳遞，選擇的BIM軟件包括工程計價軟件、算量軟件以及建模軟件。高支模工程成本模型及對應的BIM軟件見表1。

表1 高支模工程成本模型及對應的BIM軟件

將高支模工程相關信息導入相應軟件，建立高支模工程BIM實體模型，建模完成后將模型中的各個構件與工程進度和成本對應關聯，搭建BIM成本模型[2]。利用Project軟件編制高支模工程進度計劃文件，利用WBS模板將編制的工程進度計劃分解至工程構件級別，在BIM實體模型中對應關聯相應進度計劃文件，實現BIM實體模型與進度的關聯。按照上述流程再將工程成本文件與BIM實體模型對應構件進行關聯，從而建立一個完整的BIM成本模型。

1.2 成本動態分析

利用上文建立的BIM成本模型對高支模工程成本進行動態分析，將高支模工程進度計劃、工程成本計劃預算文件、合同預算文件以及工程實際施工成本信息導入BIM成本模型，對工程合同預算成本、計劃預算成本以及實際成本進行對比分析，從而實現對工程成本的動態分析，具體過程如下：

(1)選擇高支模工程成本動態分析的基本參數，以生產費用價值論作為理論依據，選擇計劃項目合同成本cpws、已完成項目合同成本cpwp、計劃項目預算成本bcws、已完成項目預算成本bcwp、已完成項目實際成本acwp作為基本參數，其中計劃項目合同成本cpws與已完成項目預算成本bcwp的計算公式如下

(1)

式中，cp表示高支模工程合同單價；ws表示高支模工程計劃工作量；wp表示高支模工程已完成的工作量[3]。

(2)利用掙值法計算其他3個基本參數，公式如下

(2)

式中，bc表示高支模工程預算單價；ac表示高支模工程實際單價。

(3)根據選擇的基本參數，確定高支模工程成本動態分析指標，此次選擇的指標為高支模工程計劃利潤bb、利潤績效指數bpi、實際利潤ab、已完成項目總利潤偏差bvac、費用績效指數cpi、成本偏差cv、已完成項目總成本偏差vac，利用掙值法對成本偏差cv、費用績效指數cpi和已完成項目總成本偏差vac。計算公式如下

(3)

式中，bac表示高支模工程已完成項目總估算；eac表示高支模工程項目完成估算總成本[4]。

(4)利用改進掙得值法對高支模工程計劃利潤bb、實際利潤ab以及利潤績效指數bpi進行計算，公式如下

(4)

(5)根據高支模工程總利潤目標對工程總利潤偏差bvac進行計算，公式如下

bvac=bbac-ebac

(5)

式中，bbac表示高支模工程總利潤目標；ebac表示高支模工程完成估算總利潤[5]。

(6)根據實際情況，在BIM成本模型中對各項指標權重進行選定，利用分析函數對高支模工程成本指標進行綜合分析，分析函數為

(6)

式中，f(x)表示高支模工程成本風險值；i表示指標數量；wi表示第i個指標權重值；r表示高支模工程成本分析指標實際值。

1.3 成本控制

根據分析結果對高支模工程成本進行控制，如果式(6)的計算結果≥1，則表示目前高支模工程實際成本低于預算成本，并且已經實現既定利潤目標，無須采取任何控制措施；如果計算結果小于1，則表示高支模工程實際成本高于預算成本，并且沒有實現既定利潤目標，需要分析原因并采取控制措施[6]。此次在BIM成本模型中設定了5個成本預警等級，并對每個等級賦予特定的顏色，見表2。

表2 高支模工程成本預警區間表

根據預警顏色和級別上報到相應高支模工程成本管理組織，召開成本專項糾正會議，分析成本風險較高的主要原因，并制訂和實施專項方案，對專項方案的實施效果進行追蹤。如果高支模成本偏差和風險逐漸縮小，則繼續進行成本動態分析和控制；如果高支模工程成本偏差和風險逐漸擴大，則制定的成本管控措施無效，需要重新制定，直到高支模工程成本風險得到有效控制為止。

2 實驗論證分析

以某高支模工程為實驗對象。該工程的建筑面積為16 463.02m2，施工工期為120天，合同預算總成本為2 463.51萬元，利用設計方法與傳統方法對該高支模工程成本進行動態分析與控制。高支模工程成本計劃信息見表3。

表3 高支模工程成本計劃信息表

本實驗將該高支模工程分為6個施工階段，將表3中的信息輸入BIM成本模型。經分析發現，第二、三、五階段存在成本偏差，即實際成本值將超過計劃成本目標，制訂并實施了相應的成本控制方案。以最終工程實際施工成本為檢驗兩種方法有效性的唯一指標，對比分析兩種方法應用下施工成本控制效果，見表4。

表4 兩種方法應用下工程實際施工成本對比

從表4數據可以看出，應用設計方法高支模工程實際施工成本低于計劃成本目標，節約成本約220萬元，具有良好的高支模工程成本控制效果；而應用傳統方法高支模工程實際施工成本遠高于計劃成本目標，超額約180萬元。因此，實驗結果證明該設計方法能夠準確分析高支模工程成本，降低工程施工成本，相較傳統方法更適用于高支模工程成本動態分析及控制。

3 結語

成本管理是建筑工程管理的主要內容，關系到建筑工程項目的最終盈利水平。本研究利用BIM技術對高支模工程成本進行動態分析和控制，形成了一種新的成本控制思路，并利用實例驗證了該思路的可行性和有效性，有助于提高高支模工程成本分析的精度，降低高支模工程成本風險，對提高高支模工程成本管理質量和水平具有重要的現實意義。本研究的不足在于提出的方法尚未在高支模工程中進行大量實際操作，在某些方面可能存在一些不足，今后需對該課題進行深層次探究。