基于BIM 平臺(tái)的工程量自動(dòng)結(jié)算系統(tǒng)應(yīng)用

申慧娟

1 前言

項(xiàng)目成本管理是工程建設(shè)企業(yè)管理的基礎(chǔ)和核心，在施工階段做好成本控制是項(xiàng)目經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的重要環(huán)節(jié)[1]。在項(xiàng)目管理過(guò)程中，做好施工階段的成本控制是實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)的重要保障，提高成本核算水平是控制項(xiàng)目?jī)衄F(xiàn)金流的有效手段。截止目前，我公司已有53 個(gè)EPC 工程項(xiàng)目應(yīng)用自主開(kāi)發(fā)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦能與服務(wù)平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱“BIM平臺(tái)”），實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目工程量自動(dòng)結(jié)算功能，提高了項(xiàng)目成本管理水平。BIM平臺(tái)中，工程管理板塊包含施工進(jìn)度、成本、合同、質(zhì)量、采購(gòu)、安全等管理模塊，合同管理模塊含有“施工工程量月結(jié)”和“施工合同付款”等功能。

應(yīng)用BIM平臺(tái)前，工程施工工程量月結(jié)工作未完全實(shí)現(xiàn)線上全過(guò)程操作，項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)仍采用“分包商線下申請(qǐng)，總包商審核紙質(zhì)清單”的方式進(jìn)行管理。在實(shí)際操作中，由于工程量難以精確判別，人為失誤導(dǎo)致的審核工程量錯(cuò)誤較多，如多報(bào)漏報(bào)、重復(fù)審核、審批程序不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)龋こ塘抗芾磔^為困難。針對(duì)此問(wèn)題，公司設(shè)計(jì)了BIM平臺(tái)施工工程量自動(dòng)月結(jié)管理模塊，該模塊可根據(jù)工程建設(shè)三維模型和實(shí)際工作任務(wù)反饋時(shí)間，提取相應(yīng)模型工程量，精準(zhǔn)填報(bào)工程量并自動(dòng)計(jì)算金額，總包方只需結(jié)合模型工程量和項(xiàng)目實(shí)際進(jìn)展情況進(jìn)行審核，有效提升了項(xiàng)目管理效率。

2 BIM平臺(tái)施工工程量自動(dòng)月結(jié)功能介紹

隨著數(shù)字化和智能化的發(fā)展，BIM技術(shù)與傳統(tǒng)人工智能技術(shù)融合，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案和施工方案的合理選擇和優(yōu)化，解決成本管理等問(wèn)題[1]。項(xiàng)目分包商施工工程量月結(jié)工作是項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程成本控制的一項(xiàng)重要工作，圖紙工程量和合同工程量是審核的重要依據(jù)。傳統(tǒng)的作業(yè)模式主要以2D平面圖紙為參考，項(xiàng)目工程量信息由預(yù)算人員負(fù)責(zé)收集，數(shù)據(jù)之間無(wú)法共享，不利于工程量結(jié)算。依托BIM 技術(shù)的施工工程量自動(dòng)月結(jié)功能則可以自由拆分項(xiàng)目及其工作量，結(jié)算具體工程進(jìn)度款[2]。在項(xiàng)目的BIM平臺(tái)上，各參與單位均有BIM平臺(tái)公共賬號(hào)且均開(kāi)通了模型查看及工程量查詢等功能，為日常工作中各參與單位查看三維模型、進(jìn)行技術(shù)交底、查詢材料量及使用量、進(jìn)行設(shè)備及材料出入庫(kù)管理等提供了便利，實(shí)現(xiàn)了業(yè)主、總包商、分包商、供應(yīng)商的線上協(xié)同辦公。施工工程量自動(dòng)月結(jié)功能的開(kāi)發(fā)，進(jìn)一步增強(qiáng)了項(xiàng)目信息化管理水平，更好地發(fā)揮了BIM平臺(tái)數(shù)據(jù)的使用價(jià)值。

項(xiàng)目分包商月結(jié)的工程量取自BIM 平臺(tái)的項(xiàng)目建設(shè)三維模型工程量，首先需保證模型工程量的準(zhǔn)確性。項(xiàng)目三維模型分“初始模型”、“中間模型”和“成品模型”三階段模型依次提交上傳至BIM 平臺(tái)，設(shè)計(jì)深度逐步提升，成品模型為最終模型，清單工程量最為準(zhǔn)確可靠。

我們選取“某5 000t/d 水泥熟料生產(chǎn)線技改項(xiàng)目”為例，按照合同簽訂的固定清單，對(duì)項(xiàng)目的費(fèi)控工程量、模型工程量、結(jié)算（造價(jià)部）工程量進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如圖1所示。經(jīng)比較模型工程量和結(jié)算工程量數(shù)據(jù)，清單中的“混凝土工程”、“門工程”、“窗工程”、“非標(biāo)制作”、“非標(biāo)安裝”差值在4%以內(nèi)，“防水工程”、“吊頂工程”、“其他”經(jīng)單位換算后，差值同樣控制在4%以內(nèi)，屬于可接受的誤差范圍，表明這些三維模型工程量計(jì)算比較準(zhǔn)確；“土石方工程”、“電纜敷設(shè)”、“廠區(qū)照明”部分在三維模型中無(wú)法繪制出實(shí)體構(gòu)件，導(dǎo)致此類工程量無(wú)法體現(xiàn)，在月結(jié)過(guò)程中需工程師根據(jù)圖紙進(jìn)行計(jì)算；其余清單工程量差別較大是由于三維模型設(shè)計(jì)深度尚未完全達(dá)到成品模型標(biāo)準(zhǔn)，此項(xiàng)目尚在執(zhí)行過(guò)程中，此類工程量以“混凝土工程量”推算，成品模型工程量相對(duì)準(zhǔn)確。綜合來(lái)看，項(xiàng)目模型工程量和結(jié)算工程量整體接近，證明以模型工程量作為施工工程量月結(jié)的依據(jù)比較可靠。

圖1 模型工程量、費(fèi)控工程量、結(jié)算工程量對(duì)比

施工工程量月結(jié)的一項(xiàng)重要依據(jù)是施工合同。在BIM 平臺(tái)中，要進(jìn)行施工合同定義（如圖2 所示），確定各合同車間子項(xiàng)，對(duì)應(yīng)的車間，鏈接各車間子項(xiàng)模型，將模型工程量和施工月結(jié)工程量相關(guān)聯(lián)，按照“施工定義明細(xì)清單”，分車間子項(xiàng)錄入平臺(tái)的“合同細(xì)項(xiàng)”。

圖2 施工合同定義

BIM 平臺(tái)中施工工程量月結(jié)流程如圖3 所示，主要包括通常頁(yè)、月結(jié)清單定義（車間工程量錄入）、其他月結(jié)清單、月結(jié)清單匯總等表單界面。施工工程量月結(jié)流程由分包單位發(fā)起，第一步：進(jìn)入通常頁(yè)，錄入基本信息。通常頁(yè)包含請(qǐng)款時(shí)間、請(qǐng)款匯總金額（自動(dòng)計(jì)算）、附件三部分，分包單位只需錄入請(qǐng)款時(shí)間，其余數(shù)據(jù)由系統(tǒng)自動(dòng)生成。第二步：錄入工程量。工程量分為車間工程量錄入、其他月結(jié)清單、月結(jié)清單匯總表三個(gè)表單，其中，“車間工程量錄入”的車間范圍在頁(yè)面左側(cè)自動(dòng)顯示，來(lái)源于分包合同定義時(shí)鏈接的“模型關(guān)聯(lián)信息”車間。分包商選擇車間后，僅需在右側(cè)列表錄入對(duì)應(yīng)的“當(dāng)月分包工程量”，根據(jù)分包商反饋的工程實(shí)際完成時(shí)間，通過(guò)BIM 平臺(tái)的自動(dòng)獲取功能，即可顯示“累積反饋工程量”和“模型工程量”，基于BIM平臺(tái)自動(dòng)獲取工程量的功能如圖4 所示；“當(dāng)月分包工程量”上報(bào)可以以“累積反饋工程量”為參照，系統(tǒng)自動(dòng)匹配分包單價(jià)，計(jì)算“當(dāng)月分包金額”；“其他月結(jié)清單”可以錄入特殊項(xiàng)清單的工程量；“月結(jié)清單匯總”自動(dòng)匯總所有車間和其他項(xiàng)的工程量和分包商請(qǐng)款金額等信息；分包商完成錄入操作并檢查無(wú)誤后發(fā)送給總包方工程師審核。

圖3 施工工程量月結(jié)流程

圖4 基于BIM平臺(tái)自動(dòng)獲取工程量

如圖5 所示，總包方工程師在進(jìn)行月結(jié)審核時(shí)，只需在“月結(jié)清單定義”中，從分包商實(shí)際反饋的工作任務(wù)中提取“累積反饋工程量”為參考依據(jù)，審核分包商上報(bào)的工程量，錄入“當(dāng)月審核工程量”。系統(tǒng)自動(dòng)匹配合同單價(jià)，計(jì)算得出“當(dāng)月審核金額”；同理，審核“其他月結(jié)清單”，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算“月結(jié)清單匯總表”，計(jì)算月結(jié)金額。工程師審核后，按照項(xiàng)目管理要求、規(guī)范流程設(shè)定繼續(xù)進(jìn)行審批，審批流程如圖6所示。

圖5 總包方月結(jié)工程量審核流程

圖6 月結(jié)審批流程

施工工程量月結(jié)流程頁(yè)面按照各車間列表排布，簡(jiǎn)明易懂，工程師可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工進(jìn)度，直觀對(duì)比“累積反饋工程量”和“累積工程量”，進(jìn)而審核當(dāng)月工程量是否合理，使得審核量更加準(zhǔn)確，同時(shí)通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)計(jì)算匯總金額，避免了人工計(jì)算導(dǎo)致的工程量錯(cuò)誤。

3 施工月結(jié)功能應(yīng)用實(shí)例

選取公司重點(diǎn)項(xiàng)目“某5 000t/d 水泥熟料生產(chǎn)線技改工程”為例，將BIM 平臺(tái)的施工工程量月結(jié)功能在具體項(xiàng)目上的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)介紹，此項(xiàng)目涵蓋車間范圍較全面且數(shù)據(jù)較完備。結(jié)合本項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際BIM應(yīng)用進(jìn)度反饋情況，按照土建和安裝類別劃分，選取土建C標(biāo)段（水泥粉磨部分）和安裝B標(biāo)段（熟料煅燒部分）進(jìn)行介紹，這兩個(gè)標(biāo)段進(jìn)度和工程量數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確。

首先，按照BIM 平臺(tái)施工定義明細(xì)清單的“工程量錄入”列表，分別對(duì)土建C 標(biāo)段各車間工程量月結(jié)申請(qǐng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。本文僅選取有代表性的車間（土建416 水泥粉磨車間和安裝316 燒成窯中車間）的數(shù)據(jù)結(jié)果，如圖7、圖8所示。

圖7 416水泥粉磨車間土建工程量對(duì)比

圖8 中的“累積工程量”是指分包商月結(jié)審核后的累積工程量，“累積反饋工程量”是基于BIM平臺(tái)自動(dòng)計(jì)算獲取的車間開(kāi)始施工的實(shí)際時(shí)間到當(dāng)月月底的反饋工程量。因?yàn)楂@取模型工程量需選取一個(gè)時(shí)間段，生產(chǎn)實(shí)際中存在跨月完成工作的情況，所以通過(guò)對(duì)比累計(jì)工程量審核跨月工程量更為準(zhǔn)確；也可用累計(jì)工程量對(duì)比審核當(dāng)月工程量。

圖8 316燒成窯中車間安裝工程量對(duì)比

選取從項(xiàng)目開(kāi)始到2021年2月的累積數(shù)據(jù)，對(duì)比分析每項(xiàng)清單的各月“累積工程量”和“累積反饋工程量”，根據(jù)圖7、圖8的對(duì)比情況，數(shù)據(jù)初步對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表1。

4 應(yīng)用結(jié)果分析

從表1 可以看出，應(yīng)用結(jié)果分為兩大部分：第一部分清單的模型工程量相對(duì)準(zhǔn)確，可直接用于月結(jié)，為工程師審核工程量提供參考依據(jù)。第二部分模型工程量存在差異，分為三類（如圖9 所示）：第一類模型缺失項(xiàng)（無(wú)法畫(huà)出三維圖形），第二類模型清單不匹配，第三類模型構(gòu)件不全（模型漏畫(huà)）。可通過(guò)查閱對(duì)比分包商的工程量詳細(xì)說(shuō)明，再結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況，深入分析三類結(jié)果的產(chǎn)生原因并尋找解決途徑。

圖9 應(yīng)用結(jié)果分類

表1 數(shù)據(jù)初步對(duì)比結(jié)果

第一類模型缺失項(xiàng)，即模型中無(wú)法體現(xiàn)土石方工程以及制作類的清單，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況，以圖紙計(jì)算的工程量作為累積工程量的控制依據(jù)。

第二類模型清單不匹配，可以根據(jù)項(xiàng)目三維模型質(zhì)量實(shí)際情況，主要從兩方面解決，一是設(shè)計(jì)者繪制三維模型時(shí)選準(zhǔn)族類型，保證工程量和清單的正確性；二是調(diào)整數(shù)字插件，模型賦碼后構(gòu)件能夠準(zhǔn)確匹配到對(duì)應(yīng)的清單項(xiàng)。

第三類模型構(gòu)件不全，主要體現(xiàn)在成品模型準(zhǔn)確性和設(shè)計(jì)變更上，三維模型是生成清單及工程量的依據(jù)，也是所有后續(xù)工作步驟的基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)階段，需加強(qiáng)三維模型的自檢和審核，保證成品模型的完整性和準(zhǔn)確性；當(dāng)設(shè)計(jì)發(fā)生變更時(shí)，設(shè)計(jì)者應(yīng)及時(shí)更新提交模型，由賦碼工程師進(jìn)行賦碼，上傳至BIM平臺(tái)。

第二類、第三類問(wèn)題解決后，可得到新的數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果，如表2 所示。可見(jiàn)，施工工程量月結(jié)時(shí)可以直接進(jìn)行累積工程量對(duì)比。

表2 數(shù)據(jù)完善對(duì)比結(jié)果

此外，根據(jù)項(xiàng)目的三維車間模型，BIM 平臺(tái)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分解，劃分WBS 并生成對(duì)應(yīng)任務(wù)編碼，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)WBS 工作的實(shí)際進(jìn)度反饋時(shí)間獲取反饋的工程量。如某項(xiàng)施工工作任務(wù)開(kāi)始，通過(guò)手機(jī)APP 掃碼反饋實(shí)際開(kāi)始時(shí)間并同步到BIM 平臺(tái)中，同理反饋實(shí)際結(jié)束時(shí)間，平臺(tái)自動(dòng)獲取的累積模型工程量是所有已完成工作對(duì)應(yīng)的清單工程量。如果某項(xiàng)任務(wù)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，本月未完成，在月結(jié)時(shí)，分包單位上報(bào)本月工程量時(shí)，會(huì)上報(bào)此部分工程量，但是模型工程量不能獲取，所以會(huì)出現(xiàn)一個(gè)工程量存在差異的問(wèn)題，尤其是在安裝工程中，此問(wèn)題更為凸出。例如，“3.16混凝土（框架）有梁板”即屬于此種情況，導(dǎo)致“累積工程量”大于“累積反饋工程量”。針對(duì)此種情況，將“模型工程量”，即車間的所有工程量列入“月結(jié)清單定義”表格中，審核人員審核工程量時(shí)，可根據(jù)實(shí)際施工完成比例進(jìn)行控制，將“累積審核工作量”控制在“模型工程量”以內(nèi)即可。

5 結(jié)語(yǔ)

BIM 信息化管理平臺(tái)有利于項(xiàng)目的精細(xì)化管理和工程費(fèi)用過(guò)程控制，可有效提高公司的核心競(jìng)爭(zhēng)力，在實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用過(guò)程中，基于BIM 平臺(tái)的施工工程量自動(dòng)結(jié)算系統(tǒng)能夠產(chǎn)生多方面的價(jià)值效益。

（1）分包單位在BIM平臺(tái)請(qǐng)款流程分車間錄入時(shí)，按清單項(xiàng)對(duì)比申報(bào)工程量和模型工程量的數(shù)據(jù)，提高了申報(bào)工程量的準(zhǔn)確度，避免了人為原因?qū)е碌奶崆皥?bào)量、延后報(bào)量或重復(fù)報(bào)量等，同時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算產(chǎn)值，減少了計(jì)算差錯(cuò)。

（2）結(jié)算流程與進(jìn)度管理密切相關(guān)，分包單位在月結(jié)時(shí)，若發(fā)現(xiàn)申報(bào)項(xiàng)工程量和獲取對(duì)應(yīng)的工程量存在差異，可反向促進(jìn)分包單位對(duì)實(shí)際進(jìn)度的反饋工作，有助于分包單位和總包單位的BIM應(yīng)用協(xié)同。

（3）為審批人員提供可直觀參考的模型累積工程量數(shù)據(jù)，提高了審核量的準(zhǔn)確性。

（4）將紙質(zhì)審核流程轉(zhuǎn)到線上平臺(tái)進(jìn)行，通過(guò)固化審批處理程序及標(biāo)準(zhǔn)化審核流程，規(guī)范了項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)月結(jié)審核過(guò)程和操作流程，提升了項(xiàng)目成本過(guò)程控制水平，同時(shí)永久留存月結(jié)審核全過(guò)程資料，為后期查閱和發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值作用提供了便利。