基于大數據與BIM技術的全過程造價成本應用解決方案

文｜廈門海邁科技股份有限公司 張泓

基于大數據與BIM 技術的全過程造價作為國民經濟支柱行業，建筑業對國家經濟發展、城鄉建設和民生改善做出重要貢獻。建筑業獨有的生產方式，建設周期長，產業鏈龐大，涉及的企業眾多，涉及的法律法規多且地方差異大，建筑全生命周期內會產生海量數據。如一棟普通住宅建筑，不僅涉及建筑產品本身的數據，還涉及各參與方、各專業、各階段的人、機、料、法、環、成本、進度、質量、安全、管理、技術、經濟等多方面、多維度、種類繁多、數量龐大的數據（圖1）。

圖1 建筑行業數據分類

1.建筑行業大數據與建筑信息模型技術應用的發展趨勢

近年來，新一輪科技革命正掀起產業變革，5G、云計算、大數據、建筑信息模型（BIM,Building Information Modeling）、物聯網、區塊鏈、人工智能、數字孿生等新一代技術快速發展和普及，數字化與各個行業深度融合，各個行業的數據爆炸式增長，我們正全面邁入“數字時代”。目前中國經濟發展增速放緩，向高質量發展轉型，高耗能低效率的傳統建筑方式已逐漸制約建筑業進一步發展，建筑行業要抓住數字化轉型機遇，從粗放型向精細化、工業化生產轉變，向數字化、智能化方向升級，促進建筑業提質增效、低碳環保，賦能數字建筑新生態，全面提升建筑業高質量發展的水平。

通過大數據的應用，實現數據資源的開發、共享和利用，打破信息孤島，減少項目各參與方間溝通交流的障礙，提高各階段多主體協同工作的效率；利用大數據分析提取經驗，輔助決策，控制變更風險、管控造價成本、優化過程問題；數據的開放和流動帶動企業知識開放和流動，驅動企業數字化轉型，提高企業科學決策力，提升企業經營管理水平；通過行業數據的整合、分析和開放、提供服務，創造新的行業價值，促進行業可持續健康發展。

建筑業轉型升級需要融合數字化、網絡化、可視化、智能化等新一代信息技術手段，通過科技技術創新與管理模式創新，帶動工程建造技術、生產方式、建筑形態、組織模式和行業管理等變革創新，實現由勞動密集型向技術密集型生產方式的轉變，提升產業發展質量。隨著國家智慧城市、智慧建筑、智能建造等相關政策的大力推進，進一步打通規、設、建、管、服全過程，通過基于大數據的提煉、分析，提供更全面的決策支持，以及基于BIM+GIS 的技術支撐，提供城市宏觀空間和建筑微觀空間的相互融合、全過程可視化管理，進一步統一有效數據，集合城市規劃、建設和運營管理能力，推動行業數字化轉型，帶動生產方式、生活方式和治理方式的變革。

2.建設工程造價成本大數據應用分析

2.1 建設工程造價成本及成本管理

建設工程項目成本是建設過程中，包括決策和實施階段各項費用的總和，包括規劃、設計、準備、施工到竣工，以及運營保修各階段的各項費用。住房和城鄉建設部于2017年公布了現階段建設工程項目成本的構成，詳見圖2。

圖2 建設工程項目總投資費用組成

造價成本管理包括成本預測、成本決策、成本計劃、成本核算、成本分析和評價考核，其中成本預測、成本決策和成本計劃屬于事前管理，成本核算、成本分析和評價考核屬于事中管理。造價成本管理貫穿工程項目全過程，在各個階段動態進行，具體包括可研、投資估算、經濟評價、經濟指標分析、設計概算、施工圖預算、工程量清單、招標控制價、投標報價、進度支付、工程結算、竣工結算、財務決算的編制和審核、并對成本進行管控、分析和考核，提供各種相關造價成本信息和資料。

造價成本管理存在的問題：一是忽視前期成本管控，項目建設前期對總成本起決定性作用，但目前造價從業人員時間精力更多是在預算階段的計量、計價、詢價、核價和對賬等，反而忽視了前期及設計階段用成本管理手段方法優化策劃、設計，導致投資及項目成本失控；二是造價成本管理的各階段相互脫節，估算、概算、預算、合同價、結算、決算的造價分別由建設、設計、施工、咨詢等單位各自管理，發改、財政、建設等各口的主管部門也各自監管，全過程造價成本管控的責任主體不清、權責不明，大量數據分散在各個項目、各個階段、各個主體及個人處，形成數據孤島；三是忽視項目建成后的運營需求，建設和運營脫節，沒有發揮應有的作用，價值未能顯現。

2.2 建設工程造價成本大數據的形成

隨著建筑行業工程總承包、全過程工程咨詢等管理模式的深化發展，數字化、網絡化、智能化、可視化水平的不斷提升，建設項目各方主體通過內外部信息化、數字化管理系統來對崗位工作和業務管理提效，同時也進行數據采集和加工，逐步構建項目各方參與主體各個階段的數據。造價成本數據從崗位級數據、項目級數據、部門級數據發展到企業級數據、平臺生態級數據，從點、線的數據應用發展到面、體的數據應用（見圖3）。

圖3 造價成本大數據發展和整合迭代優化過程

2.3 建設工程造價成本大數據的應用

造價成本大數據的應用貫穿工程項目全過程，在各個階段動態進行，從規劃階段的可研、投資估算、經濟評價、經濟指標分析、融資方案分析，到設計階段的限額設計、多案比選、經濟指標分析、設計概算、施工圖預算，從招投標階段的工程量清單、招標控制價、投標報價、合同形式選擇到施工階段的進度支付、工程結算、工程變更、索賠、竣工結算與財務竣工決算，以及后續運維階段的運維價值，租金、合同管理，維修、保養成本管理等。

以下分別從規劃設計、招投標及施工階段分析部分造價成本大數據應用：

（1）規劃設計階段應用：對歷史工程的造價成本數據，結合采集社會公布的同類項目數據，按照業務邏輯、數據邏輯和分析標準，形成按不同工程類別、區域、業態分類的指標庫，指標數據包括經濟指標和技術指標，在規劃設計階段，通過對比、應用歷史相似工程指標數據，對擬建項目可實現多維度的統計、分析和決策，可利用歷史經驗數據及時檢查、快速定位對成本有較大影響的問題，并進行分析、研究和解決，也可快速形成多種方案的造價成本指標，對最佳方案進行綜合比選。

（2）招投標及施工階段應用：以企業歷史積累的工程造價成本數據為基礎，通過數據的存儲、歸類、分析、測算和挖掘，形成企業成本數據和社會參考成本數據，構建企業造價成本大數據庫。利用造價成本大數據進行再利用、再服務，如工程投標時，根據工程實際情況，新建或利用已有BIM 模型，計算工程量數據，應用數據庫中清單組價數據、企業定額成本數據、查詢或積累的材料市場價格信息，進行投標報價編制，結合企業管理水平和工程技術難度、利潤、風險等因素，參考社會成本數據，測算投標工程的實際企業成本和投標目標，確定企業最終投標報價。

在施工前，應用BIM 量價模型進行施工進度模擬和技術交底，結合空間、幾何、邏輯關系及4D、5D 數據建立進度計劃，在進度視圖中形象的展示工作進度，直觀反映預算與實際支出的差異，發現工作間邏輯關系的合理性，提前確定未來發生的變化。在施工過程中，利用造價成本大數據庫分析市場價格變化趨勢，通過BIM 模型快速測算工程采購需求，結合工期進度和企業資金情況，進行科學合理的采購管理，指導采購，降低采購和庫存成本。同時收集整理工程項目的造價成本實際數據，進行數據分析和處理，如將工程項目造價成本進行橫縱向比較，發現工程造價成本的規律，最終工程數據匯總到造價成本大數據庫，完成造價成本大數據的閉環管理。

3.基于大數據與BIM 的全過程造價成本應用解決方案

基于大數據與BIM 的全過程造價成本應用解決方案采用“客戶端+云平臺+大數據”的模式，結合全過程造價成本管理的方法，提升崗位工具產品應用方式為全過程全業務流程的多主體協同、全過程在線的服務模式，通過大數據、BIM 技術聯接工程項目業務參與各方主體，實現各參與方的實時業務協同和數據流轉、共享和積累。解決方案提供崗位產品應用、項目系統應用、企業平臺應用等多層次的數字化應用服務體系，利用人工智能分析技術等技術手段，智能分析成本、質量、進度、安全等各要素，并進行多維可視化展示，以數字化、網絡化、智能化的管理方式實現科學決策，構建項目、企業和行業的開放共享的生態體系（圖4）。

圖4 “客戶端+云平臺+大數據”的造價成本大數據解決方案

基于大數據與BIM 技術的全過程造價成本應用解決方案包括BIM 量價一體化產品、全過程協同管理平臺、造價成本大數據云平臺以及在線信息服務平臺、在線培訓服務平臺等。

（1）BIM 量價一體化產品，包括BIM建模（翻模）軟件、BIM 土建、機電算量軟件、BIM 計價軟件、BIM 招投標輔助軟件、BIM 裝飾裝修軟件等。產品以BIM 模型為基礎，實現快速翻模，智能化布置，內置符合清單、預算定額的計算規則，方便一鍵計算工程量，并可以清單定額模板庫快速套價，實現BIM 量價一體計算，構建“大數據+BIM+云計算”的新模式；并通過模型復用，信息有效傳遞，可快速生成變更結算依據，實現變更管控的可視化，同時積累歷史工程項目量價及指標等大數據，進一步完善企業工程造價大數據，為企業決策提供精準的數據支撐。

（2）全過程協同管理平臺，包括全過程造價業務管理平臺、造價成本管控平臺以及基于BIM 的全過程協同管理平臺。平臺針對工程項目參與各方，采用全方面與全流程相結合的設計理念，通過整合項目資金成本綜合數據和信息資源，匯集項目及造價成本大數據，以全過程工程和造價管理與控制為目標，以工程項目為主線，貫穿工程項目規劃、設計、施工和竣工的全過程，打通從建設、設計、施工、咨詢、主管等多方責任主體，實現多方主體的在線協同、數據共享和信息傳遞，通過聚集不同工程項目、造價成本及項目節點動態和靜態信息，進行數據分析和挖掘，實現建設工程項目全過程協同管理。

（3）造價成本大數據云平臺，包括云空間、云組價、云清單、云定額、云材料、云指標、云構件、云資源等。平臺采用云服務模式，為工程項目造價管理打造專屬造價云數據庫，方便造價文件資料線上存儲、編制、查看及審核管理；支持算量、計價、BIM 模型等在線展示；支持文件共享；支持復用云組價，一鍵應用，便捷、高效；支持信息價、品牌價、軟件產品、教學視頻等云資源下載、使用；支持云指標、云定額、云材料數據的上傳和永久使用。

（4）在線信息服務平臺，基于網站、小程序、公眾號等方式，提供行業規范、最新資訊及政策解讀，以及基于造價數據深度挖掘分析提供工程造價指數信息庫等知識共享服務，同時充分利用信息網絡技術，形成專業化工程造價信息在線服務系統，具有易檢索、可學習、可管理、開放性等特點，并具備在線服務，方便從業人員快捷獲取相應信息服務，讓企業對造價信息“無所不知”，推動信息技術與建筑行業的相互促進、相互協調和深度融合。

（5）在線培訓服務平臺，基于在線課堂，立足于建設行業的人才培養與繼續教育，提供包含專題研討、工程項目管理、工程造價、執業資格考試培訓、BIM 等系列課程，并通過提供線上方式，面向造價從業人員開設的直播課堂，提供軟件操作培訓、技能提升培訓等在線直播課程供從業人員免費在線觀看，以及軟件產品及教學視頻資源線上下載，提升從業人員專業技能。

4.結束語

基于大數據與BIM 技術的全過程造價成本應用解決方案，結合全過程造價成本管理的方法，面向建筑全生命期，貫穿規劃、設計、施工、竣工驗收和運營維護等建設全過程，通過大數據云平臺、BIM 量價一體化、全過程協同管理平臺服務實現多主體協同、全過程在線，為參與各方主體提供崗位產品應用、項目系統應用、企業平臺應用等多層次的數字化應用服務體系，實現數據流轉、信息共享和業務協同，并提供智能分析、多維可視化展示，以數字化、網絡化、智能化的管理方式實現科學決策。通過基于大數據與BIM 技術的全過程造價成本應用解決方案，構建全過程造價咨詢的精細化管理創新工作模式，提升全過程咨詢服務的價值，進一步推動咨詢企業和行業數字化轉型。