基于建筑信息共享技術(shù)的施工成本精細(xì)化管理
——以某大學(xué)美術(shù)大樓為例

□曹譯勻

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)的《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中提出到2035年，建筑業(yè)發(fā)展質(zhì)量和效益大幅提升，建筑工業(yè)化全面實現(xiàn)，建筑品質(zhì)顯著提升，企業(yè)創(chuàng)新能力大幅提高，高素質(zhì)人才隊伍全面建立，產(chǎn)業(yè)整體優(yōu)勢明顯增強(qiáng)[1]。全文共18次提到建筑信息共享技術(shù)，若要對標(biāo)此2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)，需要利用BIM技術(shù)大幅提升建筑工業(yè)化、數(shù)字化、智能化水平。根據(jù)《中國建筑業(yè)BIM應(yīng)用分析報告2021》的統(tǒng)計顯示，2021年項目應(yīng)用BIM技術(shù)的企業(yè)雖然較2020年有所增加，但只有14.56%的企業(yè)在項目上全部應(yīng)用了BIM技術(shù)，意味著BIM技術(shù)還處于輔助階段。《2021年上海市建造模型技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展報告》中分析了BIM技術(shù)目前應(yīng)用不廣泛的原因，認(rèn)為施工企業(yè)還處于依賴建設(shè)單位建立模型的階段，若施工企業(yè)能合理利用協(xié)同平臺，增加信息溝通，加大建筑信息模型的應(yīng)用，可將BIM技術(shù)擴(kuò)散到全生命周期，有利于提高資金的效益性，降低施工成本，做到費用精細(xì)化管理。

一、施工成本管理現(xiàn)狀

(一)輕視資源管理。工程項目成本管理中，人、材、機(jī)等資源費用占主要比例，合理配置資源是完善施工成本管理的關(guān)鍵。在施工過程中，施工方往往是按施工過程、施工進(jìn)度進(jìn)行物料采購的，未對本項目所有資源進(jìn)行合理的配置，存在浪費或者囤貨過多的風(fēng)險，這種僅依靠項目管理人員經(jīng)驗購置資源的現(xiàn)象，無法對全過程人、材、機(jī)消耗做到精細(xì)管理，容易造成工程資源浪費。

(二)忽略成本管理。雖然建筑行業(yè)大力倡導(dǎo)全生命周期的管理，但在當(dāng)前的施工成本管理模式下，施工人員還是將重心放在了施工階段，重點還是以傳統(tǒng)的建模、算量為基礎(chǔ)，與甲方核對工程量的體力活工作。這種工作方式，忽略了前期招投標(biāo)、后期運行維護(hù)期間的管理工作，同時，對于施工過程數(shù)據(jù)收集的輕視也制約了施工成本管理水平的提升。

(三)信息傳遞失真。建筑工程通常需要很長的建設(shè)周期，因此經(jīng)常將項目按照進(jìn)度劃分，各個階段的參與人員較多，若施工人員僅僅依靠網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行文件的傳輸、信息的傳遞，無法做到精細(xì)化管理，很容易出現(xiàn)信息傳遞真空的問題。在實際的施工環(huán)節(jié)過程中信息傳遞失真的問題比較嚴(yán)重，導(dǎo)致某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題以后，施工企業(yè)無法及時反饋和處理，極大增加了管理的工作量，降低施工的效率，從而對工程施工成本控制造成不利的影響。

(四)精細(xì)化管理難以實施。我國精細(xì)化管理起步雖然早，但是精細(xì)化管理在建筑施工中的實施并不順利。大多數(shù)施工企業(yè)對建筑信息模型、信息集成管理、資源共享管理的輕視和忽略，導(dǎo)致精細(xì)化管理難以實施。施工成本管理水平和模式的限制、施工中運用BIM技術(shù)人員的缺乏，導(dǎo)致質(zhì)量成本和工期成本很難進(jìn)行優(yōu)化管理和控制。

二、建筑信息共享技術(shù)和精細(xì)化管理的邏輯關(guān)聯(lián)

(一)BIM技術(shù)的應(yīng)用范圍。BIM是對建筑領(lǐng)域傳統(tǒng)管理模式的革新，有利于提高建設(shè)項目的經(jīng)營和管理效率，因此要熟悉BIM的應(yīng)用范圍，整理后如圖1所示。

圖1 BIM技術(shù)的應(yīng)用范圍

BIM作為數(shù)據(jù)的流通和共享平臺，將各個階段的重點內(nèi)容協(xié)同共享，將各階段的工作通過WBS結(jié)構(gòu)分解落實到具體的工作人員，使得各階段工作人員能很迅速地了解本工作在整個項目管理中的位置及重要性，各工作人員開展工作后再通過協(xié)同共享平臺進(jìn)行整合，最終形成整個項目總覽；同時，通過應(yīng)用BIM技術(shù)，使得設(shè)計階段、施工準(zhǔn)備、施工階段等重點階段的信息均由同一個數(shù)據(jù)庫演化而來，保證了數(shù)據(jù)的一致性，隨著工程項目的不斷細(xì)化，各階段工作人員可隨時對前期模型進(jìn)行修改、優(yōu)化。此外，BIM模型可將各類空間尺寸以三維信息的方式展現(xiàn)出來，以期通過BIM共享平臺改變傳統(tǒng)各參與方多模型的現(xiàn)狀，實現(xiàn)“一模到底”的最優(yōu)狀態(tài)。

(二)精細(xì)化的管理內(nèi)涵。精細(xì)化管理的主旨是高效的、規(guī)范的、標(biāo)準(zhǔn)的管理，就是以傳統(tǒng)管理模式為依托，對傳統(tǒng)流程進(jìn)行不斷改進(jìn)優(yōu)化，注重方法與環(huán)節(jié)的程序化、定量化，重點旨在提高勞動生產(chǎn)率[2]。但由于AEC行業(yè)的工業(yè)化與智能化水平不高，加上建筑工程本身就是多系統(tǒng)、多階段、多節(jié)點的工作，決定了施工項目管理的復(fù)雜性，因此可借鑒以往工程項目的寶貴經(jīng)驗，運用精細(xì)化的理念，推行符合施工項目的精細(xì)化管理模式。

(三)兩者的邏輯關(guān)系。基于精細(xì)化的施工管理，需要將全壽命期的工作細(xì)分到每個小目標(biāo)上，BIM的集成與信息共享技術(shù)滿足精細(xì)化管理的基本要求，也逐步提高了AEC行業(yè)的信息化水平，不僅能解決全生命周期信息不對稱、資源管理粗放等問題，還能支撐項目管理的數(shù)據(jù)需要，滿足精細(xì)化管理精確度和成本效益的要求。因此，分析BIM在施工成本精細(xì)化管理中的集成應(yīng)用，建立施工成本精細(xì)化管理的階段控制要點，從量的精細(xì)控制到價的過程控制，優(yōu)化施工成本管理，實現(xiàn)施工成本控制，對施工企業(yè)改進(jìn)施工成本管理模式有很好的參考價值。

三、基于BIM的施工成本精細(xì)化管理價值點分析

(一)設(shè)計階段的成本精細(xì)化管理。設(shè)計階段是控制整個項目成本的核心階段，從初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計到施工圖設(shè)計，設(shè)計人員不斷深化圖紙以期滿足業(yè)主方的需求，在傳統(tǒng)的設(shè)計工作中，各專業(yè)的設(shè)計人員進(jìn)行圖紙繪制，會出現(xiàn)各專業(yè)圖紙信息不對稱等問題，帶來大量的設(shè)計變更，影響工期及成本，此外，傳統(tǒng)的二維圖紙不能很直觀地反映工程模型的關(guān)鍵構(gòu)造，若能利用BIM技術(shù)提前建立三維模型，并通過協(xié)作平臺共享設(shè)計成果，提前利用設(shè)計模型進(jìn)行碰撞檢測，根據(jù)數(shù)據(jù)分析預(yù)測各專業(yè)圖紙整合后的可行性，可有效減少工程變更帶來的附加成本，實現(xiàn)本階段的成本精細(xì)化管理。

(二)招投標(biāo)階段的成本精細(xì)化管理。招投標(biāo)階段是控制后期施工成本的關(guān)鍵階段，從復(fù)核清單工程量到合理報價到制定投標(biāo)方案，都需要精細(xì)化的管理，降低施工企業(yè)風(fēng)險的同時其提高中標(biāo)率。傳統(tǒng)的招投標(biāo)工作，施工方需要投入大量的人力來核算清單工程量，人員的增加會帶來更多的數(shù)據(jù)偏差，帶來投標(biāo)的風(fēng)險，應(yīng)用BIM技術(shù)，通過模型輸入可以精準(zhǔn)計算出工程量，并橫向?qū)Ρ纫淹瓿傻念愃祈椖康闹笜?biāo)進(jìn)行分析，為商務(wù)標(biāo)投標(biāo)標(biāo)的提供參考。在施工前期對資金流進(jìn)行把控，加強(qiáng)對后期資金成本控制，防范資金流斷裂的發(fā)生。此外，還可以通過BIM技術(shù)優(yōu)化投標(biāo)技術(shù)方案，分析施工現(xiàn)場可能運用到的施工工藝，進(jìn)行多方案成本分析。為了降低中標(biāo)后的施工風(fēng)險，可以將前期體量大、成本高的鋼筋、土方等工程提高報價，將后期體量小、變化因素多的綠化工程、安裝工程降低報價，通過BIM技術(shù)將合理報價偏差控制在3%～5%，合理設(shè)置不平衡報價。

(三)施工準(zhǔn)備階段的成本精細(xì)化管理。施工階段是控制整個項目成本的主要階段，從施工準(zhǔn)備→施工總平圖的布置→施工設(shè)備進(jìn)場→施工材料的購買→進(jìn)度款的支付等，可將BIM技術(shù)與施工工藝、施工進(jìn)度相結(jié)合，深度細(xì)化設(shè)計階段的BIM模型，設(shè)置建模精度、添加建筑材質(zhì)(比如地面裝飾、內(nèi)外墻裝飾等)，使得BIM模型更具可觀性；同時，BIM模式可以迅速地按需統(tǒng)計出工程量(如各專業(yè)、各樓層、各施工段、各班組等)，若出現(xiàn)工程變更、簽證等，可直接在BIM模型上進(jìn)行修改，對比前后成本分析；此外，在施工過程，借用BIM技術(shù)模擬施工，提前演示設(shè)備進(jìn)場路線，避免二次搬運，有效實現(xiàn)準(zhǔn)備階段的精細(xì)化管理。

(四)竣工階段的成本精細(xì)化管理?？⒐るA段可以通過BIM平臺共享信息，及時處理、儲存、流轉(zhuǎn)工程相關(guān)信息，實現(xiàn)動態(tài)化的信息管理；通過分析模型，對比計劃工期、要求工期、實際工期之間的關(guān)系，尋找工期提前或者滯后的原因，及時糾偏；做好細(xì)分統(tǒng)計各專業(yè)每月的工程數(shù)據(jù)，提出物料、資源需求，有效控制材料的消耗量，提高資金運用效率；進(jìn)行多方案經(jīng)濟(jì)分析，推測最經(jīng)濟(jì)的施工工藝，根據(jù)工程變更、簽證的產(chǎn)生調(diào)整結(jié)算工程量清單及內(nèi)容，實現(xiàn)竣工驗收階段成本的精細(xì)化管理。

(五)運營維護(hù)階段的成本精細(xì)化管理。BIM技術(shù)是信息管理最重要的產(chǎn)物，在運營維護(hù)階段，重點依靠BIM技術(shù)了解樓宇信息、監(jiān)控信息、設(shè)備信息等運行數(shù)據(jù)(如報廢率、故障率、更新率等)，根據(jù)對運行數(shù)據(jù)的了解，可以提前設(shè)置本項目的維修時間點，并通過BIM技術(shù)可快速了解出現(xiàn)問題參數(shù)的設(shè)備端口，可充分了解設(shè)備參數(shù)的能耗分析，對優(yōu)化樓宇設(shè)備、更新樓宇設(shè)施、優(yōu)化空間資源、發(fā)展綠色低碳建筑有積極促進(jìn)作用，實現(xiàn)運營維護(hù)階段的成本精細(xì)化管理。

四、基于信息共享技術(shù)的施工成本精細(xì)化管理應(yīng)用

(一)項目背景。某大學(xué)美術(shù)大樓，建設(shè)面積28032.32m2，建筑總高度23.40m，結(jié)構(gòu)體系為框架結(jié)構(gòu)，地上5層，無地下室，基礎(chǔ)形式為人工挖孔灌注樁，抗震設(shè)防烈度乙類，結(jié)構(gòu)抗震等級四級，建筑抗震類別丙類，耐火等級地上二級，主要是供藝術(shù)類學(xué)科教學(xué)及實訓(xùn)。在本項目實施過程中通過應(yīng)用BIM技術(shù)與傳統(tǒng)模式進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)成效，尋找不足，為施工現(xiàn)場成本的精細(xì)化管理提出指導(dǎo)。

(二)應(yīng)用分析。

1.提前優(yōu)化設(shè)計，減少工程變更。設(shè)計階段是最能體現(xiàn)BIM價值的階段，在此工程項目中，設(shè)計人員應(yīng)用BIM5D管理工具和云空間，新建協(xié)同項目，對整個工程項目的資料進(jìn)行全過程清晰有序的管理，并設(shè)置成員管理權(quán)限，各階段人員根據(jù)管理權(quán)限進(jìn)行項目信息的錄入、調(diào)整，以高效實現(xiàn)整個項目的多方協(xié)作和信息傳遞，保證工程管理質(zhì)量。同時，設(shè)計人員建立Revit模型進(jìn)行碰撞檢查(如圖2所示)，提前優(yōu)化，減少不合理設(shè)計，在不影響工程質(zhì)量的情況下，對模型局部碰撞進(jìn)行優(yōu)化，使管線布局合理，提高施工效率。因此，在設(shè)計階段運用BIM技術(shù)進(jìn)行施工成本精細(xì)化管理具有較高的可行性和效益性。針對目前大多數(shù)設(shè)計院還未開始建立Revit模型的情況，需要施工企業(yè)的造價人員在項目施工前建立模型，進(jìn)行碰撞檢查，及時糾偏，最大效益地節(jié)約工程造價。

圖2 碰撞檢查

2.合理布置場地，節(jié)約施工成本。利用BIM軟件布置施工現(xiàn)場平面圖，根據(jù)地形合理規(guī)劃用地，提前規(guī)劃施工現(xiàn)場，設(shè)置生產(chǎn)區(qū)、辦公區(qū)、生活區(qū)(如圖3所示)。施工準(zhǔn)備階段對現(xiàn)場的施工條件、施工環(huán)境、施工距離進(jìn)行分析，對用電進(jìn)行平面規(guī)劃、布置，確定水源，電源進(jìn)線、配電室、二級配電箱、三級開關(guān)箱電箱及線路走向，確定好施工臨時道路和施工機(jī)械進(jìn)場路徑，避免出現(xiàn)二次搬運，達(dá)到節(jié)約施工成本的目的。

圖3 施工場地平面布置圖

在合理布置施工平面圖的同時，可利用BIM軟件編制施工進(jìn)度計劃，本工程在初次編制施工進(jìn)度計劃時，工期為472天，超過要求工期31天。通過分析模型構(gòu)造，考慮流水施工并結(jié)合勞動定額、工期定額等設(shè)計原則，優(yōu)化施工進(jìn)度計劃，調(diào)整優(yōu)化后得到最終施工進(jìn)度計劃圖，總工期435天，比要求工期提前6天，通過縮短項目工期降低施工成本。

3.加強(qiáng)數(shù)據(jù)集成，提高投資回報。在施工階段，通過建立BIM可視化模型，可實現(xiàn)資金和資源利用的最大化，在此階段根據(jù)已經(jīng)關(guān)聯(lián)好的模型和清單制作虛擬建造視頻并生成資金曲線和資源曲線(如圖4所示)，在模型視圖中選中任意構(gòu)件查看其進(jìn)度計劃、清單工程量，使得施工過程具有可視化，方便解決問題，及時糾偏，同時針對曲線圖關(guān)注波峰波谷，對施工計劃從成本層面進(jìn)行進(jìn)一步控制，優(yōu)化進(jìn)度計劃。

圖4 BIM可視化

五、結(jié)語

本文通過分析BIM技術(shù)與精細(xì)化管理二者的邏輯聯(lián)系，結(jié)合實際工程案例，得出結(jié)論：通過在實際工程項目中應(yīng)用BIM技術(shù)，可提前優(yōu)化設(shè)計、減少碰撞，調(diào)整了綜合管線的布置，減少設(shè)計變更帶來的成本增加；能合理布置施工場地，減少了二次搬運及路線浪費的情況，大幅度降低了施工成本；BIM技術(shù)能在數(shù)據(jù)的處理過程中，實現(xiàn)資源與資金利用的最大化，為施工成本的精細(xì)化管理提供了重要的指導(dǎo)。

綜上，BIM技術(shù)可以解決施工企業(yè)管理粗放、信息不對稱、一模到底等問題，可以提高施工成本的使用效益，積極推動施工企業(yè)的管理發(fā)展，但還存在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、應(yīng)用費用高、專業(yè)人員少等實際問題，若要真正實現(xiàn)BIM技術(shù)在施工成本中的精細(xì)化管理，還需在后續(xù)繼續(xù)深入探討。