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基于BIM技术的A项目成本控制研究

2022年03月02日 作者:张正国 刘江 打印 收藏

  信息技术在建筑业的飞速发展,完善和优化着建设项目成本控制方法。建筑信息模型技术(BIM)具备丰富的数据管理和信息共享功能,弥补了传统成本管理信息分散的缺陷,推动着成本控制朝着共享式管理的新兴方向发展。因此,研究如何充分发挥BIM技术在建设项目成本控制中的优势具有一定的实践意义。本文结合A项目的实际特点,剖析了BIM技术在A项目成本控制中的应用。在A项目的施工前期阶段,BIM技术的应用价值主要体现在对于错漏碰缺的优化,有助于控制项目成本;在施工过程阶段,通过BIM平台审核成本偏差,得到了较为理想的成本控制结果。

  项目概况

  A项目位于四川成都郊区,总建筑面约150000m2,计划工期为730个日历天。业主单位为C,监理单位为D,施工单位为E,勘察单位为F,设计单位为G和全过程造价控制及BIM咨询单位为H。本项目采用的是勘察-设计-施工EPC总承包模式,由E作为联合体牵头单位和F、G组成联合体进行A项目的总承包。C委托H进行全过程造价控制及BIM咨询,H充当联系和协调业主单位与各参建方的纽带而进行造价控制,辅助进行本项目整体BIM的规划、标准编制、模型搭建与优化、实施管理和协调、审查施工过程中各单位BIM成果和最终交付竣工模型。A项目的BIM组织架构如图1所示。

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  第三方BIM数字项目管理平台

  A项目使用的BIM-5D模型构建软件是基于某第三方BIM数字项目管理平台。该平台是一个基于三维建筑信息模型的信息管理系统,旨在协助开展工程项目管理的整个过程。该BIM数字项目管理平台的构成系统如图2所示,其中,以“基础数据管理”“BIM+技术管理系统”“BIM+过程成本管理系统”这三个系统为核心平台来运作和管理项目数据。如图2所示。

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  “基础数据管理”系统处理BIM管理的基础信息,可以进行三维模型的集成和调整、工作分解、划分流水段等操作,保证模型数据能够快速地产生相应的业务价值。还可以从多视角查看整合后的模型,通过漫游、按自定义路线行走查看碰撞,快速查找定位图元查看属性自定义属性等。

  “BIM+技术管理系统”处理施工技术和项目进度的相关信息,可以进行进度计划的关联和调整、添加施工方案、施工模拟等操作,随时随地监测项目的实际进展情况,提前预知和规避风险,节省现场管控的精力。

  “BIM+全过程造价管理系统”处理项目成本的相关信息,可以进行多版本目标成本对比分析、合约规划、合同、变更统一管理、一键算量、计价等操作,实时更新项目实施过程中的成本数据,并提供动态预警的提醒,这能够帮助领导层的管理,提升项目层的工作效率。

  “BIM+全过程数据决策系统”还可实时呈现项目情况的可视效果,辅助管理人员精细化决策;“安全管理系统”和“质量管理系统”均提供相应问题整改提醒和闭环检测,实现质量安全管控的结果可追溯性和过程规范化;“专项咨询服务管理系统”进行流程、咨询合同、收发文、项目大事记的查看和编辑等操作。

  BIM技术在A项目施工成本控制的应用

  1.施工前期阶段

  A项目施工前期阶段的核心工作为根据G所提供的设计图纸完成相应的BIM模型搭建,根据E提供的施工组织设计划分流水段,关联进度计划和成本计划,进行错漏碰缺分析并提出优化设计建议,提前进行施工模拟,发现潜在问题和分析优化措施。

  根据G提供的设计图纸进行BIM建模,包括(但不限于)建筑、结构、水、暖、电、景观、精装修等专业,提供各专业BIM模型及全专业仿真的3D和4D视频成果。三维可视化的BIM模型是后续BIM成本管理的基础,辅助之后的碰撞检测等活动。

  在BIM-3D模型的基础上,导入E编制的总进度计划,再根据目标楼层以及构件类型,将进度计划与模型中的各部分构件进行挂接和关联,形成BIM-4D模型。利用从BIM数据库中获取的相关资料进行施工模拟,简单明了地呈现每一特定时间段内构件工程量、资金曲线和资源曲线。

  将预算清单和BIM模型关联之后,BIM模型会自动套取价格信息,获取合同预算数据和计划成本数据等,形成BIM-5D模型,可以通过施工模拟来获取相对应时间段内的成本计划曲线。

  在进行A项目的全专业错漏碰缺检查时,一共发现设计图纸类问题1241处,其中包括土建图纸问题153处,机电碰撞问题1067处,工作界面交叉重复21处,功能不合理2处。根据A项目的碰撞检测结果结合G的意见提供优化解决方案,生成图纸审查、净高分析、管线综合优化等分析报告。在进行BIM图纸审核时发现土建图纸问题31处(类),其中所有楼栋的梁平法施工图、结构平面布置图的塔楼卫生间结构做法不正确,建议按照折板大样绘制;发现机电图纸问题8处(类),其中地下一层暖通平面图的某两轴相交处风管绘制尺寸与标注尺寸不符;此外还发现净高分析问题5处(类),管线综合优化问题9处(类),共计53处(类)图纸问题报告,提前调整图纸问题,可以减少设计变更费用。

  2.施工过程阶段

  BIM技术在A项目施工过程阶段的应用重点体现为根据施工难点提供基于BIM模型的施工动态模拟,利用BIM技术对施工过程产生的设计变更等验证其变更方案的合理性并快速调整BIM模型,以展开进度、成本、质量及安全管理,以及在施工过程中通过BIM平台收发文件,提高管理协调效率。

  (1)全程变更BIM模型复核及模型更新。在施工过程中,建筑项目的变更是一件无法避免的事情。工程变更通常会对工程量大小和工期长短造成一系列影响,也可能使得实际成本和目标成本的偏差超过预先规定的范围。针对工程项目中的变更管理杂乱、管理相对滞后等问题,A项目通过某第三方BIM数字项目管理平台对变更、签证、索赔等进行统一管理,明确变更内容、变更原因与涉及费用,及时发现即将超支的情况,以实现控制投资的意图。借助BIM验证施工过程产生的设计变更、技术核定、重大施工方案、经济签证的变更方案的合理性,并审核建设项目的变更方案中与施工成本相关的经济性;再提取变更前后,或者不同变更方案带来的工程量调整等工作的差异对比,供C、D等相关单位参考。按照施工中确认的设计变更、签证、洽商等与BIM模型关联。比如,在进行A项目6号楼基础施工中就出现了设计变更:基础筏板开挖过程中存在有砂层,需进行清理并换填强度等级为C15的混凝土至筏板垫层底标高,经C和D同意设计变更后,在BIM平台中新建了相应的设计变更并和BIM模型进行挂接关联,以保持BIM模型与施工现场的实际情况基本一致。

  (2)动态成本管理。在传统的模式下目标成本大多用Excel编制,不同版本的数据依靠手动对比,易出错且操作繁琐。利用BIM平台可根据内置计算关系自动计算A项目的动态成本,且支持目标成本的多版本存储,自动实现版本间的对比与分析。此外,目标成本中的成本科目编码、成本科目名称、成本科目类型、原始目标成本、累计调整目标成本、当前目标成本会实时刷新至“动态成本”模块,辅助呈现实际成本与目标成本的实时对照。若发现偏差超过了预先约定的范围,立即制定有效控制的措施加强成本控制,尽量减少成本超支。

  (3)快速统计工程量。在传统的模式下,E需要安排人员对已经完成的工程量进行计量,效率较低且精确程度无法得到保证,之后E将完成的计量提交给C,C也需要安排人员核实E所提交的计量是否和工程量清单对应,过程较繁琐。借助BIM模型可以迅速计算和查询各个专业相关的工程量信息,并为进度款支付、设计变更、技术核定单、经济签证单、结算提供工程量数据支撑。BIM技术可以辅助计量,并缩减人工计量的工作量以提升成本控制的效率。在项目的实际施工中,可以通过BIM-5D模型自动读取和统计所需的构件清单和工程量信息,克服了传统模式下进度计量困难和数据不统一的问题。在上述BIM数字项目管理平台“BIM+全过程造价管理系统”的计量支付模块支持“按实际进度计划”或“按楼层构件”一键快速提量,提高工作效率。C在收到E的计量报表后,可以将其和模型统计的数据展开核对和确认,实时掌握情况。

  (4)工程进度款结算。在传统的模式下,基于二维平面设计图纸进行进度款结算时,项目信息都是分散于不同的相关人员手中的,信息的共享存在一定的滞后,影响着进度款结算的效率。而该BIM数字项目管理平台能够自动统计管理人员所选择的特定时间段内的工程量,弥补了原本数据分散而造成统计工程量难以高效进行的缺陷。另外,上述BIM数字项目管理平台与计价软件对接,实现数据交互,自动生成进度报量的审核预算书,预算书内包含了每期对应的实际工程量和产值等信息,可以作为审核E送审的每期进度款的依据,大大提高产值的编制效率。

  应用总结

  BIM技术应用A项目前后的成本控制差异分析

  1.优化设计价值体现

  在A项目施工前期阶段,借助BIM技术进行设计优化节省了项目成本。其中,利用BIM技术对图纸的精准转化,对本项目抗浮锚杆进行参数化建模,发现A项目抗浮锚杆长度、密度都远高于同类项目指标,且有部分锚杆位置重复。最终节约资金886.73万元,具体见表1、表2。

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  此外,还借助BIM数字项目管理平台进行图纸问题、净高分析和管线综合的设计优化。具体应用内容和每项内容对应的优化价值测算详见表3。因此,在A项目的施工前期阶段,BIM技术应用于土建专业的图纸优化对成本节约的意义较显著。

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  2.项目成本偏差测算

  在A项目的施工过程阶段,借助BIM-5D模型可以直接在“BIM+技术管理系统”里呈现进行累计实际成本和累计计划成本的对比。

  根据实际成本和计划成本的累计曲线中的数据,得出每月的当期计划成本、实际成本、成本偏差CV。由表4可得,A项目2020年5月、9月和10月成本偏差小于0,即成本超支,管理人员立刻根据偏差结果分析了成本偏差的原因。如表4所示。

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  BIM技术应用A项目后的成本控制差异还体现在计量支付中。A项目是采用按约定期进行进度款的计量支付。BIM数字项目管理平台能够根据“BIM+技术管理系统”的进度和模型自动计算出每期对应的实际工程量和产值,作为审核E送审的每期进度款的依据并有效避免E虚报已完工程量和进度款,可以提高进度款的审核和结算的效率。表5为项目开工至今每期E施工单位报送的进度款送审值和BIM平台生成的进度款审核值对比。

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  基于BIM技术进行A项目成本控制的不足与建议

  A项目BIM技术介入时间为施工图纸经过审查之后,造成在提出设计优化或本身问题之后,G单位的抵触情绪较大,加大了工作的难度。针对以上不足,在BIM技术后续的应用中,C可以尽可能地将BIM技术提早介入于其他项目,以减少不必要的人力、物力、时间和其他无形的成本虚耗,充分发挥BIM技术在建筑工程前期决策阶段的作用,达到全面控制项目成本的效果。

  (作者单位:张正国,成都市武侯商旅投资有限公司;刘江,四川志恒工程管理咨询有限公司)

 


责编:梁晋
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