工程造价作为建设项目管理的关键环节,是影响建设方做投资决策的主要因素,也是施工单位成本管理的重要指标。信息技术的进步加快了经济和社会发展速度,传统的造价管理模式低效且容易出错,缺乏精细化的数据信息管理。工程造价的全过程控制与BIM技术的结合,通过信息数据平台来促进决策、设计、施工、造价管理,有助于优化当前建设行业的合作模式,提高建设效率,减少资金浪费。

全过程造价管理的核心是控制造价、把控项目投资额度,减少资金浪费。过去的20年,见证了建筑领域从劳动密集型转变为全链数字化的过程,在项目全生命周期内,计算机的可读数据为人们决策过程提供动力和信息。BIM不仅能够实现更好的协作和实时反馈,形成统一的施工、设施、造价管理模式;同时还提供了一个实时信息共享平台,提高了管理的交互性、集成度、效率和有效性。近年来BIM在我国得到了广泛的推广,但目前的工程实践项目还没有充分结合BIM技术的优势,缺乏全局把控意识,最终导致项目成本超支等造价管理问题:

我国目前工程项目信息化远低于发达国家,BIM的广泛被采用仍是一个需解决的问题。政府通过出台相关鼓励政策和相关法律法规,促进了BIM在工程设计和施工中的应用。目前以设计方为先导的BIM应用模式居多,相对于建设方驱动的应用模式,BIM技术在项目管理和运维阶段未得到优势发挥,未实现资源最大化利用。

建设方在决策阶段的主要目的是选择正确的投资方案,不同方案的选择直接从源头上影响工程造价控制管理。目前此阶段类似实际工程数据参考较少,缺少为决策提供数据支撑的信息化平台。

此阶段建设方易忽视设计前的准备工作,尤其是对投资的分解工作不够重视,导致限额设计指标不精确。模糊的限额设计使设计方更侧重于工程技术上的可行性和图纸的合法性,设计师对项目投资控制认识不足,易忽视经济上的合理性。设计阶段的成本管理没得到足够重视,造价管理与设计脱节,经济和技术没有紧密结合。

项目竣工验收时,施工方需要提供结算书作为自身完成工程全部工作价值的详细计算是得到工程款项的重要依据。在现实情况中,施工方为了获取自身最大利益,编高工程造价数据,在结算书中冒算、多算,存在高套定额单价和取费标准等行业乱象。

造价管理的主要目的是把控各阶段投资目标,控制项目投资金额。造价管理的关键在于现场数据信息能否有效协同共享,在工程实例中,供应链参与方的利益冲突会造成信息协同工作困难。以下是实践中总结出传统管理模式中信息传递的问题:

供应链参与方均以本阶段的造价成本为控制目标,这些阶段性的目标缺乏大局意识,全局性的有效信息被低效利用,无法从高点把控全局。

工程建设是一项多环节、多因素、涉及广泛的工作,特点是信息量大、沟通成本高。当大量人员参与到项目沟通、协调工作中,个体人员的主观性易造成信息传递的遗漏和失误,造成信息缺失或偏差。

在传统建设工程管理中,普遍存在信息延误现象,主要原因来自沟通方式和内部管理两方面。在沟通方式上,传统的图纸文件沟通方式,信息化程度低,信息更新速度慢。在企业的内部管理上,项目联系人在接收到信息后,在传达和意见反馈环节有延迟,信息传递不及时导致工期延误。

BIM(Building Information Modeling)中文译为建筑信息模型。BIM模型以三维可视参数化技术作为基础,集成了项目构建属性信息和三维物理信息,在项目的全生命周期内形成一个具有主体间相互关联的信息网。BIM可将项目的所有信息集成于一个数据模型内,各供应链参与方能够随时随地切入模型、查阅项目信息,用以支持参与方的工作及监督履行各自职责。

其内容包括三个方面:(1)BIM将工程项目的所有信息构建成一个标准的数字信息模型,使其成为一个具有可操作性的虚拟项目产品。(2)BIM作为信息整合的共享平台,可以将参与方的资料数据体现为标准的数字化参数,可在任意时段插入信息、更新资料、修改文件、提取数据。(3)BIM是一个科学合理、即时完整、信息透明的数字化管理系统。它综合多种建模技术的优点,可在传统3D信息模型上加入建设信息模型、结构信息模型和安装信息模型,建立健全项目施工信息库。

信息是BIM技术的核心,项目中单个构件或物体均可以作为BIM模型的基本元素。将这些元素的三维几何信息、物理性质信息、单体成本信息和管理操作要求等进行参数化处理,并集中存储于数据库中,将这些信息进行整合,最终建构成数字化信息模型。利用这个模型集合项目资料,加快信息流动速度,构建各供应链参与方信息交流的共享平台。

随着项目建造的深入,信息量会不断加大,当信息复杂到一定程度后,项目参与人员仅凭自身能力根本无法掌握,这给传统工程造价管理中的信息收集、调用、归档工作带来了极大的挑战,必须借助计算机辅助管理。

BIM信息共享平台的基础是三维数字模型,根据项目进度逐级登入各阶段的空间模型信息和物理信息,形成数据库。BIM模型能覆盖建设工程的全过程信息,通过信息共享平台的搭建,改善信息沟通方式,全方位打破信息壁垒和信息不对称,减少参与方间的矛盾,公正维护共同利益,提高工作效率。

BIM的信息可视化、信息互享、可追溯性等优势,能提高信息管理效率,确保工程项目顺利实施。将BIM结合全过程造价管理,利于打破传统僵化的管理模式。基于BIM信息可视化优势,信息资源的三维视觉呈现能在设计阶段提供碰撞分析,可自动检测管线的标高位置,消除结构构件、设备管件之间的硬碰撞,减少人为设计失误造成的拆装、返工等资金浪费;在信息互享上,项目管理人员可根据设计、施工及市场波动实时更新数据,实现动态协同管理;在项目后评价阶段,可实现对建造材料进行生产、取样、检测、审批的全过程追溯,为项目管理的后评价提供依据。

BIM作为即时性沟通的数据平台,供应链参与方能够随时介入,提供经验和意见参与设计。各方可根据建设方提出的要求提前参与,共同制定设计方案,使各阶段获得准确数据,减少返工,提高工作效率。各参与方通过设计前的沟通、协调,共同制定安全可靠、技术可行、施工方便、经济合理、节约资源的设计方案,使造价管理良性发展。

项目施工是一个动态持续的过程,涉及内容广泛。此阶段造价管理的重点是减少实际工程量与核算工程量的差异,根据工程实际情况进行动态调整。此阶段常使用的动态管理手段有:模拟建造、实时更新数据变化、工程计量、施工组织设计优化等。以建造模拟为例,BIM技术将三维建筑信息模型与时间相关联,可在虚拟环境中预判施工进程中可能遇到的困难,利于针对问题及时更正方案,使模型不断优化,减少施工现场变更。同时,对局部结构的施工工艺模拟,可以降低复杂节点施工困难,实现从局部到整体对施工过程动态控制。

工程项目结束后,建设方会针对工程投资目的、执行过程、工程质量、造价信息、经济效益等方面进行评价总结,建立后评价体系。因此,项目建造的结束并不是真正意义上的完成。工程竣工后,还需要将工程计划指标数、概算数和实际投资额进行比较分析,全面掌握项目计划和执行的实际情况,考评项目投资效果。BIM的信息整合性能为项目后评价体系提供依据,促进投资管理科学发展。

案例选取某住宅项目的地下车库作为重点分析对象,建筑面积为9065m²。模拟案例全过程造价控制由“投资决策、设计、施工招标、施工、竣工移交”五个阶段入手。研究重点是运用BIM软件平台进行辅助决策和信息集成管理,为决策者提供数据依据,为设计师创造共享平台,为施工方提供全方位的模拟建造服务,为管理者提供信息集成平台,实现全过程数据共享,精细化控制项目成本,为建设方创造最大的效益。

此阶段目的是确定建设方案,对项目可行性进行全面、深入和详尽的技术论证,对比不同方案成本做出决策。作为控制工程造价的首要条件,正确投资决策的关键是精准把握各方案的投资估算。基于BIM模型和数据库对各方案进行资金成本的测算,运用构件可提取和运算性,造价师可通过查找与拟建项目类似工程的造价信息,参考单方造价估算出开发成本、前期及后期费用、安装工程费、土石方及基础处理工程、基础设施费等分项指标,精确的参照数据和精细化模型,不仅提高了工作效率还减少了投资估算偏差。

根据案例的BIM模型结合类似工程价格信息,软件迅速精准完成了整体方案投资估算得出数据:总投资22.62亿元,其中土地成本5.32亿元,开发成本9.55亿元,开发费用0.49亿元,税金7.25亿元,单方造价2.92万元/m²,项目成本构成为:开发成本占42%、开发费用占32%、土地成本占24%、税金占2%。相对于传统计算结果中的不可预见费用占比高,投资风险无法精准把控,用BIM进行投资估算书编制,为决策提供了更精确的投资依据。

设计阶段的任务是绘制施工蓝图,工作量繁重,涉及专业多,传统管理模式在各专业图纸配合的协调上浪费了很多时间。此阶段有效控制造价的方法主要有:在建筑方案阶段使用限额设计进行造价管控,推广使用标准化设计,加强概、预算编制深度等。本案例地下车库BIM模型见图1,设计师可在BIM共享平台上实时交换信息,对图纸进行多专业校对。基于BIM协同设计,对地下车库的通风、给排水、消防等系统进行管道模型碰撞模拟检查,软件直接提示管道碰撞位置,设计师可根据检查结果进行设计优化,减少人为设计失误。

在案例运用过程中也发现了一些亟待解决的问题,BIM技术作为一种改变工作流程的数字化技术还需要完善技术路径的探索。首先,要加强平台多元化,使其能够满足不同专业的操作需求;其次,要打通数据通道,解决跨软件平台操作时导致的信息传输丢失;最后,要完善软件互操作性,提高BIM平台的集成度。

此阶段是建设方通过招标过程选拔施工方的过程,传统模式下招标方编制招标文件,投标方根据工程项目的各种费用预算,对招标工程的清单进行二次核算,计算工程量和利润、风险,确定工程承包总价。

此阶段运用BIM技术为招投标双方节约时间和人力成本。建设方可用BIM数据模型调取信息,编制招标文件,提高工作效率;施工方可根据模型信息核算工程量,自动编制工程量清单,避免因信息错漏带来经济损失。BIM信息共享平台使各参与方及时获取准确信息,可让招投标过程受到更严格的管控,减少腐败和徇私舞弊乱象发生,使招投标过程更加规范严谨。

施工阶段的现场不可控性大,人力、材料市场价格波动使造价管理难以控制。现场问题变化多端,工程变更、设计优化、签证索赔等都会影响项目进度。一旦产生改动,设计方工作量增加,施工方工作计划需要调整,建设方预期进度无法保障。利用BIM进行造价管理,其信息协作和实时反馈的优势可使多方即时共享信息,发现并及时解决问题,提高信息对接效率,严格把控项目工期和成本。但目前基于BIM技术的造价管理制度还不够完善,传统的建设模式和工程管理无法完全适应新技术的应用要求。

竣工移交阶段的造价内容主要是竣工验收、竣工结算和竣工决算。经过前期各阶段对BIM模型的反复修改和完善,此时的模型已趋近于竣工的实际状态,能反映出实际建设工程量。基于BIM平台的建设流程有序有据,可查证翻阅,信息精度高。此时可根据模型确定项目实际工作量,高效编制工程结算和决算文件,办理工程竣工移交。

传统项目管理模式中,工程量核算过程繁琐,建设方和施工方的造价师要对照设计图纸逐一检查,反复核对后出具造价文书。此时BIM平台记录的项目原材料数据、建造成本等信息,均可作为工程结果核算的依据,为工程量统计提供便利。这些随建造过程同步录入的数据越来越多,会造成云存储过程高能耗,难以实现模型的轻量化和多终端数据共享。

本研究的目的是分析我国建设工程全过程造价管理的现状和BIM技术的应用价值,结合工程案例进行全阶段的造价管理实践。通过案例探讨了BIM的主要优势在于促进项目参与者间的信息管理、沟通协作,实现信息共享,提高沟通效率。BIM推进了建筑领域的数字化,但我国的BIM技术应用仍面临诸多挑战,就此提出以下四点建议仅供探讨:

首先,提倡建设方先行的BIM应用模式。建设方作为工程项目的主导者,带头从项目初期应用BIM技术,增强项目竞争力。可以通过行业倡议和政府激励等方式来加速普及,推动建设方带动整个行业应用BIM技术。其次,优化软件之间的数据链。从技术扩散角度来看,将BIM软件与造价、管理软件互联,必须实现软件之间的数据兼容,特别是针对不同管理目标的BIM轻量化管理。软件多元化及跨平台互操作性,有助于更多的管理者能有效掌握并广泛应用。再次,加强人才培养。BIM在建筑领域的数字化转型中发挥着重要作用,人才培养应细化专业,结合需求制定不同的策略,为建设工程市场储备人才。最后,完善基于BIM技术的造价管理制度体系。不同于以往工程造价为主导的管理策略,BIM技术的应用,变革为建设方主导、各供应链参与方协同合作的格局。这种工作方式使得建设方能够统领全局,在项目系统架构、战略决策、技术和人力资源管理占领主导地位。这就需要项目参与方在造价管理过程中根据工程实际情况,进行动态调整、总结经验,共同构建出一套科学的应用制度体系。