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BIM在全过程造价管理中的应用及障碍探究

2020-01-19上海浦东发展银行太原分行张子茹北京建筑大学林睿颖金珊珊

中国建设信息化 2020年15期
关键词:软件模型信息

文|上海浦东发展银行太原分行 张子茹/北京建筑大学 林睿颖 金珊珊

0 引言

随着互联网时代的发展,各行各业都在进入电子时代,在带给人类便捷的同时,也带来了挑战。BIM 的推广与应用给建筑行业带来了巨大的变革,我国建筑行业的发展之快,离不开近年来BIM 带来的优势和挑战。造价工作自始便是贯穿整个建设周期、繁琐复杂的任务,将BIM 应用于全过程造价管理,必将是未来发展的趋势,也必将为解决全过程造价咨询中信息传递效率低提供有效途径。

1 BIM 简析

BIM(Building Information Modeling)即建筑信息模型,在我国2017年起实施的《建筑信息模型应用统一标准GB/T51212-2016》中将其作如下定义:在建设工程及设施全生命期内,对其物理和功能特性进行数字化表达,并依此设计、施工、运营的过程和结果的总称。简称模型。其本质是信息化,它是建筑业信息化的核心手段。但BIM 并不是一个简单的软件或者数据模拟化,它需要多个软件,如绘图软件CAD、建模软件revit、广联达算量软件等配合使用,需要各参与方,如设计单位和施工单位有机协同作用,这样才能够达到预期的目标,实现价值最大化。BIM 可以动态模拟施工变化过程,实现进度控制和成本造价的实时监控。BIM 技术的成熟与应用被称为建筑行业的第二次革命。

2 BIM 在工程造价全过程管理中的应用

造价管理作为项目管理中的重要内容,对整个工程的实施具有重要作用,BIM 技术对项目造价管理发展具有很大推动作用。全过程造价管理是一项紧密相关、不可划分的整体工作。但是,在我国的建设环境下,一般都是按照工程形成阶段进行人为地划分,使造价管理工作被分割为不同阶段的成本控制,导致造价管理工作脱节 ,数据断层,信息孤岛现象严重。建筑信息模型(BIM)已广泛应用于基础设施项目的整个生命周期,近年来,建筑信息模型的使用显著增加,并被用于支持从设计到施工项目设施管理的不同阶段的各种专业。

2.1 投资决策阶段

BIM 具有参数化、可视化的特点,通过三维立体展示,能效、日照、热能传导、模拟等以及进度控制(4D)、造价控制(5D)的模拟,使业主可以结合实际需求,对投资方案进行合理选择,对主要结构构件整体和细节上达到有效的控制与管理,使得初期方案的决策更具有科学性。同时对于项目的总体造价进行预估算,使用 BIM 技术能够快速地编制项目投资估算书,改变了传统模式。

2.2 设计阶段

通过使用BIM 建立信息模型,可以对其进行造型、体量和空间分析,利用其可出图性,在初期的建筑设计图的基础上对其进行修改,优化设计。利用其参数化性,一点修改,所有包含的参数同步更新,减少重复作业。碰撞检查、3D 打印及扫描和项目漫游等诸多功能,进行管线综合排布和钢结构节点深化设计,根据检查结果修改设计方案,有助于降低工程返工带来的诸多问题。

2.3 招投标阶段

(1)招标方在发放招标文件时,可以将BIM 模型和工程量清单一起发放给拟投标单位,投标方可根据BIM 模型进行提取工程量或核对工程量,参考数据准确,模型清晰,使其与招标方的信息保持一致性,降低索赔。有利于政府对招投标过程的管控,防止贪污受贿现象,促进招投标的透明化。

(2)投标时,投标方要先复核模型与清单,再利用BIM5D 技术将成本、工期等问题融合在BIM 模型中,对招标文件实质性响应,随投标文件一并发给招标单位,直观地动态展示给业主,更加具有说服力。

(3)评标时由投标单位负责人利用BIM 以答辩的形式向评标委员会进行展示,并将答辩成绩以一定权重纳入评审中,综合考察投标单位的实力,选择出最合理的方案,使得评标结果更加的公平公开。

2.4 施工阶段

通过BIM 技术的应用,一方面可以实行施工模拟,利用其自动优化工期和缩短关键线路的功能对施工方案进行优化,确保变更施工的准确性和合理性。加快工程建设进度,提高了工程建设质量和效率。另一方面还可以对资源和资金进行合理规划,减少不必要的成本支出,实现对工程造价的合理管控。宋晓刚等认为由于BIM可以准确直观地记录变更款项信息,从而减少了超付和延付现象,大大降低了索赔等情况的发生。

2.5 竣工结算阶段

竣工结算涉及到的造价资料非常繁杂,传统的结算方法大多造价员是通过手算或者电子表格基于2D 图纸对工程量进行逐个核查,工作量大且易错,再加上每个造价员的核算方法和计算书格式不尽相同,误差较大。从设计阶段到施工阶段再到最后的竣工阶段,由于图纸已被优化多次,施工方案发生变化等也可能导致最后造价员拿到的资料与实际工程有出入。而我国建筑法要求造价人员对造价结果负完全责任,这样不仅责任不明确且使造价人员压力大,而利用BIM 可永久保存的优点,避免造价员手中图纸不一致且代人受过的问题。最终计算还可以利用其成本信息,材料清单等功能,直接在计价软件中进行汇总计算然后导出所有计价表,加快结算速度,减轻结算人员工作量,节省结算成本。

3 BIM 在全过程造价管理中的障碍探究

公开数据表明,我国建筑信息化程度仍然处于较低水平。根据中国建筑业协会的数据,2018年,中国建筑信息化占总产值的比例仅为0.1%,而美国等发达国家投入可达1%。分析BIM 的应用现状,得出几下几方面阻碍因素:

3.1 国家政策尚待完善

一项新的技术,若想能够在短时间内大力推行并取得成效,必须有宏观的项目环境的支持。据资料显示,美国是世界上第一个由政府组织制定了BIM 技术应用发展具体目标的国家,2006年,美国陆军工程兵团( USACE)就发布了为期15年的BIM 发展规划,承诺未来将BIM 技术应用于所有的军事建筑项目,随后推出了3D-4D-BIM 计划,该计划推行至今,超过80%建筑项目已经开始应用BIM。英政府一直强制要求使用BIM,2016年前企业实现3D-BIM 的全面协同。我国虽然近几年已经陆续出台BIM 的相关政策,但起步时间较晚,2011年住建部才发布《2011-2015年建筑业信息化发展纲要》,首次将BIM 纳入信息化标准建设内容;直到2017年,国家和地方加大BIM 政策与标准落地,《建筑业十项新技术2017》将BIM 列为信息技术之首。相比部分发达国家,我国在主动推动BIM技术推广应用的路上还需要继续努力。

3.2 技术规范和数据标准存在不足

BIM 已是未来建筑行业信息化的核心手段,它的发展必定会大幅度提高项目运行的效率,促进我国建筑行业的发展。周冀伟通过对不同BIM 软件算量的对比,得出造成差异的主要原因是各个软件的计算规则和统计方式有很大差别。我国从2012年开始,设计、施工单位开始探讨尝试BIM 的标准,2016年由中国建筑科学研究院负责主编的《建筑工程信息模型应用统一标准》颁布,自2017年7月1日起实施,《建筑信息模型分类和编码标准》已发布,自2018年5月1日起实施,但业界反应,该标准中构件的粒度等级还是略粗糙。所以可看出,我国将BIM 运用于全过程造价管理中还需要一定的时间,标准尚待完善。

3.3 软件技术不完善

现阶段,BIM 推进缓慢很重要的一个方面是产品的功能不够精确,BIM 技术不够完善。

(1)复杂构件不能在BIM 中体现。据建筑行业内建模师、造价师等反映,对于一些复杂的工程来说,异形构件的输入是一个很大的难题,究其原因,终是模型不够准确,例如,现阶段的广联达钢筋算量软件中的柱子,虽有构造柱、异形柱、参数化柱等之分,但数量和类型总归是有限的,而真正实际项目中的柱子,大多是异性结构复杂的柱子。

(2)造价需要区分的做法不能在BIM中很好地体现。构件中,钢筋的搭建规则各不相同,目前软件中只能粗略的将钢筋输入进去,对于实际项目中数量和搭建工艺各不相同的钢筋是无法精准输入和算量的。

(3)清单与定额计价与市场价格脱离,BIM 造价不准确。其实无论传统的概预算方法还是用BIM 算价,这个问题都是存在的。因为我国一直采用的是传统的清单和定额计价的方式,定额更新周期一般为 2~5年,再加上我国的经济体制等原因,现行的版本严重滞后于市场化节奏,没有做到与市场信息变动的匹配,导致所计算出的结果与工程的实际情况相脱离。此费用的不对等容易出现贪污工款或者偷工减料,豆腐渣工程等现象,对项目十分不利。

(4)软件信息不对称,数据接口不统一导致工程量不准确。目前我国建筑行业用BIM 做造价分为两种方法,一是直接计算,例如用广联达软件建立模型并进行汇总计算,按照设定的计算方法和清单规则在广联达计价软件进行计价。二是间接计算,在专业软件中绘制 BIM 模型,通过第三方插件实现数据传输,最后利用管理软件统计分析、输出数据。但无论是哪种方式,都存在算量不准,计价粗糙的问题。

究其原因:(1)由于各个软件的计算规则和统计方式不同,同一个工程由不同软件建立模型后算出来的量和价是不同的,例如墙,墙在实际工程中有内外墙之分,墙的涂料从材质和做法上都千变万化,而在软件建模阶段只能建立墙的一个实体,对于涂料的量、类别和不一的价钱并不能准确地体现出来,只能按照墙的面积来算。所以墙在各个软件中的计算结果差异是非常明显的。

(2)软件之间的交互方面出现问题。如学者林敏在研究此问题时的案例,将德国 RIB 软件直接导入设计 BIM 模型后,如果直接用设计模型导出工程量,可能会造成最高可达 20%的计算误差。例如,在设计BIM 模型构件之间的交汇处,默认的几何扣减处理方式不符合国标清单规范 GB50500 工程量计算规则的要求,从而由revit 默认处理规则和国标规范不一致,从而导致扣减严重。

3.4 管理方面的问题

(1)缺少复合型人才

BIM 开发软件方面需要计算机人才,但是计算机的专业性无法与建筑业紧密融合,技术方面的专精无法保证他们在建筑业内快速进入工作状态。针对于使用BIM进行全生命周期的造价管理,不仅需要传统的会做预算的造价人员,更需要有关软件的熟练使用、数据库的构建、建筑知识等方面的相复合型人才。

(2)未能实现协同

在建筑业中,协同管理指的是建设过程中,项目各方共同承担建设责任的合作关系。将BIM 技术应用于造价全过程管理中的协同既包括工作人员的协同,也包括资源的协同。

①项目的全寿命周期内的各个阶段都需要各方的协同,但往往项目组织之间沟通困难,业务合作上效率不高,交流沟通不及时。

②信息孤岛现象严重。各软件之间的信息不能很好的交换和共享,对于信息没有同步更新和及时反馈,使得数据断层,形成分散低效应用。

4 推进BIM 在全过程造价管理中应用的建议

4.1 政府要重视政策和标准的制定

BIM 在造价中应用的优势和前景清晰可见,政府应该重视BIM 在造价管理中的应用推广。借鉴已经成熟运用BIM 的发达国家的政策,例如英美等,宏观把控,压力与激励并存,推进BIM 的开发和应用。政府部门可以考虑通过组成专家智库,制定完整的BIM 推广应用的方针政策,加速工程项目全面BIM 化。

4.2 加大优惠政策,激励各方推进BIM技术

对于软件技术不完善的问题,最根本的解决方法是从软件功能角度着手,将软件开发的更加完善,功能更加强大。

(1)对于BIM 软件开发者,国家可给予创新产品奖励政策的支持,激励BIM 软件的开发与完善。从源头上解决软件精度的、软件之间接口的问题。

(2)对于BIM 使用者,国家给予项目优惠,解决BIM 软件投入造价高的情况。

4.3 将BIM 与云结合构成云端信息库

现阶段我国BIM 的应用机遇与挑战并存。随着BIM 技术应用范围和应用水平的不断提升,很多企业和管理部门积累了大量的BIM 数据,但他们往往顾不上对大量BIM 数据的挖掘和利用,若能将这些数据利用起来,必定会促进BIM 的推广和应用。国外学者Eissa Alreshidi 等人通过探索与BIM 采用和协作实践相关的障碍,认为为了克服BIM 的局限性,基于云的治理解决方案未来的方向。

(1)利用互联网的优势,将BIM 作为一个云端信息库,将运用BIM 的项目案例储存在该信息库中,对于后期新项目的可行性研究阶段,可以从信息库中提取相类似的历史案例,缩短项目可行性研究阶段的时间,汲取已有项目的经验。

(2)BIM 对项目信息的集成优势不仅可以体现在可行性研究,且可以作为清单计价规范更新的依据之一。如此一来,不仅使信息重复利用更加便捷,而且减少修订清单定额时对于市场价格的信息搜集的时间,加快我国的清单和定额更新速度,与市场更加接轨。

(3)除此之外,实现基于云-BIM 的协同交流平台。若施工方发现图纸漏洞,上报给设计方,在不影响其他工程正常施工的情况下,设计方和施工方通过BIM 信息平台进行协同作业,优化图纸,不耽误工期且提高工程的施工质量。“联动”的信息修改功能使得各方信息同步更新,有效提高施工效率。

4.4 创建复合型人才培养平台

仅仅几十年BIM 的发展便如此迅猛,无疑其将会是未来建筑行业的黑马。未来BIM 造价人员需要同时掌握造价知识和软件知识,这对人才的素质提出了更高的要求,也为 BIM 技术在工程造价管理领域的广泛应用带来挑战。对于个人来说,只有打破传统思想,创新工作模式,从实务入手,掌握BIM 技术,在未来才会有广阔的前景。对于国家来说,既需要高端的产品开发人员使BIM 技术更加完善,也缺少复合型的造价人才。所以,在单一型人才的基础上对其进行培养,促进造价管理行业快速转型。政府可以创建复合型人才培养平台,地方政府设立免费学习机构,企业也对造价人员多加培训,为造价行业的专家提供出国学习和交流的机会等,促进传统造价管理行业人员向复合型人才过渡。

5 结语

在大数据、云计算、物联网等发展趋势下,BIM 一定会越来越智能化、高效化、准确化。通过分析BIM 在造价管理各阶段的应用现状和优势,探究了BIM 技术应用于全过程造价管理的障碍。针对信息孤岛现象,标准不统一,传统造价人员的限制等分别提出建议。BIM 的应用和推广在当今看来,是机遇也是挑战。随着国家对BIM 的重视和推广,企业对BIM 的利用和强化,工作人员对BIM 的熟悉和使用等,将BIM 运用到全过程造价管理中,建立基于云端的BIM 协同平台,开发BIM+,例如BIM +VR/AR,BIM+数字化加工,以BIM 的优势带动造价管理的发展,改善功能,节约成本,创造价值,是未来要思考也要力行的方向。

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