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基于BIM 技术的建安费用精细化管理研究

2020-12-03王晓楠郎思琦辛雨泽

建筑与预算 2020年11期
关键词:费用成本模型

王晓楠,郎思琦 ,辛雨泽

(1. 第四工程代建管理办公室,辽宁 沈阳 110005;2. 中国建筑东北设计研究院有限公司,辽宁沈阳 110116;3. 中国建筑第八工程局有限公司,辽宁 沈阳 110179)

建筑业作为支柱型产业一直以来不断发展,虽然产值巨大但利润率颇低,其一是由于传统的项目管理模式粗犷,管理人员沟通不畅造成信息传递不及时,往往使得建造过程中的实际费用支出远超项目预算;其二是目前项目造价主要依据二维图纸、现场大体情况及项目方案来编制,更主要地是依靠造价人员的经验,这往往就会存在实际费用与项目预算的误差。

BIM 技术是促进建筑行业信息化变革的新媒介,为推动BIM 技术的进一步发展,国家陆续出台了一系列文件鼓励建设项目信息化的实施:2020 年1 月21 日《国务院办公厅关于印发国家政务信息化项目建设管理办法的通知》,其中指出“建立健全项目管理制度,加强对项目全过程的统称协调,强化信息共享和业务协同。”BIM 技术在中国已经推行了近十年时间,但大部分项目的BIM 应用还停留在设计阶段,施工过程中的应用价值还有很大空间。本文以BIM 技术为依托,从建筑安装工程费用的几个组成部分作为切入点,围绕BIM 技术对于工程项目建安费用的精细化管理进行研究。

1 工程项目建安费用管理的现状

根据住建部颁布的《建筑安装工程费用项目组成》规定,我国项目的建筑安装工程费按照工程造价形成可划分为分部分项工程费、措施项目费、其他项目费、规费及税金五部分。其中,前三项费用都是由人工费、材料费、施工机具使用费、企业管理费和利润构成。

对于绝大部分工程项目而言,项目造价成本的管理流程基本可以分为:成本预计、成本计划、成本控制、成本核算、成本分析和成本考核六部分。造价管理流程本就颇为繁琐复杂,而大部分管理工作都是由excel 表格统计储存庞大的数据,手动输入任务量巨大,经常出现人为错误。加之,利用表格来分析项目成本是否超支或是节约不直观,更增加了造价管理工作的难度。因而建设工程的造价管理复杂,在项目实施过程中的各个阶段都存在弊端。

1.1 直接费统计繁琐复杂

工程费用都是由工程量和价格两部分组成,工程量的计算统计工作是一项基础且重复性的任务,也是造价管理工作的根本,工程量的准确性直接影响工程费用,影响消耗的人工、材料、机械数量,连带影响着资源配置的计划。目前大部分工程的工程量基础数据统计都是通过软件将二维图纸转化成三维模型,相对于原始的图纸手算提高了准确率,但也增加了建模时间。

1.2 措施费报价无针对性

措施项目费是指完成建设工程施工,发生于该工程施工前和施工过程中的技术、生活、安全和环境保护等方面的费用,作为建筑安装工程费的组成部分,编制依据是施工现场情况、地勘水文资料、工程特点及施工方案等。根据它的定义可以看出,措施项目费的组成不像分部分项工程费可以通过直观的工程量统计计算,需要根据施工单位编制的施工方案及现场实际来估算措施费用,这就与现场管理人员、造价人员的能力有着很大的关系。但目前施工方案的编制方法较为单一,在施工方案编制过程中大多是通过一个通用的版本稍加修改,经常会出现施工方案与现场实际发生冲突,或者存在诸多方面不协调的状况。

显然,这样的施工方案估算出来的措施费用不够精准,以施工方案里的现场平面布置图为例,材料的存储地点直接影响了材料费用以及材料二次搬运费用,只有现场临时设施的位置摆放合理才可保证材料运输道路通畅,工程按期完成,也进一步减少了安全隐患,保证施工质量。而目前施工方案中的二维现场平面布置图无法直观的判断布置的合理性,更不能给出完善的优化建议。

1.3 管理费和利润无数据可依

许多施工企业对自己的成本管理意识较为薄弱,只靠财务部门财务结算时才能知晓项目的利润情况,而且没有具体的人员根据项目的实际成本总结出各个成本细项的历史数据、价格偏差原因、不同地域差异及合同缺陷等。每完成一个项目没有积累任何经验数据,一直处于被动的地位,非常不利于企业的长久发展,尤其一些常常被管理人员忽略的隐形成本,由于建设项目周期长的特性,也会是一笔很大的成本支出[1]。而企业的管理费、利润等等根据不同的项目类型合理报价都是需要历史数据的支撑,这样才能提高企业竞争力。

2 BIM 技术的特性优势

2.1 可视化

BIM 技术的可视化特点打破了传统二维设计的模式,在建造前用三维模型将设计成果直观地展现出来。BIM 技术通过服务器,各专业资源共享,高效快捷地进行协同设计。

基于BIM 技术可视化的特点,在设计阶段利用软件将设计方案通过构件的形式建立起来,形成直观立体的三维模型给各参与方可视化的观感,并且可以赋予这些构件各个实施阶段所需信息,成为一个真正数字化的三维模型,当然,这种新变革是需要在设计阶段花费更多的时间、人力和物力。

2.2 仿真性

基于BIM 的虚拟建造,是把实际的建造过程在计算机上的虚拟模仿现实,首先建立建筑模型,通过添加材质、使用lumion、3DSMAX 等软件对建筑模型构件的外观进行渲染,再建立周围场景及机械设备等三维模型,通过Navisworks 等软件将模型整合,这样利用虚拟现实技术就营造出一个虚拟建造环境。定义模型运动的关系与顺序,就模拟出项目的施工过程。

进度、成本、质量作为建设工程的三大主要管理目标,本身就存在着相互制约的关系,在实施过程中很难做到事前、事中控制,即使是事后控制想要找到原因也是非常困难的。而BIM 技术的出现可以高效的解决在项目管理过程中出现的问题。将进度、成本信息加入到三维模型中形成5D 模型,有效协调、组织施工现场管理,促进管理目标的完成甚至是超额完成。

2.3 信息完备性

在没有数字化的建造时代,一个项目结束留下的基本是一摞摞纸质的竣工资料以及电子表格,再遇到类似的项目查找数据也是无从下手,已完的项目像是一座信息孤岛无法为企业积累经验蓄力,更无法为企业提高自身的核心竞争价值。

BIM 模型本身就包含了完整的工程消耗量信息,利用数字化的核心特征之一将这些带有信息的模型上传到服务器中,系统自动处理整合信息,形成一个庞大的数据库。企业可以通过调取已完项目的信息,为新建项目作一个成本目标参考进行成本控制,也可为制定企业定额积累真实的数据源,做出合理的成本控制。

3 BIM 技术下建安费用精细化管理流程

3.1 直接费的精准计算

(1)管线碰撞

与传统的CAD 图纸设计相较,利用BIM技术可视化的特性进行三维模型的建立可以在设计阶段解决管线碰撞,并进行合理的空间排布,也能检验设计方案是否合理,在施工之前修改完善设计方案,达到最优。管线排布对于成本可以说是做到了事前控制,避免了在施工阶段遇到管线打架返工而增加人工和材料浪费的问题。管线排布的BIM 三维模型如图1所示。

图1 管线排布的BIM 三维模型

(2)三维算量

单纯的设计模型与实际工程造价所需模型存在一些差距,因此需要造价人员基于模型的基础上增加工程量计算和工程计划需要的专门信息,最终形成算量模型,尤其是组价时所需的项目特征。例如图2 所示的机电模型不同的通风系统中镀锌铁皮的规范要求厚度也不尽相同,排烟系统的风管较其他系统的风管厚度要厚,需要将风管厚度记录在构件当中,以此来满足算量计价的要求。但在设计阶段大多数没有在模型构件的信息处标注,需要造价人员对模型进行一些的深化形成造价模型。然后利用基于revit 的算量软件对构件进行映射识别,在有算量规则的前提下对模型的工程量进行统计,将原本费时且易出现错误的算量工作简易化,缩短了工作时间又提高了工程量计算的精确度,为后续人材机的消耗量计算以及采购的计划等工作打下了夯实的基础。

图2 机电整体的BIM 三维模型

3.2 施工方案优化后的措施费用

一般措施项目费主要包括安全文明施工费、二次搬运费、脚手架搭拆费、冬雨季施工增加费等等,这其中大部分费用与施工方案中的施工工艺和施工现场平面布置有关。措施项目费本就不好估算,与企业的管理能力和施工现场的复杂程度等有关,加之编制施工方案的合理性无从考量,只能在施工过程中慢慢优化改进,这无形中增加了项目的措施费用。以措施费中的二次搬运费为例,在符合安全要求的条件下,为了缩短运输距离,施工现场搅拌站、仓库、加工厂和作业棚等布置尽量靠近施工区域,在垂直运输设备覆盖的范围内布置临时材料堆放点,减少二次搬运量[2]。基于BIM 技术可视化及仿真的特性,将施工方案中的现场布置平面图绘制成三维场地模型,如图3 所示,可以直观看出现场布置存在的问题,如现场机械吊装的空间距离是否满足安全要求。其次,测算材料储存点距离施工部位的距离,是否存在更短距离且合适的位置,优化施工方案,这是原来传统的纸面方案所无法带来的量化依据。

图3 施工场地模型

3.3 基于BIM5D 的动态管理

(1)实时数据对比

利用BIM 技术在编制资金使用计划上也有很大的优势,BIM5D 信息模型整合了时间维度与造价信息,形成以时间轴为横坐标的资金曲线。BIM5D 的模拟建造过程如图4 所示。

图4 BIM5D 的模拟资金曲线

BIM5D 软件通过模拟建造过程可以看出各个时间节点的资金投入总额及费用构成部分所投入的比例,决策者也可以及时作出资金的合理安排。资金使用作为成本造价控制的手段,在工程施工阶段定期进行合同收入、预算成本、实际成本的三算对比分析,发现偏差后及时调整[3]。

(2)完善企业定额

BIM 对于企业定额库的建设完善有巨大贡献:首先 BIM 模型中导入了企业历史工程各项目的工程消耗量指标数据,基于此,可以准确、迅速地建立企业定额数据库;其次, BIM自身特性使得数据的更误以及更新快捷准确,便于企业定额库实时监测维护[4]。

4 结语

本文以建筑安装工程费的几个组成部分为切入点,分析当前造价管理粗犷的现状及原因:直接费反复人为计算易出错误且工作效率低,管线碰撞导致现场返工造成直接费增加;施工方案不切合现场实际,没有进行优化解决使得在施工过程中措施费用本就报价依据不准确,加之现场管理不当措施费用严重浪费;积累历史项目数据工作繁琐,大部分企业并没有形成自己的企业定额,难以提升自身竞争价值。

通过BIM 技术可视化、仿真等特性优势来解决上面阐述的工程项目建安费用管理不精细的问题,梳理了利用BIM 技术进行造价管理的流程:在设计阶段可以进行管线综合来进行合理的管线排布,验证设计的合理性,基于BIM 技术的三维算量提高这项基础工作的效率和准确性,进而避免返工;可视化的场地模型直观优化施工方案,保证措施费用计算的合理,使得施工顺利有序进行,对于工期也起到了正向作用;最后在三维模型的基础上加入进度、成本信息后成为5D 模型,在成本方面可以分析预判进度计划编制的合理性,为企业积累数据增产创收。

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