胡继强，黄榕江，曾 强，罗时朋

（1. 中信数智（武汉）科技有限公司，湖北 武汉 430014；2. 武汉理工大学 土木工程与建筑学院，湖北 武汉 430070，E-mail：rongjiang_huang@163.com）

基于人工或算量计价软件进行工程造价管理的工作模式使得造价成果具有低可比性和低共享性，造价信息碎片化、孤岛化、项目参与方沟通协作不畅、资源协同共享难，难以实现造价的主动控制、过程控制[1]。需要研究新的模式以促进工程造价管理精细化、智能化、协同化发展。BIM模型是一个能够容纳项目所有数据的单一数据源信息模型，基于BIM进行造价管理具有智能高效、信息集成、方便多专业协同管理等优点。住房和城乡建设部《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》（建质函[2015]159号）提出在招标、工程变更、竣工结算等各个阶段，利用BIM进行工程量及造价的精确计算，并作为投资控制的依据。

施工阶段是工程项目成本管理任务最繁杂，信息深度最精细的阶段，在该阶段能够满足计算与确定工程造价、进行成本过程管控等应用需求的建筑信息模型，简称施工过程造价BIM。基于施工过程造价BIM进行成本管理的优势：一是BIM计量有利于缩减算量时间，BIM可以满足大体量、特殊异形项目的计量要求，提高工程计量的准确度与效率，可实现对工程造价的实时、动态、精确的成本分析[2]；二是基于BIM模型可以搭建各参建方信息共享与协同工作平台，集成管理与造价管理相关的各种项目信息，提升造价管理效率，方便工程造价实时化管理，为施工过程结算与支付提供技术基础；三是将造价数据附着在构件上，基于BIM进行精细化成本管理，提高了成本分析数据的颗粒度，更有利于造价的过程管控及造价大数据的积累与共享。目前BIM在建筑业中的应用已经较广泛，但基于BIM进行施工过程造价管理的成功应用案例却相对较少，主要原因为缺乏如下现实基础：一是施工过程造价BIM建模的标准化是从模型中自动而准确提取工程量和相关的项目特征信息数据的基础[3]。基于造价管理的业务流程分析，美国《国家BIM标准》（NBIMS-US V3）[4]中制定了“设计到工料估算”信息交换标准，目前我国缺乏类似的造价BIM的建模标准，在实施基于BIM的施工过程造价管理之前，必须建立项目级造价BIM的建模标准；二是项目成本管理工作需要大量的进度、质量、变更签证、合同等相关数据作为支撑，对造价BIM与项目信息进行有效的集成管理是基于BIM进行实时、动态成本管理的关键。但对BIM与工程项目管理信息的关联及应用方面研究还需加强[5~7]；三是开发适应基于施工过程造价BIM成本管理业务流程与信息共享的协同工作平台是实现精细化成本管理的途径[8]。在商业软件研发方面，国外已经研发出非常成熟的BIM5D协同项目管理平台，但与我国的清单定额计价相关规范不兼容，需要采用国外BIM协同平台本土化或开发适用于我国施工阶段成本管理的协同工作平台。

在基于施工过程造价BIM的成本管理业务流程分析的基础上，本文提出适应我国施工阶段成本管理需求的施工过程造价BIM模型创建的相关要求和方法；针对成本管理业务流程中需要集成的大量与造价关联的项目信息，设计造价BIM与项目信息集成管理的关系模型；并结合基于BIM的造价改革试点的成功实践、BIM标准化工作、BIM项目协同管理平台进行案例分析。

1 基于施工过程造价BIM的成本管理业务流程

施工过程造价控制是施工过程的成本管理目标，应依据承包合同、基于施工过程造价BIM模型在BIM协同项目管理平台进行施工过程造价控制。施工过程造价BIM模型的成本管理应用主要包括基于施工过程造价BIM进行工程量统计、进度计量与支付管理、工程变更签证管理、合同价款调整管理、成本计划与管控等。

1.1 计量支付

在施工图预算BIM模型的基础上，参考与工程量计量、工程款支付、结算相关的承发包合同信息，将模型和构件拆分到工程造价分解需要的明细程度，补充相关的构件属性信息，形成施工过程造价BIM模型。参考质量管理、进度管理相关信息，基于施工过程造价BIM模型可进行工程进度计量与支付管理，将工程量清单项目及进度信息与模型构件相关联，通过对当期进度所对应的模型区域进行划分，对当期进度款清单实体工程量进行提取，统计出实际完成工程量，辅助造价人员进行进度款的审核支付，缩短进度款的审核支付周期，加快支付进程，应用流程如图1所示。

图1 施工过程造价BIM在进度款支付中的应用流程

1.2 合同价款调整

基于施工过程造价BIM模型进行工程变更、签证、索赔等管理，在工程发生变更时，可依据变更部位信息更新模型及其版本，比较模型前后变化的差异，分析工程变更前后的工程量及造价差异，进行工程变更的成本控制和管理，对施工过程中的工程变更、签证、索赔等进行变更签证及合同价款调整管理。其应用流程如图2所示。

图2 施工过程造价BIM在合同价款调整中的应用流程

1.3 成本计划与管控

基于施工过程造价BIM模型可进行项目成本计划与管控，通过模型的造价结构分解及项目特点和成本控制需求，可编制不同层次、不同周期及不同项目参与方的成本计划，通过造价BIM模型计算合同预算成本并集成进度信息，基于BIM模型实时记录各节点的资金投入、使用情况及变更签证、索赔、计量支付等数据，对计划成本及实际成本进行动态管理，定期对项目进行三算对比、纠偏、成本核算及成本分析工作，实现施工期间项目成本的动态控制和管理，提高投资管理效率及资源配置的合理性。其应用流程如图3所示。

图3 施工过程造价BIM在成本计划与管控中的应用流程

施工阶段基于施工过程造价BIM的成本管理应用成果包括（包括但不限于）：施工过程造价BIM模型、工程量清单、三算对比成本分析报告、成本总价表、分期报表、各类分析报表等。

2 施工过程造价BIM的创建

2.1 模型创建的一般规定

（1）根据不同项目造价管理的应用需求，应事先制定施工过程造价BIM模型执行计划，并按照计划进行施工过程造价BIM的管理应用。模型执行计划的内容包含：施工过程造价BIM应用目标；施工过程造价BIM应用范围和内容；人员组织架构和相应职责；施工过程造价BIM应用流程；施工过程造价BIM模型创建、使用和管理要求；施工过程造价BIM模型构件的几何表达精度和信息深度；施工过程造价BIM模型应用成果要求；软硬件工作环境，相关文件的组织方式等。

（2）在施工图设计BIM模型或施工图预算BIM模型的基础上，可按照合同规定的深化设计和工程量计算要求创建施工过程造价BIM模型，并利用BIM协同平台对模型进行整体工程、单位工程、分部工程、分项工程、施工段、工序等适应工程造价分解结构的拆分，进而附加或关联承包合同、进度计划、成本计划等信息。同时在施工过程中依据经确认的设计变更、签证、技术核定单、工作联系函、洽商纪要等过程资料，结合施工现场实际情况，不断完善和维护施工过程造价BIM模型。

（3）模型构件搭建应符合下列要求：①各专业建模前，应统一规定原点位置；②造价BIM模型的搭建专业间应不碰撞；③同一种类构件应不重叠。模型构件的拆分宜按照下列方法进行拆分：①按单项工程拆分；②按单位工程/子单位工程拆分；③按专业拆分；④按物理位置拆分：建筑、结构专业模型可按楼层、施工缝进行拆分，其他专业可根据建筑、结构划分方式进行拆分，应保证单体模型的完整性；外立面、幕墙、照明、景观、小市政等不宜按层划分的专业例外；⑤按施工分包拆分：根据不同施工分包的作业面进行拆分；⑥按功能属性或工作要求拆分：根据功能、施工要求或特定工作需要拆分模型，如同一构件由不同等级材料构成，应断开建模，同一构件分属不同项目，应断开建模。

（4）模型构件命名宜以能表达对构件造价有影响的主要特征代码组成，如系统分类、类型名称、材质、几何尺寸参数、编号、连接方式、规格型号、位置、描述字段等，各字段之间宜用半角下划线“_”隔开，必要时，字段内部的词组宜以连字符“-”隔开。当需要为多个同一类型模型构件进行编号时，可在此字段内增加序号。

（5）为满足造价应用可算量性的需要，在不改变原设计意图的条件下应对设计BIM模型构件进行重构或计算参数设置，造价BIM模型中构件之间的连接关系及扣减规则应符合《建设工程工程量清单计价规范》（GB50500-2013）及相关规范的有关规定，模型构件应可以提取工程量且提取的工程量应满足工程量清单编制的要求。

（6）模型的创建应具有统一的颜色规则。建筑、结构专业造价BIM模型中不同类型的构件应设置相应的颜色显示，包括柱、梁、板、结构墙、建筑墙等。机电专业BIM模型应为包括通风、电气、给排水、空调等各大系统和各自的子系统设置不同的颜色显示。

2.2 模型构件的划分

《建筑信息模型设计交付标准》（GB/T 51301-2018）中模型结构的划分[9]与我国现行工程量清单的拆分方式不一致[10]，为满足造价管理计量计价的需要，应对设计BIM模型结构进行细分，施工过程造价BIM宜包含的构件如表1所示，表中未列出的模型构件类型可自定义，并应在造价BIM模型执行计划中写明。

表1 施工过程造价BIM模型构件种类

2.3 模型构件与清单关联

为满足项目成本管理的需要，应将BIM模型构件与工程量清单形成关联关系，将清单项目信息赋予每个BIM构件。参考构件的命名规则、构件描述的分部分项工程对象、构件分类等信息，进行构件与清单的智能映射匹配或人工匹配。构件与清单匹配时需采用适宜的方法处理以下几种算量情形，并应在造价BIM模型执行计划中写明。

（1）模型构件的工程量需要通过一定的计算式转换自动生成的模型实物量。如钢筋的BIM计量字段为总钢筋长度，单位为毫米（mm），清单计量单位为吨（t），须将长度转换为重量。

（2）不需要单独创建模型构件，可通过已有模型构件的几何信息和非几何信息生成模型实物量。如模板、电线等。

（3）由BIM模型无法生成工程量或利用BIM模型算量效率较低的项目，需要依据图纸与文字说明进行手算补充的情况。

2.4 施工过程造价BIM建模精细度

造价BIM模型应由模型构件组成，施工过程造价管理模型应用应以模型构件为基本操作对象。模型构件以几何信息和属性信息描述工程对象的造价信息，施工过程造价BIM模型构件的几何信息及几何表达精度和属性信息及信息深度都应符合现行国家标准《建筑信息模型设计交付标准》（GB/T 51301-2018）第4.3节的规定[9]。

在设计BIM模型属性信息的基础上，施工过程造价BIM模型构件宜增加的信息包括[1]：

（1）关联清单项目的清单编码、清单项目特征、计量单位、清单工程量、综合单价[12]。

（2）施工生产信息。施工段划分信息、施工工序信息、施工进度信息、WBS编码、质量信息等。

（3）安装信息。安装工序信息、安装进度信息等。

（4）产品信息。材料参数、技术参数、生产厂家等。

（5）计量支付信息。

（6）工程成本计划信息及与工程量计量、工程款支付、结算相关的承发包合同信息等。

未列出的模型构件属性信息可自定义，并应在造价BIM模型执行计划中写明。

3 施工过程造价BIM与项目管理信息关系模型

通过上述管理业务流程分析可知，工程项目动态成本管理需要将BIM数据和传统工程项目管理数据进行关联和集成，其关系模型设计如图4所示。

图4 BIM模型和项目管理数据的关系模型

该关系模型主要包括五部分：造价BIM模型构件、进度管理、质量验评、计量支付和合同清单数据。一个清单编码对应一个或若干个模型构件ID，一个构件ID对应一个合同编码内的一个清单编码，一个质量验评活动可对应一个或多个构件，质量验评通过后同步质量验评表单中构件的进度完成时间，同时触发验收通过的构件的支付流程。构件清单关联、支付与构件关联、质量进度与构件关联为构件赋予了清单编码、综合单价、实际支付信息、质量、进度等属性信息，围绕构件形成了具有时间、成本等集成信息的动态成本管理关系模型[13，14]。针对具体工程项目的管理流程和管理办法，可以对该关系模型进行与之相适应的扩展。

4 案例分析

2020年1月22日某项目获批住建部造价改革试点（建办标函[2020]61号）。文件要求该试点以建筑信息模型（BIM）技术在工程造价领域应用为突破口，实施全过程工程造价咨询，合理确定和有效控制工程造价，探索市场竞争形成价格的改革路径。在该项目的施工阶段成功开展了基于BIM的计量支付及变更管理、结算及审计工作，从项目层面探索了BIM技术及造价行业的创新发展。

4.1 BIM标准编制

为规范工程全生命周期的BIM管理信息传递和实施能力，项目编制了设计、施工、运维全过程严格统一的项目级BIM标准，包括BIM实施技术标准、BIM实施手册、BIM实施总体策划。

4.2 构件创建标准化及信息总表管理系统

基于算量项目的分类定义、造价模型创建要求的梳理及BIM算量与国标算量规则兼容性的分析，从算量与成本管理的角度，对BIM模型的创建、算量计价规则等方面的内容进行了规定和调整，形成了项目BIM计量计价规则。

（1）为了实现项目模型构件信息的规范、高效管理，按照项目BIM实施技术标准和项目BIM计量计价规则的要求，进行了模型结构标准化和设计与计量属性标准化工作，包括构件名称标准化、建模方式标准化、模型结构标准化、构件编码与清单编码映射、属性名称标准化、属性值表述格式标准化等内容。

（2）项目自主研发了构件信息总表管理系统，将该项目涉及数千万个构件实例汇总到一张表上，在构件信息总表管理系统中实现工程构件信息的高效管理。

（3）为实现模型构件的清单自动挂接，项目整理了清单分类编码，并将构件编码与清单编码的规则映射，构建了清单编码规则库，形成了BIM项目管理平台实现造价管理应用的基础。

4.3 BIM项目管理平台

由于目前国内商业化的BIM项目协同管理平台的基础技术参数、功能模块等方面没有能完全匹配该项目个性需求的产品，项目自主研发了BIM协同项目管理平台，基于BIM实现全过程项目管理数据的集成管理，其功能架构如图5所示，核心管理应用模块包括质量验评、进度管理、造价管理、变更管理四大部分。

图5 BIM项目管理平台功能架构图

（1）质量验评模块基于BIM模型数据开展施工现场质量信息采集、质量问题跟踪管理、验评流程报验，实现质量验收资料的及时交付。系统将质量验评流程与BIM模型构件关联，质量验评表单流转完成的时间触发进度管理模块中关联工作项的实际完成时间，同时质量验收通过的信息为工程进度款开展计量支付的必要条件。

（2）进度管理模块将进度计划项与BIM模型构件关联，实现计划编制与审批、计划统筹管理、进度计划变更及实际进度管理。

（3）造价管理模块建立工程量清单项与模型构件之间的关联，将构件关联的清单编码、清单项目名称、特征信息、合同价格信息等造价管理属性写入构件的属性信息。该模块可以实现项目各参与方线上协同造价算量及支付，基于BIM的自动造价算量，并根据质量验评结果等条件自动生成计算书和支付单，线上审核支付流程，完成整个计量支付工作流程。

（4）变更管理模块以施工过程中的模型变动为主线，对模型变动数据和文件进行记录分析和版本管理，分析模型变动对工程的进度、质量、造价的影响。该项目以BIM技术为基础，借鉴国际工程造价管理的先进做法和我国工程造价市场化改革的成熟经验，探索了基于BIM建造技术条件下的项目级工程造价管理的新理念、新思路、新方法、新手段，实现了在招标、计量支付、工程变更、竣工结算等管理业务中利用BIM进行工程量与造价精确计算及进行投资控制的目标，为我国造价改革提供项目经验借鉴。

5 结语

随着BIM技术在建筑行业中的深度应用，以BIM为基础的造价管理模式逐渐成为一种新趋势。本文剖析了施工阶段基于BIM进行造价管理的进度计量与支付管理、合同价款调整管理、成本计划与管控这3个典型的管理业务流程；对这3个流程中的重要数据-施工过程造价BIM，研究了其创建与管理的方法、模型构件种类划分、模型构件与工程量清单关联方法、BIM建模精细度的要求，为实施基于施工过程造价BIM进行项目成本管理提供了模型基础。设计了管理业务流程中的BIM模型与传统项目管理信息集成关系模型，为开发基于BIM的协同工作平台提供了数据基础。并结合成功的工程实践案例介绍了BIM协同项目管理平台设计与实施策划过程。本文提出的思路和方法对施工阶段实施基于BIM的造价过程管控具有良好的借鉴参考价值。

然而，与传统造价管理模式相比，基于施工过程造价BIM进行项目成本管理尽管具有诸多优势，在项目实践中仍然存在一些困难和挑战：一是缺乏适合BIM造价管理应用的计量规则。BIM算量是按模型的实物量进行计算，与现行国标清单计算规则不完全兼容。如依据国标清单计算规则，楼板、墙、吊顶的算量，需按设计图示尺寸以面积计算，不扣除单个0.3 m2以内的孔洞所占面积，不扣除间壁墙、检查口、附墙烟囱、柱垛和管道所占面积；二是我国目前实行的工程量清单计价采用的综合单价是不完全费用综合单价，单价中未包括措施项目费等费用。如果以基于构件的全费用综合单价的构成内容来形成分部分项工程的综合单价，基于造价BIM的成本管理将更直观、更清晰、更方便和高效。