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      BIM技術對工程造價機構的挑戰與機遇 2017-10-12 來源: Admin

        將現實中的三維建筑通過二維手段表達為施工圖紙是現代建筑領域的重要基石,為現代建筑業帶來了將近百年的高速發展和繁榮。但是由于二維圖紙表達復雜,不容易理解,特別是與現代信息技術的發展不相適應,在某種程度上阻礙了建筑業的創新和發展。21 世紀以來,一項新的建筑技術——以 3D 建模和 3D 計算為核心的建筑信息模型 (Building Information Modeling,簡稱 BIM)的誕生, 還原了建筑的三維原貌,正在引發建筑行業一次史無前例的徹底變革。 BIM技術利用現代信息技術通過數字建模實現了建筑的三維表達,從技術上為提高建筑行業生產力、增加專業溝通、減少資源浪費提供了支持。通過 BIM 技術的運用可以顯著提高建筑行業信息集成化程度,消除或減少信息冗余,提升項目設計、建造和管理的效率。

        1 BIM——建筑信息技術的一場革命

        1.1 工程領域信息化的主要障礙——信息孤島

        現代信息技術的應用極大地提高了生產力水平,但對于建筑業的促進則要小得多,造成這一局面的關鍵是傳統的信息技術無法解決建筑業的信息割裂問題。據統計,美國建筑業每年約6500億美元的成本中,有2000億美元是由于低效、錯誤和延誤造成的,我國以及其他發展中國家在此問題上的情況可能更加嚴重。其主要原因是:在工程項目實施的各個階段所使用的信息系統基本是相互孤立,自成體系,形成“信息孤島"現象。雖然在各個孤島內部,信息已經能夠數字化共享、存儲和傳播,但在孤島之間,信息仍然主要以傳統媒介進行交換,這種方式使各專業系統間形成信息斷層,不僅使信息難以直接再利用,而且其鏈狀的傳遞難免會造成信息的延誤、缺損甚至是丟失。

        1.2 BIM技術的優勢——將工程信息緊密聯合起來

        BIM通過建立數字化的參數模型建立 N 維的數字設計解決方案,構建“可視化”的數字建筑模型,模型信息涵蓋與建設項目的設計、建造安裝、運營等整個生命周期,在建設項目提高效率、保證質量、節約成本、縮短工期等方面發揮出了巨大優勢。 BIM是以三維數字技術為基礎,集成建筑工程項目各種相關信息的工程數據模型,同時又是一種應用于設計、建造、管理的數字化技術,可以使建筑工程在其整個進程中顯著提高效率和大量減少風險。而建筑模型的國際標準化、信息共享、信息資源利用程度,將直接影響建筑生命周期的后續各階段。BIM 技術的核心在于:

        1.模型信息的完備性。除了對工程對象進行幾何信息和拓撲關系的描述,還包括完整的工程信息描述,如對象名稱、結構類型、建筑材料、工程性能等設計信息;施工工序、進度、成本、質量以及人力、機械、材料資源等施工信息;工程安全性能、材料耐久性能等維護信息;對象之間的工程邏輯關系等。

        2.模型信息的關聯性:信息模型中的對象是可識別且相互關聯的,系統能夠對模型的信息進行統計和分析,并生成相應的圖形和文檔。如果模型中的某個對象發生變化,與之關聯的所有對象都會隨之更新,以保持模型的完整性和健壯性。

        3.模型信息的一致性:在建筑生命周期的不同階段模型信息是一致的,同一信息無需重復輸入,而且信息模型能夠自動演化,模型對象在不同階段可以簡單地進行修改和擴展而無需重新創建,避免了信息不一致的錯誤。BIM為設計、施工、造價等各環節人員提供“模擬和分析”的協同工作平臺,他們利用三維數字模型對項目進行設計、建造及運營管理,最終使整個工程項目在設計、施工和使用等各個階段都能夠有效的實現節省能源、節約成本和提高效率。

        2 BIM 技術在工程造價管理中應用的優越性

        BIM 技術在建設項目造價管理信息化方面有著傳統技術不可比擬的優勢,對于提升建設項目造價管理信息化水平、提高工程造價行業效率,乃至改進整個造價行業的管理流程,都具有十分重要的積極意義。

        2.1 提高造價工作的效率和準確性

        工程量計算是編制工程造價的基礎,有關研究表明:工程量計算的時間在整 個造價計算過程占到了 50%~80%。傳統上,造價工程師在進行成本計算時, 需手工計算工程量或者將CAD 圖紙導入工程量計算軟件中計算,但不管哪一種方式都需要耗費大量的時間和精力。二維的圖形算量軟件雖相比于手工算量在一定程度上減輕了造價工程師的工作強度,但造價工程師在計算過程中依然需要將圖紙重新輸入算量軟件中,仍需要耗費大量時間,同時仍存在人為錯誤的可能性從而增加風險。

        相比與傳統方法,BIM的自動算量功能可以使工程量計算的主要工作通過計算機實現,大幅提高工作效率,其優勢主要表現在以下兩個方面:

        首先,BIM 技術可以提高工程量計算的效率。BIM模型將構件表達為可運算的信息,計算機既可以自動識別構件,也可以根據構件的屬性信息對各類構件進行歸類匯總統計,造價工程師可以根據設計單位提供的 BIM 模型快速抽調出工程量信息。通過 BIM 技術,造價工程師可以從繁瑣的基礎工作中解放出來,既提高了造價工作效率,減少了客戶響應時間,也使得造價工程師有更多的精力和時間關注工程造價合理性,更好的為客戶服務。

        其次,BIM 技術可以提高工程量計算的準確性。利用 BIM 技術建立三維模型進行實體減扣計算,對于規則或者不規則構件的工程量都可以同樣準確計算,有效地避免漏項和錯算等情況,諸如跨越多張圖紙的項目可能被重復計算等問題可以得到妥善解決。再次,BIM 技術可以提高清單計價工作的準確性。通過 BIM 模型,一方面可以準確獲得構件的屬性信息,另一方面通過三維方式可以更加準確、直觀地展示了工程節點情況,造價工程師可以結合項目具體特征編制準確的工程量清單,為組價工作奠定基礎。

        2.2 提供控制設計變更的技術手段

        設計變更在工程實踐中頻繁發生,傳統方法無法很好的應對,設計變更已經成為超出概算、預算的主要問題。BIM 模型的應用有利于從技術上減少設計變更,提高控制設計變更的事前控制水平。首先,可以利用 BIM 技術的模型碰撞檢查工具,全面、快速的進行碰撞檢查,提高設計質量,優化管線排布方案,消除現場工藝沖突,盡量避免因技術原因造成的設計變更。其次,利用 BIM 技術,造價工程師可以與設計人員協同工作,設計變更所引起的造價變化可以事前控制。在設計階段,可以從造價控制的角度對工藝和方案進行比選優化,盡量避免后期設計變更的發生;在施工階段,造價工程師可以準確測算設計變更所導致的工程量變化以及工程造價增減,并及時與設計人員、業主進行反饋。

        2.3 方便歷史數據的積累和共享

        雖然 CAD 技術的出現減少了紙質圖紙的數量,但對于工程造價機構而言, 資料的積累依然十分困難。 一方面,工程項目規模日益擴大,結構形式愈加復雜,尤其是超大型工程項目層出不窮,加之設計變更的頻繁發生,單一項目的資料特別是紙質資料數量眾多,既難于保存,又難于事后查找;另一方面,通過多年的努力,工程造價信息化得到了長足的進步,軟件算量得以普及,但對于數據的整理、匯總、分析、保存等工作仍十分困難,部分領先的工程建設機構建立了內部數據庫,實現了造價指標、含量指標等的共享,但無論是知識分享的時效性還是深度仍達不到實際工作的要求。利用 BIM 模型可以對相關指標進行詳細、準確的分析和抽取,并且形成電子資料, 方便保存和共享。 對今后項目工程的估算和審核具有非常大的借鑒價值, 造價咨詢單位視這些數據為企業核心競爭力。

        3 BIM 技術對工程造價機構的挑戰

        BIM 技術對于工程領域的影響是全方位的,造價是工程建設項目管理的核心之一,BIM 技術的應用將改變原有的造價模式,變革傳統的識圖算量工作。

        工程造價編制依托于兩個基本工作:工程量計算和組價。傳統環境下造價人員從設計人員提供的圖紙中獲取造價需要的項目信息,結合本專業的有關規定、資料和專業知識進行造價編制,這種情形下,使用或不使用設計提供的某個信息完全由造價人員根據自己的專業判斷決定,而設計人員做設計的方法和提交設計成果的方式對造價結果不會產生影響。而 BIM 模型是一個存儲項目構件信息的數據庫,可以為造價人員提供造價編制所需的項目構件信息,從而大大減少根據圖紙人工識別構件信息的工作量以及由此引起的潛在錯誤,但同時也帶來了如下的另外一些問題:

        1)工作方法

        造價人員利用設計人員建立的 BIM 模型中的信息進行造價編制,首先必須對設計過程形成的信息進行過濾,得到滿足項目不同階段編制造價精細程度需要的項目信息,即設計提供信息和編制造價需要信息的匹配。

        2)工作流程

        造價人員需要對造價結果負完全責任,要做到這一點,必須在設計早期介入,和設計人員一起定義構件的信息組成,否則在后期需要花費大量時間對設計人員提供的 BIM 模型進行校驗和修改。

        3)計價標準

        工程造價不僅僅由工程量和價格決定,還跟施工方法、施工工序、施工條件等約束條件有關,目前并沒有一個建立 BIM 模型的標準把這些約束條件考慮進去,需要根據工程項目和企業情況建立工作標準,如構件分類標準(即建筑元素分類標準)、清單計價規范以及是采用企業定額還是預算定額進行組價等確定標準。

        4 建立基于 BIM 技術的造價實施體系

        BIM 模型的建立主要在設計階段完成,設計人員在用 BIM 技術建模時既不會考慮編制造價對 BIM 模型的要求,也不會把只是編制造價需要的信息放到 BIM 模型中去,因此,需要建立基于 BIM 技術的造價實施體系,現實中有兩種選擇:

        一是建立包含造價信息的 BIM 模型。

        要求設計人員提供的 BIM模型里增加編制造價需要的專門信息。該方法優勢在于設計信息和造價信息高度集成,修改設計能夠自動改變造價,反之,造價對設計的修改也能在設計模型中反應出來。主要的挑戰主要是對設計、施工、造價等參與方的協同要求比較高,同時 BIM 模型可能會越來越大,容易超出硬件能力。從長遠看,這是基于 BIM 技術的高級階段,也是以造價為核心的工程管理的客觀需要,對于當前中國 BIM 應用現狀與之有很大差距,無論是軟件技術上的實現還是人員工作流程上的要求都需要付出較長時間的努力。

        二是利用專門軟件進行基于BIM 模型的工程量計算。把BIM模型里已有的項目信息抽取出來或者和現有的編制造價信息建立連接。

        該方法的主要優勢是無論在軟件產品和人員操作層面實現起來相對比較容易,缺點是不管是設計變化引起造價變化還是造價變化反過來導致設計變化都需要人工來進行管理和操作,需要在設計和造價之間建立一個溝通橋梁。目前與 BIM 最貼近的造價應用就是計算工程量軟件,需要整合算量和計價軟件,實現基于 BIM 編制造價的需求。不僅提高了造價編制的工作效率以及信息描述的準確性、一致性和規范性,而且為基于建筑元素分類標準口徑和清單項目口徑的造價指標數據積累和應用打下基礎,為基于 BIM 的5D在我國的應用鋪平了道路。

        5 結論

        BIM 技術的應用將為建筑業成本控制理論帶來革命性變化。BIM 技術在造價管理信息化方面的優勢主要體現在快速、準確地處理工程量信息,改變傳統思維以及工作方式等方面;同時 BIM 技術徹底打破建設工程造價管理的橫向、縱向信息共享與協同的壁壘,促使工程造價管理進入實時、動態、準確分析時代。雖然,現階段看來 BIM 的應用還面臨著許多困難與挑戰,但是我們有理由相信,BIM 將成為建筑業的一次革命性變革,工程造價機構應當順應技術潮流,不斷發展與完善 BIM 技術應用,推進造價管理精細化,實現造價管理技術的整體跨越。

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