基于BIM技術(shù)的變電站成本控制及實現(xiàn)方法探討

張穎

摘 要：變電站三維數(shù)字化設(shè)計是隨著計算機技術(shù)的不斷進步，隨著人們對提高生產(chǎn)效率的迫切需求下產(chǎn)生的新鮮事物。將三維數(shù)字化設(shè)計與變電站工程造價控制相結(jié)合，提高變電站工程造價管理的質(zhì)量與效率，是隨著科技的進步，技經(jīng)工作的一個新視角。本文著重探討了基于BIM技術(shù)的三維數(shù)字化設(shè)計應(yīng)用于變電站工程造價管理的意義和可實現(xiàn)性，進一步提出了實現(xiàn)的方法。

關(guān)鍵詞：天BIM；成本控制；三維數(shù)字化設(shè)計

1 引言

一個變電站建設(shè)工程成功與否，其關(guān)鍵因素是信息在各方之間交換的有效性和效率，因此工程項目全生命周期內(nèi)項目信息的建立、管理和共享是變電站全生命周期管理的重點工作。BIM的應(yīng)用是一次飛躍，將傳統(tǒng)圖形化（2D）變?yōu)榻ㄖ畔⒛Ｐ突?D），這無疑將會大幅度提高項目內(nèi)信息共享的有效性和效率，最終實現(xiàn)變電站建設(shè)的集成管理。BIM技術(shù)在變電站設(shè)計中已經(jīng)比較普遍，但應(yīng)用于成本控制，卻是目前新的領(lǐng)域。許多軟件公司進行了嘗試與開發(fā)，目前尚未有成熟的軟件問世。

2 建筑信息模型（BIM-Building Information Modeling）

雖然，主流的造價軟件都已兼容3D技術(shù)，但是使用中依然有諸多不足：利用設(shè)計信息的效率較低，缺少設(shè)計信息與造價轉(zhuǎn)化的程序；造價與建筑構(gòu)件之間關(guān)系表示不清晰，設(shè)計與造價專業(yè)間的接口缺少統(tǒng)一的規(guī)范的定義；施工圖預(yù)算以手工及EXCEL算量為主，精確度不高，人為造成的誤差較大。BIM技術(shù)的應(yīng)用為上述問題的解決提供了可能。

BIM是智能化的造價程序，它基于三維數(shù)字技術(shù)，面向?qū)ο螅瑢⒏黝愊嚓P(guān)信息集成在內(nèi)，是一個建筑設(shè)施的數(shù)字化表示。

目前，BIM技術(shù)在普通工民建的造價管理中已經(jīng)有了初步的嘗試，但在電力工程造價領(lǐng)域，由于其特殊的計算規(guī)則，復(fù)雜的專業(yè)知識還缺乏有益的嘗試。

3 基于BIM 技術(shù)的三維數(shù)字化設(shè)計在變電站成本控制中的探討

應(yīng)用于變電站成本控制，BIM尤其獨有優(yōu)勢“更快速，更準(zhǔn)確，更靈活”。其采用的自動化算量方法可以快速給出造價，這非常有利于項目前期階段的成本控制；其成本計算過程自動進行，可以避免人為失誤的干擾；尤其可更好應(yīng)對設(shè)計變更，可以快速準(zhǔn)確的反應(yīng)成本對設(shè)計變化的響應(yīng)，更便于從經(jīng)濟性角度優(yōu)化設(shè)計方案。

BIM技術(shù)已經(jīng)在變電站設(shè)計中開始應(yīng)用，并顯現(xiàn)了不錯的效果。目前應(yīng)用于變電站設(shè)計的Bentley-Substation，是一種基于BIM技術(shù)的專門應(yīng)用于變電站設(shè)計的三維數(shù)字化設(shè)計軟件。隨著能源需求量的飆升以及每年輸電量達到數(shù)億千瓦時，對配有日益復(fù)雜的監(jiān)控和通信系統(tǒng)的新建變電站和改造變電站的需求也在迫使變電站提高設(shè)計效率?；贐IM技術(shù)的Bentley Substation 能使變電站設(shè)計速度加快高達30%，減少錯誤和返工加快可研估算到運營的項目可交付成果的周轉(zhuǎn)。

但Bentley-Substation存在的缺陷就是還沒能充分發(fā)揮BIM強大的工程信息共享平臺的功能更好的實現(xiàn)變電站的全壽命管理，目前僅局限于變電站工程的初步設(shè)計，沒有使設(shè)計與造價管理、工程進度控制達到完美結(jié)合，在施工圖階段，對于成本控制的應(yīng)用尚有很大的開發(fā)空間。

將設(shè)計，進度和造價融為一體，并以三維視圖的形式展現(xiàn)出來這一概念模型最早由Jan Tulke 與Jochen Hanff提出，其概念參見下圖（圖1）

由上圖可知，BIM僅僅為模型提供了工程幾何參數(shù)，而要靠工程組件實現(xiàn)設(shè)計與造價&進度的集成管理。

Bentley-Substation已經(jīng)實現(xiàn)BIM建模的基本功能。如何在短期內(nèi)將三維數(shù)字化設(shè)計軟件中的BIM技術(shù)應(yīng)用于造價控制，同時對將三維數(shù)字化設(shè)計軟件的造價管理功能逐步完善提出以下三個設(shè)想：

（1） 依靠應(yīng)用程序接口（API）連接 BIM軟件和成本預(yù)算軟件。通過API接口，將BIM軟件中的工程量信息導(dǎo)入到造價軟件中。工程師結(jié)合其他信息后，可以開始計算造價，從而實現(xiàn)變電站建設(shè)工程的計量與計價。與此同時，設(shè)計師可以根據(jù)計價結(jié)果，來反過來優(yōu)化設(shè)計。設(shè)計與造價之間可以迅速轉(zhuǎn)化，達到價值工程的最優(yōu)化要求。目前的Bentley-Substation和各種計價軟件缺少的就是一個有共同值定義的接口。

此種方式對軟件開發(fā)商的要求較高，需要軟件工程師同時與設(shè)計人員和成本控制人員進行充分的溝通，深入了解其需求。

（2）利用ODBC （ Open Database Connectivity）接口技術(shù)，使得BIM與開放式數(shù)據(jù)庫之間可以進行信息交換，不同于API的是，這種方法要求造價工程師對BIM數(shù)據(jù)庫有清晰的了解，可以從數(shù)據(jù)庫中提取需要的信息，進行造價管理。在目前BIM技術(shù)應(yīng)用于變電站成本控制的初級階段，對于軟件開發(fā)商的要求較低，比較容易實現(xiàn)。

相對而言，這種方式對造價師的要求較高，需要既有一定數(shù)據(jù)庫知識又有豐富造價管理經(jīng)驗的綜合型成本控制人員。人為因素較高，造價師數(shù)據(jù)提取的精度不同，對造價的控制會產(chǎn)生較大的影響。同時耗費較多的時間成本和人力成本。

（3）生成數(shù)字報表。BIM的具有自動算量的基本功能。BIM用數(shù)據(jù)庫編輯項目基本數(shù)據(jù)，加工整理后導(dǎo)出各種所需的信息。在數(shù)學(xué)建模中直接展現(xiàn)出不同角度的平面圖、立面圖、剖面圖、甚至三維效果圖等，同時以報表的形式導(dǎo)出符合需要的非圖形信息，例如工程量清單等，此類信息可以通過表格的形式來表現(xiàn)，對工程模型的進行修改都會同步、準(zhǔn)確、全面地反映在這些表格中?？梢愿p松導(dǎo)出各種圖形和非圖形數(shù)據(jù)，如工程量清單、三維效果圖等。

對于變電站工程而言，三維數(shù)字化設(shè)計軟件的土建工程量計算規(guī)則和安裝工程量統(tǒng)計方法，和造價師工程師的要求有所不同。軟件供應(yīng)商可以修改輸出規(guī)則，輸出符合變電站計量要求的Excel表格。這種方法是目前比較容易實現(xiàn)的一種方法，但其局限在于只能將造價工程師從繁重的工程量計算工作中解脫出來，對于計價、變更管理及造價的動態(tài)控制沒有太多幫助。

針對目前推行的全壽命周期的造價管理模式，將價值工程的理念，全過程造價管理的思想與BIM技術(shù)結(jié)合才能真正實現(xiàn)造價的全壽命周期動態(tài)管理。

4 小結(jié)

基于BIM技術(shù)的三維數(shù)字化設(shè)計程序是實現(xiàn)變電站全壽命周期成本管理的強有力的工具，以上提出的三種設(shè)想只是目前可以利用BIM技術(shù)提高變電站造價管理效率與質(zhì)量三種設(shè)想。從長遠來看要實現(xiàn)變電站全壽命周期成本的動態(tài)管理，還是需要造價工程師利用豐富的工作經(jīng)驗與三維數(shù)字化設(shè)計軟件開發(fā)商合作，將變電站造價管理所需的信息賦值給BIM模型的工程組件，實現(xiàn)BIM的3D模型與工程造價控制的一體化，更加緊密的結(jié)合技術(shù)與經(jīng)濟，使設(shè)計達到最大優(yōu)化。

隨著三維數(shù)字化設(shè)計的逐步成熟，三維數(shù)字化設(shè)計的信息共享的完善，基于BIM模型的三維數(shù)字化設(shè)計軟件將在變電站造價管理中應(yīng)用范圍更加廣泛，從可研至竣工決算，從圖紙工程量到簽證變更的計算，都可以通過軟件信息的共享來實現(xiàn)，真正實現(xiàn)變電站成本的全壽命周期動態(tài)管理。

雖然變電站的成本控制具有投資大，專業(yè)性強的特殊性，對于軟件開發(fā)企業(yè)的要求更高，難度更大。但BIM技術(shù)應(yīng)用于變電站造價管理是成本控制方式中一次革命性變革，對變電站精細化管理產(chǎn)生的實踐產(chǎn)生巨大的價值。

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