BIM在全過程造價管理中的應用及障礙探究

文｜上海浦東發展銀行太原分行 張子茹/北京建筑大學 林睿穎 金珊珊

0 引言

隨著互聯網時代的發展，各行各業都在進入電子時代，在帶給人類便捷的同時，也帶來了挑戰。BIM 的推廣與應用給建筑行業帶來了巨大的變革，我國建筑行業的發展之快，離不開近年來BIM 帶來的優勢和挑戰。造價工作自始便是貫穿整個建設周期、繁瑣復雜的任務，將BIM 應用于全過程造價管理，必將是未來發展的趨勢，也必將為解決全過程造價咨詢中信息傳遞效率低提供有效途徑。

1 BIM 簡析

BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型，在我國2017年起實施的《建筑信息模型應用統一標準GB/T51212-2016》中將其作如下定義：在建設工程及設施全生命期內，對其物理和功能特性進行數字化表達，并依此設計、施工、運營的過程和結果的總稱。簡稱模型。其本質是信息化，它是建筑業信息化的核心手段。但BIM 并不是一個簡單的軟件或者數據模擬化，它需要多個軟件，如繪圖軟件CAD、建模軟件revit、廣聯達算量軟件等配合使用，需要各參與方，如設計單位和施工單位有機協同作用，這樣才能夠達到預期的目標，實現價值最大化。BIM 可以動態模擬施工變化過程，實現進度控制和成本造價的實時監控。BIM 技術的成熟與應用被稱為建筑行業的第二次革命。

2 BIM 在工程造價全過程管理中的應用

造價管理作為項目管理中的重要內容，對整個工程的實施具有重要作用，BIM 技術對項目造價管理發展具有很大推動作用。全過程造價管理是一項緊密相關、不可劃分的整體工作。但是，在我國的建設環境下，一般都是按照工程形成階段進行人為地劃分，使造價管理工作被分割為不同階段的成本控制，導致造價管理工作脫節 ，數據斷層，信息孤島現象嚴重。建筑信息模型（BIM）已廣泛應用于基礎設施項目的整個生命周期，近年來，建筑信息模型的使用顯著增加，并被用于支持從設計到施工項目設施管理的不同階段的各種專業。

2.1 投資決策階段

BIM 具有參數化、可視化的特點，通過三維立體展示，能效、日照、熱能傳導、模擬等以及進度控制（4D）、造價控制（5D）的模擬，使業主可以結合實際需求，對投資方案進行合理選擇，對主要結構構件整體和細節上達到有效的控制與管理，使得初期方案的決策更具有科學性。同時對于項目的總體造價進行預估算，使用 BIM 技術能夠快速地編制項目投資估算書，改變了傳統模式。

2.2 設計階段

通過使用BIM 建立信息模型，可以對其進行造型、體量和空間分析，利用其可出圖性，在初期的建筑設計圖的基礎上對其進行修改，優化設計。利用其參數化性，一點修改，所有包含的參數同步更新，減少重復作業。碰撞檢查、3D 打印及掃描和項目漫游等諸多功能，進行管線綜合排布和鋼結構節點深化設計，根據檢查結果修改設計方案，有助于降低工程返工帶來的諸多問題。

2.3 招投標階段

（1）招標方在發放招標文件時，可以將BIM 模型和工程量清單一起發放給擬投標單位，投標方可根據BIM 模型進行提取工程量或核對工程量，參考數據準確，模型清晰，使其與招標方的信息保持一致性，降低索賠。有利于政府對招投標過程的管控，防止貪污受賄現象，促進招投標的透明化。

（2）投標時，投標方要先復核模型與清單，再利用BIM5D 技術將成本、工期等問題融合在BIM 模型中，對招標文件實質性響應，隨投標文件一并發給招標單位，直觀地動態展示給業主，更加具有說服力。

（3）評標時由投標單位負責人利用BIM 以答辯的形式向評標委員會進行展示，并將答辯成績以一定權重納入評審中，綜合考察投標單位的實力，選擇出最合理的方案，使得評標結果更加的公平公開。

2.4 施工階段

通過BIM 技術的應用，一方面可以實行施工模擬，利用其自動優化工期和縮短關鍵線路的功能對施工方案進行優化，確保變更施工的準確性和合理性。加快工程建設進度，提高了工程建設質量和效率。另一方面還可以對資源和資金進行合理規劃，減少不必要的成本支出，實現對工程造價的合理管控。宋曉剛等認為由于BIM可以準確直觀地記錄變更款項信息，從而減少了超付和延付現象，大大降低了索賠等情況的發生。

2.5 竣工結算階段

竣工結算涉及到的造價資料非常繁雜，傳統的結算方法大多造價員是通過手算或者電子表格基于2D 圖紙對工程量進行逐個核查，工作量大且易錯，再加上每個造價員的核算方法和計算書格式不盡相同，誤差較大。從設計階段到施工階段再到最后的竣工階段，由于圖紙已被優化多次，施工方案發生變化等也可能導致最后造價員拿到的資料與實際工程有出入。而我國建筑法要求造價人員對造價結果負完全責任，這樣不僅責任不明確且使造價人員壓力大，而利用BIM 可永久保存的優點，避免造價員手中圖紙不一致且代人受過的問題。最終計算還可以利用其成本信息，材料清單等功能，直接在計價軟件中進行匯總計算然后導出所有計價表，加快結算速度，減輕結算人員工作量，節省結算成本。

3 BIM 在全過程造價管理中的障礙探究

公開數據表明，我國建筑信息化程度仍然處于較低水平。根據中國建筑業協會的數據，2018年，中國建筑信息化占總產值的比例僅為0.1%，而美國等發達國家投入可達1%。分析BIM 的應用現狀，得出幾下幾方面阻礙因素：

3.1 國家政策尚待完善

一項新的技術，若想能夠在短時間內大力推行并取得成效，必須有宏觀的項目環境的支持。據資料顯示，美國是世界上第一個由政府組織制定了BIM 技術應用發展具體目標的國家，2006年，美國陸軍工程兵團( USACE)就發布了為期15年的BIM 發展規劃，承諾未來將BIM 技術應用于所有的軍事建筑項目，隨后推出了3D-4D-BIM 計劃，該計劃推行至今，超過80%建筑項目已經開始應用BIM。英政府一直強制要求使用BIM，2016年前企業實現3D-BIM 的全面協同。我國雖然近幾年已經陸續出臺BIM 的相關政策，但起步時間較晚，2011年住建部才發布《2011-2015年建筑業信息化發展綱要》，首次將BIM 納入信息化標準建設內容；直到2017年，國家和地方加大BIM 政策與標準落地，《建筑業十項新技術2017》將BIM 列為信息技術之首。相比部分發達國家，我國在主動推動BIM技術推廣應用的路上還需要繼續努力。

3.2 技術規范和數據標準存在不足

BIM 已是未來建筑行業信息化的核心手段，它的發展必定會大幅度提高項目運行的效率，促進我國建筑行業的發展。周冀偉通過對不同BIM 軟件算量的對比，得出造成差異的主要原因是各個軟件的計算規則和統計方式有很大差別。我國從2012年開始，設計、施工單位開始探討嘗試BIM 的標準，2016年由中國建筑科學研究院負責主編的《建筑工程信息模型應用統一標準》頒布，自2017年7月1日起實施，《建筑信息模型分類和編碼標準》已發布，自2018年5月1日起實施，但業界反應，該標準中構件的粒度等級還是略粗糙。所以可看出，我國將BIM 運用于全過程造價管理中還需要一定的時間，標準尚待完善。

3.3 軟件技術不完善

現階段，BIM 推進緩慢很重要的一個方面是產品的功能不夠精確，BIM 技術不夠完善。

（1）復雜構件不能在BIM 中體現。據建筑行業內建模師、造價師等反映，對于一些復雜的工程來說，異形構件的輸入是一個很大的難題，究其原因，終是模型不夠準確，例如，現階段的廣聯達鋼筋算量軟件中的柱子，雖有構造柱、異形柱、參數化柱等之分，但數量和類型總歸是有限的，而真正實際項目中的柱子，大多是異性結構復雜的柱子。

（2）造價需要區分的做法不能在BIM中很好地體現。構件中，鋼筋的搭建規則各不相同，目前軟件中只能粗略的將鋼筋輸入進去，對于實際項目中數量和搭建工藝各不相同的鋼筋是無法精準輸入和算量的。

（3）清單與定額計價與市場價格脫離，BIM 造價不準確。其實無論傳統的概預算方法還是用BIM 算價，這個問題都是存在的。因為我國一直采用的是傳統的清單和定額計價的方式，定額更新周期一般為 2～5年，再加上我國的經濟體制等原因，現行的版本嚴重滯后于市場化節奏，沒有做到與市場信息變動的匹配，導致所計算出的結果與工程的實際情況相脫離。此費用的不對等容易出現貪污工款或者偷工減料，豆腐渣工程等現象，對項目十分不利。

（4）軟件信息不對稱，數據接口不統一導致工程量不準確。目前我國建筑行業用BIM 做造價分為兩種方法，一是直接計算，例如用廣聯達軟件建立模型并進行匯總計算，按照設定的計算方法和清單規則在廣聯達計價軟件進行計價。二是間接計算，在專業軟件中繪制 BIM 模型，通過第三方插件實現數據傳輸，最后利用管理軟件統計分析、輸出數據。但無論是哪種方式，都存在算量不準，計價粗糙的問題。

究其原因：(1）由于各個軟件的計算規則和統計方式不同，同一個工程由不同軟件建立模型后算出來的量和價是不同的，例如墻，墻在實際工程中有內外墻之分，墻的涂料從材質和做法上都千變萬化，而在軟件建模階段只能建立墻的一個實體，對于涂料的量、類別和不一的價錢并不能準確地體現出來，只能按照墻的面積來算。所以墻在各個軟件中的計算結果差異是非常明顯的。

(2）軟件之間的交互方面出現問題。如學者林敏在研究此問題時的案例，將德國 RIB 軟件直接導入設計 BIM 模型后，如果直接用設計模型導出工程量，可能會造成最高可達 20%的計算誤差。例如，在設計BIM 模型構件之間的交匯處，默認的幾何扣減處理方式不符合國標清單規范 GB50500 工程量計算規則的要求，從而由revit 默認處理規則和國標規范不一致，從而導致扣減嚴重。

3.4 管理方面的問題

（1）缺少復合型人才

BIM 開發軟件方面需要計算機人才，但是計算機的專業性無法與建筑業緊密融合，技術方面的專精無法保證他們在建筑業內快速進入工作狀態。針對于使用BIM進行全生命周期的造價管理，不僅需要傳統的會做預算的造價人員，更需要有關軟件的熟練使用、數據庫的構建、建筑知識等方面的相復合型人才。

（2）未能實現協同

在建筑業中，協同管理指的是建設過程中，項目各方共同承擔建設責任的合作關系。將BIM 技術應用于造價全過程管理中的協同既包括工作人員的協同，也包括資源的協同。

①項目的全壽命周期內的各個階段都需要各方的協同，但往往項目組織之間溝通困難，業務合作上效率不高，交流溝通不及時。

②信息孤島現象嚴重。各軟件之間的信息不能很好的交換和共享，對于信息沒有同步更新和及時反饋，使得數據斷層，形成分散低效應用。

4 推進BIM 在全過程造價管理中應用的建議

4.1 政府要重視政策和標準的制定

BIM 在造價中應用的優勢和前景清晰可見，政府應該重視BIM 在造價管理中的應用推廣。借鑒已經成熟運用BIM 的發達國家的政策，例如英美等，宏觀把控，壓力與激勵并存，推進BIM 的開發和應用。政府部門可以考慮通過組成專家智庫，制定完整的BIM 推廣應用的方針政策，加速工程項目全面BIM 化。

4.2 加大優惠政策，激勵各方推進BIM技術

對于軟件技術不完善的問題，最根本的解決方法是從軟件功能角度著手，將軟件開發的更加完善，功能更加強大。

（1）對于BIM 軟件開發者，國家可給予創新產品獎勵政策的支持，激勵BIM 軟件的開發與完善。從源頭上解決軟件精度的、軟件之間接口的問題。

（2）對于BIM 使用者，國家給予項目優惠，解決BIM 軟件投入造價高的情況。

4.3 將BIM 與云結合構成云端信息庫

現階段我國BIM 的應用機遇與挑戰并存。隨著BIM 技術應用范圍和應用水平的不斷提升，很多企業和管理部門積累了大量的BIM 數據，但他們往往顧不上對大量BIM 數據的挖掘和利用，若能將這些數據利用起來，必定會促進BIM 的推廣和應用。國外學者Eissa Alreshidi 等人通過探索與BIM 采用和協作實踐相關的障礙，認為為了克服BIM 的局限性，基于云的治理解決方案未來的方向。

（1）利用互聯網的優勢，將BIM 作為一個云端信息庫，將運用BIM 的項目案例儲存在該信息庫中，對于后期新項目的可行性研究階段，可以從信息庫中提取相類似的歷史案例，縮短項目可行性研究階段的時間，汲取已有項目的經驗。

（2）BIM 對項目信息的集成優勢不僅可以體現在可行性研究，且可以作為清單計價規范更新的依據之一。如此一來，不僅使信息重復利用更加便捷，而且減少修訂清單定額時對于市場價格的信息搜集的時間，加快我國的清單和定額更新速度，與市場更加接軌。

（3）除此之外，實現基于云-BIM 的協同交流平臺。若施工方發現圖紙漏洞，上報給設計方，在不影響其他工程正常施工的情況下，設計方和施工方通過BIM 信息平臺進行協同作業，優化圖紙，不耽誤工期且提高工程的施工質量。“聯動”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 創建復合型人才培養平臺

僅僅幾十年BIM 的發展便如此迅猛，無疑其將會是未來建筑行業的黑馬。未來BIM 造價人員需要同時掌握造價知識和軟件知識，這對人才的素質提出了更高的要求，也為 BIM 技術在工程造價管理領域的廣泛應用帶來挑戰。對于個人來說，只有打破傳統思想，創新工作模式，從實務入手，掌握BIM 技術，在未來才會有廣闊的前景。對于國家來說，既需要高端的產品開發人員使BIM 技術更加完善，也缺少復合型的造價人才。所以，在單一型人才的基礎上對其進行培養，促進造價管理行業快速轉型。政府可以創建復合型人才培養平臺，地方政府設立免費學習機構，企業也對造價人員多加培訓，為造價行業的專家提供出國學習和交流的機會等，促進傳統造價管理行業人員向復合型人才過渡。

5 結語

在大數據、云計算、物聯網等發展趨勢下，BIM 一定會越來越智能化、高效化、準確化。通過分析BIM 在造價管理各階段的應用現狀和優勢，探究了BIM 技術應用于全過程造價管理的障礙。針對信息孤島現象，標準不統一，傳統造價人員的限制等分別提出建議。BIM 的應用和推廣在當今看來，是機遇也是挑戰。隨著國家對BIM 的重視和推廣，企業對BIM 的利用和強化，工作人員對BIM 的熟悉和使用等，將BIM 運用到全過程造價管理中，建立基于云端的BIM 協同平臺，開發BIM+，例如BIM ＋VR/AR，BIM+數字化加工，以BIM 的優勢帶動造價管理的發展，改善功能，節約成本，創造價值，是未來要思考也要力行的方向。