BIM技術(shù)在EPC項目中的成本控制研究

鄒方舟 徐立雙 丁丙寅 董震 房晨

摘? 要：工程量數(shù)據(jù)作為BIM數(shù)據(jù)中一項基礎(chǔ)且重要的信息，是投資估算、初步設(shè)計概算以及各類工程限額設(shè)計控制指標(biāo)的計算基礎(chǔ)，而這些計算都在EPC全流程成本控制管理中起到至關(guān)重要的作用。基于BIM技術(shù)提高EPC項目設(shè)計-商務(wù)工程量計算工作的效率對優(yōu)化成本控制管理具有重要意義。文章通過BIM技術(shù)在工程造價工作上的輔助應(yīng)用，透過效率數(shù)據(jù)的分析挖掘，對基于BIM技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用在EPC模式下的項目成本控制提供了新的工作思路。

關(guān)鍵詞：BIM;限額設(shè)計;EPC

中圖分類號：TU17? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）20-0098-04

Research on Cost Control of BIM Technology in EPC Project

ZOU Fangzhou，XU Lishuang，DING Bingyin，DONG Zhen，F(xiàn)ANG Chen

（East China Branch of China Construction Science and Technology Group Co.，Ltd.，Shanghai? 200120，China）

Abstract：As a basic and important information in BIM data，engineering quantity data is the calculation basis for investment estimates，preliminary design estimates，and various engineering quota design control indicators，and these calculations play a crucial role in the entire EPC process cost control management. Improving the efficiency of EPC project design-business engineering quantity calculation based on BIM technology is of great significance for optimizing cost control management. Through the auxiliary application of BIM technology in project costs work，and the analysis and mining of efficiency data，the article provides a new working idea for the development of BIM technology and the project cost control under the EPC mode.

Keywords：BIM;quota design;EPC

0? 引? 言

傳統(tǒng)工程承包采用“設(shè)計+施工總承包（DB）”的模式，該模式使得建筑業(yè)的價值鏈條處于割裂的狀態(tài)，特別是設(shè)計，施工，采購等環(huán)節(jié)間長期分離，許多工程項目被人為拆分成若干碎片，由于參與各方很難良好地協(xié)同合作，常常造成工程進(jìn)度、成本和質(zhì)量不盡如人意的現(xiàn)象，資源浪費嚴(yán)重，且最后責(zé)任認(rèn)定困難，損失無人承擔(dān)。為了解決這一弊端，工程總承包（EPC）模式應(yīng)運而生，可以有效減少工期，節(jié)省建設(shè)成本，提高參與各方的利潤[1-5]。

成本控制是貫穿整個EPC流程的關(guān)鍵工作，為了有效控制成本，采取限額設(shè)計是EPC項目節(jié)省成本，提高施工效率的重要手段，因此，在前期設(shè)計過程中，施工、采購技術(shù)人員都需要參與其中。同時需要在設(shè)計階段考慮建筑、工藝流程等是否可行，還會從施工的難易程度以及功能的優(yōu)劣等多方面進(jìn)行衡量，這對EPC模式下的設(shè)計工作提出了更高的要求。要打通EPC模式中各個環(huán)節(jié)，就必須打通各個環(huán)節(jié)之間的信息壁壘，做到信息共享，而BIM技術(shù)的應(yīng)用對于信息的收集，管理，共享起到了至關(guān)重要的作用，各方數(shù)據(jù)在同一BIM模型中進(jìn)行整合和賦值為建筑全生命周期的信息應(yīng)用提供了極大的便利。雖然現(xiàn)階段BIM理念已經(jīng)得到了廣泛的推廣，特別是在EPC模式下所承建的工程項目中施工安裝階段逐步得到廣泛應(yīng)用，但由于我國國情的影響，BIM技術(shù)在商務(wù)造價領(lǐng)域的被接受程度還是頗有不足。眾所周知，商務(wù)造價在EPC模式下的項目成本控制起到了關(guān)鍵作用，同時也會影響最終設(shè)計，所以BIM技術(shù)能否起到提高工程造價管理效率的作用，具有很大的研究空間和價值。在實際工程項目中，BIM信息化模型的精確建立，對于EPC工程全過程中成本控制環(huán)節(jié)，特別在工程造價環(huán)節(jié)，BIM技術(shù)相較于傳統(tǒng)工程造價計算過程是否為工作提供了便利，提高了整體效率，需要進(jìn)行科學(xué)的研究，筆者由此拋磚引玉，探索一種基于BIM信息化技術(shù)的高效成本管理的工作方式。

1? 現(xiàn)階段存在的問題

1.1? 軟件工具差異

主流BIM建模軟件不是專為造價工作開發(fā)，構(gòu)建的模型需要錄入造價需要的信息，但造價人員對此不熟悉，現(xiàn)有模式的建模人員又大多不具備造價知識。在BIM設(shè)計工程師和造價工程師對互相工作不熟悉的情況下，理想狀態(tài)用一個模型解決所有問題，必定會增加額外的學(xué)習(xí)成本和各種工作慣性帶來的阻力。

1.2? 模型可信度

大部分建設(shè)單位對BIM軟件的工程造價出量的輸出結(jié)果還不太認(rèn)可，主要原因在于現(xiàn)階段BIM建模人員絕大部分為非專業(yè)設(shè)計師，對造價工程師而言模型可信度不夠。

1.3? 缺乏相關(guān)研究

國內(nèi)部分工程造價軟件已經(jīng)采用三維建模加數(shù)據(jù)錄入的工作模式，其實已經(jīng)屬于BIM軟件，比如廣泛使用的廣聯(lián)達(dá)GTJ和斯維爾算量軟件。但熟悉BIM的造價人員相對較少，從事將造價工作融入多專業(yè)協(xié)同工作和工程項目全生命周期數(shù)據(jù)應(yīng)用的研究人員缺乏，導(dǎo)致工程造價工作依舊孤立在外。

2? 基于BIM技術(shù)的新型工作模式在實際項目中的工程造價應(yīng)用

2.1? 工程概述

中建科技集團有限公司是全球最大的建設(shè)投資企業(yè)——中國建筑股份有限公司的全資子公司，是開展綠色、智慧、裝配式建筑投資和REMPC五位一體綠色建造商，是中建建筑工業(yè)化業(yè)務(wù)的投資平臺、產(chǎn)業(yè)平臺和技術(shù)平臺，是中國建造綠色發(fā)展引領(lǐng)者。而中建科技湖州工廠作為中建科技華東分公司全自動化裝配式構(gòu)件生產(chǎn)基地，屬于中建科技自建項目，由中建科技華東分公司旗下設(shè)計團隊全流程自行設(shè)計，建造的具有創(chuàng)新性，先進(jìn)性，前瞻性的綠色智能化工業(yè)建筑。

湖州工廠工業(yè)化建筑產(chǎn)業(yè)園項目是一個由五個單體組成的集工廠、研發(fā)大樓、配套大樓功能為一體的新型工業(yè)化建筑項目。本次研究案例選擇該項目中的研發(fā)大樓，該大樓為7層預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮采用大跨度預(yù)制預(yù)應(yīng)力鋼筋桁架板搭配預(yù)制預(yù)應(yīng)力疊合梁協(xié)同工作，項目目標(biāo)是建造以EPC模式下工業(yè)化預(yù)制構(gòu)件體系支撐的快速建造節(jié)能、環(huán)保的新型建筑。

2.2? BIM模型設(shè)計軟件選用

BIM技術(shù)應(yīng)用的理想狀態(tài)是在同一套基礎(chǔ)模型下繼承并展開應(yīng)用，根據(jù)BIM模型需要，本項目分為建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備三個專業(yè)進(jìn)行不同軟件的設(shè)計應(yīng)用，其中建筑與設(shè)備專業(yè)設(shè)計采用Autodesk公司的Revit系列軟件進(jìn)行設(shè)計建模，而結(jié)構(gòu)專業(yè)由于有限元計算的特殊性，目前市場上主流的BIM設(shè)計軟件在結(jié)構(gòu)計算方面的開發(fā)還不太成熟，因此本次結(jié)構(gòu)設(shè)計采用YJK系列結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件進(jìn)行設(shè)計計算，再通過軟件進(jìn)行模型轉(zhuǎn)換生成Revit模型文件，最后通過建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備三個專業(yè)的設(shè)計模型整合得到最后可用于造價計算的BIM基礎(chǔ)模型，如圖1所示。

由于土建成本占整個建設(shè)成本的大部分比例，并且土建的計算與展示比較直觀且具有典型意義，本次研究聚焦于研發(fā)樓的土建工程量，本文受限于篇幅，僅展示一層結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行論述，圖2為YJK導(dǎo)入Revit后的一層結(jié)構(gòu)模型。

2.3? BIM模型與造價軟件的出量方法

根據(jù)YJK結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件對案例結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算，得到用于連接工程造價軟件的BIM數(shù)據(jù)模型，工程造價階段將采用三種方法對案例BIM模型進(jìn)行應(yīng)用及案例分析。

2.3.1? 用廣聯(lián)達(dá)GTJ軟件建模算量

使用廣聯(lián)達(dá)GTJ軟件建立算量數(shù)據(jù)表模型的具體步驟如下：

（1）針對該項目的設(shè)計模型導(dǎo)出二維DWG圖紙，將DWG格式的圖紙通過廣聯(lián)達(dá)GTJ的“CAD圖紙導(dǎo)入”功能，實現(xiàn)由二維模型向三維模型轉(zhuǎn)變的交互式銜接。再運用“CAD識別”等系列功能，在廣聯(lián)達(dá)GTJ軟件中，建立構(gòu)件，將構(gòu)件的工程信息同步錄入，建立廣聯(lián)達(dá)GTJ模型。

（2）通過在設(shè)計模型中考慮廣聯(lián)達(dá)GTJ軟件可識別的命名規(guī)則對模型構(gòu)件進(jìn)行命名，以此提高導(dǎo)出模型在廣聯(lián)達(dá)GTJ軟件中對構(gòu)件的識別率。Revit軟件中通過廣聯(lián)達(dá)插件導(dǎo)出GTJ2文件，用廣聯(lián)達(dá)GTJ模塊打開該GTJ2文件并對模型構(gòu)件識別進(jìn)行設(shè)置，最終生成廣聯(lián)達(dá)GTJ可算量的數(shù)據(jù)模型。

2.3.2? 直接使用Revit明細(xì)表功能出量

通過YJK結(jié)構(gòu)計算模型導(dǎo)出得到Revit模型，根據(jù)國家或地方BIM規(guī)范中對命名規(guī)則的要求對模型構(gòu)件進(jìn)行命名修改。同時調(diào)整好模型構(gòu)件之間的剪切關(guān)系，如圖3所示，在建立好三維模型后根據(jù)命名分類導(dǎo)出明細(xì)表從而生成工程量。

2.4? BIM出量結(jié)果及量差

選取湖州工廠綜合樓一層框架結(jié)構(gòu)的柱、梁和板構(gòu)件，得到廣聯(lián)達(dá)GTJ算量體積、Revit三維模型導(dǎo)入廣聯(lián)達(dá)GTJ轉(zhuǎn)換模型算量體積以及基于Revit模型明細(xì)表算量體積這三種方式，對它們得到工程量進(jìn)行比較分析，研究工程量產(chǎn)生偏差的原因，數(shù)據(jù)對比如表1所示。

Revit三維模型輸出明細(xì)表中柱、梁及板構(gòu)件的體積工程量分別為81.460 m3，88.240 m3及27.980 m3，GTJ體積工程量分別為81.726 m3，88.546 m3及28.494 m3，三者量差為0.260 m3，0.310 m3及0.510 m3，誤差率為0.32%，0.35%及1.80%，屬正常誤差范圍。以GCL體積計量結(jié)果為基準(zhǔn)，將GTJ體積與GTJ轉(zhuǎn)換模型體積算量量差進(jìn)行對比分析，GTJ轉(zhuǎn)換模型的算量之結(jié)果分別為81.426 m3，88.246 m3及28.494 m3，三者量差為-0.034 m3，0.060 m3及0.000 m3，誤差率為0.04%，-0.07%及0.00%，均屬正常誤差范圍。

業(yè)內(nèi)，廣聯(lián)達(dá)GTJ早已被認(rèn)定為權(quán)威性的計量軟件，在廣聯(lián)達(dá)GTJ中，只要工程量扣減規(guī)則等設(shè)置好之后，機算出來的量是真實的工程量。而在Revit中有的地方需要人為手工扣減，難免會有遺漏失誤。廣聯(lián)達(dá)GTJ模型和Revit三維模型生成明細(xì)表之算量產(chǎn)生的誤差多來源與此。同樣是Revit模型，原模型和導(dǎo)出模型文件產(chǎn)生誤差的原因是由于模型數(shù)據(jù)文件在導(dǎo)出時產(chǎn)生了部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失，所以導(dǎo)致了圖形構(gòu)件信息的誤差。

2.5? 基于BIM技術(shù)的工作量指標(biāo)對比分析

通過表2中的工作量數(shù)據(jù)統(tǒng)計對比可以看出，初步設(shè)計階段設(shè)計人員基于BIM參數(shù)化設(shè)計（正向設(shè)計）并考慮到工程算量的命名標(biāo)準(zhǔn)、參數(shù)設(shè)定和扣減關(guān)系的情況下，各專業(yè)進(jìn)行參數(shù)化BIM模型的建立工作量比普通模型建立之工作量要多出11.0%～12.5%，這個階段的模型精度較粗，相對應(yīng)概算可應(yīng)用的價值有限。但基于BIM參數(shù)化設(shè)計的模型依然可以給造價人員提供算量上的便利，此時的造價工作量比通過初步設(shè)計圖紙外加經(jīng)驗判斷所計算出的項目概算節(jié)省33.0%。

施工圖階段，由于對BIM參數(shù)化模型精度要求的提高，在同樣考慮到工程算量命名標(biāo)準(zhǔn)、參數(shù)設(shè)定和扣減關(guān)系的情況下，施工圖BIM模型的建立時間普遍增加，為16.7%～17.8%，與此同時，商務(wù)造價人員的工作量由于BIM模型的精確建立，利用BIM導(dǎo)出的GTJ模型比基于施工圖建立商務(wù)模型來計算工程量，可將工作量節(jié)省至53.8%。

由此可見，BIM參數(shù)化設(shè)計和造價標(biāo)準(zhǔn)的總工作量會增加5.6%，但在商務(wù)造價的工作效率值上則有顯著提高。考慮團隊磨合、新型工作模式的熟練程度和未來軟件優(yōu)化，總體效率必然會進(jìn)一步提高。

3? 結(jié)? 論

本文通過實際工程中用BIM技術(shù)，體現(xiàn)了基于BIM技術(shù)的新型工作模式在EPC項目工程造價應(yīng)用中的優(yōu)勢，利用BIM協(xié)同化及參數(shù)化的特質(zhì)，使建筑實體與模型關(guān)聯(lián)，有效的提升建筑模型的精細(xì)化管理，為工程造價工作提供更加可信和便利的信息基礎(chǔ)。同時，在該案例的分析中發(fā)現(xiàn)，得益于Revit軟件的開放性，雖然各專業(yè)計算軟件數(shù)據(jù)化結(jié)構(gòu)尚未成熟，但已經(jīng)可以實現(xiàn)部分專業(yè)計算軟件建模的參數(shù)化、可視化，以及部分與BIM平臺的兼容性和繼承性，打破部分?jǐn)?shù)據(jù)信息壁壘所造成的設(shè)計-造價之間互相反饋協(xié)作延時過長，使得在成本管理的效率相對低下，充分實現(xiàn)了工程造價主動控制。因此，在EPC模式下，基于BIM技術(shù)考慮工程造價與設(shè)計協(xié)同合作的環(huán)境下，提高協(xié)同效率，加強工程造價管理，優(yōu)化設(shè)計是降低工程總造價的核心。依托互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)，BIM共享信息是指導(dǎo)經(jīng)濟采購、控制采購造價的重要手段。隨著BIM技術(shù)的不斷發(fā)展、EPC總承包管理模式的不斷完善，融合BIM技術(shù)預(yù)控工程造價將會凸顯其利用價值，獲得明顯的效益。

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作者簡介：鄒方舟（1986—），男，漢族，重慶人，工程師，碩士，研究方向：建筑產(chǎn)業(yè)信息化在企業(yè)管理中的應(yīng)用。