BIM 技術在建設項目施工成本管理中的應用研究*

張舒平，姜安民，董彥辰，劉可定，鄒品增，曠昱芳，曹紫僖

（1.湖南城建職業技術學院，湖南 湘潭 411100；2.湖南財政經濟學院工程管理學院，湖南 長沙 410205）

建筑業是目前我國國民經濟增長重要支柱產業之一[1]，建筑業的發展在促進國民經濟增長的同時，其自身也暴露出一些問題。進度控制、質量控制、成本控制一直是建設項目控制的三大目標，三者的關系既對立又統一，其中成本控制一直是建設項目控制的重點與難點。目前，很多企業在施工階段的成本管理工作缺乏條理，存在工作混亂、效率低下等問題，同時成本管理的技術手段落后，很難滿足當前施工成本管理的需求。建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM） 技術是一種數據化工具，可對建筑的數據化、信息化模型整合，同時BIM 技術有可視化、可模擬等諸多優點[2-4]，逐漸被人們應用到了施工階段的成本管理中。針對BIM 技術在建設項目成本管理中的應用，很多學者也做出了相關研究。

李彭等[5]對BIM 技術應用于施工成本的精細化管理展開研究，分析了目前施工成本管理過程中存在的忽視全過程動態成本管理、資源配置不合理及浪費現象嚴重等一系列問題，對BIM 技術和精細化管理的內涵、關系展開研究，并介紹了BIM 技術應用于施工成本的精細化管理措施；鮑協興[6]對BIM技術在便民市場建設項目施工管理中的應用展開研究，介紹了BIM 技術在項目管理中的應用現狀，對工程項目應用BIM 技術的價值進行了分析，最后結合工程實例闡述了BIM 技術應用的可行性及所帶來的效益；歐陽雪軍[7]對BIM 技術在建筑施工成本管理中的應用展開研究，介紹了BIM 技術的內涵及BIM 技術在施工不同階段成本管控中的應用要點，最后結合工程實例闡述了BIM 技術在工程中的具體應用。

本文對前人的研究進行梳理、總結。發現部分針對BIM 技術在成本管理中的應用研究不夠系統，研究內容不夠深入。鑒于此，本文從BIM 技術的特點展開研究，詳細地闡述了BIM 技術如何在成本管理中加以應用。本次研究內容較為全面，可以為同類研究提供參考。

1 BIM 技術概述

1.1 BIM 技術的產生

針對BIM 理念最早的描述，要追溯到20 世紀，由美國卡內基梅隆大學的查克·伊斯曼（Chuck Eastman） 所提出，當時稱為建筑描述系統（Building Description System）[1]。因此，“BIM 之父”的頭銜也落在了查克·伊斯曼身上。BIM（Building Information Modeling） 術語是由歐特克（Autodesk） 公司首次提出，由于BIM 技術有著可視化、可模擬、可協調、可優化、可出圖等特點[2-4]，進而在建筑業領域得到了廣泛應用。

1.2 BIM 技術在成本管理中應用的可行性分析

結合BIM 技術的自身特點，參考相關文獻[1，7，8]，對BIM 技術在施工項目成本管理中應用的優勢進行分析，主要歸為以下4 點。

1） 提高可視化程度。可視化技術可以給人們帶來一種三維、仿真的觀感體驗，可以增強人們對所見事物的認知。隨著建筑業的不斷發展及人們物質生活水平的提高，建筑物的功能也逐漸增多，從建筑物的外部造型到內部結構都變得愈發復雜。在設計過程中，傳統的二維平面繪圖已經難以滿足設計的需求，同時二維平面設計不直觀，數據出錯不易發現，很容易出現設計誤差。為滿足建筑可視化的需求，人們逐漸開始對三維模型進行探索，BIM技術的出現剛好滿足了這一需求，提供了全新的設計環境。三維模型的立體感讓人看了更加直觀，可以使整個建筑物更加完美地呈現出來。同時，設計錯誤在三維模型中更容易被發現，可以及時進行修改。三維模型的出現可以讓施工現場各方人員對整個工程有更加直觀、深入的了解，在很大程度上保證了施工的規范性、使施工人員能夠按圖施工，避免了返工浪費的時間及資源，進而提升了項目的經濟效益。

2） 可開展施工模擬。BIM 技術不僅可以實現三維展示，還可以動態地對整個施工過程進行體現，實現對施工的模擬。BIM 技術除了可以對施工現場進行直觀的三維展示外，還可以模擬建設項目各部分的施工先后順序、各部分的工程量變化，進而實現對施工成本、進度、安全及設備進出場等復雜的施工流程進行模擬。施工管理人員可以統一協調人力、物力、財力，并及時發現施工過程中存在的問題，實現施工過程的安全高效。還可以通過對不同施工方案進行模擬，分析各施工方案的具體實施情況，比選施工方案的優劣，選出最佳方案。

3） 多方溝通協調效果好。在提高各方溝通效率、強化各方溝通方面，也是BIM 技術的優勢所在。建設項目在實施過程中涉及的參與方較多，很可能因各方溝通協調不順暢導致出現信息錯誤，出現一些矛盾沖突。運用BIM 技術后，在建設項目實施的過程中可以為參與的各方預留獨立的信息庫，一旦出現一些矛盾沖突及其他問題很容易被發現，可以及時將各方聚集起來，進行溝通協調，尋求解決方案，化解矛盾沖突，確保項目的順利進行。BIM 技術的運用可以將很多與項目相關的數據信息聚集起來，實現各方信息共享，及時進行信息交換共享可以在一定程度上降低矛盾沖突的發生。

4） 可優化設計方案。運用BIM 技術可以對建設項目的實施過程進行模擬，在模擬過程中可以演示項目各項信息的變化。同時BIM 相關軟件內有著大量實用的工具，可以實時優化建設項目的設計。對項目投資與回報的總體考慮，有利于對項目的總體收益情況進行把控。通過對設計方案的不斷優化，不僅可以使空間利用率大大提高，還可以使項目的進度、成本得到控制。

除上述外，BIM 技術在成本管理中的應用還有一些其他優勢，不在此贅述。

2 BIM 技術在施工各階段成本管理中的應用

BIM 技術的應用通常貫穿建設項目實施的全過程，學者們對BIM 技術應用階段的劃分及研究的重點也存在一定差異。本文對BIM 技術的應用階段劃分進行梳理，詳見表1。

表1 BIM 技術的應用階段劃分

通過對表1 分析可以看出，BIM 技術的應用總體可按文獻[9]中的施工前、施工中、施工后進行階段劃分。施工前較為重要的應用部分為設計階段，故本文重點介紹BIM 技術在設計階段、施工階段及竣工階段3 個階段的應用，具體如下[1]。

2.1 設計階段

在設計階段，設計人員可以運用BIM 技術演示不同的方案，測算建設項目成本，并可以系統地對項目的總投資額及更為詳細的相關數據進行顯示，投資者對項目的成本產生情況一目了然。設計完成后進入招投標階段時，施工單位可以運用BIM 模型對建設單位提供的工程量進行核對，確保投標報價的準確性與合理性。

建設項目設計限額服務方案可以運用BIM 技術來完成，相應的限額指標可以在方案中提出，總體費用的進一步確定也可以結合建設項目已經發生的設計活動費用來實現。整個設計工作的效率、深度、精確度因BIM 技術的應用而得到大幅提升，評估計算環節的人工及材料費用也會隨之減少。任務分布完成之后，涉及項目費用的評估計算內容均可采用BIM 技術快速完成，檢查項目投資是否超過限額。該過程同樣對施工企業的成本控制幫助較大，前期開展成本管理，可以使得資金投入得更為合理，對施工企業的造價控制較為有利。

2.2 施工階段

在施工階段，首先，可以運用BIM 技術進行動態仿真模擬。施工各個環節項目管理人員均可以運用BIM 技術進行動態仿真模擬，基于BIM 技術將數據信息轉化為三維模型，去模擬施工現場實際情況。一些施工技術的可行性可以運用BIM 三維模型進行模擬檢驗，實際現場施工過程中可以以此為基礎進行指導。復雜的施工過程可以通過運用BIM 技術對施工現場進行動態仿真模擬來實現演示，進而達到優化施工計劃的目的。BIM 技術應用的重點環節一般情況下是施工動態仿真模擬分析與動態顯示關鍵環節，BIM 技術的重要功能即仿真分析，在建筑結構的科學性與安全性等方面均可以利用BIM 模型做出一定的分析。

其次，施工現場布局模擬同樣可以通過BIM 技術實現。隨著政府部門對建筑業管理的愈發規范，以及國家對建筑施工安全重視程度的不斷提高，越來越多的新技術與新手段應用到了建筑施工領域。施工安全管理中，施工現場布局是重要的管理內容，科學合理的施工現場布局可以使施工的安全性方面得到大幅提升，現場空間沖突能夠有效降低，進而減少了因場地布局問題引發的安全事故。在此環節中，主要運用BIM 技術仿真模擬施工現場布局，從科學合理的角度出發驗證施工現場布局方案的可行性，確保施工有序進行，進而實現施工效率的穩步提升。同時還可以將BIM 模型與互聯網相連，實現對現場的實時監控，使施工現場的安全性進一步提高。

最后，可以運用BIM 技術實現數據共享。目前，政府在大力推行裝配式建筑，在新建建筑中大量運用了裝配式的相關施工技術，隨著建設規模的增大，施工中所用到的預制構件也逐漸增多。然而，時常出現預制構件供應商與施工單位溝通不及時、聯系不緊密等問題，導致預制構件供應商制作構件的規格、性能等方面與施工單位的要求產生偏差，進而導致施工出現質量問題，增加了施工成本的同時也拖后了施工進度。BIM 技術數據共享及物料統計功能的應用，使得預制工廠的制造執行系統（Manufacturing Execution System，MES） 中可以直接接收到預制構件的相關參數信息，預制構件加工全過程施工單位均可以實時進行監控，掌控預制構件的制作情況，確保了預制構件滿足施工要求。

通過上述分析可知，運用BIM 技術可以通過動態仿真模擬施工，并優化施工過程來實現成本的降低；運用BIM 技術優化施工現場布局，降低安全隱患，減少了因安全事故帶來的工程成本增加；運用BIM 技術實現數據共享，減少了因工程質量問題返工徒增的成本。除上述外，BIM 技術在施工階段成本管理過程中還要很多應用，不在此贅述。

2.3 竣工階段

在竣工階段，同樣可以運用BIM 技術提供準確的結算信息，可以使結算效率大幅提升。運用BIM技術后，可以將與工程相關的數據信息置于模型中，完成了數據的整合，可以為各方共享，相互協同對項目進行管理。隨著施工的不斷推進，模型中的相關數據信息也會隨之發生變化，項目管理人員可隨時調取項目的相關信息。在竣工階段，造價人員可以直接從模型中調出相關數據信息，不用反復計算核對，工作效率得到了大幅提升。同時模型中的相關數據信息較為準確，大大降低了結算中計算不準引起的價格誤差。

3 結束語

目前針對BIM 技術在成本管理中應用的研究較多，但多數研究不夠系統，研究內容不夠深入；BIM 技術在建設項目成本管理中應用可行，優勢較為明顯，主要體現在提高可視化程度、可開展施工模擬、多方溝通協調效果好、可優化設計方案等方面；BIM 技術在施工各階段成本管理中的應用主要體現在施工前、施工中、施工后這3 個階段。BIM技術在施工過程中成本管理的應用主要體現在施工動態仿真模擬、現場布局模擬及數據共享等方面，應用效果較好。