BIM技術應用的成本效益與推進對策研究

馮遠鵬 鄭開錦 陳栩炯

摘要 目前，BIM技術在工程建設領域的應用受到廣泛關注，但BIM技術推廣阻力較大，究其原因是BIM技術應用的成本效益難以衡量。因此，文章采用文獻分析法，對建設項目BIM應用的成本效益進行深入剖析，從人員、技術和管理角度對BIM技術應用成本進行分解，并從直接效益和間接效益兩個方面討論BIM技術應用對企業效益影響，在此基礎上提出BIM技術應用成本效益的優化方案。研究為工程建設企業應用BIM技術提供參考，有助于促進BIM技術在建筑行業的推廣。

關鍵詞 BIM技術；成本效益；對策

中圖分類號 TU71 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）06-0062-04

0 引言

BIM技術是一種集成建筑設計、施工和運營管理的數字化建模技術，在建筑行業、城市規劃和交通領域、教育和培訓等方面都得到了積極發展。隨著技術的不斷進步和政府的政策支持，BIM技術將在我國建設領域發揮越來越重要的作用。BIM技術在建設項目中的運用，能夠加快項目建設進度，提高質量管理水平，節約成本，在完善項目功能和節能環保等方面產生一定價值。但是目前關于BIM技術在上述各方面的實際增值難以衡量，制約了BIM技術在建設工程中的推廣。

由于BIM應用效益全面評估較為困難，從而使得BIM技術在推廣普及應用過程中面臨不少的挑戰與阻礙。因此，近些年來國內外專家學者針對BIM價值評估問題開展了大量的研究。對于BIM應用效益識別，McGraw Hil針對美國的BIM從業人員展開了一次問卷調查，通過對該技術的應用，在項目建設過程中減少了返工，減少了投資和爭議，最終得出結論：該技術最大的優點是減少了圖紙錯誤和設計錯誤，減少了返工，提高了項目的經濟效益[1]。針對BIM應用效益評估，吳蔚[2]系統地研究了BIM技術的應用效益，構建了一個完整的BIM技術應用效益評估指標體系，并結合工程實例對BIM技術在鋼結構工程中的應用進行實證分析。在促進BIM應用的對策研究中，申玲等[3]學者以交易費用理論為基礎，從BIM的市場與行業維度、BIM技術與流程維度、政府維度識別BIM應用效益的影響因素，并利用DEMATEL模型分析各因素之間相關影響關系，找出了主要的影響因素，并在此基礎上，針對BIM應用中存在的問題，從提高BIM應用的領導能力、加強多企業之間的協同合作、加強員工的BIM技術培訓、加強軟件數據的互用性等四個角度，給出了相應的政策建議。

根據以上的研究情況可知，BIM技術的成本效益研究仍然面臨一些挑戰和限制，其中包括數據的獲取和統計、不同項目的差異性、實際項目中的建模和實施問題等。因此，目前仍需要通過進一步研究來深入探索BIM技術應用的成本效益，以更好地評估其對建筑行業的價值和潛力。該文通過文獻分析法，厘清BIM應用的成本、評價可能產生的效益，以期為建設企業和有關部門在該類型項目是否采用BIM技術的問題上，提供決策依據。

1 BIM技術應用成本效益構成要素

通過文獻研究發現，在項目全壽命周期使用BIM技術，引發的增量成本有BIM建模費用、員工培訓費用、BIM項目全過程指導以及協調管理費用等，與此同時也帶來了財務、產品、組織、管理多方面效益。通過研究分析，該文明確了建設項目應用BIM技術所產生的成本和效益。

1.1 BIM應用成本

BIM技術的應用會在企業和項目層面產生成本，例如，采購BIM相關軟件和設備、培訓企業員工、招聘掌握BIM技術的人才等。如果企業將BIM服務外包給設計單位，那么外包合同的價格也被算在BIM技術應用所需的成本中[4-5]。因此，BIM應用的成本應該包括直接成本和間接成本兩個方面，其中直接成本是指與BIM技術和人員培訓相關的成本，間接成本是指與管理相關的成本。

（1）與技術相關的成本。應用BIM技術時，需要考慮以下技術相關的成本：首先，軟件和硬件的購買和維護成本。BIM技術需要特定的軟件和硬件設備來支持建模、協作和數據管理等功能，因此購買和維護這些軟件和硬件設備需要一定的成本投入。其次，數據管理和存儲也是一個重要的成本考慮因素。BIM技術產生大量的數據，包括建筑模型、材料信息、時間表等。有效地管理和存儲這些數據可能需要投入一定的成本，例如購買數據存儲設備、數據備份和恢復系統以及數據管理人員的費用。此外，實施和維護協作平臺也需要一定的成本。BIM技術可以促進團隊成員之間的協作和溝通，但購買和配置協作軟件、培訓團隊成員使用協作工具以及維護協作平臺都需要一定的成本投入。最后，軟件和硬件設備的更新和維護成本也需要考慮。隨著BIM技術的不斷發展和演進，軟件和硬件設備需要定期更新和維護以保持其性能和功能。這需要投入一定的成本，包括軟件許可證更新費用、硬件設備維護費用以及技術支持費用。

（2）與人員相關的成本。為了能夠有效地使用BIM技術，團隊成員需要接受相應的培訓。培訓成本包括培訓課程的費用、培訓師的費用，以及員工參與培訓所需的時間成本。此外，為了支持BIM技術的應用，可能需要增加或重新配置人員。例如，可能需要雇傭專門的BIM技術人員或者培訓現有的員工掌握相關技能。這些人員的工資、福利和培訓成本都應納入考慮范圍。

（3）與管理相關的成本。在BIM項目中，需要指定專門的BIM管理人員，負責監督和管理BIM模型、數據協調和協作。這些管理人員的工資和福利需要計入成本。

雖然已經明確了解BIM技術的使用會帶來哪些增量成本，但是關于增量成本的具體計算在現有的文獻中較少提及。Ham等[6]研究發現，BIM投入的成本包括基于BIM的設計管理投入成本（2 685 195美元）和BIM應用性能分析的研發成本（58 739美元），共計2 743 934美元，占總造價的0.23%。由于BIM成本均為承包商承擔，加之我國工程承包市場競爭加劇，導致建筑公司盈利空間下降，若不能在合同中明確規定承包商的BIM成本，許多承包商并不愿在BIM成本上進行額外投資。

1.2 BIM應用效益

BIM應用給企業帶來有形和無形的效益，或直接與間接的效益。間接效益主要包括項目績效的改善、設計變更的減少、項目不同參與方之間信息交流的便利，以及運營維護效率的提高[7]。直接利益則主要是節省了工程建設費用，或減少了工程返工費用的增加。

1.2.1 直接效益

直接效益表現為降低成本。BIM技術可以幫助項目團隊更好地預測和控制成本，通過BIM模型，可以模擬不同設計方案的成本，并根據實時的材料和勞動力價格變動進行調整。此外，BIM技術還可以幫助項目團隊更好地管理和優化資源的使用，從而降低成本。Sacks等[8]研究表明，對于預制混凝土公司而言，應用BIM可以節約2.3%～4.2%的成本。Giel[9]對6個項目BIM應用的投資回報率進行測算，表明無論項目大小，使用BIM都有較好的收益，最低16.2%，最高1 653.9%。

1.2.2 間接效益

（1）提高項目效率。BIM技術可以在建筑設計和施工過程中提供更準確的信息和數據，幫助項目團隊更好地協調和合作。通過BIM模型，可以實時查看設計變更、施工進度和資源分配等信息，從而減少溝通和協調的時間，提高項目的效率[10-11]。

（2）提高質量。BIM技術可以幫助項目團隊更好地識別和解決設計和施工中的問題。通過BIM模型，可以檢查設計的一致性和沖突，并及時進行修正。此外，BIM技術還可以幫助項目團隊進行模擬和測試，以確保設計和施工的質量。Bryde等[12]研究表明，BIM技術的應用能夠提高項目管理人員對工期、成本、質量的管理水平，便于項目參與方之間的交流與協作。在設計上，采用BIM技術對施工圖進行可視化描述，可以輔助設計人員識別施工過程中可能存在的沖突問題[13]。

（3）提高安全性。BIM技術可以幫助項目團隊更好地識別和管理施工中的安全風險。通過BIM模型，可以模擬和分析施工過程中的安全問題，并提供相應的解決方案。此外，BIM技術還可以幫助項目團隊進行施工現場的可視化和監控，并培訓工人和員工的安全意識和技能[14]。劉少武等[15]研究表明，利用BIM虛擬技術的輔助應用，對建筑工程施工進行模擬，針對構件進行立體碰撞檢查，及時識別隱患并進行處理，將安全管理工作從平面躍升到空間立體層面，賦予施工安全管理全面性和可視化特征。

（4）提高可持續性。BIM技術可以幫助項目團隊更好地評估和優化建筑的能源效率和環境影響。通過BIM模型，可以模擬和分析建筑的能耗和碳排放，并提供相應的改進方案。此外，BIM技術還可以幫助項目團隊更好地選擇和使用可持續材料和技術，以減少建筑對環境的影響，推動建筑的可持續發展[16]。

與增量成本相同，雖然BIM技術的使用對建設工程帶來的效益可以在項目的不同階段、不同的角度體現，但是在實際工程建設中BIM技術應用的增量效益也難以量化，這也是阻礙BIM技術在工程項目中大力發展的因素之一。

2 BIM應用推進對策研究

目前，BIM在我國建筑業中的應用和發展與發達國家相比較為緩慢，究其原因，主要是BIM技術不能很好地與建筑系統相融合。所以，必須針對BIM在我國發展中所面臨的問題，提出一些對策和建議，才能更好地促進BIM的發展，充分發揮BIM技術對建筑業的重要作用。

2.1 BIM技術推進障礙因素

通過文獻研究發現，BIM技術推廣的障礙因素主要包括技術操作難題、經濟成本、人員素質與傳統認知和法律法規等方面，詳見表1。

2.2 BIM技術推進對策

針對上述BIM技術推廣的障礙因素分析，提出相應的改進建議，為工程建設項目管理者提供參考，促進BIM技術應用的推廣。

2.2.1 對現有的專業BIM軟件進行改進和本土化利用

隨著BIM技術在我國的普及，如何提升BIM軟件的應用，并加速BIM軟件與當地傳統施工圖及其他非結構化資料的融合，已成為迫切需要解決的問題。通過對BIM軟件的本土化利用，可以把構建一個復雜的建筑模型所需要的多種信息進行整合，從而使BIM在各個環節發揮出相應的功能。這樣，BIM技術就可以更好地應用于我國的項目建設之中。

2.2.2 加強政府的引導

BIM技術的運用涉及很多領域，為了使其得到更好的運用，就必須加強對BIM的管理。主要內容：制定BIM應用指南，頒布指導意見等，引導企業正確認識BIM技術；加快相關法規、標準、規范的制定，以減少界面費用，提升BIM應用的層次；積極推廣BIM技術在政府項目建設中的運用，加速項目建設進程。

2.2.3 整合參與各方力量

BIM技術的推廣不僅是技術問題，更是管理問題和社會問題。為有效地推廣BIM技術的應用，相關行政主管部門、協會、科研機構、業主、設計院、軟件開發機構等都需要加大投入，出臺相應的指導意見、應用指南、法律法規和標準。BIM技術應用效益的提升都離不開BIM軟件的研發，而對應用軟件的研發，離不開大量的資源投入。

2.2.4 提高BIM技術人員的專業素質

BIM技術的推廣離不開專業人才的培養，要從根本上改變BIM技術人才的思維模式。對于設計師來說，要清楚理解BIM的意義和協同設計的概念。對于工程師來說，要加強BIM技術的運用，通過培訓提高工程師的專業素質和現場項目管理水平。最關鍵的是理念的轉變，要讓項目管理人員和設計師接受BIM技術，克服對新技術的抵觸情緒，推動其積極轉型并持續學習。

建設行業主管部門應該加大宣傳力度，組織開展BIM技術的培訓和學術交流活動，加強產學研之間的交流與合作，鼓勵企業加大對BIM技術應用的投入，建立與企業文化相適應的培訓體系。

3 結語

BIM技術的應用是建筑業信息化發展的重要趨勢，在建筑項目管理中發揮著舉足輕重的作用，BIM技術的發展要求技術和經濟的深度融合。該研究從技術、人員、管理三個維度對BIM技術應用成本進行深入分析，從直接效益與間接效益兩個層面分析應用BIM技術為建設工程帶來的增量效益。在此基礎上，利用文獻資料，對BIM技術在我國開展推廣的障礙進行分析，并針對這些障礙提出了相應的對策和建議。以期為業主方的成本優化和政府的產業政策制定提供依據，促進BIM技術在我國建筑項目中的廣泛應用。

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