基于BIM+云技術的市政工程施工全過程成本控制研究*

摘要：施工企業傳統的成本控制方式數字化程度低、管理集成度差，以BIM技術為基礎，搭建高效的數字化成本控制體系是行業發展的必然趨勢。以Rhino+Grasshopper+云平臺搭建整體成本管控模型，解決成本相關信息的收集和BIM可視化、信息集成云計算、成本管控自動分析及計算輸出等問題，實現完整可行的施工階段成本控制體系。以寧波市軌道交通7號線土建工程TJ7018標段項目為例進行驗證，取得較好的效果，可為市政工程BIM成本控制應用提供借鑒。

關鍵詞：成本控制；BIM；云技術；數字化；市政工程

0引言

我國經濟發展進入新常態和“數字+”時代[1]，作為國民經濟的支柱產業，建筑業迎來全新的挑戰。建筑業市場競爭日益激烈，對成本精細化管控提出了更高要求。建筑業傳統成本控制方式存在信息協同有限、成本數據動態更新困難，以及成本、進度、資源管理關聯弱等問題，導致數字化程度低、效費比低[2]，已不能適應企業高質量發展要求。

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）[3]技術可以幫助實現建筑信息的集成，從建筑的設計、施工、運行直至建筑全生命周期終結，各種信息始終整合于一個模型信息數據庫中，各關聯主體可基于BIM技術進行協同工作，可有效提高工作效率、節省資源、降低成本，實現可持續發展。因此，BIM技術成為工程生產管理的重要工具，應用于建設工程項目的各個方面[4]。國內BIM技術應用具有代表性的項目有國家體育場“鳥巢”等。

BIM技術作為集可視化、信息化、協同化為一體的新技術，為解決施工成本控制中管理協同難、信息斷層、效率低下等問題提供了新思路[5]。通過增加時間和成本兩個維度，BIM技術能將工程進度、成本、資源和管理等信息綜合起來，有助于成本監督、物資控制和施工進度管理，增強企業競爭力。

本文以BIM技術為基礎，結合云平臺的完備信息庫資源，整合基礎成本信息運算，探索出一套適合市政工程施工企業成本管控的有效解決方案，并通過對寧波市軌道交通7號線土建工程TJ7018標段項目工程實測，驗證了其對市政工程項目施工全過程成本數字化動態控制具有可行性，實現了成本三算動態自動對比和人料機法精細化管控，摸索出BIM+云技術成本管控的具體應用流程。

1基于BIM+云技術的成本數字化解決方案

市政工程施工全過程成本管控的難點主要有4點：一是信息采集智能化程度低、現場人員素質參差不齊，導致信息輸入不能與進度動態匹配；二是成本管理缺乏人料機全過程動態核算與控制，只強調事前和事后節點控制，從而累積風險；三是企業數據標準化尚未建立，應對不同產品通用性較差；四是協同管理部門分散，人料機合同主體眾多，項目數據集約、智能化程度低[6]。

針對上述難點，通過對施工項目和行業數字化企業的深度調研，結合企業自身云平臺，構建出一套基于BIM+云技術的施工全過程成本控制解決方案，以實現線上和線下深度融合運用。BIM+云技術成本控制解決方案如圖1所示。該方案的核心思路是：首先，搭建BIM（對不同的產品類型，如道路、橋梁等，分別建立標準化族與掛接明細），對于無法用實體表達的技術措施清單用非BIM虛擬節點表達，便于現場施工人員快捷輸入進度計劃、人料機合同、預算清單及目標成本等信843a3cbb19088917cf349c4aa419d59ca6936d89935ffe48eedb4325d2059a58息于同一個BIM，實現數據集成，減少現場人員素質參差不齊對原始數據采集的影響；其次，通過云平臺，將輸入的信息進行動態、自動關聯，根據實時進度信息智能生成產值、成本、合約支付信息，并進行對比核算；最后，根據云平臺核算數據，結合OA審核流程，對人料機供應商全過程動態審核控制，對項目整體“三算對比”把控風險，并通過OA聯審，實現管理部門協同管理。

為實現數字化、輕顯化和可推廣性，本文搭建的解決方案采用了多個成熟軟件系統云集成[7]，以降低企業運營成本，BIM+云技術成本控制解決方案所用數字工具見表1。

2案例分析

寧波市軌道交通7號線土建工程TJ7018標段項目由騰達建設集團股份有限公司（以下簡稱“騰達集團”）承建，該項目的施工內容包括3個盾構隧道區間，分別為東錢湖北站—誠信路站、誠信路站—富強東路站、富強東路站—百丈東路站，并分別包括3座、1座、2座聯絡通道，除富強東路站—百丈東路站區間1#聯絡通道采用盾構法外，其余均采用頂管法。區間隧道均為地下雙線單圓盾構隧道，結構采用預制鋼筋混凝土管片襯砌，襯砌環全環由封頂塊、兩塊鄰接塊、三塊標準塊構成。

項目沿線建構筑物眾多，地下管線復雜，共設有三個施工工區，現場隧道管片數量多，且成本管理難度大。為有效控制成本，騰達集團將該項目作為BIM+云技術成本控制方案應用試點項目。本文根據該項目實際情況，從BIM模型建立、數據信息處理、數據分析控制等方面進行深入剖析，總結較為完整的施工成本控制方案，為后續市政工程項目BIM+云技術成本控制的應用提供借鑒。

為實現線上線下融合，該項目在施工策劃時對成本管控流程和崗位職能進行交底，明確項目技術崗、成本合約崗、財務崗、項目經理崗和公司平臺BIM技術崗、云平臺開發崗等的職責分工和貫標操作手冊。

21成本控制過程分析

211BIM及信息采集模塊

（1）BIM需求。依據施工圖樣建立BIM。首先，模型精度要符合要求；其次，模型劃分要貼合實際施工情況，避免模型返工；最后，上傳云平臺的模型需實現輕量化。

（2）模型劃分。該項目的模型精度為LOD300，且數量較多。以隧道管片模型為例，一個管環模型由6塊管片組成，項目共有5萬多片管片模型，這為現場施工進度錄入帶來巨大工作量。與項目技術負責人和造價工程師詳細溝通后，在保證模型精度的情況下，以環為單位對模型重新劃分，形成分部分項表。信息由各方確認無誤后開始建模，最終管環模型僅為8000多環，大大減輕了現場施工進度錄入的工作量，優化后的管環模型如圖2所示。

（3）模型輕量化。經軟件測試，最終選擇Rhino完成工程主體結構建模[8]，其中，對規則性模型使用Grasshopper插件輔助完成[9]，極大地提升了工作效率，并根據現場需求，提取所需的工程量信息；將模型布線優化后，導出FBX格式文件上傳至云平臺，項目文件大小僅為33M，實現了模型輕量化，管環的BIM參數化建模如圖3所示。

（4）模型交底。模型完成進行現場交底時，為方便現場工作人員充分理解模型的劃分和命名規則，開發了Rhino物件圖層名稱顯示功能，保證三維視圖中模型名稱明晰，BIM 3D模型交底如圖4所示。

（5）數據信息整理。根據不同部門的工作職責，對線上數據處理制定對應的云平臺操作手冊，并開展線下交底會議，使各部門工作順利進行。保證云平臺中的清單、目標定額、合同、物資、模型等信息互通聯系，為后續各類成本報表分析及審核提供真實可靠的依據。

212云平臺信息處理模塊

（1）BIM模型關聯預算清單。對項目各項清單內容進行整理，劃分BIM產值與非BIM產值，數據處理后，導入數字化云平臺。需要注意的是，一個模型對應多項清單，對應的各項清單即歸為BIM產值，其余清單則為非BIM產值。清單與模型整理后，形成電子文件，交由造價工程師審核，確認無誤后，在云平臺中與模型掛接。

（2）清單關聯定額。各項清單包含項目目標成本定額，在云平臺中進行數據關聯，為保證數據關聯的準確性，此項工作由造價工程師完成。

（3）定額關聯合同信息。云平臺對施工現場所簽訂的各類合同（人料機合同）設置合同登記明細功能，錄入合同各項基本信息并上傳合同掃描件。在合同登記明細中，采購內容明細對應的清單和定額與輸入云平臺的清單和目標定額科目保持一致。

（4）人料機成本信息處理。云平臺中登記了項目下所有物資資料當月收料和發料情況，且收發料登記明細與合同登記內定額明細一致，保證數據統一，便于信息傳遞關聯。同時，錄入勞務及專業分包、機械的各項信息，與清單或定額關聯。

（5）財務信息處理。云平臺中登記了項目下所有人料機供應合同財務支付數據，與合同金額進行關聯比對。

（6）進度、成本、財務信息動態更新。現場管理人員每日在云平臺中選擇BIM錄入實際完成進度，云平臺實時統計，形成各項清單的預算產值報表和目標成本產值報表，與實際成本實現三算動態對比。

213數據分析及流程審批模塊

項目數據動態分析采用的管理工具是改進掙得值法，確定比對參數和評價指標[10]，掙得值法參數及計算方法見表2。在云平臺中分別審核單價、工作量和總額指標來進行精細化管理。

計劃利潤（SP）

實際利潤（AP）

成本偏差（CV）

成本偏差系數（DPI）

（1） 項目成本整體動態核算。根據云平臺動態計算項目的驗工計價產值、進度產值和成本歸集、結算、支付數據，對項目整體成本營收實現動態核算。

（2）項目人料機成本動態核算。在云平臺中，項目發起結算申請后，對當期結算中各項定額的實際消耗量和BIM實際完成進度的理論消耗量進行審核，分別對比當月量、價，以及累計、合約總量和總價，通過成本允許范圍（一般DPI系數為01以內）后，方能進入結算。

（3）財務OA流程風控。在結算數據審核通過后，結合進度、質安及合約、財務情況，通過OA流程[11]進行財務環節審核支付，各管理部門集約審核，提高效率。對于財務支付超過閾值的（合同約定支付上限及成本超支、資金缺口等），云平臺自動報警，終止流程。

（4）項目成本數據集成駕駛艙。BIM、數據、表格規則、權限流程等信息互通后，項目只需在云平臺中按時錄入現場進度、合同、人料機信息，即能在電子沙盤[12]中通過BIM開展各期實時動態控制，實現成本管控可視化。管理駕駛艙架構如圖5所示。

214成本動態過程管控效果

BIM+云技術融入了進度和成本維度，實現了實時動態信息自動分析。根據2023年10月的進度計劃，對該月盾構施工勞務合同的改進掙得值法進行參數分析，證明效果較好。當月計劃完成1200m工程量，實際完成1150m，預算單價為2000元/m，實際合同單價1850元/m，成本偏差系數在允許范圍

3結語

通過研發基于BIM+云技術的市政工程施工全過程成本控制解決方案，且通過對寧波市軌道交通7號線土建工程TJ7018項目的工程實測，得出如下結論：

（1）BIM成本控制以模型為載體，以數據信息為核心，通過BIM，實現各層面的信息互通及現場信息透明化、規范化；Rhino+Grasshopper+云平臺工作體系建模效率高，模型輕量化效果明顯。

（2）基于云平臺計算，可實現成本數據動態、智能計算，大幅提升各部門溝通效率，降低管理成本。

（3）對寧波市軌道交通7號線土建工程TJ7018項目的工程實測，驗證了成本管控解決方案的可行性，對數據的動態分析達到了成本管理的要求。

（4）本文的成本控制方法對于施工現場的主體BIM結構效果卓著，但是對非BIM成本控制仍待優化，因此，實現線上BIM與非BIM成本控制的結合是下一步的研究方向。

參考文獻

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[12]吳潔．成本核算在建筑施工企業工程項目管理中重要性分析[J]．價值工程，2014，33（3）：9192．

收稿日期：20240428

作者簡介：

樊烽（1981—），男，高級工程師，研究方向：云計算技術、成本管理。

吳昊（通信作者）（1997—），男，助理工程師，研究方向：BIM輕顯及參數化技術。

徐怡紅（1983—），女，講師，研究方向：BIM圖形技術。

*項目基金：浙江理工大學科藝學院省級一流課程資助項目“《建筑結構A》線上線下混合式一流課程”（2020sy1kc10）。