基于BIM技術(shù)的工程項(xiàng)目全生命周期成本管理模式研究

［摘 要］本研究旨在利用建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）的技術(shù)優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)從項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)營(yíng)和維護(hù)階段的成本管理，首先詳細(xì)論述BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目全生命周期成本管理中的應(yīng)用，然后闡述基于BIM技術(shù)的工程項(xiàng)目全生命周期成本管理模式的構(gòu)建路徑。基于BIM技術(shù)的工程項(xiàng)目全生命周期成本管理模式通過建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和模型集成，設(shè)計(jì)基于BIM的工作流程和信息交換機(jī)制，開發(fā)成本模型和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，實(shí)現(xiàn)全面的成本控制和風(fēng)險(xiǎn)管理。這種模式的研究有助于增強(qiáng)成本預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性，優(yōu)化項(xiàng)目的資源利用和決策制定，最終實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目的成功交付和可持續(xù)發(fā)展。

［關(guān)鍵詞］BIM技術(shù)；工程項(xiàng)目；全生命周期；成本管理

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2024.08.029

［中圖分類號(hào)］TU723.3；TU17 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A ［文章編號(hào)］1673-0194（2024）08-00-03

0" " "引 言

BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目管理中的應(yīng)用已經(jīng)被廣泛認(rèn)可，并取得了顯著的成果。然而，目前大部分研究注重BIM在設(shè)計(jì)和施工階段的應(yīng)用，對(duì)于BIM在工程項(xiàng)目全生命周期成本管理方面的研究相對(duì)較少［1］。工程項(xiàng)目的全生命周期成本管理是一個(gè)復(fù)雜的過程，涉及項(xiàng)目計(jì)劃、設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工、運(yùn)維等各個(gè)階段，其中成本是一個(gè)重要的考量因素。傳統(tǒng)的成本管理方法存在許多問題，如信息不對(duì)稱、數(shù)據(jù)難以共享和協(xié)作困難等。而BIM技術(shù)具有信息集成、協(xié)同設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)共享的特點(diǎn)，可以為工程項(xiàng)目提供全方位的成本管理支持［2］。研究基于BIM技術(shù)的工程項(xiàng)目全生命周期成本管理模式具有重要的意義：一方面，優(yōu)化成本管理流程可以提高項(xiàng)目管理的效率和質(zhì)量，降低項(xiàng)目成本，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目可持續(xù)發(fā)展；另一方面，基于BIM技術(shù)的成本管理模式可以實(shí)現(xiàn)更精確、全面的成本預(yù)測(cè)和更有效的控制，減少成本風(fēng)險(xiǎn)，并能夠更好地滿足業(yè)主和利益相關(guān)者的需求［3］。因此，在當(dāng)前快速發(fā)展的工程建設(shè)領(lǐng)域，研究基于BIM技術(shù)的工程項(xiàng)目全生命周期成本管理模式具有重要意義，有助于推動(dòng)工程項(xiàng)目管理科學(xué)化、智能化和可持續(xù)發(fā)展。

1" " "BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目全生命周期成本管理中的應(yīng)用

當(dāng)前，工程項(xiàng)目全生命周期成本管理模式存在一些不足之處，如數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊，數(shù)據(jù)一致性難以保證，缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的成本模型和評(píng)估方法，成本管理往往僅關(guān)注建設(shè)階段，對(duì)于運(yùn)營(yíng)和維護(hù)階段的成本控制關(guān)注較少。為了有效解決上述問題，可將BIM技術(shù)應(yīng)用于工程項(xiàng)目全生命周期成本管理中。BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目全生命周期成本管理中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在項(xiàng)目計(jì)劃階段、設(shè)計(jì)階段、施工階段以及運(yùn)維階段，下面對(duì)BIM技術(shù)在不同階段的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析。

1.1" "BIM技術(shù)在項(xiàng)目計(jì)劃階段的應(yīng)用

在項(xiàng)目計(jì)劃階段，BIM技術(shù)可以提供許多有益的應(yīng)用支持，如可行性研究和成本預(yù)估、項(xiàng)目計(jì)劃優(yōu)化和時(shí)序決策等。首先，BIM技術(shù)在項(xiàng)目計(jì)劃階段的兩個(gè)重要應(yīng)用是可行性研究和成本預(yù)估。建立BIM模型并結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)，可以對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的可行性進(jìn)行評(píng)估，并對(duì)不同方案的預(yù)計(jì)成本作出精確估算［4］。BIM模型能夠提供特定材料和構(gòu)造方法的詳細(xì)信息，使得成本預(yù)估更加準(zhǔn)確和可靠。其次，BIM技術(shù)還可以在項(xiàng)目計(jì)劃優(yōu)化和時(shí)序決策方面提供支持。BIM模型可以與進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同施工任務(wù)和時(shí)間表的可視化展示。這可以幫助項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)識(shí)別和解決潛在的沖突與問題，優(yōu)化施工順序，提高效率［5］。此外，基于BIM模型的3D可視化能夠幫助項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)更好地理解和溝通項(xiàng)目計(jì)劃，從而加強(qiáng)合作。在項(xiàng)目計(jì)劃階段，BIM技術(shù)的另一個(gè)應(yīng)用是優(yōu)化資源管理。BIM模型可以集成材料、設(shè)備和人力資源的信息，幫助項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)更有效地規(guī)劃和管理資源需求。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過準(zhǔn)確的資源模擬和分析，可以減少資源浪費(fèi)，并確保項(xiàng)目計(jì)劃順利實(shí)施。

1.2" "BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段的關(guān)鍵應(yīng)用是基于BIM的成本控制和量化評(píng)估，通過構(gòu)建BIM模型，并將相關(guān)成本信息與該模型集成，能夠快速準(zhǔn)確地計(jì)算出項(xiàng)目不同設(shè)計(jì)方案的成本。BIM模型可以提供一個(gè)精確的構(gòu)建元素清單，其中包含詳細(xì)的材料數(shù)量、成本數(shù)據(jù)及其他相關(guān)成本項(xiàng)。這使得項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)能夠更好地對(duì)設(shè)計(jì)選擇進(jìn)行評(píng)估，預(yù)測(cè)潛在的成本變化，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行控制［6］。BIM技術(shù)還可以在設(shè)計(jì)階段的材料、設(shè)備和人力資源管理方面提供支持。將這些資源相關(guān)信息與BIM模型進(jìn)行集成，可以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對(duì)資源需求的準(zhǔn)確規(guī)劃和管理。BIM模型可以提供各種材料、設(shè)備和人員的詳細(xì)信息，如尺寸、規(guī)格、數(shù)量、供應(yīng)商等。這使得項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)能夠更好地優(yōu)化資源使用，避免資源浪費(fèi)和過度采購(gòu)，從而降低成本。

1.3" "BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用

BIM技術(shù)在施工階段的一個(gè)重要應(yīng)用是將進(jìn)度計(jì)劃與BIM模型進(jìn)行集成和優(yōu)化。通過將施工進(jìn)度與BIM模型相結(jié)合，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)施工進(jìn)度的可視化展示。這有助于團(tuán)隊(duì)識(shí)別潛在的時(shí)間沖突和問題，并在施工過程中進(jìn)行規(guī)劃和調(diào)整。與傳統(tǒng)的二維進(jìn)度計(jì)劃相比，基于BIM的三維圖形表示能夠更直觀地展示不同任務(wù)之間的關(guān)系，并幫助項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)更好地理解和溝通施工計(jì)劃。BIM技術(shù)在施工階段還可以用于進(jìn)度和成本風(fēng)險(xiǎn)管理。通過采用BIM技術(shù)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)可以對(duì)施工進(jìn)度和成本風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化評(píng)估和模擬分析。BIM模型可以提供詳細(xì)的構(gòu)件元素和工藝信息，以及與之相關(guān)的施工時(shí)間和成本數(shù)據(jù)。這使得項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)能夠預(yù)測(cè)和評(píng)估潛在的風(fēng)險(xiǎn)，采取相應(yīng)的措施進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制和管理。通過應(yīng)用BIM技術(shù)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)能夠更好地優(yōu)化資源和利用時(shí)間，減少施工中的誤差和變化，并提高項(xiàng)目的整體效率和成本控制能力。

1.4" "BIM技術(shù)在運(yùn)維階段的應(yīng)用

通過在建設(shè)階段創(chuàng)建和整理BIM模型，并將相關(guān)信息與之關(guān)聯(lián)，運(yùn)維團(tuán)隊(duì)可以方便地獲取設(shè)備和構(gòu)建元素的詳細(xì)信息，包括維護(hù)手冊(cè)、維修歷史、使用說明等。這樣的設(shè)施管理系統(tǒng)能夠幫助團(tuán)隊(duì)更好地編制和執(zhí)行設(shè)備維護(hù)計(jì)劃，預(yù)測(cè)與調(diào)整維修周期和成本，并及時(shí)解決問題，減少運(yùn)營(yíng)中的故障和停機(jī)時(shí)間。BIM模型是一個(gè)包含豐富信息的數(shù)字化模型，其中包括設(shè)備、部件、供應(yīng)商、安全性和質(zhì)量等方面的信息。通過這些數(shù)據(jù)，運(yùn)維團(tuán)隊(duì)可以更好地評(píng)估設(shè)備和建筑物的使用狀況，制訂長(zhǎng)期的維護(hù)計(jì)劃和投資戰(zhàn)略，優(yōu)化維護(hù)資源和成本的分配，并為后續(xù)工程項(xiàng)目的決策提供依據(jù)。通過運(yùn)用BIM技術(shù)，運(yùn)維團(tuán)隊(duì)可以與其他管理系統(tǒng)，如計(jì)算機(jī)化維護(hù)管理系統(tǒng)（Computerized Maintenance Management System，CMMS）、地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）等進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息互通，并提高團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)調(diào)性和協(xié)作效率。此外，BIM技術(shù)還可以通過虛擬模擬和可視化展示設(shè)施運(yùn)營(yíng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，幫助運(yùn)維人員更好地理解和溝通設(shè)施運(yùn)營(yíng)情況，提高工作效率和質(zhì)量。

2" " "基于BIM技術(shù)的工程項(xiàng)目全生命周期成本管理模式的構(gòu)建路徑

由上述分析可知，BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目全生命周期成本管理中的應(yīng)用具有重要作用。應(yīng)用BIM技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目各階段的信息集成、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和模型協(xié)同，從而提高項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的協(xié)作效率和成本管理的準(zhǔn)確性。在工程項(xiàng)目全生命周期階段，進(jìn)一步對(duì)基于BIM技術(shù)的工程項(xiàng)目全生命周期成本管理模式進(jìn)行構(gòu)建，能夠提高成本管理成效。

2.1" "數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和模型集成

為確保項(xiàng)目數(shù)據(jù)的一致性和通用性，首先要選擇國(guó)際通用的國(guó)際建筑信息模型標(biāo)準(zhǔn)（Industry Foundation Classes，IFC）格式作為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式。為確保數(shù)據(jù)交換順暢，采用OpenBIM標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)為不同的BIM軟件提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換語言。為了確保數(shù)據(jù)的安全性和可訪問性，使用BIMserver作為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)。在模型集成方面，選用Autodesk Revit作為主要建模工具，該工具支持多種數(shù)據(jù)格式，并且有強(qiáng)大的模型整合功能，可以為項(xiàng)目參與方開發(fā)一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口，確保各種BIM模型能夠順利導(dǎo)入Revit中進(jìn)行整合。為了確保模型的準(zhǔn)確性和一致性，還需要采用模型對(duì)比和驗(yàn)證工具，對(duì)整合后的模型進(jìn)行質(zhì)量檢查，確保其達(dá)到項(xiàng)目要求。在實(shí)踐中，需要明確項(xiàng)目參與方的職責(zé)和分工，由主承包商負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的制定和維護(hù)，各分包商按照標(biāo)準(zhǔn)提供BIM模型；組建數(shù)據(jù)驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)，對(duì)模型進(jìn)行定期檢查，確保其準(zhǔn)確性和一致性；每當(dāng)有新的技術(shù)或工具出現(xiàn)，都應(yīng)及時(shí)評(píng)估并更新數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和模型集成策略，確保其始終保持領(lǐng)先地位；為了加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)作，需要定期組織培訓(xùn)和分享會(huì)，讓參與項(xiàng)目的各級(jí)人員都對(duì)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和模型集成策略有深入的了解。這些具體的做法能夠確保所實(shí)施的工程項(xiàng)目在全生命周期中都能夠高效、準(zhǔn)確地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和模型集成，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效整合和共享。

2.2" "基于BIM的工作流程和信息交換機(jī)制設(shè)計(jì)

在進(jìn)行基于BIM的工作流程和信息交換機(jī)制設(shè)計(jì)時(shí)，首先可以根據(jù)項(xiàng)目的具體需求和目標(biāo)，為每個(gè)階段制定詳細(xì)的工作流程。在規(guī)劃階段，確定項(xiàng)目的整體目標(biāo)和范圍，并明確BIM技術(shù)的應(yīng)用范圍和預(yù)期成果。在設(shè)計(jì)階段，利用BIM軟件進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和機(jī)電設(shè)計(jì)等，并采用協(xié)同設(shè)計(jì)的方法，使各個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)師能夠?qū)崟r(shí)共享和更新模型信息。在施工階段，利用BIM技術(shù)進(jìn)行施工模擬、施工進(jìn)度控制和質(zhì)量控制等，并建立基于BIM的施工管理系統(tǒng)，使各參與方能夠?qū)崟r(shí)共享施工信息。在運(yùn)維階段，利用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)施管理、維護(hù)和更新等，并制定詳細(xì)的運(yùn)維流程。同時(shí)，設(shè)計(jì)基于BIM的信息交換機(jī)制，制定詳細(xì)的信息交換流程。建立基于BIM的信息共享平臺(tái)，使各參與方能夠?qū)崟r(shí)共享和交換信息，為不同的軟件或系統(tǒng)開發(fā)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口，便于信息的導(dǎo)入和導(dǎo)出。制定信息傳遞的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確保信息的準(zhǔn)確性和一致性。在實(shí)踐中，應(yīng)注重明確各個(gè)參與方的職責(zé)和分工，建立有效的溝通機(jī)制，并注重?cái)?shù)據(jù)的保護(hù)和保密工作。這些具體的做法有助于提高項(xiàng)目管理的效率和準(zhǔn)確性，為項(xiàng)目的成功實(shí)施提供有力支持。

2.3" "成本模型和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型的開發(fā)

在進(jìn)行成本模型和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型的開發(fā)時(shí)，可以采取以下具體步驟。首先，需要收集與項(xiàng)目相關(guān)的所有數(shù)據(jù)，包括項(xiàng)目計(jì)劃、預(yù)算、歷史成本數(shù)據(jù)、市場(chǎng)趨勢(shì)等，這些數(shù)據(jù)能夠提供關(guān)于項(xiàng)目成本和風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)信息。基于收集到的數(shù)據(jù)，建立一個(gè)成本模型，這個(gè)模型可以是一個(gè)簡(jiǎn)單的線性模型，也可以是一個(gè)更復(fù)雜的回歸模型或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。在建立模型時(shí)，需要確定哪些因素對(duì)項(xiàng)目成本有顯著影響，并將這些因素納入模型。其次，對(duì)構(gòu)建的成本模型進(jìn)行驗(yàn)證和調(diào)整，使用歷史數(shù)據(jù)來測(cè)試模型的準(zhǔn)確性，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)模型進(jìn)行調(diào)整。使用模擬技術(shù)來模擬項(xiàng)目成本的未來趨勢(shì)，以便更好地了解項(xiàng)目的成本情況。與此同時(shí)，還可以使用概率影響矩陣或其他風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，量化風(fēng)險(xiǎn)并確定其優(yōu)先級(jí)，具體包括識(shí)別項(xiàng)目中的潛在風(fēng)險(xiǎn)因素，并評(píng)估這些因素對(duì)項(xiàng)目成本的影響。最后，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，制定相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施來降低項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)，具體包括制訂風(fēng)險(xiǎn)管理計(jì)劃、加強(qiáng)項(xiàng)目監(jiān)控、調(diào)整項(xiàng)目計(jì)劃等。在此基礎(chǔ)上，使用應(yīng)急儲(chǔ)備金來應(yīng)對(duì)不可預(yù)見的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，還需要持續(xù)監(jiān)控項(xiàng)目的成本和風(fēng)險(xiǎn)情況，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)成本模型和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型進(jìn)行更新與調(diào)整，以便后續(xù)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取相應(yīng)的解決措施，確保項(xiàng)目順利進(jìn)行。總之，進(jìn)行成本模型和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型的開發(fā)需要采取包括收集數(shù)據(jù)、建立模型、驗(yàn)證和調(diào)整模型、進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、制定應(yīng)對(duì)措施以及持續(xù)監(jiān)控和更新等在內(nèi)的一系列步驟，這些具體步驟可以讓項(xiàng)目管理人員更好地了解項(xiàng)目的成本和風(fēng)險(xiǎn)情況，并采取相應(yīng)的措施來確保項(xiàng)目成功實(shí)施。

3" " "結(jié)束語

基于BIM技術(shù)的工程項(xiàng)目全生命周期成本管理模式的研究，給工程項(xiàng)目管理帶來了革命性的改變和創(chuàng)新，通過整合BIM技術(shù)和成本管理原理，該模式實(shí)現(xiàn)了從項(xiàng)目規(guī)劃到維護(hù)的全面成本控制和風(fēng)險(xiǎn)管理。它通過數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、模型集成、工作流程設(shè)計(jì)和信息交換機(jī)制優(yōu)化等手段提高了項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的協(xié)作效率，增強(qiáng)了成本預(yù)測(cè)和決策制定的準(zhǔn)確性。這種研究不僅為工程項(xiàng)目的成功交付和可持續(xù)發(fā)展提供了有力支持，還推動(dòng)了整個(gè)建筑行業(yè)向數(shù)字化轉(zhuǎn)型的進(jìn)程。基于BIM技術(shù)的工程項(xiàng)目全生命周期成本管理模式的研究將在未來繼續(xù)深入，給工程項(xiàng)目管理帶來更高效的解決方案。

主要參考文獻(xiàn)

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［基金項(xiàng)目］江西省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目“基于BIM的工程造價(jià)精細(xì)化管理體系運(yùn)用策略分析”（GJJ2203920）。

［作者簡(jiǎn)介］萬歡（1991— ），女，江西南昌人，講師，主要研究方向：工程管理工程造價(jià)；賴震宇（1985— ），男，江西瑞金人，碩士，講師，主要研究方向：建筑結(jié)構(gòu)、工程管理、土木工程。