1、BIM技术在施工阶段中对项目成本的影响分析BIM技术在施工阶段中对项目成本的影响分析摘 要BIM技术作为建筑企业智能化建造的重要工具，因能多维度展示项目集成模型及相关信息，信息互换与共享，备受建筑企业青睐。BIM建模技术目前已相对成熟，但是BIM技术的施工应用研究还停留在起步阶段，因此，本文将重点以BIM技术在施工阶段成本管理中的应用为切入点，对施工阶段的结构碰撞成本影响分析和机电成本影响分析的方面进行研究，分析BIM技术对项目的成本的影响，并结合挣得值法对实际项目的成本数据进行案例分析，以论证BIM技术对成本控制的正向影响，以期对后续项目提供参考。关键词：BIM技术 施工阶段 项目成本 挣得
2、值法AbstractAs an important tool for intelligent construction of construction enterprises, BIM technology is favored by construction enterprises because it can display project integrated model and related information in multiple dimensions, and exchange and share information. BIM modeling technology i
3、s relatively mature, but the construction of the application of BIM technology research also stay at the early stage, therefore, this article will focus on BIM technology application in the construction stage of cost management as the breakthrough point, the structure of construction phase collision
4、 cost effect analysis and mechanical and electrical aspects of impact analysis of cost, the analysis of the effect of BIM technology to the cost of the project, and combining the method of earned value to case analysis, the cost of actual project data to demonstrate the positive influence of BIM tec
5、hnology to control the cost and provide reference for subsequent project.Key words: BIM technology construction phase project cost earned value method第一章 绪论1.1研究背景BIM自从2003年进入中国以来，被应用的频率越来越多，尤其是在建筑业方面很受人们喜爱。住建部在2011年发布的2011至2015年建筑业信息化发展纲要，“十二五”任务的重点就是普及建筑企业信息。在2015年7月由城乡建设部和住房部联合发行的关于推进建筑信息模型应用的指导意
6、见，其中再次突显和强调了BIM的作用和用途【1】。在BIM得到政府大力支持的同时，其他有关建筑业的行业也投入了大量物力和财力，争取将BIM实际应用到工程项目当中去。在北上广深一线城市的带领下，各地区也都在为了BIM发展贡献力量，颁布各地方的有关BIM的条例。BIM这项技术，渐渐融入实践，成为现在技术的发展重点和方向。但尽管各地区在努力推进BIM，但实际应用还不足够，多由于BIM的使用需求而放弃。1.2研究现状及意义1.2.1 BIM国外研究现状上世纪七十年代美国乔治亚理工大学的教授Chuck Eastman首次提出了BIM的相关概念，随后Rober Aish于二十世纪八十年代提出了建筑信息模型
7、（buliding information）的概念。同阶段，一些其他的欧美国家也开始尝试BIM的应用，开始学习美国对于BIM技术的研究，也是从此时，BIM开始进入一些发达国家的视线。在如今，伴随着BIM技术的成熟，已经成为了各国各专业设计师的必备品，必修课，BIM是技术发展的方向，是各专业的路标，因此为了适应这项新技术带给社会的影响和冲击力，各国都在制定符合本国相关情况的政策，以此来发展和推动BIM在本国的发展。美国：在2003年美国政府提出了3D-4D-BIM计划方案，以及BIM技术应用于研究建筑项目全寿命周期，又在2007年规定，政府的所有相关项目都要运用BIM技术。韩国和日本：在亚洲，韩
8、国和日本在BIM上的应用和发展处于领先优势，在2013年，日本规定，BIM技术要应用于所有国土交通厅的管辖范围内。韩国则利用IT技术来提高BIM技术的应用。英国：英国政府的动作相对于美国来说慢了一些，但英国政府同样要求政府项目必须使用BIM技术，在2009年英国政府发布了有关英国本国的BIM使用标准，并在2016年正式启用所有公共设施建筑都必须使用BIM技术。1.2.2 BIM国内研究现状（大兴机场）在中国BIM技术发展处于落后状态，相比于欧美国家，甚至于日本韩国都落后数十年有余，但是由于BIM技术的特别，我国政府依旧觉得大力支持这项技术，并准备广泛应用于建筑业当中。中国尊，火神山，大兴机场就
9、充分的突出了BIM技术的优势。尤其是在北京大兴机场的建设过程中，运用BIM技术建立出三位模型取代了传统的二维图纸，给人更直观的感受，在BIM平台上实现了可视，立体的建筑模型，这是BIM带给我们的一大突破。并且也打破了从前的监控方式，通过大数据的实时监控，提高了施工效率，大大降低了返工和误差的次数。同时由于BIM技术的引进，东航在上海的基地所用的工程时间比原本计划的时间少了3个月，大大减少了人力和物力。在中国许多研究人员针对BIM的特性进行了多次探讨和研究，在BIM某些方面取得了一定程度上的突破。但是从整体来看，这些突破远远不够，由于这些研究人员缺乏这方面的经验，还是很难取得突破性的进展。但是可
10、以肯定的是BIM技术的应用让施工项目在成本方面得到了绝对的节省和控制。我国已经引入很多BIM的相关教育，主要体现在多个高校方面，例如清华大学，复旦大学都设立了相关BIM的课程。各个企业也在适应BIM技术，以中建三局，中建四局为例。1.2.3研究意义现如今，进入21世纪以来，信息时代也随之到来，数据的重要在每个行业都有所体现，计算机技术的应用扩大到了每个角落，而建筑业，工程项目的成本控制也在随着逐渐信息化，数据化。BIM作为行业内公认的新型技术，新型理念，新型手段，已经逐渐成为了建筑业的引路标。更加模型化，信息化，网络化的特点，让项目中成本的控制变得更加灵活，打破了从前传统上对于项目成本的控制，
11、BIM技术实现了让成本的控制，不仅仅局限在初期和终期的成本计算中，而是更加灵活的运用在了动态成本当中。有关工程项目成本的控制和BIM技术的应用是主要的探讨和研究方向，但是将这两种技术相结合运用在施工项目当中还是非常少见的。期初，是分别研究施工阶段的成本控制和使用BIM技术的理论研究，并且对其已有深入了解，但是并未将两者相结合，更加优化的使用到工程项目中，其次，建筑工程的整个过程是非常浩大的，是一个长期的，复杂的工作过程，需要几个月甚至几年的时间来完成。当前所需要解决的，就是通过信息化的手段来提高施工效率。再利用BIM技术，将成本相关数据引入，得到一个完整的体系，运用BIM平台来实行发布指令，信
12、息共享，实时监控等操作。做到及时发现问题，解决问题，提高效率，向企业利益最大化的目标迈出坚实的一步。1.3研究内容本文主要研究工程项目的施工阶段，采用挣得值法与BIM技术相结合，用数据分析将BIM技术对施工阶段的成本的影响进行分析，主要从以下几个方面：(1)绪论本章节从论述研究背景和研究现状及意义出发，经过前期的大量参考文献的搜集和阅读相关资料，对BIM技术的国内外研究现状进行分析和阐述以及对成本控制做出了解，两者相结合提出本文的研究内容、方法以及技术线路。（2）对绿景BIM项目的施工阶段解决的项目成本分析。（3）BIM技术与传统技术对施工阶段的项目成本对比及潜力。（4）BIM施工成本控制在上
13、海七宝万科广场的应用本章节以上海七宝万科广场作为研究背景建立BIM5D施工成本控制模型数据库，研究该项目的成本控制，上海七宝万科广场在施工阶段碰撞检查，同时BIM5D技术通过WBS将两者结合，得出BIM技术在工程项目施工阶段成本控制中的优势。（5）综述BIM对改变建筑行业的未来预测与前景。1.4研究方法与技术线路1.4.1研究方法(1)文献研究法大量查阅与BIM技术、施工阶段要求、施工期间项目成本有关资料、分析、比较得出结论。(2)综合分析法通过实习,对工作环境进行观察学习，结合自身经历、参与过的使用BIM技术施工的项目相结合以及请教经验丰富的同事，对研究进行分析得出结论。(3)案例分析法本文
14、利用实际工程案例对所建立的BIM施工成本控制模型相结合，结合了上海七宝万科广场的特点，通过挣得值法分析深入的研究了BIM技术在施工阶段的成本控制，验证了BIM施工成本模型在实际应用所节约的成本。（4）挣得值法通过挣得值法用货币量代替工程量来测量工程进度，采用数学模型来真实的反应成本状况。第二章 工程施工阶段中项目成本控制及BIM理论2.1 工程项目成本控制相关理论2.1.1成本控制概念成本控制是将某种物品的成本控制在其预估范围之内，在一定的期间内把用于生产消耗所需费用和使用成本控制在一定范围之内，对其为外界因素的影响进行预估和判断，使其得到避免，从而达到控制成本的目的。2.1.2成本控制内容施
15、工阶段对成本的控制主要表现在项目施工所需的人工成本，材料成本，时间成本等计算，通过前期预测并和后期的预算进行对比，保证预算的成本和实际所需成本的差别。表2.1人工费的控制人工费是指支付给工程项目施工建设的工人的各项费用，根据工人的工作时长，施工项目，进度计划发放相应的费用，同时根据项目的完成情况评判成本的使用，避免无价值用工的出现。与此同时需要结合国家政策对劳动率的规定和人员保障方面的各项要求。通过合理的人员安排和时间计划，提高技术人员的施工效率，节约时间，降低用工的数量，达到人工费的控制。材料费的控制材料费指施工过程中耗费的原材料、辅助材料、构配件零件、半成品或成品、工程设备的费用，材料费用
16、的控制就是采用一定的方法对所耗费的材料成本实施控制，减少材料的消耗，降低成本。材料成本的控制主要从控制材料价格和控制材料用量两方面入手，在实际工程中，相关部门要从影响材料消耗的因素及材料采购成本构成要素进行分析。机械费控制机械费指在施工过程中使用自有施工机械所发生的费用，包括机上操作人员工资福利、燃料动力费、机械折旧费、修理费等用于大型机械的费用。关于施工机械费的控制，要合理的选用机械，充分发挥机械的能效;还要合理安排施工段落，以提高现场机械的利用率，减少机械费用成本;定期保养机械，提高机械完好率。2.1.3成本控制措施施工阶段的成本控制是一个动态的过程，在此过程中一步接着一步，首先要编制施工
17、成本计划，确定施工成本目标，在选取确定的时间对施工过程中成本分析，进行比较，计划成本和实际成本是否存在不一致的现象，如果存在则分析原因，找出合理的解决方案，也有助于成本管理人员有效的管理，最后进行实施后续工作，如果没有就可以直接达到成本控制的目的。图2.1编制施工计划图2.2 BIM技术相关理论2.2.1BIM技术的概念及特点BIM即建筑信息模型，全称是 Bulding Infomation Modeling，最早由美国的Chuck Eastman教授在30年前提出的 Building Description System模型演变而来，美国国家BIM标准( NBIMS)对BIM的定义由三部分组
18、成表2.2BIM是对一个工程项目的物理及功能特性通过数字化表达的一个模型。BIM是一个资源、数据、信息共享的平台，是一个集合工程项目相关信息，为该设施从项目的设计阶段开始贯穿整个施工阶段至项目的运营阶段的全生命周期中所有决策提供依据的过程。工程项目的设计、施工、验收阶段和各个参与方都可通过BIM的模型导入、提取收集相关数据，方便后续使用人员对BIM技术的核心是通过建立的模型所反映的数据研究，运用数据库对工程项目进行更好的判断和使用，同时可以监控建筑的所有信息。3D模型信息库涵盖的信息量远远超出建筑本身，不仅有建筑的几何信息，还有非构建的的信息，涵盖了方方面面，借助这个信息化模型，提高了工程项目
19、的信息化，使得各个阶段可以联系起来，进行信息互换和信息共享，使得工程项目透明化可视化，但从目前我国的BIM技术仍处于发展阶段，相对于国外发展较晚，尚不成熟，想要完善数据库还需要花费一段时间，现阶段对BIM技术的应用仅仅停留在对信息的收集和应用方面，对后续的发展应用还需更健全的信息库做支撑，才可以具备发展条件，所以BIM技术是将工程中的各个环节很好的相结合，对信息的收集和整合进行了汇总，对于3D模型的信息收集与完善在施工进度中起到了深远的意义，同时还可以提升工程项目参与各方对于信息内容的掌控与把控。通过以上BIM的认识，可以看出BIM不仅是一种新型的信息结合技术，也通过信息的转化有效的解决实际的
20、工程问题。BIM技术作为建筑产业信息化的核心技术，现阶段在我国仅仅在设计阶段广泛应用，在后续的施工和运维阶段仍处于初级阶段，但是他的应用不仅局限于现阶段的研究，还可以推广到更多的专业中去，实现其更大的价值。BIM技术作为建筑信息技术，是以3D模型为基础的新型信息整合技术，为工程项目提供了依据和可靠保障，其本身主要有五大特点:表2.3可视化可视化顾名思义透明化，是BIM强有力地特点，在当下工程项目中掺杂许多复杂环节，以及预料不到的管道碰撞等问题，当前我国的建筑行业复杂多元化，为了减少返工、降低成本、提高效率，我们将传统的CAD二维图纸变更为三维图纸，增加了碰撞检验，仿真模拟、施工动画，使得项目参
21、与方可以有专业的共享平台和信息交流中心，BIM技术的出现为项目提供了新的思路，将人们的传统认知进行扭转，将平面转为立体，是各种信息相结合，为后期工作提供了强有力的支撑，为各个管理者也提供了方便，为施工人员也减少返工做出了积极地意义，同时有利于提高整体管理水平、生产效率，降低成本。协调性协调是建筑产业中的重点核心内容，不论是工程项目的哪一方人员，都要有着较高的协调能力。我们传统意义上的协调是一且发现项目在实施过程中出现了问题，就要将相关人土组织起来开协调会，寻找问题发生的原因以及解决办法，而后做出施工变更，这种方法虽可行但不高效。BIM的协调性就可以很好的解决类似问题的发生，BIM建筑信息模型可
22、以在项目开工前期对各专业碰撞问题进行协调，生成协调数据下发至各专业管理人员，减少因碰撞问题产生的其他成本问题。模拟性BIM技术所包含的各类构件的物理信息和其他信思能够直观的反应出该构件的属性，它的模拟性不只是针对所设计的建筑物，还能够模拟出一些真实世界的东西，例如:在设计阶段可以进行节能模拟、日照模拟等:在施工阶段可以模拟砌体墙排砖、塔吊的协同作业等;在运维阶段模拟地震人员逃生模拟及火灾疏散模拟。还可以在招投标和施工阶段向BIM3D模型中加入时间数据进行BIM4D模拟或者加入成本数据进行BIM5D模拟，从而实现施工阶段对进度和成本的控制。优化性我国现阶段的工程项目逐渐趋向大规模且复杂性强的项目
23、，而往往复杂程度达到一定高度就会超过参与人员自身的能力，与此同时，这些项目往往有着施工周期紧张，技术含量高的特点。BIM模型可以通过调整优化模型，直观的对比个项目在优化前与优化后的区别，减少不必要的工作，使大型建筑项目的优化成为可能。可出图性现阶段工程项目交付图纸仍以2D平面图为主，BIM模型不仅能绘制出常规的建筑设计图纸，还可以将建筑物的可视化展示图、模拟、碰撞、优化后的图纸进行输出，并出具各专业图纸及深化图纸。2.2.2BIM技术在施工中的应用在项目建造过程中通过BIM技术可以对项目进行动态监控。根据前述资源需求量安排采购和进场。基于BIM的工程量统计比传统的方法更准确，同时可在BIM模型
24、中提取项目的物理信息和过程信息，并将不同阶段的施工信息及时反馈到BIM系统中，找出实际应用和计划之间的不同，进行有效准确地调整，如果在项目中出现了变化，可及时更正模型提取变更后的成果，不至于施工过程中进行改动，根据模型的变更情况，及时调整和更新进度计划。BM技术将项目各参与方融入其中，使得整个建筑行业管理信息化，打破了各参与方之间的交流壁垒，在提高建造效率的同时降低建筑成本。2.2.3BIM技术所采用的应用软件表2.4Autodesk由 Autodesk公司开发的一套系列软件，该软件是 Autodesk公司专为BIM技术所设计的软件，它可以帮助建筑设计师设计出质量更好，能效更好的建筑Autod
25、esk Revit包含了建筑、结构和设备三个核心专业的软件，即 Autodesk Revit、Archtecture、 Autodesk Revit Structure、 Autodesk Revit MEP，为了让使用人员具有更好的设计协同平台， Autodesk公司又将前三款软件合并为一款AutodeskRevit2013，Autodesk Navisworks是一个全方位的模型设计，包含模型的碰撞检查和冲突分析，变得更加可视化以及真实化，使项目管理人员及时发现施工图纸中的问题并改正。Bentley建筑、结构和设备软件Bentley建筑、结构和设备软件同 Autodesk Revit相同，
26、也是一套系列的软件，该软件也同样由三个部分组成，分别是 Bentley Architecture、 Bentley Structure和 Bentley Projectwise. Bentley产品常用于工业设计和基础设施领域，是全球第二大地理信息软件解决方案提供商。Bentley产品与 Autodesk Revit相比，以其内存小、更便捷和互操作性高的优点和其具有的很强大逻辑性和专业性成为了BIM技术的核心建模软件，但因其学习成本高、周期长以及上手难度高等问题，导致了它在国内的发展受到了严重的制约。Tela软件Tela软件是 Trmble公司旗下的一款功能强大、设计便利的钢结构软件，它是通过
27、先创建3D模型后自动生成钢结构详图和各种报表来方便视图功能。利用Tekla软件可以深化任意类型属性建筑设计，自动进行碰撞检查，为设计及工厂提供分析解决方案。广联达广联达BIM建造系列软件是广联达软件公司旗下的软件产品，该系列软件包括 BIMSD、斑马进度计划、BIM施工现场布置，为工程项目提供可视化、可量化的协同管理平台。同时通过轻量化的BIM应用方案，达到减少施工变更、缩短工期和控制成本等效果。自2018年起，广联达软件公司首次提出BIM进入3.0时代，一站式BIM土建计量产品GLJ2018正式上市，打破了我们对广联达公司下软件的固有造价管理软件的印象。第三章基于BIM技术在施工阶段对工程项
28、目的成本控制3.1工程项目在传统的施工阶段成本控制流程施工阶段的成本控制主要表现在预算、计划、核算、分析等方面、因为施工过程中环环相扣，不断重复循环过程，所以对成本进行了必要的控制措施，根据中标价格及工程量的计算得到了预算成本，而后参考施工组织计划对预算成本进行分析制定施工成本计划，并将其作为工程项目成本的上限展开后续的成本控制工作。在项目进行阶段中，成本估算相关人员，会进行整理和收集与成本相关的资料，应用在日后计算实际成本。再将两者相比较，如发现两者之间的偏差较大，则及时分析偏差产生的原因并及时纠偏采取措施，以免造成更大的损失，成本控制人员应对材料利用量及设备使用情况进行计算及复核，以免材料
29、采购数量过多造成材料剩余。针对施工过程中出现的工程变更的情况，成本控制人员应对产生变更的工程量进行重新计算，更新预算成本及成本计划施工过程中的成本控制工作应在保证工程项目施工质量及安全的情况下，对施工过程中产生的费用进行跟踪、分析及控制。同时施工的质量及安全也会对施工阶段的成本控制有着十分重要的影响。图3.1成本控制流程图3.2基于BIM技术的施工阶段成本控制流程通常在以往的施工过程当中的成本控制主要是在项目后的核算，对于过程中的把握，成本动态跟踪不够重视，而BIM的成本控制，结合三维模型加入了成本维度和时间，形成了5D模型，对动态的掌握更加清晰。能够在施工之前通过一系列控制工作如图纸会审、净
30、高检查、碰撞检查、场地布置等提前发现并规避施工过程中可能存在的问题，然后在施工过程中分阶段对实际计算值，成本估计值交叉对比，查出偏差因素。图3.2基于BIM施工阶段成本控制流程图3.3 BIM技术在工程项目成本控制的价值分析可视化管理BIM的可视化管理可以监控整个工程项目，使管理者在项目中条理清晰，是整个项目变得透明化与可视化，这样的工程每一环节每一步骤都可以适时进行反馈，是施工过程更加直观，全面变成信息的可视化，从而达到成本的透明化。 变更管理变更管理，由于BIM新型技术的融入，我们可以在设计阶段和施工准备阶段进行预估检查模拟，以防止因无法预估的原因导致计划改变，比较环境的改变，政策的变化，
31、业主的更换，都是我们要预估的事情，如果在施工过程当中发生更改，应尽快利用BIM模型计算变化后的动态结果。材料管理材料管理在施工过程当中是不容忽视的关键部分，运用5DBIM模型计算出资源信息，施工进程以及实体组成构件，同时要严格遵从流程对实体组成构件，组合，切割，制定相应所需材料。再由相应管理人员查看相关情况，指导购买。支付管理支付管理，运用BIM新型技术的自动计算，自动补充，自动调整，准确计算统计已完成的相关成本信息，并通过相关平台向业主申请支付。同时BIM可进行自动计算，记录数据，为管理人员提供方便。结算管理在施工完成后，BIM模型由于覆盖了项目所有相关数据，可以直接看出变更和索赔以及一系列
32、信息，使得信息变得精准，避免麻烦的事情出现。3.4BIM技术在工程项目成本控制中的方法3.4.1挣得值分析法挣值分析法（Eamed Value）又称为赢得值法或偏差分析法，是在工程项目实施过程中使用较多的一种方法，1967年由美国国防部开发并成功将其应用于国防工程中，后逐渐获得广泛应用与工程项目实施过程中。挣值分析法的核心目的是将某时间的挣得值与计划值和实际值进行对比分析，得到工期是否延退或提前、成本是否超支或节约的结果，根据分析的结果来判定成本控制的效果。【6】在实际完成同样工作的前提下，比较预算成本与实际成本之间的偏差，所得到的就是成本差异。在挣值分析法中能够体现出成本差异基本参数指标有三个即BCWP、BCWS及ACWP，分别表示已完工程计划成本、拟完工程计划成本和已完工程实际成本，下面将详细的介绍这三个基本参数指标。表3.1已完工程计划成本( Budgeted Cost for Work Performed，简称BCWP)已完工
