TeklaBIM 在实际应用中的投资回报分析

陈晓蓉CHEN Xiao-rong；于海艳YU Hai-yan；李光耀LI Guang-yao

（①中建安装工程有限公司，南京 210000；②南京化工设备制造有限公司，南京 210000；③东南大学土木工程学院，南京 210000）

（①China Construction Installation Engineering Co.，Ltd.，Nanjing 210000，China；②Nanjing Chemical Equipment Manufacturing Co.，Ltd.，Nanjing 210000，China；③School of Civil Engineering，Southeast University，Nanjing 210000，China）

0 引言

随着建筑信息模型（BIM）的出现，建筑行业发现这种技术可以给建筑的设计和施工流程带来巨大变化。但在采购这项技术之前，企业中的财务管理者可能会坚决要求进行投资回报分析。对于BIM 投资回报率的计算，对建筑业企业的发展策略有着重大的影响。这其中被称为BIM 诞生之前的BIM 的TeklaBIM 在具体项目中的应用，很大程度上节约了项目时间与资金成本。

1 投资回报率ROI

投资回报率（ROI）是指通过投资而应返回的价值，企业从一项投资性商业活动的投资中得到的经济回报。它涵盖了企业的获利目标。投资回报率与利润和投入的经营所必备的财产相关，因为管理人员必须通过投资和现有财产获得利润。

一般来说，经济学上计算投资回报率的公式为：

投资回报率（ROI）=年利润或年均利润/投资总额×100%

（以上解释来自MBAlib）

从公式中我们可以看出，企业可以通过降低销售成本，提高利润率以及提高资产利用效率来提高投资回报率。

投资报酬率能反映投资中心的综合盈利能力，且由于剔除了因投资额不同而导致的利润差异的不可比因素，因而具有横向可比性，有利于判断各投资中心经营业绩的优劣；此外，投资利润率可以作为选择投资机会的依据，有利于优化资源配置。另外，其缺点是没有考虑资金时间价值因素，不能正确反映建设期长短及投资方式不同和回收额的有无等条件对项目的影响。且只有投资利润率指标大于或等于无风险投资利润率的投资项目才具有财务可行性。投资回报率往往具有时效性，因为回报通常是基于某些特定年份。

2 BIM 投资回报率

2.1 使用BIM 的价值 BIM 可提供给用户极高的价值，帮助其实现技术投入的增值。一半以上用户表示BIM为他们的业务带来了非常积极的作用，并帮助其加快了近期业务的发展。BIM 技术可以带来的利益包括：不同软件和项目成员间合作变得更加方便；生产效率有所提升；沟通得到改善；作业质量控制有所改善等等。

对于业主来说，更有效的管理项目需要达到一个项目的最佳的做法。BIM 不是追求最佳实践当中短期利润，而是追求一个永不过时长期的利润。BIM 可以使得建筑更有持续性，一项统计中显示我国目前建筑项目中有高达40%的浪费。采用BIM 可以有持续的发展，可以最少的浪费材料、能源、运输和昂贵的返工、修改，直接可以从模型当中获取准确的材料清单，计划安排，以及提供给财务的物资管理系统，这还可以和机械设备直接接口，整合设计到生产，而且不容易出错，并且大部分不在现场的预施工可以减少现场的错误，精简的过程可以控制余料回收等等。

但是，对类似改善效果进行量化可能较为困难。一些BIM 用户对其投资回报情况进行跟踪，但也有许多客户没有这样做。设立更好的回报率测量指标可帮助用户向怀疑者证明其价值，也可以增加客户数量[1]。

2.2 衡量BIM 投资回报率的重要意义 改进项目成果，如减少信息反馈和现场协调问题。承包商和建筑师最注重这一优势，因为相比其他人这些方面更直接地影响他们的工作，比如因避免碰撞冲突带来的成本节约。

提高人员生产率。建筑师和工程师最关注这项优势。一旦投入，BIM 数据可用于多种用途，提供更多的设计机会，而不仅仅是制作草图。承包商还可在现场利用BIM 来调整人员配置，使其更好地适应由于场地条件而发生的变化。

有利于项目中标。承包商和工程师最重视这一点。那些经常参与项目投标的公司必须知道BIM 可以带给他们的竞争优势。

BIM 的整个生命周期价值。建筑师和工程师最关注这一项。BIM 项目初期产生的数据即使在项目完成很长时间之后仍然发挥作用。能耗模型可在设计期间加以利用，并在竣工之后对结果进行分析员工培训的初始成本。建筑师和工程师最关注这一优势。对某些用户，尤其是规模较小的企业，BIM 的初期成本可能较沉重。

麦格劳-希尔建筑信息公司曾经在美国总承包商协会BIM 论坛上对其成员进行了网络调查，结果表明他们的BIM 平均投资回报率在11%-30%之间。这些努力衡量投资回报率的人意识到BIM 具有较高价值。在那些没有测量投资回报率的用户中，近10%认为投资回报率为负，只有7%认为投资回报率大于100%，且没有人认为投资回报高于300%。但是，在那些确实衡量过投资回报的用户当中，不到2%的人认为投资回报为负，近三分之一的人报告称回报率大于100%，个别用户甚至认为投资回报率在1000%以上。由此可以看出，通过衡量投资回报得出的BIM 优势比只靠主观直觉做判断更明显[2]。

2.3 BIM 的具体投资 企业类型的不同以及企业实施BIM 阶段的不同，BIM 投资的侧重点会有所区别，但总的来说建筑业企业反应的BIM 投资方向主要有以下几个方面：①BIM 软件：软件是驱动BIM 的工具。由于软件是进入BIM 的初始成本，因此刚开始使用BIM 的企业把软件作为最高优先级的投资，而有BIM 经验的企业其优先级会相对较低。②建立企业内部BIM 协同流程：建立BIM 协同环境一直会是使用BIM 的建筑业企业的工作重点并且越有经验的BIM 用户越认为建立BIM 协同环境的重要。③宣传推广企业BIM 能力：作为一种处于成长中的技术，BIM 的呼声越来越大。大部分使用BIM 的企业进行市场投资使其客户知道他们的BIM 能力。④BIM 培训：培训是一个关键的投资，尤其对于BIM 的新用户来说。对于不同阶段的BIM 用户，又可以将其划分为初级培训，高级培训以及版本升级带来的跟进培训。⑤建立外部合作伙伴BIM协同流程：对业主来说建立项目团队成员之间的BIM 协同环境要比其他方面的投资重要得多，因为大部分业主依靠其他项目成员生成BIM 内容，他们对建立在这些数据基础上继续工作的能力非常有兴趣。⑥软件客户化和数据互用解决方案：在软件或平台之间互相不兼容的时候，BIM 的生产力大打折扣。信息交互性也会是企业的一个支出项目[3]。

2.4 BIM 投资回报率计算中存在的问题 BIM 不仅仅只是工具，它更是承载于模型上的信息和信息的评估。基于此，对于BIM 项目投资回报率的计算其实存在着两各方面的问题与分歧。

一方面，准确的定义“BIM 项目”是首先要解决和统一的问题。如果一个公司只是做了用于展示目的可视化模型，却没有使用该模型参与整个项目流程，能否将该项目定义为“BIM 项目”？或者说，要想定义为BIM 项目，就必须从项目的开始到结尾都一直使用该模型。

另一方面，对于什么是BIM 相关收入，各家企业也是众说纷纭。对于总承包商、建设风险管理公司以及设计施工总承包企业，BIM 相关收入相对直观，因为所有的项目资金都是直接从他们的账目上走。但有些建筑工程类企业没有领会到我们调查问卷的详细说明条文，将项目总建设成本归入到BIM 类项目中，而不是BIM 项目所需的费用，所以导致了最终的成本滥计。

3 TeklaBIM 投资回报率

TeklaBIM 和传统的BIM 相比，不止是以模型为基础的生成图纸的工具，而且是一个准确的动态的三维环境，可以提供给总承包商，结构工程师，钢结构工程师和混凝土制造商，并且在整个过程中共享这个模型。这个模型使得你的施工和生产控制达到更高的水平，包括钢筋混凝土，钢结构木结构都可以在这里面进行实现。原来都是从手工变成两维图纸，之后变成三维的的设计，到现在的过程BIM 的流程，把加工等等全部包含在这个里面。这涵盖的机械行业和工业行业，工厂设计的各个方面。以前是以图纸为基础的流程，目前以BIM 为基础的流程，这整个的模型信息全部都在电脑里面实现，从概念设计，整体设计，深化设计一直到加工的制作[4]。

3.1 伦敦城市展览中心（London City Hall）伦敦展览中心（London City Hall），又称ExCeL 展览中心，是一座位于英国纽汉伦敦自治市的展览和会议中心，是欧洲最大且最多功能的展览中心之一。中心毗邻金丝雀码头和伦敦城市机场，由伦敦码头区北边的皇家船坞改建而成。

图1 伦敦城市展览中心外观图

运用Tekla Structure 模型，负责此项目建设的ARUP建筑事务所把所有的结构模型中的节点和临时支撑全部在这个模型里面实验，通过可视化帮助建筑师查看节点外形，以及用三维模型解决部件中定位。之后将模型直接交给此项目的钢结构承包商Westcol，钢结构承包商在此基础上逐步完成了所有节点而不需要用重复的草图来解释。Tekla Structure 在钢结构概念、整体、深化设计一直到加工过程中的一体化作用大大缩减了项目建设所需的时间。统计下来，由于TeklaBIM 的运用，节约了八到十周的时间来完成整个复杂的项目。

3.2 中心公园塔（Central Park Tower）Tekla Structure的应用，在这整个项目中节省了大约500 万美元。图2 是钢结构在计算机软件里面非常好的展现，和实际情况一模一样。这个钢结构交付提前了40 天。在钢结构详图设计深化阶段，计划用时1600 小时，实际只用了1050 小时。在加工制作阶段，减少了56%的工时（约5 周），50%的钢结构交付时间（约8 周），在国外劳动力是非常昂贵的。整个项目实际钢筋比预算减少了21.6%，钢筋的浪费是少于0.07%。TeklaBIM 在这个项目上给业主减少了很多成本，而且工期可以提前一个多月。

图2 在Tekla 模型中直接查看柱的配筋

4 结语

TeklaBIM 在建筑项目中的应用，提高了建筑企业的生产力，扩大了其在同行业竞争中的优势，对于业主来说是一种有望不同于其他竞争对手的发展方式，也是今后建筑业发展方向。TeklaBIM 的投资回报率可以通过科学的施工管理，可视化模型以及成本日程的合理安排得以实现。当然这不可避免的需要投资，不光是成本投资，更是时间上的投资——要使软件获得其应有的生产力，培训是至关重要的。通过对于投资回报率的分析，BIM 的普及与运用无疑是建筑业企业进步的必然方式。

[1]Renate Fruchter,Tim Schrotenboer,and Gregory P.Luth(2009) From Building Information Model to Building Knowledge Model[J].Computing in Civil Engineering,2009:380-389.

[2]刘献伟，高洪刚，王续胜.施工领域BIM 应用价值和实施思路[J].施工技术，2012（22）.

[3]周春波.BIM 技术在建筑施工中的应用研究[J].青岛理工大学学报，2013（01）.

[4]马山玉.钢结构深化设计软件Tekla Structure 应用综述[J].山西建筑，2010（02）.

[5]Jefrin.Comprehensive Tekla Steel Detailing using Tekla Structures Software [EB/OL].Global Press Release Distribution,2009-11-08.