项目成本实务管理中的BIM应用

廖云定　李益华　林丽

摘要：文章以“珠港澳大桥”项目为案例背景，阐述了运用传统成本核算方法存在的困境，介绍了BIM在该项目成本管理中的优势，并从BIM模型创建、成本数据库建立、实际成本核算、多维度成本分析四个方面，介绍了BIM项目解决方案，分析了成功运用BIM技术后的项目效益。

关键词：BIM技术;工程建设;成本实务管理;珠港澳大桥

中国分类号：U415.13文章标识码：A542014

0 引言

建筑信息模型（Building Information Modeling，简称BIM）利用数字化模型对建设工程项目进行设计、施工、运营，目的是为提高项目交付效率、降低单耗水平，以改进全过程成本管理。借助BIM技术可以实现数据收集、分析、挖掘，实现项目现场与信息中心的实时互动，降低施工过程中的信息传递误差水平，提升管理信息传输的及时性和准确性，从项目设计开始实现公司对项目进度、成本、安全的全生命周期的动态化管理，可对BIM设计出的新项目更准确地查看、修改并实时模拟项目在现实中的状态，包括但不限于项目外观面貌、内在性能指标和具体成本结构等，并创建出精确的项目施工图纸。本文以“珠港澳大桥”项目为案例背景，探讨BIM技术在项目成本实务管理中的应用。

1 传统建设项目管理方法存在的不足

在过去的20年中，计算机辅助绘图（Computer Aided Design，简称CAD）技术的普及推广，使建筑工程领域实现了电子绘图，明显提高了设计质量和效率，但在建设项目精细化管理方面仍显不足：

（1）项目设计阶段往往会因项目工程量巨大且施工、运营维护复杂等原因导致设计图纸的准确度不足。

（2）缺乏应对项目施工过程中工量、价、费的有效风险控制手段，不利于增强对价值链的精益管理。因各局部项目工艺差异，导致没法做到人、机、料、法、环的最佳协同，容易人为造成施工不合理导致人、财、力的损失。

（3）难以对建设项目进行全生命周期的及时跟踪管理和不能做到及时有效反馈。信息交流无法实现即时反应和应答，延误项目交期和项目结算滞后，不利于改善和提高运营维护效率。

2 以BIM技术为基础的项目信息化管理的优势

国内各企业目前应用BIM技术的水平差别巨大，BIM技术应用有助于项目原有设计的优化、改善图形质量，降低因为不对称信息引发的建筑质量风险水平、提高生产效率，在协同水平、保障项目交期、降低施工过程中的建造成本等方面有着较强的优势。

（1）可視性：三维渲染，宣传展示

通过BIM平台建立的模型可以有效优化原有的设计，生成可视化的三维渲染效果，高精度数据与效率模拟，更符合人性，也更容易直击业主痛点，提升中标和业务成交的可能性。

（2）精确性：快速算量，改善精度

通过BIM平台，数据的精度可达到构件级，可以按管理需要实时动态地提供项目各板块管理所需的完整数据信息，能有效促进施工管理的协同，促进精益管理，改善价值链管理水平，提高施工管理的效率和效果。通过5D-BIM可在创建数据库时准确、及时地计算工程量、价、费，提升施工预算的精度与效率[1]。

（3）效益性：精确计划，减少浪费

通过BIM平台，能从工程大数据中精准、及时地获取项目基础资源计划，通过人、机、料、法、环的全面协同，为施工企业对生产过程的精细化管理提供有效支撑，通过协同，节本降耗，大大减少了人员、设备、材料、物流和仓储等方面的浪费，有助于提高企业的价值。

（4）风控性：多算对比，有效管控

通过BIM平台，可以实时得到在任何时间、任何项目节点上的工程基础信息，可以将已签约的项目合同、项目原计划与项目实际施工的工程量、材料消耗量、分项单价、分项合价等数据进行多算对比，对项目进行多重分解，可有效了解项目运营的盈亏状况，甚至对盈亏的主要影响因素进行初步分析，如：消耗量超标与否，影响程度多大等问题，能够根据管理目的对项目成本风险进行事前、事中和事后的有效管控。

（5）模拟性：虚拟施工，进度可视

利用BIM技术中的四维进度模拟可以把三维可视化功能与时间维度结合起来，通过虚拟施工分析施工计划与实际进展的对比情况，分项、分专业制定个性化的可视化项目进度计划，实现对施工实时管理，也有利于监理方、业主方更直观地了解工程项目，促进项目的顺利开展。通过BIM技术结合拟定的施工方案、施工四维进度模拟和对施工现场视频数据，可大幅降低建筑质量风险水平、可有效排查隐患和降低安全风险系数，是实现大型建设项目有效管理的工具。

（6）优化性：碰撞检查，减少返工

利用BIM技术可以在工程项目前期进行碰撞检查，做好预案，优化设计和施工方案。通过施工交底、施工模拟，减少重复投入，有助于施工质量提升和改善与业主的沟通。

（7）协同性：冲突协调，决策支持

利用BIM中的项目基础数据协同和共享，打破数据壁垒，为各管理和业务部门的具体业务开展等提供决策支持。

3 BIM技术在“珠港澳大桥”建设项目案例中的实践应用

3.1 案例背景

（1）项目概况。港珠澳大桥项目珠海口岸工程总建筑面积20.88万m2，项目主体的结构体系为钢筋混凝土框架，其他工程多使用钢结构[2]。其中，交通中心建筑面积为140 057.8 m2（地下室为63 907 m2，地上为69 720.8 m2，室外雨篷为6 430 m2）;交通连廊建筑面积为68 738.8 m2（地下室为7 209.8 m2，地上为57 929 m2，室外雨篷为3 600 m2）。

（2）团队组建。为提高项目精细化管理水平，项目采用分公司BIM工作站融入项目实施团队组成项目管理团队的方式，确定项目总指挥、项目经理、技术总负责、技术组、质量组、安全组、商务组、创优组负责人分工，并制定相关BIM项目实施管理制度。

3.2 该项目运用传统成本核算方法存在的困境

在该项目植入BIM技术前，项目负责人曾尝试采用传统项目管理方法进行方案设计和实施，但在实际操作环节遇到了较大难度。

（1）数据处理量大。港珠澳大桥作为一个大型建设项目，需要对项目实施过程中的材料、机械设备、人员、规费消耗和财务费用在每一个施工阶段的数据进行处理、统计和分析，数据处理量很大，无法实现短周期（月、季）成本分析，业务人员没有精力对成本优化管理。

（2）项目施工周期长、体量大，需要协调进入的企业资源、业务人员、管理人员和部门多。传统方法下的成本核算具有滞后性，需要多业务部门对数据进行协同汇总、分析，这样核算的成本是事后反应的结果，对业务的指导性不足。

（3）精准匹配对应分解成本有困难。物资和资金流动量大且频繁，为做到材料、机械设备、人员、资金等资源的精准管理，对仓存管理、物流、人资、财务等各个环节的要求就更高了，传统条件下做好相关工作需要整个体系的完美改善和协调，很难做到三个维度的（时间、空间、工序）一一匹配。

（4）账实核对库存消耗量、资金来源和支付情况复杂。在材料方面，存在利用商业信用材料入库未付款、预付货到未入库、预付货到已入库、货到票未到等多种情况，也存在材料库外存放等现象，机械周转材料租赁也有类似情况;资金来源有自筹、专项贷款、普通贷款、融资租赁等多种形式，支付也存在预付、待结算未付等现象，资金核算多样。

3.3 BIM在该项目成本管理中的优势

与传统模式相比，BIM平台在处理复杂工艺、大型建设项目方面具有明显优势，依托于建筑信息模型数字技术，能对建筑项目的基础数据进行及时高效的处理并对BIM模型中的信息共享使用。既可运用项目信息指导具体实际业务，又可通过实际信息反馈完善模型。BIM平台模型在港珠澳大桥珠海口岸工程项目成本管理的优势如下：

（1）核算效率高。5D-BIM数据库的成功建设使用，使数据的整理、汇总、分析能力大幅提高，数据处理效率高，降低了重复性工作量，节约了工作时间。

（2）统计分析准。5D-BIM数据库可实现成本数据动态更新和维护管理，提高了数据信息的及时性和准确性，可实现多维度（时间、空间、WBS）汇总分析，能有效满足项目实际分析和决策支撑需求。

（3）实时监控全。通过5D-BIM数据库，可对建设项目全过程的各成本条线进行实时监控、预警、调整和管理，有效预防“三超”，保障项目工期。

（4）总部管控强。5D-BIM数据库通过企业总部服务器实现其功能，有利于数据安全管理，有利于企业总部财务、资金、成本、审计等部门在其职责范围内及时取得每个工程项目的实际成本数据，通过数据挖掘，可将数据具体化到每一个构件，了解实时传递的工程项目数据信息，大幅提高了企业总部管理效率，增强了成本管控能力。

3.4 项目解决方案及实施

项目解决方案及实施可分为BIM模型创建、成本数据库建立、实际成本核算、多维度成本分析四个步骤。

（1）BIM模型创建

借助已有的工作成果，以CAD图纸翻建三维BIM模型。在BIM模型创建过程中有100多项问题被发现，形成问题报告清单，并在施工前反馈给设计方进行针对性的整改。

本项目采用分层、分专业的模型创建，再链接形成一个整合模型（见图1）。

（2）成本数据库建立

建立实际成本的5D-BIM（3D实体、时间、工序）关系数据库，确保实际成本数据及时准确录入，保障各种成本核算、汇总、统计、分析数据可实时取得，及时录入的还包括各WBS单价。为保证数据的完整性，尚未签订合同、没有单价的，要以预算价录入，待合同正式签订后，据实替换数据。通过动态维护BIM实际成本模型，提高数据质量，确保数据与实际业务的一致性。

（3）实际成本核算

材料实际成本。要以实际使用、消耗量为最终成本数据。通过定期对所有材料做物料平衡测试，按时调整每个WBS材料实际消耗水平。

人工费实际成本。要按项目合同实际完成和签证工作量调整实际成本。按各个WBS劳务的实际情况，在用工部门和人资部门的配合下据实核算人工成本的分配。

耗材和机械设备使用要关注实际成本在各WBS之间的合理分配。

（4）快速实行多维度（时间、空间、WBS）成本分析

实际成本BIM模型建立之后，在相应的管理制度、流程保障下做好运营维护，正常运行即可快速实行多维度（时间、空间、WBS）成本分析。

通过本方案实施，可实现全过程工作量的减少，劳动强度降低了，工作效率提高了，做好基础数据工作后，各种成本分析报表可实时取得。

4 成功運用BIM技术后的项目效益分析

本案例通过建立虚拟的三维模型，利用数字化技术创造一个完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库，产生了积极的经济和协同效益：

施工前期效益。通过检测设计图纸的正确率，如结构与建筑校核，管线、构件的碰撞检查等，BIM技术减少了后期设计变更造成的费用及工期损失。通过BIM技术模拟施工，有利于针对在设计阶段发现的问题、真正施工阶段产生的问题等风险点，提前做好预案处理，避免风险失控，为实际项目设计、建设、实施、运营维护活动提供坚强有力的支撑。

施工中期效益。在本案例中，运用BIM技术给工程信息化管理赋能：指导施工方案、技术和工艺的确定及优化;复杂的测量放线;构件下料、加工制作、物料计量、物料的进出管理、能源管理、采购计划、采购实施;形成了各参加方的协同工作平台，提高信息交流、沟通效率等，取得了明显的施工效益。

施工后期效益。在后期结算工作中，案例利用了BIM技术的可视化特性，降低了预结算人员对过高专业要求的依赖，有利于预结算人员直观地对工程量进行分析和判断，以及快速地进行成本核算和分析，提高了预结算的准确性及工作效率。见表1。

5 结语

在施工中采用BIM技术，通过建立虚拟的三维模型，利用数字化技术，为这个模型创造一个完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。经过对建筑项目进行虚拟可视化施工，可对项目施工方案进行模拟、分析和优化，从而提前发现施工中可能出现的各种问题，并在施工前采取预防措施，直至获得最佳的施工方案，最大限度实现“零碰撞、零冲突、零返工”，加快施工进度，提高施工质量，降低或消除返工现象。同时在BIM技术的应用过程中，也为项目参建各方提供一个协同工作的平台，提高各方（外部和内部）的沟通、交流效率;可显著改善人力资源使用的效果，降低单位人工成本。此外，项目在建设过程可实现精确、高效的工程量计量、预算、结算等工作，如进行施工阶段进度管理、开展成本核算、质量安全管理以及碳排放测算等。

BIM技术的深入应用有赖于企业硬实力和软实力投入[3]。包括本案例应用的企业在内，当前很多传统的建筑企业普遍存在以下问题：BIM技术应用人才资源薄弱;该系统与常规系统的兼容性、数据的互通互联性待完善;系统建设成本较高;应用环境不够成熟等。

基于BIM在大型建设项目中的全生命周期管理过程应用的正向效果显著，在设计、施工和运维等的应用有优势。传统企业应抓住BIM技术革命契机，积极采取对策加速技术升级和实现管理转型：（1）加大人才的培训力度和投入;（2）尽可能扩大应用范围，在应用过程逐步构建企业标准模块数据库（模型库），提高后续应用的效率、摊薄应用成本;（3）开展符合企业需求的技术攻关，完善或拓展软件功能，增强各软件的兼容性、数据互通性，建立通道，打破信息壁垒和信息孤岛等。

参考文献：

[1]孙智浩，石晓磊.BIM技术在建筑施工中的应用研究[J].建筑工程技术与设计，2018（34）：1 607.

[2]郑一梅，陈真有，陈 帆，等.港珠澳大桥珠海口岸Ⅱ标段项目BIM技术应用研究[J].施工技术，2017，46（16）：106-109.

[3]李方幸.我国建筑设计领域BIM技术应用现状及其发展阻碍因素研究[D].合肥：合肥工业大学，2018.

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