BIM技术在工程施工中成本管理的应用

何小琴（中铁二十局集团第六工程有限公司，陕西 西安 710032）

近年来，中国经济的飞跃发展促进了基础设施建设的突飞猛进；与此同时，信息技术领域新的突破和进展，致使国内各行各业的业态也不断提质升级。土建行业也不例外，迎来了该行业的第二次信息化革命，其重要的标志是BIM技术的产生与广泛应用，它的诞生及应用极大提升了建设工程项目管理水平。纵观我国工程业的发展历程，传统的工程管理和成本控制技术已经很难适应我国当前建设工程行业的发展，BIM技术的引入与广泛推广应用，为工程管理工作和成本控制工作提供了极大地便利。

同时，要求工程项目建设者在工程项目管理和施工成本控制中正确认识和运用BIM技术，有效提升效率，不仅可以完成工程施工任务的预期目标，而且可以对资源进行合理控制，也能提升企业的经济效益与市场竞争力，有助于企业稳步发展。

伴随中国工程建设行业对BIM技术的认知与应用的不断深入，BIM技术成为工程建设行业信息化的主要工具，但BIM技术尚处于理论研究，主要停留在对嵌入模式与计算机编程技术的探讨，而大型建设工程项目应用实践经验甚少。本文综述BIM技术及其与建设工程项目施工阶段工程造价管理之间的相互关系，探讨施工阶段BIM技术在成本管理与控制的流程及关键环节。

1 BIM技术的概述

BIM是“建筑信息模型（Building Information Modeling）”的简称，源于美国查克·伊士曼(Chuck Eastman，Ph.D.)博士提出的一个概念：“建筑信息模型包含了不同专业的所有信息、功能要求和性能，把一个工程项目的所有信息包括在设计过程、施工过程、运营管理过程的信息全部整合到一个建筑模型[1]”。

BIM技术的含义可以概括为：BIM技术以三维数字技术模型为基础，它集成了各种工程数据相关信息，是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达；BIM技术能够对建设项目生命期不同阶段的数据、过程和资源进行关联，可自动计算、查询、组合与拆分的实时工程数据，可被建设项目各参与方普遍使用；同时，BIM技术支持工程数据信息实时动态创建、管理与共享，实现工程数据共享[2]。因此，BIM技术具有可视化、参数化、可协调、可模拟、可管理、可出图等特点[3,4]。

2 基于BIM技术的成本控制体系构建及其应用

施工成本控制是建设工程项目管理的核心之一，它涉及工程项目管理的方方面面，是一项综合管理活动。故，施工成本控制是以施工技术、工程经济、质量控制、进度控制、安全管理、财务管理等为基础的管理活动。工程实践中，基于BIM技术构建施工成本管控体系，并将BIM技术引入工程项目施工成本管控中，有利于提升施工企业的生产、管理效率。在建设工程项目施工准备阶段、施工阶段，构建完成以BIM技术为基础的成本控制体系（图1），并依据成本管控体系进行有效管理，以期实现企业效率最大化。

图1 基于BIM技术的施工阶段成本控制体系[5]

2.1 施工组织设计

施工组织设计是技术准备的核心，它是以现场实际情况为依据编制的科学、合理、可行的技术经济文件，它涉及工程技术、工程质量、工程经济和施工组织。施工组织设计的内容包括施工方案、施工现场平面布置图、施工进度计划以及为保证完成施工项目所需的各种组织措施、配备的管理人员、施工机械选用等。

在施工准备阶段，应用BIM技术三维可视化功能能够部署施工现场，完成施工平面图的布置，有效提高施工组织能力；同时，BIM技术能对综合管线进行碰撞检查，BIM技术的可视化可以提升技术交底效率，做到解决工程设计问题于萌芽阶段，避免施工中因设计问题导致的返工，做到降低施工成本、加快施工进度同时推进，间接对建设工程项目进行了成本和进度控制。

2.2 基于BIM技术的成本计划管理

基于建筑三维空间信息模型，综合时间、成本信息，形成5D建筑信息模型（BIM5D），即：“3D模型+时间+造价”。

BIM5D模型集成了构件所涉及的几何尺寸、进度、成本、工程量及其消耗等数据信息，工程建设项目管理者在施工前就可以调取和查看工程建设项目施工进度计划与成本之间相匹配的相关数据信息，查看某一阶段的施工计划与施工成本信息。通过BIM5D模型，工程建设项目管理者还可以根据管理需要，按月、按周、按日查看项目的实际进展情况（进度超前、滞后、同步），并可查询获取对应时间节点的成本数据、分析材料消耗量，为制定成本控制措施提供依据，实现最优化成本控制。

2.3 基于BIM技术的计量与支付

传统造价管理中，计量工作的开展需要有较强专业知识的技术人员来进行，首先需读取二维平面图纸中的信息，在大脑中构建建筑构件的实体，然后进行分解和手工算量；然而，施工中发生的变更、签证所涉及的成本信息数据，几乎全掌握在非造价管理人员手中，这些成本数据得不到有效的传递利用，致使计量支付工作上投入大量的时间、精力，而且还不一定能得到满意的结果，造成计量支付的迟付、超付，无形中增加了项目管理的风险，导致管理效率大幅度降低。

在工程进度款计量、计价、支付等方面，BIM技术的应用效果明显，为建设项目参与方的进度款的支付带来了便捷、提高了工作效率。工程造价管理者可在BIM5D模型中对已完工、需计量的工程进行数据归集、统计，快捷准确计量、计价，支付进度款。

2.4 基于BIM的工程变更管理与签证索赔管理

在施工准备阶段，施工单位按照设计图纸完成BIM模型构建，将图纸信息完全反映在BIM模型中。利用BIM系统进行多专业集成碰撞检查，针对设计缺陷和设计问题，项目参建各方共同协商讨论，敲定解决问题的可行方案；同时，利用BIM技术的可视化进行技术交底，可以减少因碰撞问题导致的施工变更，减少因变更所导致的成本增加。

施工中，规范现场签证管理，对分部分项工程进行合理的资金分配，采取事前控制的方法，合理地预测以提高现场签证的质量，提升资金的利用效率，有效地对工程造价进行管控。现场签证完成后，利用BIM模型对项目进行审核，对比分析实际情况与模型模拟情况，找出偏差，确保签证内容的合理、准确。

2.5 基于BIM技术的材料成本控制

结合BIM技术的可参数化特点与传统的资源管理模式，应用BIM技术进行施工进度模拟，优化资源配置。

2.5.1 利用BIM技术对施工资源进行合理配置减少材料浪费

依据工程数据对建设工程项目施工资源进行有效合理地配置，其配置的合理性、准确性将直接影响资源配置的效率。BIM模型中的构件与建设工程项目实体构件为对应关系，BIM模型提取的工程量更精确，所以用BIM模型工程量对施工资源的配置更为合理准确。

通过BIM5D平台，以计划进度为依据，能够快速查询相应时间段的材料用量（如每日、每周、每月的材料用量），并合理安排施工材料的进出场时间，有效地提升施工场地的利用率。利用BIM5D对建设工程项目施工资源进行管理，可以按照工程实际用量对材料进行计划配置，有效杜绝或减少施工材料的浪费[6]。

2.5.2 利用BIM5D资源优化管理能够实现资源有效供应

基于BIM5D平台结合施工进度与资源配置的对应关系，针对资源管理存在的问题利用BIM技术模拟施工，检查施工进度安排的合理性。同时，根据计划进度提取相应资源需要量计划，以期达到合理计划配置施工资源的目的。分析施工进度计划的完成情况，对资源配置进行优化，有效避免因资源供应问题导致工期延误、物资积压情况发生，达到降低施工成本的目的。

利用BIM5D资源优化管理功能，可以在工程项目出现变更、进度计划改变时，实时更新工程模型数据信息，及时调整资源供应计划，能够有效提升施工资源配置效率。

2.6 基于BIM技术的多算对比分析

在建设工程项目成本控制中，进行多算对比、分析可以查找施工中出现的问题，制定方案和措施来解决问题；采取PDCA循环，对实施方案进行有效的管控，以此来降低工程施工成本。

在施工准备阶段，利用BIM5D技术将建设工程项目进行任务分解形成WBS结构，并对结构构件进行统一编码，并将工序、时间、空间、成本等信息与施工任务分解形成WBS对应的构件相关联。在施工阶段，将采集到实际进度、成本数据信息录入BIM5D系统中，建设工程项目管理者可以即时地将计划值与实际值进行对比、分析，检查判断是否出现偏差，如出现偏差，能实时做出响应，制定纠偏方案或采取纠偏措施，使得项目过程中的成本管理根据时效性、针对性。

3 结语

通过BIM技术与施工成本控制概述，构建了基于BIM技术的成本控制体系，并以施工阶段为出发点，阐述了BIM技术在施工阶段的具体应用。指明了BIM技术在工程项目施工成本控制中应用的关键之处在于BIM5D模型的构建，籍此可以准确预测施工成本、识别成本偏差。建议建筑施工企业高度重视施工成本计划、实施、检查对比分析等过程，为后续施工企业的发展积累经验。建设工程施工企业应强化BIM施工成本管控团队建设，充分发挥BIM技术的可视化、协调性、模拟性和优化性等特点，对工程项目施工成本进行实时管理、控制，提升施工成本的管控能力，实现项目收益最大化。