基于BIM技术的高支模工程成本动态分析及控制

张旺 魏征

(中建五局(山东)投资建设有限公司，山东 济南 250000)

0 引言

高支模工程属于混凝土模板支撑工程，是高度超过10m的支模作业，具有危险性大、施工工艺复杂等特点。高支模作为建筑施工的基础保障设施，对建筑主体起支撑作用，保障建筑物的稳定性和安全性，被广泛应用于建筑领域。由于高支模工程施工工艺和流程复杂，涉及的施工材料和设备比较多，高支模工程成本较高，且成本控制难度较大。对于高支模工程施工成本的管理，贯穿于从预算到决算的整个施工过程，根据工程成本预算采取主动控制措施和被动控制措施，降低高支模工程成本风险，从而实现对高支模工程全过程的成本控制。工程成本管理是建筑企业工程建设精细化管理的一个重要部分，与工程质量管理和安全管理同等重要，因此进行高支模工程成本动态精准化分析与控制具有重要意义。目前，大部分建筑企业采取赢得值法进行成本控制，对工程量的计算不够准确，对成本的动态分析不够精准，人、材料、机械设备消耗超出定额，成本管控具有一定的滞后性，控制效果较差。基于此，本文基于BIM技术进行高支模工程成本动态分析及控制，以从根本上提高高支模工程成本管理水平。

1 基于BIM技术的高支模工程成本动态分析及控制

本研究提出一种新的高支模工程成本动态分析和控制思路，对高支模工程成本进行动态管理，其流程如图1所示。

图1 基于BIM技术的高支模工程成本动态分析及控制流程

1.1 建立BIM成本模型

首先，采用BIM技术建立一个与高支模工程相对应的成本模型，用于后续成本动态分析和控制。高支模工程成本模型由多个子模型构成。根据高支模工程实际情况，将高支模工程拆分为土建、钢结构、场地、机构、机电5个部分，先针对这5个部分分别设定高支模工程成本模型的子模型，再集成BIM 3D模型[1]。BIM成本模型的具体搭建是根据高支模工程二维蓝图，利用BIM建模软件对二维蓝图进行翻建，通过添加各个构件的材质、物理参数、属性等信息搭建BIM成本模型。搭建模型的关键在于BIM软件的选择。为了提高建模质量和效率，实现成本数据信息的有效传递，选择的BIM软件包括工程计价软件、算量软件以及建模软件。高支模工程成本模型及对应的BIM软件见表1。

表1 高支模工程成本模型及对应的BIM软件

将高支模工程相关信息导入相应软件，建立高支模工程BIM实体模型，建模完成后将模型中的各个构件与工程进度和成本对应关联，搭建BIM成本模型[2]。利用Project软件编制高支模工程进度计划文件，利用WBS模板将编制的工程进度计划分解至工程构件级别，在BIM实体模型中对应关联相应进度计划文件，实现BIM实体模型与进度的关联。按照上述流程再将工程成本文件与BIM实体模型对应构件进行关联，从而建立一个完整的BIM成本模型。

1.2 成本动态分析

利用上文建立的BIM成本模型对高支模工程成本进行动态分析，将高支模工程进度计划、工程成本计划预算文件、合同预算文件以及工程实际施工成本信息导入BIM成本模型，对工程合同预算成本、计划预算成本以及实际成本进行对比分析，从而实现对工程成本的动态分析，具体过程如下：

(1)选择高支模工程成本动态分析的基本参数，以生产费用价值论作为理论依据，选择计划项目合同成本cpws、已完成项目合同成本cpwp、计划项目预算成本bcws、已完成项目预算成本bcwp、已完成项目实际成本acwp作为基本参数，其中计划项目合同成本cpws与已完成项目预算成本bcwp的计算公式如下

(1)

式中，cp表示高支模工程合同单价；ws表示高支模工程计划工作量；wp表示高支模工程已完成的工作量[3]。

(2)利用挣值法计算其他3个基本参数，公式如下

(2)

式中，bc表示高支模工程预算单价；ac表示高支模工程实际单价。

(3)根据选择的基本参数，确定高支模工程成本动态分析指标，此次选择的指标为高支模工程计划利润bb、利润绩效指数bpi、实际利润ab、已完成项目总利润偏差bvac、费用绩效指数cpi、成本偏差cv、已完成项目总成本偏差vac，利用挣值法对成本偏差cv、费用绩效指数cpi和已完成项目总成本偏差vac。计算公式如下

(3)

式中，bac表示高支模工程已完成项目总估算；eac表示高支模工程项目完成估算总成本[4]。

(4)利用改进挣得值法对高支模工程计划利润bb、实际利润ab以及利润绩效指数bpi进行计算，公式如下

(4)

(5)根据高支模工程总利润目标对工程总利润偏差bvac进行计算，公式如下

bvac=bbac-ebac

(5)

式中，bbac表示高支模工程总利润目标；ebac表示高支模工程完成估算总利润[5]。

(6)根据实际情况，在BIM成本模型中对各项指标权重进行选定，利用分析函数对高支模工程成本指标进行综合分析，分析函数为

(6)

式中，f(x)表示高支模工程成本风险值；i表示指标数量；wi表示第i个指标权重值；r表示高支模工程成本分析指标实际值。

1.3 成本控制

根据分析结果对高支模工程成本进行控制，如果式(6)的计算结果≥1，则表示目前高支模工程实际成本低于预算成本，并且已经实现既定利润目标，无须采取任何控制措施；如果计算结果小于1，则表示高支模工程实际成本高于预算成本，并且没有实现既定利润目标，需要分析原因并采取控制措施[6]。此次在BIM成本模型中设定了5个成本预警等级，并对每个等级赋予特定的颜色，见表2。

表2 高支模工程成本预警区间表

根据预警颜色和级别上报到相应高支模工程成本管理组织，召开成本专项纠正会议，分析成本风险较高的主要原因，并制订和实施专项方案，对专项方案的实施效果进行追踪。如果高支模成本偏差和风险逐渐缩小，则继续进行成本动态分析和控制；如果高支模工程成本偏差和风险逐渐扩大，则制定的成本管控措施无效，需要重新制定，直到高支模工程成本风险得到有效控制为止。

2 实验论证分析

以某高支模工程为实验对象。该工程的建筑面积为16 463.02m2，施工工期为120天，合同预算总成本为2 463.51万元，利用设计方法与传统方法对该高支模工程成本进行动态分析与控制。高支模工程成本计划信息见表3。

表3 高支模工程成本计划信息表

本实验将该高支模工程分为6个施工阶段，将表3中的信息输入BIM成本模型。经分析发现，第二、三、五阶段存在成本偏差，即实际成本值将超过计划成本目标，制订并实施了相应的成本控制方案。以最终工程实际施工成本为检验两种方法有效性的唯一指标，对比分析两种方法应用下施工成本控制效果，见表4。

表4 两种方法应用下工程实际施工成本对比

从表4数据可以看出，应用设计方法高支模工程实际施工成本低于计划成本目标，节约成本约220万元，具有良好的高支模工程成本控制效果；而应用传统方法高支模工程实际施工成本远高于计划成本目标，超额约180万元。因此，实验结果证明该设计方法能够准确分析高支模工程成本，降低工程施工成本，相较传统方法更适用于高支模工程成本动态分析及控制。

3 结语

成本管理是建筑工程管理的主要内容，关系到建筑工程项目的最终盈利水平。本研究利用BIM技术对高支模工程成本进行动态分析和控制，形成了一种新的成本控制思路，并利用实例验证了该思路的可行性和有效性，有助于提高高支模工程成本分析的精度，降低高支模工程成本风险，对提高高支模工程成本管理质量和水平具有重要的现实意义。本研究的不足在于提出的方法尚未在高支模工程中进行大量实际操作，在某些方面可能存在一些不足，今后需对该课题进行深层次探究。