基于BIM 平台的工程量自动结算系统应用

申慧娟

1 前言

项目成本管理是工程建设企业管理的基础和核心，在施工阶段做好成本控制是项目经营活动的重要环节[1]。在项目管理过程中，做好施工阶段的成本控制是实现项目建设目标的重要保障，提高成本核算水平是控制项目净现金流的有效手段。截止目前，我公司已有53 个EPC 工程项目应用自主开发的工业互联网赋能与服务平台（以下简称“BIM平台”），实现了项目工程量自动结算功能，提高了项目成本管理水平。BIM平台中，工程管理板块包含施工进度、成本、合同、质量、采购、安全等管理模块，合同管理模块含有“施工工程量月结”和“施工合同付款”等功能。

应用BIM平台前，工程施工工程量月结工作未完全实现线上全过程操作，项目现场仍采用“分包商线下申请，总包商审核纸质清单”的方式进行管理。在实际操作中，由于工程量难以精确判别，人为失误导致的审核工程量错误较多，如多报漏报、重复审核、审批程序不严谨等，工程量管理较为困难。针对此问题，公司设计了BIM平台施工工程量自动月结管理模块，该模块可根据工程建设三维模型和实际工作任务反馈时间，提取相应模型工程量，精准填报工程量并自动计算金额，总包方只需结合模型工程量和项目实际进展情况进行审核，有效提升了项目管理效率。

2 BIM平台施工工程量自动月结功能介绍

随着数字化和智能化的发展，BIM技术与传统人工智能技术融合，可以实现设计方案和施工方案的合理选择和优化，解决成本管理等问题[1]。项目分包商施工工程量月结工作是项目建设过程成本控制的一项重要工作，图纸工程量和合同工程量是审核的重要依据。传统的作业模式主要以2D平面图纸为参考，项目工程量信息由预算人员负责收集，数据之间无法共享，不利于工程量结算。依托BIM 技术的施工工程量自动月结功能则可以自由拆分项目及其工作量，结算具体工程进度款[2]。在项目的BIM平台上，各参与单位均有BIM平台公共账号且均开通了模型查看及工程量查询等功能，为日常工作中各参与单位查看三维模型、进行技术交底、查询材料量及使用量、进行设备及材料出入库管理等提供了便利，实现了业主、总包商、分包商、供应商的线上协同办公。施工工程量自动月结功能的开发，进一步增强了项目信息化管理水平，更好地发挥了BIM平台数据的使用价值。

项目分包商月结的工程量取自BIM 平台的项目建设三维模型工程量，首先需保证模型工程量的准确性。项目三维模型分“初始模型”、“中间模型”和“成品模型”三阶段模型依次提交上传至BIM 平台，设计深度逐步提升，成品模型为最终模型，清单工程量最为准确可靠。

我们选取“某5 000t/d 水泥熟料生产线技改项目”为例，按照合同签订的固定清单，对项目的费控工程量、模型工程量、结算（造价部）工程量进行对比，结果如图1所示。经比较模型工程量和结算工程量数据，清单中的“混凝土工程”、“门工程”、“窗工程”、“非标制作”、“非标安装”差值在4%以内，“防水工程”、“吊顶工程”、“其他”经单位换算后，差值同样控制在4%以内，属于可接受的误差范围，表明这些三维模型工程量计算比较准确；“土石方工程”、“电缆敷设”、“厂区照明”部分在三维模型中无法绘制出实体构件，导致此类工程量无法体现，在月结过程中需工程师根据图纸进行计算；其余清单工程量差别较大是由于三维模型设计深度尚未完全达到成品模型标准，此项目尚在执行过程中，此类工程量以“混凝土工程量”推算，成品模型工程量相对准确。综合来看，项目模型工程量和结算工程量整体接近，证明以模型工程量作为施工工程量月结的依据比较可靠。

图1 模型工程量、费控工程量、结算工程量对比

施工工程量月结的一项重要依据是施工合同。在BIM 平台中，要进行施工合同定义（如图2 所示），确定各合同车间子项，对应的车间，链接各车间子项模型，将模型工程量和施工月结工程量相关联，按照“施工定义明细清单”，分车间子项录入平台的“合同细项”。

图2 施工合同定义

BIM 平台中施工工程量月结流程如图3 所示，主要包括通常页、月结清单定义（车间工程量录入）、其他月结清单、月结清单汇总等表单界面。施工工程量月结流程由分包单位发起，第一步：进入通常页，录入基本信息。通常页包含请款时间、请款汇总金额（自动计算）、附件三部分，分包单位只需录入请款时间，其余数据由系统自动生成。第二步：录入工程量。工程量分为车间工程量录入、其他月结清单、月结清单汇总表三个表单，其中，“车间工程量录入”的车间范围在页面左侧自动显示，来源于分包合同定义时链接的“模型关联信息”车间。分包商选择车间后，仅需在右侧列表录入对应的“当月分包工程量”，根据分包商反馈的工程实际完成时间，通过BIM 平台的自动获取功能，即可显示“累积反馈工程量”和“模型工程量”，基于BIM平台自动获取工程量的功能如图4 所示；“当月分包工程量”上报可以以“累积反馈工程量”为参照，系统自动匹配分包单价，计算“当月分包金额”；“其他月结清单”可以录入特殊项清单的工程量；“月结清单汇总”自动汇总所有车间和其他项的工程量和分包商请款金额等信息；分包商完成录入操作并检查无误后发送给总包方工程师审核。

图3 施工工程量月结流程

图4 基于BIM平台自动获取工程量

如图5 所示，总包方工程师在进行月结审核时，只需在“月结清单定义”中，从分包商实际反馈的工作任务中提取“累积反馈工程量”为参考依据，审核分包商上报的工程量，录入“当月审核工程量”。系统自动匹配合同单价，计算得出“当月审核金额”；同理，审核“其他月结清单”，系统自动计算“月结清单汇总表”，计算月结金额。工程师审核后，按照项目管理要求、规范流程设定继续进行审批，审批流程如图6所示。

图5 总包方月结工程量审核流程

图6 月结审批流程

施工工程量月结流程页面按照各车间列表排布，简明易懂，工程师可根据现场实际施工进度，直观对比“累积反馈工程量”和“累积工程量”，进而审核当月工程量是否合理，使得审核量更加准确，同时通过计算机自动计算汇总金额，避免了人工计算导致的工程量错误。

3 施工月结功能应用实例

选取公司重点项目“某5 000t/d 水泥熟料生产线技改工程”为例，将BIM 平台的施工工程量月结功能在具体项目上的应用进行详细介绍，此项目涵盖车间范围较全面且数据较完备。结合本项目现场实际BIM应用进度反馈情况，按照土建和安装类别划分，选取土建C标段（水泥粉磨部分）和安装B标段（熟料煅烧部分）进行介绍，这两个标段进度和工程量数据更为准确。

首先，按照BIM 平台施工定义明细清单的“工程量录入”列表，分别对土建C 标段各车间工程量月结申请的数据进行分析。本文仅选取有代表性的车间（土建416 水泥粉磨车间和安装316 烧成窑中车间）的数据结果，如图7、图8所示。

图7 416水泥粉磨车间土建工程量对比

图8 中的“累积工程量”是指分包商月结审核后的累积工程量，“累积反馈工程量”是基于BIM平台自动计算获取的车间开始施工的实际时间到当月月底的反馈工程量。因为获取模型工程量需选取一个时间段，生产实际中存在跨月完成工作的情况，所以通过对比累计工程量审核跨月工程量更为准确；也可用累计工程量对比审核当月工程量。

图8 316烧成窑中车间安装工程量对比

选取从项目开始到2021年2月的累积数据，对比分析每项清单的各月“累积工程量”和“累积反馈工程量”，根据图7、图8的对比情况，数据初步对比结果见表1。

4 应用结果分析

从表1 可以看出，应用结果分为两大部分：第一部分清单的模型工程量相对准确，可直接用于月结，为工程师审核工程量提供参考依据。第二部分模型工程量存在差异，分为三类（如图9 所示）：第一类模型缺失项（无法画出三维图形），第二类模型清单不匹配，第三类模型构件不全（模型漏画）。可通过查阅对比分包商的工程量详细说明，再结合现场实际施工情况，深入分析三类结果的产生原因并寻找解决途径。

图9 应用结果分类

表1 数据初步对比结果

第一类模型缺失项，即模型中无法体现土石方工程以及制作类的清单，可以根据现场实际施工情况，以图纸计算的工程量作为累积工程量的控制依据。

第二类模型清单不匹配，可以根据项目三维模型质量实际情况，主要从两方面解决，一是设计者绘制三维模型时选准族类型，保证工程量和清单的正确性；二是调整数字插件，模型赋码后构件能够准确匹配到对应的清单项。

第三类模型构件不全，主要体现在成品模型准确性和设计变更上，三维模型是生成清单及工程量的依据，也是所有后续工作步骤的基础。在设计阶段，需加强三维模型的自检和审核，保证成品模型的完整性和准确性；当设计发生变更时，设计者应及时更新提交模型，由赋码工程师进行赋码，上传至BIM平台。

第二类、第三类问题解决后，可得到新的数据对比结果，如表2 所示。可见，施工工程量月结时可以直接进行累积工程量对比。

表2 数据完善对比结果

此外，根据项目的三维车间模型，BIM 平台会自动进行结构分解，划分WBS 并生成对应任务编码，根据现场WBS 工作的实际进度反馈时间获取反馈的工程量。如某项施工工作任务开始，通过手机APP 扫码反馈实际开始时间并同步到BIM 平台中，同理反馈实际结束时间，平台自动获取的累积模型工程量是所有已完成工作对应的清单工程量。如果某项任务持续时间较长，本月未完成，在月结时，分包单位上报本月工程量时，会上报此部分工程量，但是模型工程量不能获取，所以会出现一个工程量存在差异的问题，尤其是在安装工程中，此问题更为凸出。例如，“3.16混凝土（框架）有梁板”即属于此种情况，导致“累积工程量”大于“累积反馈工程量”。针对此种情况，将“模型工程量”，即车间的所有工程量列入“月结清单定义”表格中，审核人员审核工程量时，可根据实际施工完成比例进行控制，将“累积审核工作量”控制在“模型工程量”以内即可。

5 结语

BIM 信息化管理平台有利于项目的精细化管理和工程费用过程控制，可有效提高公司的核心竞争力，在实际项目应用过程中，基于BIM 平台的施工工程量自动结算系统能够产生多方面的价值效益。

（1）分包单位在BIM平台请款流程分车间录入时，按清单项对比申报工程量和模型工程量的数据，提高了申报工程量的准确度，避免了人为原因导致的提前报量、延后报量或重复报量等，同时系统自动计算产值，减少了计算差错。

（2）结算流程与进度管理密切相关，分包单位在月结时，若发现申报项工程量和获取对应的工程量存在差异，可反向促进分包单位对实际进度的反馈工作，有助于分包单位和总包单位的BIM应用协同。

（3）为审批人员提供可直观参考的模型累积工程量数据，提高了审核量的准确性。

（4）将纸质审核流程转到线上平台进行，通过固化审批处理程序及标准化审核流程，规范了项目现场月结审核过程和操作流程，提升了项目成本过程控制水平，同时永久留存月结审核全过程资料，为后期查阅和发挥数据价值作用提供了便利。