基于BIM的5D技術(shù)在項目管理中的探究

◆李瑾 王媛

基于BIM的5D技術(shù)在項目管理中的探究

◆李瑾 王媛

（蘭州交通大學(xué)博文學(xué)院 甘肅 730101）

建筑信息模型BIM（Building Informnation Modeling）是以建筑工程項目的各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。它具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性五大特點。基于BIM技術(shù)，建立5D關(guān)系數(shù)據(jù)庫，以各WBS單位工程量人機(jī)料單價為主要數(shù)據(jù)進(jìn)入成本BIM中，能夠快速實行多維度成本分析，從而對項目成本進(jìn)行動態(tài)控制。

BIM技術(shù)；5D；項目管理

1975年，被譽(yù)為BIM之父的佐治亞理工大學(xué)教授Chuck Eastman本人，創(chuàng)建了BIM理念，從發(fā)展歷程來看，BIM技術(shù)的研究經(jīng)歷了三大階段：萌芽階段、產(chǎn)生階段和發(fā)展階段。1975年BIM之父Eastman教授在其研究的課題中提出a computer-based description of-a building，以便于實現(xiàn)在建筑項目中的可視化和量化分析，從而提高工程建設(shè)效率?；贐IM技術(shù)的項目設(shè)計過程包括資源利用、實施、交付三個基本維度，得出設(shè)計的實施標(biāo)準(zhǔn)、具體方法和其實踐內(nèi)容。在我們國家，首次運(yùn)用BIM（建筑信息模型）技術(shù)的項目是舉世矚目的2008年北京奧運(yùn)會主會場鳥巢。鳥巢項目中BIM技術(shù)的運(yùn)用不是簡單地將數(shù)字信息進(jìn)行組合，而是數(shù)字信息的應(yīng)用，其屬于可以運(yùn)用于設(shè)計階段、建造階段、管理階段的數(shù)字化方法。它在設(shè)計階段運(yùn)用可視化技術(shù)三維立體地展現(xiàn)了鳥巢的外在面貌。同時，如此復(fù)雜的建筑形式，也是利用BIM技術(shù)進(jìn)行碰撞檢查，從設(shè)計階段規(guī)避了管道的重疊交叉，從而精確的交錯，節(jié)省了造價，同時縮短工期。因此，被廣泛推廣應(yīng)用，我們國家要求到2020年，國家投資建設(shè)的項目，95%以上必須運(yùn)用BIM技術(shù)。

BIM信息模型最初是三維化的，即在二維平面化的基礎(chǔ)上增加一個維度，使其立體化，三維化，并且可視化。這一改變在項目設(shè)計階段的作用是不容小視的，在設(shè)計階段就可以利用可視化優(yōu)化設(shè)計，回避管道穿主體的設(shè)計弊端等，從而節(jié)省成本。BIM技術(shù)的四維化，簡言之，就是在三維的基礎(chǔ)上又增加了一個維度，即4維，又稱為BIM4D。此時BIM技術(shù)的運(yùn)用已經(jīng)由設(shè)計階段發(fā)展到了項目施工階段，此時增加的時間維度，就是對項目的進(jìn)度進(jìn)行管理，使項目工期安排合理化，工期檢查動態(tài)可視化，項目管理者可以通過動漫演示充分掌握工程進(jìn)度實施。BIM技術(shù)發(fā)展的下一步是在時間維度的基礎(chǔ)上，增加成本控制的新維度，即BIM5D。從項目管理的四大控制來看，四大控制分別指的是項目進(jìn)度控制、成本控制、質(zhì)量控制、安全控制。BIM技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了5D。成本控制階段，這個階段從信息模型的組件中產(chǎn)生精確的成本估算，BIM 5D代表了成本管理人員的工作，工作量更少。BIM技術(shù)從3D到4D再到5D，高效的組合，使程序數(shù)據(jù)和強(qiáng)大的合同金額，可以跟蹤項目實際過程中的預(yù)測和實際花費(fèi)，并且每月的成本報告和預(yù)算更精確。但是目前還沒有6D的概念，以后6D是否是質(zhì)量控制維度仍然沒有定論，但是BIM技術(shù)一定會繼續(xù)發(fā)展到N維度。

現(xiàn)在我們明白，BIM 5D模型包含了最基本的3D模型，除此之外還包括了4D維度，BIM的第五維度與3D和4D（時間）相關(guān)聯(lián)，對BIM 5D技術(shù)的使用可以獲得更高的估算精度。BIM 5D提供了提取數(shù)據(jù)和分析成本、評估方案和動態(tài)變化影響的方法。

目前國內(nèi)BIM技術(shù)的發(fā)展可以找到5D信息共享，BIM技術(shù)繼4D添加元素的成本對現(xiàn)有的時間管理及信息共享建設(shè)組件圖。

但是實現(xiàn)BIM技術(shù)的前提是：在建設(shè)項目全壽命周期的各個階段，項目參與的五大家，即：建設(shè)單位、勘察單位、設(shè)計單位、施工單位、監(jiān)理單位。通過在BIM建模過程反映各參與方的職責(zé)。BIM是基于標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)同作業(yè)的共享數(shù)字化模型?；贐IM技術(shù)，建立成本的5D關(guān)系數(shù)據(jù)庫，以各WBS單位工程量人工、機(jī)械、材料單價為主要數(shù)據(jù)進(jìn)入成本BIM中，能夠快速實行多維度成本分析，從而達(dá)到對項目成本進(jìn)行動態(tài)控制。

1 快速精確的成本核算

項目成本控制工作是項目管理工作之一。項目成本控制達(dá)到對于能夠引起項目成本變化因素的控制。項目企業(yè)內(nèi)部控制，是指企業(yè)為了能夠推動項目的有效進(jìn)行和保障資產(chǎn)的安全，發(fā)現(xiàn)并且糾正錯誤，確保成本核算資料的正確、合法、完整從而制定的措施及流程。

目前，項目成本核算困難。一是數(shù)據(jù)量大。我們在進(jìn)行項目成本核算時，首先是要將建設(shè)項目進(jìn)行劃分，建設(shè)項目一般劃分為單項工程，即：有獨(dú)立且完整的設(shè)計文件，完工后可以滿足正常的生活和使用要求。一個建設(shè)項目可以是由一個單項工程構(gòu)成，也可以是多個單項工程構(gòu)成，它們是包含關(guān)系。繼續(xù)劃分成單位工程，即：將單項工程劃分成單位工程，單位工程有獨(dú)立且完整的設(shè)計文件，但是完工后，不能單獨(dú)滿足正常的生活使用要求，例如一個單項工程是一棟教學(xué)樓，那么單位工程指的是這棟教學(xué)樓的土建部分、安裝部分、裝飾工程部分。又繼續(xù)劃分，可以將單位工程按照構(gòu)件位置不同等，劃分成為分部工程，例如：土建部分里的土石方工程、樁基礎(chǔ)工程、鋼筋混凝土工程、樓地面工程、屋面工程等。再繼續(xù)劃分，又可以將分部工程劃分成分項工程，這是按施工的工藝及工序的不同等劃分得到的。我們的項目在進(jìn)行成本控制時，是要將每一分錢都細(xì)化出來的，所以計算的工程量，實際上就是分項工程的工程量。通過計算分項工程的工程量，再套取價格，匯總后得到項目的造價，相應(yīng)的組合措施費(fèi)、規(guī)費(fèi)等，得到項目的總造價。每個單項工程施工階段都有大量材料、機(jī)械、消耗量等費(fèi)用產(chǎn)生，因此把所有人工費(fèi)、材料費(fèi)、機(jī)械費(fèi)和消耗量都計算清楚，數(shù)據(jù)量巨大。二是涉及部門班組和崗位眾多。三是相應(yīng)分解困難。同種周轉(zhuǎn)材料、人工、機(jī)械設(shè)備，分解對應(yīng)到相應(yīng)專業(yè)難度非常高。四是消耗量和資金支付情況復(fù)雜。材料供應(yīng)方面，有的材料進(jìn)庫未付款，有的材料先預(yù)付款未進(jìn)貨，有的材料用了未出庫，有的材料出了庫未用掉的；人工方面，出現(xiàn)先干未付等情況；機(jī)械設(shè)備周轉(zhuǎn)租賃也有類似情況；專業(yè)分包方面，有的項目未簽約先干，完工后再談判確定費(fèi)用。情況如此復(fù)雜，成本項目和數(shù)據(jù)歸集必須要有一個平臺支撐，才能做到不重不漏項。BIM是一個強(qiáng)大的工程信息數(shù)據(jù)庫。建立包含成本數(shù)據(jù)的BIM5D關(guān)系數(shù)據(jù)庫，成本數(shù)據(jù)及時進(jìn)入5D相關(guān)數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行成本匯總核算、統(tǒng)計分析及拆分對應(yīng)立馬可得。進(jìn)行BIM建模所完成的數(shù)據(jù)模型包含的二維圖所有位置坐標(biāo)長度等信息，并包含了二維施工圖紙，圖紙中不包含的材料等信息，計算機(jī)通過識別不同構(gòu)件及模型的幾何信息（時間維度，空間維度等），對各種構(gòu)件的數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計，并且以各自WBS單位工程量為主要數(shù)據(jù)進(jìn)行成本核算。

2 預(yù)算工程量動態(tài)查詢與統(tǒng)計

一般項目從決策到建成，需要很多個階段，這些階段的造價的價格種類總的有6種，也可以細(xì)化成9種。分別是可行性研究階段估算價格、初步設(shè)計概算價格、施工圖預(yù)算價格、招投標(biāo)環(huán)節(jié)合同價、施工階段結(jié)算價和竣工決算價格，這樣6種價格。也可以細(xì)化，例如概算價格可以細(xì)化成初步設(shè)計概算和修正概算兩種?；贐IM技術(shù)，模型可直接生成所需材料的子目名稱、數(shù)量和尺寸等信息，并且這些信息將始終與設(shè)計保持一致，在設(shè)計出現(xiàn)變更時，該變更將直接反映到所有相關(guān)的材料明細(xì)表中，使得預(yù)算工程量動態(tài)查詢與審計工程師使用的所有構(gòu)件信息也會隨之變化。如某工程采用BIM模型所顯示的不同構(gòu)件的子目信息。在動態(tài)結(jié)算過程中，動態(tài)實際工程量得出動態(tài)結(jié)算的重要參考數(shù)據(jù)，系統(tǒng)動態(tài)計算實際工程量也可以為施工階段工程款結(jié)算及決算提供數(shù)據(jù)支持，但是，由于BIM技術(shù)人員的問題，存在設(shè)置漏洞，使得BIM5D的作用并沒有按上述科學(xué)化的運(yùn)用，甚至存在錯誤，造價的數(shù)據(jù)可靠性不如傳統(tǒng)方式統(tǒng)計的可靠性高，因此，對BIM5D的從業(yè)人員水平還需要提升，以便發(fā)揮大數(shù)據(jù)時代的優(yōu)勢。

3 成本控制與進(jìn)度款支付管理

作為成本控制的方法主要有兩類，一類是分析和預(yù)測項目影響要素的變更的成本控制方法，另一類是控制其各種要素變動成本管理目標(biāo)的方法。其具體措施是：項目的成本變更控制體系；項目的成本績效核定度量方法；項目的贏得值管理方法；項目成本其附加計劃法；項目成本控制的數(shù)據(jù)工具。另外，項目不確定性成本控制，通過對其確定性成本分析、以及風(fēng)險性成本分析和完全不確定性成本分析，使得工程造價可靠。項目不確定性成本的成因有三個方面：一是項目具體活動本身的不確定性；二是材料耗量的不確定性； 項目活動價格的不確定性（漲價預(yù)備費(fèi)）。傳統(tǒng)計價模式下，工程價款的申請和支付結(jié)算工程款程序煩瑣，基于BIM能夠減少預(yù)算的工作量，又可快速地完成工程量的拆分和重新匯總得出數(shù)據(jù)，為工程價款動態(tài)結(jié)算工作提供技術(shù)支持。BIM技術(shù)的應(yīng)用還將不斷擴(kuò)展，BIM時將改變項目從設(shè)計、施工到運(yùn)維，全壽命周期的管理方式。

4 結(jié)論

隨著社會的快速發(fā)展，該項技術(shù)帶給各類項目的有益之處逐漸得到廣泛認(rèn)可，同時其應(yīng)用范圍還將繼續(xù)快速擴(kuò)展。建筑行業(yè)五大家，將期待更精確的成本、進(jìn)度計劃以及質(zhì)量的優(yōu)化控制。大數(shù)據(jù)可以在各管理部門進(jìn)行協(xié)同和共享，為項目決策者制訂工程造價項目群管理等全方位的決策提供依據(jù)。從而更好控制項目成本，使項目管理更加便捷，高效，科學(xué)，達(dá)到提高收益。BIM技術(shù)的運(yùn)用，將有利促進(jìn)行業(yè)之間的交融發(fā)展。

[1]許麗芳，BIM技術(shù)對工程造價管理的作用[J].中國招標(biāo)，2015.

[2]張帥，工程施工管理中的成本控制分析[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2014.

基于BIM的5D技術(shù)在項目成本管理中的探究（編號：2018BWJX007）