基于BIM的造价全过程管理解决方案

文｜杨宝明 上海鲁班企业管理咨询有限公司 首席顾问

基于BIM的造价全过程管理解决方案的原理、实现技术和应用方法，全面提升项目全过程造价管理水平。

当前造价管理技术的局限

工程造价管理每个对象都数据海量，计算十分复杂。随着经济发展，各大中城市大型复杂工程剧增，造价管理工作难度越来越高。传统手工算量、单机软件预算，已大大落后于时代的需要。令人汗颜的是行业内众多造价软件公司发展了近20年，造价管理软件技术无任何质的进步。目前的造价管理技术具有以下局限性：

造价分析数据细度不够，功能弱。目前主流造价软件还是表格法的套价软件，只能分析一条清单总量的数据，数据粒度远不能达项目管理过程需求，还只能满足投标预算和结算，不能满足按楼层按施工区域按构件分析，更不能实现基于时间维度的分析。

造价难以实现过程管理。精细化造价管理需要细化到不同时间、不同构件、不同工序等。施工企业只知道项目一头一尾两个价格，过程中成本管理完全都放弃了。项目做完了才发现实际成本和之前的预算出入很大，这个时候再采取措施已经为时已晚。而对建设单位而言，预算超支现象十分普遍。造成成本超支的重要原因首先是由于没有能力做准确的估算，其次是缺乏可靠的成本数据。

企业级管理能力不强。大型工程由众多单体工程组成，大型企业的成本控制更动态涉及数百项工程，快速准确的统计分析需要强大的企业级造价分析系统技术，并需要各管理部门协同应用，但目前的造价分析技术还停留在单机软件分析单体工程的局限上。

难以实现数据共享与协同。造价工程师所获得的数据还没有办法共享给内部人员。一方面是因为技术手段。另外一方面是因为所提供的数据其他人无法直接使用，需要进行拆分和加工。

造价工程师无法与其他岗位进行协同办公。例如进行项目的多算对比，成本分析，需要财务数据、仓库数据、材料数据等。这些就涉及到多岗位的协同。由于部门之间大家是平级，沟通协调成了主要问题，往往效率非常低，而且拿到的数据也很难保证及时性和准确性。

数据积累困难。数据积累会成为企业的财富和核心竞争力。现在社会已进入大数据时代，建筑业是典型的大数据行业，但建筑业是最没有企业数据的行业，都在基层人员的脑子里。

基于BIM的项目造价全过程管理解决方案

BIM技术的发展与成熟，给我们提供了强大的技术手段，解决上述问题的时机已到。BIM技术能帮助我们建立工程项目多维度（7D：3D实体、1D时间、3D工序）结构化数据库，并可将数据细度达到构件级。基于BIM技术这两大核心能力，我们可以在项目造价管理的投资决策、规划设计、招投标、施工、变更管理、结算各个阶段全面升级，实现基于BIM的解决方案，提升现有造价管理技术能力，并实现管理方式的根本转变。鲁班软件依据此理念提出了全新的BIM造价全过程管理解决方案。

基于BIM的造价全过程管理解决方案关键技术

建模算量平台。建立数据细度达到构件级的工程BIM模型，是整件事的关键基础。BIM软件实现自动化精确的工程量计算分析，形成结构化的数据库，为全过程的快速、精细化造价管理提供了强大支撑。

造价分析软件。基于BIM的造价分析软件能够将算量平台建成的BIM模型完整的接收，利用BIM模型数据库实现造价的快速精细统计分析，让造价数据粒度也能达到构件级。这从根本上颠覆了传统的造价分析方法，让我们造价分析能力有质的提升，实现框图出价，造价反查到图形。这些能力在过程管理中十分需要。

EDS系统。企业级多工程基础数据库将项目群或企业级的所有工程BIM模型形成一个数据仓库，实现项目群多工程和企业级统计分析，并实现企业与项目部的信息对称，提升企业管控水平和集约化运营能力，成为企业级信息化管理的关键基础数据库和管理平台之一。

BE（BIM浏览器）、MC（管理驾驶舱）。通过与EDS数据库相联，BE实现单工程的快速模型查看、数据调用与分析、资料管理等，实现数据共享和项目协同。MC可以进行企业级多项目的集成式管理，实现企业级复杂统计分析，以及单工程多阶段成本对比等分析。

基于BIM的造价全过程管理解决方案在各阶段实现方法

投资决策阶段

更为快速准确的投资估算与方案比选。当前行业造价估算因为无法将造价指标数据根据工程项目类型和工程特征值建立有海量数据的结构化数据库，估算的精度较差，预算超概算很多、决算超预算很多的情况难以控制。

基于BIM的造价管理，几乎所有的工程通过建立BIM模型，在项目前期、建造过程中，产生的经济、技术、物料等大量信息均存在于BIM模型中，可自动分析形成单个工程的详细造价指标，通过形成企业级和行业级的BIM数据库，再自动归纳形成指标数据库。这样就有了以下技术优势：一是积累的效率高，可形成大数据库；二是数据指标库是一个结构化数据库，与工程特征值紧密关联，并可实现指标数据与工程特征值的自动对应和筛选，分析就可更为精准。

实现随时调用、组合，为后续开发项目提供决策的信息支撑，查询、利用数据更加便捷，使项目估算在真正意义上发挥指导后期成本控制的作用。

规划设计阶段

设计阶段对项目造价起到了决定性的作用，越来越多的业主要求进行定额设计。设计院当前还缺乏这样的能力。因为当前二维设计为主的生产方式无法有效积累设计与造价的关联数据库，历史数据可利用性很差，还依靠经验解决，结果往往误差很大。在基于BIM造价指标数据库的支撑下，更容易实现设计阶段的精确预算和造价控制（定额设计）。

利用BIM快速计算工程量分析预算，通过工程特征值利用BIM造价指标库调取大量精准对应的历史工程造价指标进行对比控制，非常有利于设计阶段的造价控制。

设计完成后，利用BIM模型快速出概算，并且核对设计指标是否满足要求，控制投资总额。发挥限额设计的价值。

招标投标阶段

快速准确编制清单、编制投标造价。随着现代建筑造型越来越复杂，人工算量的难度越来越大，快速、准确地形成工程量清单成为传统造价模式的难点问题。

根据设计单位提供的包含丰富数据信息的BIM模型，建设单位或者招标代理机构便可以在短时间内调出工程量信息，结合项目具体特征编制准确的工程量清单，有效地避免漏项和计算错误等情况的发生，为顺利进行招标工作创造有利条件。将工程量清单直接载入BIM模型，建设单位在发售招标文件时，就可将含有工程量清单信息的BIM模型一并发放到拟投标单位，保证了设计信息的完备性和连续性。由于BIM模型中的建筑构件具有关联性，其工程量信息与构件空间位置是一一对应的，投标单位可以根据招标文件相关条款的规定，按照空间位置快速核准招标文件中的工程量清单，为正确制定投标策略赢得时间。

不平衡报价。招投标是一个博弈过程，承包商可以利用BIM技术，对业主方清单的准确性进行分析后运用不平衡报价来提升结算价，精明的承包商可获得最高可达10%以上的结算利润，这要依赖于熟练掌握BIM技术，实现快速的建模算量，否则当前极短报价的投标报价时间是难以完成的。事实上，现在的建筑企业由于BIM技术应用还不够深入普及，这些机会未能利用。

从这个角度看，造价咨询顾问单位要尽到责任，必须有能力为业主提供精确的招标清单，否则将造成雇主的巨大损失。

施工阶段

动态成本分析。将最前沿的BIM技术应用到建筑行业的成本管理当中是行业一大趋势。只要将包含成本信息、进度信息的BIM模型上传到系统服务器，系统就会自动对模型进行解析，同时将海量的成本数据进行分类和整理，形成一个多维度的，多层次的，包含多维图形的成本数据库。

人材机分析。1）材料计划：将施工BIM模型导入鲁班造价后，可以分析出所需要的人材机计划量。这些计划量根据施工经验去掉一定折扣后，可以作为材料用量计划和采购申请的依据。

通过互联网技术，可将BIM模型进行共享。项目参与方可以查询资源计划、人材机数据等，从而对项目的各类动态数据了如指掌。

2）多算对比：施工过程中通过短周期的多算对比，可以及时掌握项目动态进展，快速发现并解决问题。

目前项目上普遍应用的是前期计划量和施工过程中实际量的对比。可以按照施工区域进行对比，也可以按照施工进度进行对比。如果需要按照时间对比，需在前期预算BIM模型和施工过程中的施工BIM模型中增加时间维度。前者按照计划时间设定，后者按照实际时间调整。这样就可以在某一个阶段了解到预计完成工作量与实际完成工作量的分析，快速知道项目进展情况。

限额领料。限额领料制度一直很健全，但用于实际却难以实现，问题就在于无法及时获知领料数据。BIM的出现，为限额领料提供了技术、数据支撑，仓管人员可在BIM系统中快速检索相应施工区域的材料用量。

快速实现设计变更。当今工程项目的复杂程度越来越大，难度越来越高，因此在工程的全寿命周期中会有越来越多的变更，对整个工程的风险控制、进度控制带来很多未知和隐患。目前，所有的工程项目都可能发生变更甚至是频繁的变更，更改的时间和因素可能是无法掌控的，变更的烦琐，一是增加了时间成本，二是增加了投资成本。

BIM在设计变更管理中最大的价值，不是疏理清楚变更的流程，而是最大限度的减少设计变更，从而从源头减少变更带来的工期和成本的增加。

快速实现进度款支付管理。传统模式下，建筑信息都是基于2D-CAD图纸建立的，工程基础数据掌握在分散的预算员手中，很难形成数据对接，导致工程造价快速拆分难以实现，工程进度款的申请和支付结算工作也较为繁琐。

BIM技术的推广与应用为我们带来了方便，尤其在进度款结算方面。鲁班BIM平台实现了框图出价、框图出量，更加形象、快速地完成工程量拆分和重新汇总，并形成进度造价文件，为工程进度款结算工作提供技术支持。

具有构件级颗粒度的BIM模型，可以将各类数据以BIM的构件为载体进行存储、分析应用。根据工程进度的需求，选择相对应的BIM模型进行框图数据调取，被选中的构件进行数据的分类汇总统计形成“框图出量”。同时，当前的合约模式大多采用固定总价或固定单价合同，这两种模式有一个共性，即过程中的综合单价数据不进行调整，动态的产值变化是由不同阶段的工程量变化所造成的。因此，在BIM的基础上加入综合单价的工程造价分析元素就可以对进度款项进行确认，实现“框图出价”。

竣工结算阶段

快速结算与结算审计。造价审核的核心是算理、套算，其中正确、快速的计算工程量是这一核心任务的首要工作，工程量计算是编制工程预算的基础工作，具有工作量较大、繁琐、费时、细致等特点，约占编制整份工程预算工作量的50～70%，而且其精确度和快慢程度将直接影响预算的质量与速度。但传统的算量工作主要依靠手工或电子表格辅助，效率低、废时多、数据修改不便。

因此改进工程量计算方法，对于提高概预算质量，加速概预算速度，减轻概预算人员的工作量，增强审核、审定透明度都具有十分重要的意义。BIM可以对工程量进行计算，利用构件的几何尺寸、自由属性特点和空间关系的扣减规则进行结算工程量计算，以鲁班软件为代表的厂商已经在这方面做了十多年的工作和努力。电算已经基本在各省份和主要城市得到了普及。

云模型检查。一个简单的工程也具有海量数据，构造复杂，传统手工计算模式误差相当之大。通过建模算量虽然可以减少人为计算错误，但要得到完全正确的结果，仍须精确建模，对业务人员的经验是一个相当大的考验。鲁班云模型检查在云端建立大规模的专家知识库和常见算量模型错误病例库（相当于杀毒软件的病毒库），通过云计算智能算法，检查模型中的问题和错误，包括模型错漏、套定额错误、属性设置合理性、砼等级合理性等错误检查，提供错误报表，可反查图形，并具有批量修复功能，帮助造价人员大幅提升模型准确性，从而整体提升造价人员工作质量。

基于BIM的造价管理实践应用

鲁班BIM解决方案在数十个项目进行了成功应用，包括各大城市地标性建筑，如上海的上海中心、金虹桥国际中心，苏州的传媒广场，杭州的奥体中心等，取得丰硕的成果，常州九洲城市花园更是取得了2012年住建部信息化示范项目。现举实施项目部分应用亮点介绍：

精细控制垂直运输。上海中心，总高度632米，对于材料的垂直运输要求很高，材料数据的准确性，直接影响到工程的成本，运输过多，造成材料的浪费，运输过少，会直接增加二次运输费用，更会严重打乱垂直运输的调运计划。

将完成模型后的工程量上传MC系统，各个条线的施工员、预算员、材料员、垂直运输班组可以任意调取服务器端工程数据，针对施工班组的要料计划进行审核。数据形成企业数据库，达到数据共享、监控的功能；同时与项目上的PMS形成数据共享，直接为其提供最基础的项目数据。

精确消耗量计算，精细过程管控、减少浪费。传统施工管理易出现的问题：一是根据班组计算得到的过程中计划工程量制定采购计划，责权颠倒；二是施工过程中无法及时、准确获取拆分工程实物量，无法实现过程管控；三是施工中材料领取经验主义盛行。

基于BIM技术的7D关联数据库，可以实现快速、准确获得过程中工程基础数据拆分实物量；随时为采购计划的制定提供及时、准确的数据支撑；随时为限额领料提供及时、准确的数据支撑；为飞单等现场管理情况提供审核基础。

在正方园公司2个项目上，对项目部所需材料，尤其是以钢筋、模板、混凝土等主材由公司直接统一采购，集约化管理，这样对项目材料的控制需要精确的把控，是项目成本控制的关键，利用鲁班基础数据分析系统及鲁班BIM浏览器，项目以及公司各岗位人员可以随时随地调取到工程所需任何数据，同时严格控制了主材的采购量，对班组也实行限额领料，既避免了材料了浪费，又能保证材料到场及时性，有利于公司对项目资金的调配及安排，减少资金积压和成本浪费。

设计变更。在无锡正方园大厦，我们根据设计院出的图纸进行BIM预算模型建模过程中，会发现一些图纸问题，例如图中标注不明确、钢筋配筋不合理、土建结构梁、柱与安装专业管线发生碰撞等问题，为我们图纸会审提供了依据，设计院可及时地对图纸问题做出回复，进行设计变更，避免在施工过程中发现问题，造成返工；同时，在设计院变更单第一时间到达BIM建模小组后，建模人员能迅速的对模型进行调整，给现场的管理人员提供准确的模型，去指导现场施工及提供工程量数据。

进度款项的确认。九州花园项目，根据BIM技术7D关联数据库、合同和图纸等相关要求设定相应参数快速、准确获得进度工程量。利用BIM技术7D关联数据库与三维图形确定相关参数区域，框图出价。过程中实现过程三算对比，月度产值核算，月进度控制。

展望

即使BIM技术在国内工程造价中应用已达14年之久，BIM技术的发展仍处于初级阶段，但BIM技术现有的能力已能帮我们实现巨大的价值。BIM技术还将有非常大的发展空间，对造价行业的影响是全面性的、革命性的。

今后的工程造价信息化解决方案必然是基于BIM、基于互联网数据库技术的系统解决方案。从单人单点的应用（预算）成为项目级甚至企业级的全过程的管理应用（预算、变更管理、成本控制、生产计划等）。

企业级数据积累将变成可能。现在整个经济社会逐步进入大数据时代，谁拥有了数据，谁将获得明天。BIM技术对建筑行业数据能力的影响是，既提供工程项目创建、管理和共享数据的高效能的系统平台，也为企业级的基础数据库建设奠定了基础。建筑企业的企业级数据库建设将有强大的系统工具。

BIM技术的发展对行业最终的影响，我们还难以估量，但会成为我们企业和项目管理的必须的工具，更是造价管理行业竞争必须具有的能力。