基于BIM的公路工程全生命周期综合造价精细化管理研究
发布时间：2022-01-04
[摘 要]以全生命周期过程造价管理为研究，分析了各阶段造价管理现状，并对公路工程项目的综合造价精细化管理进行了研究，通过分析公路工程造价管理现状，全面分析工程造价管理不同环节的发展现状。结合 BIM 技术核心内容，确定 BIM 技术能够增强公路工程造价管理的效率和准确性，实现协同集成管理造价数据、造价信息共享的目标。分别对招投标、设计、施工建造以及竣工移交 4 个阶段深入分析公路工程造价管理过程中使用 BIM 技术的具体情况，同时确定详细的造价管理流程，协同各个环节之间同步工作，有效控制公路工程造价，确保造价管理能够趋于流程化、精细化和标准化。
[关键词]造价; BIM 技术; 精细化管理; 全生命周期
在公路工程建设项目当中，公路工程造价管理 发挥着重要的作用，能够实现控制、管理、判定项目生命周期全部费用使用情况的目的[1]。现如今，公路工程造价管理当中存在很多亟待解决的问题，包括概算、预算和结算之间无法匹配的情况[2]。清单计划已经开始推行，使得公路工程项目现代化发展进程逐渐加快，造价发展环境也趋于标准化和规范化，与此同时也要求公路工程造价管理更加完善和精细化[3]。项目前期估测精准性、处理速度通过 BIM 信息技术可得到大幅提升，这对项目各阶段参与方的信息传输、共享有益，可将精细化管理水平提高[4]。本文以全生命周期过程造价管理为研究，分析了各阶段造价管理现状，并对公路工程项目的综合造价精细化管理进行了研究。
1 基于 BIM 技术的公路工程造价精细化管理
针对当前公路工程项目当中正在使用的造价精细化管理方法展开分析，需要准确剖析当前施工环节当中的实际情况，不断优化管理价值[5]。
1. 1 设计阶段
在设计阶段，项目的造价走向能够细化项目的具体建造形式和设计文件，因此与之前的设计有密切的关联。对于设计阶段来说，工程造价管理必须遵循施工先进性和经济合理性[6]。通过经验数据，工程造价受设计阶段的影响值约为 75% ，在该阶段工程造价管理发挥的作用为全过程造价管理的 25% 左右。在实际工作当中设计概算并不能准确的反映出工程的概算数据，因此无法得出全面的概算指标结果。不同专业间在设计阶段因未全面准确审图，造成专业间碰撞，进而造成工程造价增加[7]。图 1 为设计阶段公路隧道工程的 BIM 模型。
1. 2 招投标阶段
在招投标阶段，招投标是基于市场竞价形式实现工程项目承发包，从而优选出最佳的公路工程项目实施主体，并将其作为开展项目的必要条件[8]。现阶段，使用比较多的方式主要是工程量清单计价模式，招标人需提供工程量清单，并将其作为投标报价的基础。当前阶段招标人在编制控价时都是依据行业相关定额进行的，需要注意的是其存在的时效性，不能有效反映出市场动态性，从而会对招标控制价准确性造成严重影响。
1. 3 施工阶段
事后控制是很多工程造价管理施工阶段经常使用到的方式，因此没有发挥出预测和控制作用[9]。非结构化存储方式在施工阶段所占比重较大，因此很难实现对数据信息的共享，想要进行有效利用就需要重复加工并提取，造成信息不对称引起各方工作效率不高。
1. 4 竣工结算阶段
在竣工结算阶段，基于合同条件对结算价款进行审核，对项目价款相关信息进行审查等过程均为公路工程造价的主要内容。公路工程的建设周期比较长，且涉及到的建设规模较大，所以在这个过程中很容易出现政策变化，以及现场签证等问题的变化，所以也会产生很多工程资料，这就给竣工结算过程造成了很多繁琐的工作[10]。公路工程所需要使用的材料，其品牌规格和型号都会影响价格，同时材料价格的实效性较强。与此同时还要体现已完工程数据当中的工程量指标、消耗量指标、工程造价指标等，从而积极推动在建工程造价管理的现代化进 程。但实际上很多企业会通过纸质文件或 word 文档来保存完工历史数据，所以在分析造价指数指标的有效性时，无法展开关联性计算。图 2 为非结构化信息储存现状。
工程造价管理需项目建设参与各方的相互协作，在实施过程中，需要三方人员共同参与，分别为造价管理人员、设计人员以及工程人员，共同制定优化的设计变更方案，同时需要对实际成本、预算成本和目标成本进行施工成本管理的三算对比，需成本部、工程部、财务部、采购部等部门提供相应数据，图 3 为工作流交叉现状。
2 BIM 在公路工程造价管理的具体应用
项目设计阶段、项目决策阶段、施工阶段、项目招投标阶段和竣工阶段是构成公路工程造价精细化管理的关键内容，不同阶段的造价管理内容及参与主体具体情况见图 4。
2. 1 公路工程设计阶段
2. 1. 1 BIM 碰撞检测实现成本控制
对于设计阶段来说，BIM 模型发挥着重要的作用，将专业检查软件与 BIM 模型碰撞检查工作充分融合。在三维空间上，可视化地将结构、排水等不同专业的碰撞冲突反映出来，使审图效率大大提升，协调好不同专业的的相互配合性。为了实现从源头上控制专业间碰撞等相关问题，需要积极发挥 BIM 模型碰撞检查工作的职能，降低对设计变更的频率，发挥成本控制前置的显著功效。图 5 为公路桥梁的碰撞检查。
2. 1. 2 利用 BIM 技术实现设计与造价的协同工作
造 价人员将BIM模型和结构导入造价软件，同时开展二次加工环节，提高工程量基础数据的准确性，分析其经济特性来看，价值工程能够结合设计阶段造价数据，并将其与 BIM 数据库储存的历史数据指标展开有效的对比，最终确定设计人员得到真实的经济指标反馈信息，实现优化设计。
2. 1. 3 基于 BIM 技术的设计阶段造价管理流程
在基于 BIM 技术的公路工程设计阶段，通过造价管理流程，其重点落脚为设计、成本等参与方之间展开有效的交互。在 BIM 技术的基础上，能够设计、建立、分析并存储相应的信息数据，有机结合造价过程，并对其进行有效的控制，在 BIM 碰撞模拟的基础上，有效反映出不同专业之间的碰撞问题，预防变更在后期设计中出现。图 6 为 BIM 设计模型与造价模型数据交互示意图。
2. 2 公路工程招投标阶段
2. 2. 1 招标人利用 BIM 技术快速准确编制招标控制价
招标人可以在招投标阶段充分发挥出 BIM 模型的功效，在尽可能短的时间内编制招标控制价和工程量清单。招标人能够发挥 BIM 自动量功能来计算工程量，获得更高精度的工程量清单，BIM 信息库能够辅助工程造价人员获得丰富的相关信息，例如价格和时间等，从而有效剖析其单价构成情况，增强招标控制价的实效性和精确性，通过 BIM 模型使得招标控制价和工程量清单的准确性更加完善。
2. 2. 2 投标人运用 BIM 技术有效进行投标报价
投标方需要符合招标人所提供的 BIM 模型，确保及时有效和准确的清单工程量，显著促进投标价格的编制开展情况，从而实现后续报价分析过程的全面性。市场价格的获取需要借助数据库和 BIM 云等方式，招标人需要对投标报价展开全面的分析对比，确定市场竞争力。
2. 2. 3 根据 BIM 造价模型确定投标报价
基于 BIM 模型能够确定投标报价，这个过程对投标工作来说是非常重要的，评标人在进行快速评审时，需要结合经济标和报价信息等内容全面确定投标报价。
2. 2. 4 基于 BIM 技术的招投标阶段造价管理流程
对于设计的 BIM 模型，招标人可对其进行利用，从而对招标控制价和工程量清单进行快速编制，投标人在对工程量清单进行快速复核时，可以借助 BIM 模型的显著功效进行策略报价，并提升其合理性，这样在确定工程造价过程中，招投标双方的效率可大幅度提高。图 7 为基于 BIM 模型的公路工程招投标造价管理流程。
2. 3 公路工程施工阶段
2. 3. 1 工程量及价款计算
在公路工程施工阶段，要结合 BIM 模型参数化特性构建五维模型，其中包括工期、空间、成本等因素，结合不同的时段和施工面拆分原有的 BIM 模型，从而确定具体的施工进展以及工程量情况。当确定了已完工程量以后，需要调取数据库当中的价格信息，并对阶段性工程进度价款进行有效的汇总。
2. 3. 2 造价信息数据实时跟踪
根据 BIM 模型的参数化、三维可视等技术，可向 BIM 模型中心有效录入准确的造价信息。当完成建立 BIM 模型后还需要实时维护造价信息的动态性。图 8 为公路桥梁的施工进度虚拟沙盘。
2. 3. 3 施工阶段公路工程造价的动态监控
在施工阶段，施工企业和建设单位需要动态分析计划费用和实际费用，并将发生费用偏差原因找出，对费用偏差进行有效控制。利用 BIM 模拟建造特性和 5D 模型，快速自动对工程量进行汇总，并对 BIM 数据库中的计划单价进行调取，从而获得拟完工程计划费用。将实际单价和已完工程量输入 BIM 模型，从而得到已完工程计划费用和已完工程实际费用，通过 BIM 软件对费用绩效指数和费用偏差进行分析，可获得准确的比对结果。
2. 3. 4 签证变更
如果项目实施过程当中签证发生了变更，此时需要在 BIM 信息中心当中及时录入相关信息，满足项目参与各方的具体使用需求。费用会随着签证的变更而产生变化，在 BIM 模型的基础上，将方案变更信息进行输入，及时地调整并修改模型，从而满足造价管理人员对关联性项目展开详细的计算，对变更方案造成的费用变化进行全面核实，实现事前可控变更费用的目的。
2. 3. 5 公路工程施工建造阶段造价管理流程
设计阶段的 BIM 模型需要与施工阶段的信息变化情况全面结合起来，从而构建动态施工建造 BIM 模型，结合其参数化和数据化等具体的功能，对成本费用、工程量等相关信息进行准确快速的调取，分析测算签证变更带来的费用偏差情况，从而实现对动态造价进行有效的管理。图 9 为公路工程施工造价管理流程图。
2. 4 公路工程竣工阶段
2. 4. 1 利用 BIM 技术进行结算资料审核
通过 BIM 三维模型对其中所包含的相关信息存储在 BIM 中央数据库当中，参与方可以在项目生命周期当中，实现及时调取并共享的目的。从业人员需要及时更新 BIM 中央数据库当中的工程资料，从而为参与方提供全面丰富的工程资料信息。对于项目施工过程来说，BIM 中央数据库中存储有大量资料信息，可分构件或按工期进行调取。在进行竣工结算时，审查人员可对 BIM 中央数据库进行直接访问，从而使结算工程的质量和效率得到提高。
2. 4. 2 利用 BIM 技术进行竣工结算工程量审核
在竣工结算过程中，根据 BIM 三维布尔计算功能，可对招投标过程中的工程三维模型直接利用，修改原设计图变更部分，在存储竣工图信息时需要借助通用格式文件，通过将信息导入竣工图的方式构建工程和工程量信息三维模型，显著提升核对工程量的准确性和时效性。
2. 4. 3 利用 BIM 技术进行竣工结算费用审核
实现互联网和 BIM 技术的充分融合，从而确保政府部门所发布的政策法规能够及时与与工程的开展将对接。由于 BIM 模型具有自适应性属性，因此可以准确核实竣工结算费用。
2. 4. 4 基于 BIM 技术的公路工程竣工结算阶段造价管理流程
在 BIM 数据库的基础上，其核心内容主要包括不同阶段的管理内容，收集并整理实施阶段的数据信息。在竣工结算阶段，从 BIM 模型中对相关竣工结算资料进行调取，对竣工结算 BIM 模型进行有效的梳理。同时要使用 BIM 自动计算功能复核工程量和竣工结算费用等信息。图 10 所示内容为基于 BIM 技术的公路工程竣工结算工作流程。
3 基于 BIM 技术的公路工程造价精细化管理流程
BIM 模型是典型的信息载体，因此对于造价管理的整个流程来说显得至关重要。在设计阶段所构建的标准 BIM 模型，能够不断添加项目开展过程中所涉及到的相关信息，同时也可以有效提取不同阶段造价价值。在 BIM 模型的基础上，造价管理各个阶段需要重新构建工作流程，确保能够有效传递信息，增强信息的准确性，实现较高协调性的沟通与发展。图 11 为基于 BIM 的公路工程造价精细化管理流程。
4 结论
本文以全生命周期过程造价管理为研究，分析了各阶段造价管理现状，并对公路工程项目的综合造价精细化管理进行了研究，得出结论如下:
a. 通过分析公路工程造价管理现状，全面分析工程造价管理不同环节的发展现状。
b. 结合 BIM 技术核心内容，确定 BIM 技术能够增强公路工程造价管理的效率和准确性，实现协同集成管理造价数据、造价信息共享的目标。
c. 分别对招投标、设计、施工建造以及竣工移交 4 个阶段深入分析公路工程造价管理过程中使用 BIM 技术的具体情况，同时确定详细的造价管理流程，协同各个环节之间的同步工作，有效控制公路工程造价，确保造价管理能够趋于流程化、精细化和标准化。——论文作者：李 茜，李 莹
[参考文献]
[1] 郑倩，卢杨路. 基于全生命周期视角的公路工程造价控制分析[J]. 科技创新与应用，2015( 11) : 225.
[2] 刘启利. 工程项目施工成本控制问题研究[J]. 城市建筑，2014 ( 2) : 144 - 145.
[3] Niknam M，Karshenas S. Integrating distributed sources of information for construction cost estimating using Semantic Web and Semantic Web Service technologies[J]. Automation in Construction， 2015( 57) : 222 - 238.
[4] 杨一凡. 基于 BIM 的工程项目成本控制分析[D]. 大连: 大连理工大学，2014.
[5] Gwang H K，Jae M S，Sang Y K，et al. Comparison of school building construction costs estimation methods using regression analysis， neural network，and support vector machine[J]. Journal of Building Construction and Planning Research，2013( 1) : 1 - 7.
[6] 寇雪霞，石振武. BIM 技术在施工阶段的成本控制应用[J]. 经济师，2016( 1) : 72 - 73.
[7] Smith P. Project cost management with 5D BIM[J]. Procedia - Social and Behavioral Sciences，2016( 226) : 193 - 200.
[8] 刘占省，赵雪锋. BIM 技术与施工项目管理[M]. 北京: 中国电力出版社，2015.
[9] 俞屏. 建筑设计阶段业主应用 BIM 技术的研究[J]. 建筑施工， 2016( 4) : 514 - 515.
[10] 张建平，范喆，王阳利，等. 基 4D - BIM 的施工资源动态管理与成本实时监控[J]. 施工技术，2011( 4) : 37 - 40.
