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BIM技术对工程造价机构的挑战与机遇

  • 日期:2016-12-29
摘要:BIM 技术在造价管理信息化方面的优势主要体现在快速、准确地处理工程量信息,改变传统思维以及工作方式等方面;同时 BIM 技术彻底打破建设工程造价管理的横向、纵向信息共享与协同的壁垒,促使工程造价管理进入实时、动态、准确分析时代。
BIM技术对工程造价机构的挑战与机遇
       将现实中的三维建筑通过二维手段表达为施工图纸是现代建筑领域的重要基石,为现代建筑业带来了将近百年的高速发展和繁荣。但是由于二维图纸表达复杂,不容易理解,特别是与现代信息技术的发展不相适应,在某种程度上阻碍了建筑业的创新和发展。21 世纪以来,一项新的建筑技术——以 3D 建模和 3D 计算为核心的建筑信息模型 (Building Information Modeling,简称 BIM)的诞生, 还原了建筑的三维原貌,正在引发建筑行业一次史无前例的彻底变革。 BIM技术利用现代信息技术通过数字建模实现了建筑的三维表达,从技术上为提高建筑行业生产力、增加专业沟通、减少资源浪费提供了支持。通过 BIM 技术的运用可以显著提高建筑行业信息集成化程度,消除或减少信息冗余,提升项目设计、建造和管理的效率。
        1  BIM——建筑信息技术的一场革命
        1.1 工程领域信息化的主要障碍——信息孤岛
现代信息技术的应用极大地提高了生产力水平,但对于建筑业的促进则要小得多,造成这一局面的关键是传统的信息技术无法解决建筑业的信息割裂问题。据统计,美国建筑业每年约6500亿美元的成本中,有2000亿美元是由于低效、错误和延误造成的,我国以及其他发展中国家在此问题上的情况可能更加严重。其主要原因是:在工程项目实施的各个阶段所使用的信息系统基本是相互孤立,自成体系,形成“信息孤岛"现象。虽然在各个孤岛内部,信息已经能够数字化共享、存储和传播,但在孤岛之间,信息仍然主要以传统媒介进行交换,这种方式使各专业系统间形成信息断层,不仅使信息难以直接再利用,而且其链状的传递难免会造成信息的延误、缺损甚至是丢失。
        1.2 BIM技术的优势——将工程信息紧密联合起来
BIM通过建立数字化的参数模型建立 N 维的数字设计解决方案,构建“可视化”的数字建筑模型,模型信息涵盖与建设项目的设计、建造安装、运营等整个生命周期,在建设项目提高效率、保证质量、节约成本、缩短工期等方面发挥出了巨大优势。 BIM是以三维数字技术为基础,集成建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型,同时又是一种应用于设计、建造、管理的数字化技术,可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率和大量减少风险。而建筑模型的国际标准化、信息共享、信息资源利用程度,将直接影响建筑生命周期的后续各阶段。BIM 技术的核心在于:
       1.模型信息的完备性。除了对工程对象进行几何信息和拓扑关系的描述,还包括完整的工程信息描述,如对象名称、结构类型、建筑材料、工程性能等设计信息;施工工序、进度、成本、质量以及人力、机械、材料资源等施工信息;工程安全性能、材料耐久性能等维护信息;对象之间的工程逻辑关系等。
        2.模型信息的关联性:信息模型中的对象是可识别且相互关联的,系统能够对模型的信息进行统计和分析,并生成相应的图形和文档。如果模型中的某个对象发生变化,与之关联的所有对象都会随之更新,以保持模型的完整性和健壮性。
        3.模型信息的一致性:在建筑生命周期的不同阶段模型信息是一致的,同一信息无需重复输入,而且信息模型能够自动演化,模型对象在不同阶段可以简单地进行修改和扩展而无需重新创建,避免了信息不一致的错误。BIM为设计、施工、造价等各环节人员提供“模拟和分析”的协同工作平台,他们利用三维数字模型对项目进行设计、建造及运营管理,最终使整个工程项目在设计、施工和使用等各个阶段都能够有效的实现节省能源、节约成本和提高效率。
        2  BIM 技术在工程造价管理中应用的优越性
BIM 技术在建设项目造价管理信息化方面有着传统技术不可比拟的优势,对于提升建设项目造价管理信息化水平、提高工程造价行业效率,乃至改进整个造价行业的管理流程,都具有十分重要的积极意义。
        2.1 提高造价工作的效率和准确性
       工程量计算是编制工程造价的基础,有关研究表明:工程量计算的时间在整 个造价计算过程占到了 50%~80%。传统上,造价工程师在进行成本计算时, 需手工计算工程量或者将CAD 图纸导入工程量计算软件中计算,但不管哪一种方式都需要耗费大量的时间和精力。二维的图形算量软件虽相比于手工算量在一定程度上减轻了造价工程师的工作强度,但造价工程师在计算过程中依然需要将图纸重新输入算量软件中,仍需要耗费大量时间,同时仍存在人为错误的可能性从而增加风险。
         相比与传统方法,BIM的自动算量功能可以使工程量计算的主要工作通过计算机实现,大幅提高工作效率,其优势主要表现在以下两个方面:
        首先,BIM 技术可以提高工程量计算的效率。BIM模型将构件表达为可运算的信息,计算机既可以自动识别构件,也可以根据构件的属性信息对各类构件进行归类汇总统计,造价工程师可以根据设计单位提供的 BIM 模型快速抽调出工程量信息。通过 BIM 技术,造价工程师可以从繁琐的基础工作中解放出来,既提高了造价工作效率,减少了客户响应时间,也使得造价工程师有更多的精力和时间关注工程造价合理性,更好的为客户服务。
        其次,BIM 技术可以提高工程量计算的准确性。利用 BIM 技术建立三维模型进行实体减扣计算,对于规则或者不规则构件的工程量都可以同样准确计算,有效地避免漏项和错算等情况,诸如跨越多张图纸的项目可能被重复计算等问题可以得到妥善解决。再次,BIM 技术可以提高清单计价工作的准确性。通过 BIM 模型,一方面可以准确获得构件的属性信息,另一方面通过三维方式可以更加准确、直观地展示了工程节点情况,造价工程师可以结合项目具体特征编制准确的工程量清单,为组价工作奠定基础。
        2.2 提供控制设计变更的技术手段
        设计变更在工程实践中频繁发生,传统方法无法很好的应对,设计变更已经成为超出概算、预算的主要问题。BIM 模型的应用有利于从技术上减少设计变更,提高控制设计变更的事前控制水平。首先,可以利用 BIM 技术的模型碰撞检查工具,全面、快速的进行碰撞检查,提高设计质量,优化管线排布方案,消除现场工艺冲突,尽量避免因技术原因造成的设计变更。其次,利用 BIM 技术,造价工程师可以与设计人员协同工作,设计变更所引起的造价变化可以事前控制。在设计阶段,可以从造价控制的角度对工艺和方案进行比选优化,尽量避免后期设计变更的发生;在施工阶段,造价工程师可以准确测算设计变更所导致的工程量变化以及工程造价增减,并及时与设计人员、业主进行反馈。
        2.3 方便历史数据的积累和共享
        虽然 CAD 技术的出现减少了纸质图纸的数量,但对于工程造价机构而言, 资料的积累依然十分困难。 一方面,工程项目规模日益扩大,结构形式愈加复杂,尤其是超大型工程项目层出不穷,加之设计变更的频繁发生,单一项目的资料特别是纸质资料数量众多,既难于保存,又难于事后查找;另一方面,通过多年的努力,工程造价信息化得到了长足的进步,软件算量得以普及,但对于数据的整理、汇总、分析、保存等工作仍十分困难,部分领先的工程建设机构建立了内部数据库,实现了造价指标、含量指标等的共享,但无论是知识分享的时效性还是深度仍达不到实际工作的要求。利用 BIM 模型可以对相关指标进行详细、准确的分析和抽取,并且形成电子资料, 方便保存和共享。 对今后项目工程的估算和审核具有非常大的借鉴价值, 造价咨询单位视这些数据为企业核心竞争力。
        3   BIM 技术对工程造价机构的挑战
        BIM 技术对于工程领域的影响是全方位的,造价是工程建设项目管理的核心之一,BIM 技术的应用将改变原有的造价模式,变革传统的识图算量工作。
        工程造价编制依托于两个基本工作:工程量计算和组价。传统环境下造价人员从设计人员提供的图纸中获取造价需要的项目信息,结合本专业的有关规定、资料和专业知识进行造价编制,这种情形下,使用或不使用设计提供的某个信息完全由造价人员根据自己的专业判断决定,而设计人员做设计的方法和提交设计成果的方式对造价结果不会产生影响。而 BIM 模型是一个存储项目构件信息的数据库,可以为造价人员提供造价编制所需的项目构件信息,从而大大减少根据图纸人工识别构件信息的工作量以及由此引起的潜在错误,但同时也带来了如下的另外一些问题:
        1)工作方法
        造价人员利用设计人员建立的 BIM 模型中的信息进行造价编制,首先必须对设计过程形成的信息进行过滤,得到满足项目不同阶段编制造价精细程度需要的项目信息,即设计提供信息和编制造价需要信息的匹配。
        2)工作流程
        造价人员需要对造价结果负完全责任,要做到这一点,必须在设计早期介入,和设计人员一起定义构件的信息组成,否则在后期需要花费大量时间对设计人员提供的 BIM 模型进行校验和修改。
        3)计价标准
工程造价不仅仅由工程量和价格决定,还跟施工方法、施工工序、施工条件等约束条件有关,目前并没有一个建立 BIM 模型的标准把这些约束条件考虑进去,需要根据工程项目和企业情况建立工作标准,如构件分类标准(即建筑元素分类标准)、清单计价规范以及是采用企业定额还是预算定额进行组价等确定标准。
        4   建立基于 BIM 技术的造价实施体系
        BIM 模型的建立主要在设计阶段完成,设计人员在用 BIM 技术建模时既不会考虑编制造价对 BIM 模型的要求,也不会把只是编制造价需要的信息放到 BIM 模型中去,因此,需要建立基于 BIM 技术的造价实施体系,现实中有两种选择:
        一是建立包含造价信息的 BIM 模型。
        要求设计人员提供的 BIM模型里增加编制造价需要的专门信息。该方法优势在于设计信息和造价信息高度集成,修改设计能够自动改变造价,反之,造价对设计的修改也能在设计模型中反应出来。主要的挑战主要是对设计、施工、造价等参与方的协同要求比较高,同时 BIM 模型可能会越来越大,容易超出硬件能力。从长远看,这是基于 BIM 技术的高级阶段,也是以造价为核心的工程管理的客观需要,对于当前中国 BIM 应用现状与之有很大差距,无论是软件技术上的实现还是人员工作流程上的要求都需要付出较长时间的努力。
        二是利用专门软件进行基于BIM 模型的工程量计算。把BIM模型里已有的项目信息抽取出来或者和现有的编制造价信息建立连接。
        该方法的主要优势是无论在软件产品和人员操作层面实现起来相对比较容易,缺点是不管是设计变化引起造价变化还是造价变化反过来导致设计变化都需要人工来进行管理和操作,需要在设计和造价之间建立一个沟通桥梁。目前与 BIM 最贴近的造价应用就是计算工程量软件,需要整合算量和计价软件,实现基于 BIM 编制造价的需求。不仅提高了造价编制的工作效率以及信息描述的准确性、一致性和规范性,而且为基于建筑元素分类标准口径和清单项目口径的造价指标数据积累和应用打下基础,为基于 BIM 的5D在我国的应用铺平了道路。
       5  结论
BIM 技术的应用将为建筑业成本控制理论带来革命性变化。BIM 技术在造价管理信息化方面的优势主要体现在快速、准确地处理工程量信息,改变传统思维以及工作方式等方面;同时 BIM 技术彻底打破建设工程造价管理的横向、纵向信息共享与协同的壁垒,促使工程造价管理进入实时、动态、准确分析时代。虽然,现阶段看来 BIM 的应用还面临着许多困难与挑战,但是我们有理由相信,BIM 将成为建筑业的一次革命性变革,工程造价机构应当顺应技术潮流,不断发展与完善 BIM 技术应用,推进造价管理精细化,实现造价管理技术的整体跨越。
来源:益鑫BIM