胡繼強，黃榕江，曾 強，羅時朋

（1. 中信數(shù)智（武漢）科技有限公司，湖北 武漢 430014；2. 武漢理工大學 土木工程與建筑學院，湖北 武漢 430070，E-mail：rongjiang_huang@163.com）

基于人工或算量計價軟件進行工程造價管理的工作模式使得造價成果具有低可比性和低共享性，造價信息碎片化、孤島化、項目參與方溝通協(xié)作不暢、資源協(xié)同共享難，難以實現(xiàn)造價的主動控制、過程控制[1]。需要研究新的模式以促進工程造價管理精細化、智能化、協(xié)同化發(fā)展。BIM模型是一個能夠容納項目所有數(shù)據(jù)的單一數(shù)據(jù)源信息模型，基于BIM進行造價管理具有智能高效、信息集成、方便多專業(yè)協(xié)同管理等優(yōu)點。住房和城鄉(xiāng)建設部《關(guān)于推進建筑信息模型應用的指導意見》（建質(zhì)函[2015]159號）提出在招標、工程變更、竣工結(jié)算等各個階段，利用BIM進行工程量及造價的精確計算，并作為投資控制的依據(jù)。

施工階段是工程項目成本管理任務最繁雜，信息深度最精細的階段，在該階段能夠滿足計算與確定工程造價、進行成本過程管控等應用需求的建筑信息模型，簡稱施工過程造價BIM?；谑┕み^程造價BIM進行成本管理的優(yōu)勢：一是BIM計量有利于縮減算量時間，BIM可以滿足大體量、特殊異形項目的計量要求，提高工程計量的準確度與效率，可實現(xiàn)對工程造價的實時、動態(tài)、精確的成本分析[2]；二是基于BIM模型可以搭建各參建方信息共享與協(xié)同工作平臺，集成管理與造價管理相關(guān)的各種項目信息，提升造價管理效率，方便工程造價實時化管理，為施工過程結(jié)算與支付提供技術(shù)基礎；三是將造價數(shù)據(jù)附著在構(gòu)件上，基于BIM進行精細化成本管理，提高了成本分析數(shù)據(jù)的顆粒度，更有利于造價的過程管控及造價大數(shù)據(jù)的積累與共享。目前BIM在建筑業(yè)中的應用已經(jīng)較廣泛，但基于BIM進行施工過程造價管理的成功應用案例卻相對較少，主要原因為缺乏如下現(xiàn)實基礎：一是施工過程造價BIM建模的標準化是從模型中自動而準確提取工程量和相關(guān)的項目特征信息數(shù)據(jù)的基礎[3]?；谠靸r管理的業(yè)務流程分析，美國《國家BIM標準》（NBIMS-US V3）[4]中制定了“設計到工料估算”信息交換標準，目前我國缺乏類似的造價BIM的建模標準，在實施基于BIM的施工過程造價管理之前，必須建立項目級造價BIM的建模標準；二是項目成本管理工作需要大量的進度、質(zhì)量、變更簽證、合同等相關(guān)數(shù)據(jù)作為支撐，對造價BIM與項目信息進行有效的集成管理是基于BIM進行實時、動態(tài)成本管理的關(guān)鍵。但對BIM與工程項目管理信息的關(guān)聯(lián)及應用方面研究還需加強[5~7]；三是開發(fā)適應基于施工過程造價BIM成本管理業(yè)務流程與信息共享的協(xié)同工作平臺是實現(xiàn)精細化成本管理的途徑[8]。在商業(yè)軟件研發(fā)方面，國外已經(jīng)研發(fā)出非常成熟的BIM5D協(xié)同項目管理平臺，但與我國的清單定額計價相關(guān)規(guī)范不兼容，需要采用國外BIM協(xié)同平臺本土化或開發(fā)適用于我國施工階段成本管理的協(xié)同工作平臺。

在基于施工過程造價BIM的成本管理業(yè)務流程分析的基礎上，本文提出適應我國施工階段成本管理需求的施工過程造價BIM模型創(chuàng)建的相關(guān)要求和方法；針對成本管理業(yè)務流程中需要集成的大量與造價關(guān)聯(lián)的項目信息，設計造價BIM與項目信息集成管理的關(guān)系模型；并結(jié)合基于BIM的造價改革試點的成功實踐、BIM標準化工作、BIM項目協(xié)同管理平臺進行案例分析。

1 基于施工過程造價BIM的成本管理業(yè)務流程

施工過程造價控制是施工過程的成本管理目標，應依據(jù)承包合同、基于施工過程造價BIM模型在BIM協(xié)同項目管理平臺進行施工過程造價控制。施工過程造價BIM模型的成本管理應用主要包括基于施工過程造價BIM進行工程量統(tǒng)計、進度計量與支付管理、工程變更簽證管理、合同價款調(diào)整管理、成本計劃與管控等。

1.1 計量支付

在施工圖預算BIM模型的基礎上，參考與工程量計量、工程款支付、結(jié)算相關(guān)的承發(fā)包合同信息，將模型和構(gòu)件拆分到工程造價分解需要的明細程度，補充相關(guān)的構(gòu)件屬性信息，形成施工過程造價BIM模型。參考質(zhì)量管理、進度管理相關(guān)信息，基于施工過程造價BIM模型可進行工程進度計量與支付管理，將工程量清單項目及進度信息與模型構(gòu)件相關(guān)聯(lián)，通過對當期進度所對應的模型區(qū)域進行劃分，對當期進度款清單實體工程量進行提取，統(tǒng)計出實際完成工程量，輔助造價人員進行進度款的審核支付，縮短進度款的審核支付周期，加快支付進程，應用流程如圖1所示。

圖1 施工過程造價BIM在進度款支付中的應用流程

1.2 合同價款調(diào)整

基于施工過程造價BIM模型進行工程變更、簽證、索賠等管理，在工程發(fā)生變更時，可依據(jù)變更部位信息更新模型及其版本，比較模型前后變化的差異，分析工程變更前后的工程量及造價差異，進行工程變更的成本控制和管理，對施工過程中的工程變更、簽證、索賠等進行變更簽證及合同價款調(diào)整管理。其應用流程如圖2所示。

圖2 施工過程造價BIM在合同價款調(diào)整中的應用流程

1.3 成本計劃與管控

基于施工過程造價BIM模型可進行項目成本計劃與管控，通過模型的造價結(jié)構(gòu)分解及項目特點和成本控制需求，可編制不同層次、不同周期及不同項目參與方的成本計劃，通過造價BIM模型計算合同預算成本并集成進度信息，基于BIM模型實時記錄各節(jié)點的資金投入、使用情況及變更簽證、索賠、計量支付等數(shù)據(jù)，對計劃成本及實際成本進行動態(tài)管理，定期對項目進行三算對比、糾偏、成本核算及成本分析工作，實現(xiàn)施工期間項目成本的動態(tài)控制和管理，提高投資管理效率及資源配置的合理性。其應用流程如圖3所示。

圖3 施工過程造價BIM在成本計劃與管控中的應用流程

施工階段基于施工過程造價BIM的成本管理應用成果包括（包括但不限于）：施工過程造價BIM模型、工程量清單、三算對比成本分析報告、成本總價表、分期報表、各類分析報表等。

2 施工過程造價BIM的創(chuàng)建

2.1 模型創(chuàng)建的一般規(guī)定

（1）根據(jù)不同項目造價管理的應用需求，應事先制定施工過程造價BIM模型執(zhí)行計劃，并按照計劃進行施工過程造價BIM的管理應用。模型執(zhí)行計劃的內(nèi)容包含：施工過程造價BIM應用目標；施工過程造價BIM應用范圍和內(nèi)容；人員組織架構(gòu)和相應職責；施工過程造價BIM應用流程；施工過程造價BIM模型創(chuàng)建、使用和管理要求；施工過程造價BIM模型構(gòu)件的幾何表達精度和信息深度；施工過程造價BIM模型應用成果要求；軟硬件工作環(huán)境，相關(guān)文件的組織方式等。

（2）在施工圖設計BIM模型或施工圖預算BIM模型的基礎上，可按照合同規(guī)定的深化設計和工程量計算要求創(chuàng)建施工過程造價BIM模型，并利用BIM協(xié)同平臺對模型進行整體工程、單位工程、分部工程、分項工程、施工段、工序等適應工程造價分解結(jié)構(gòu)的拆分，進而附加或關(guān)聯(lián)承包合同、進度計劃、成本計劃等信息。同時在施工過程中依據(jù)經(jīng)確認的設計變更、簽證、技術(shù)核定單、工作聯(lián)系函、洽商紀要等過程資料，結(jié)合施工現(xiàn)場實際情況，不斷完善和維護施工過程造價BIM模型。

（3）模型構(gòu)件搭建應符合下列要求：①各專業(yè)建模前，應統(tǒng)一規(guī)定原點位置；②造價BIM模型的搭建專業(yè)間應不碰撞；③同一種類構(gòu)件應不重疊。模型構(gòu)件的拆分宜按照下列方法進行拆分：①按單項工程拆分；②按單位工程/子單位工程拆分；③按專業(yè)拆分；④按物理位置拆分：建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)模型可按樓層、施工縫進行拆分，其他專業(yè)可根據(jù)建筑、結(jié)構(gòu)劃分方式進行拆分，應保證單體模型的完整性；外立面、幕墻、照明、景觀、小市政等不宜按層劃分的專業(yè)例外；⑤按施工分包拆分：根據(jù)不同施工分包的作業(yè)面進行拆分；⑥按功能屬性或工作要求拆分：根據(jù)功能、施工要求或特定工作需要拆分模型，如同一構(gòu)件由不同等級材料構(gòu)成，應斷開建模，同一構(gòu)件分屬不同項目，應斷開建模。

（4）模型構(gòu)件命名宜以能表達對構(gòu)件造價有影響的主要特征代碼組成，如系統(tǒng)分類、類型名稱、材質(zhì)、幾何尺寸參數(shù)、編號、連接方式、規(guī)格型號、位置、描述字段等，各字段之間宜用半角下劃線“_”隔開，必要時，字段內(nèi)部的詞組宜以連字符“-”隔開。當需要為多個同一類型模型構(gòu)件進行編號時，可在此字段內(nèi)增加序號。

（5）為滿足造價應用可算量性的需要，在不改變原設計意圖的條件下應對設計BIM模型構(gòu)件進行重構(gòu)或計算參數(shù)設置，造價BIM模型中構(gòu)件之間的連接關(guān)系及扣減規(guī)則應符合《建設工程工程量清單計價規(guī)范》（GB50500-2013）及相關(guān)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，模型構(gòu)件應可以提取工程量且提取的工程量應滿足工程量清單編制的要求。

（6）模型的創(chuàng)建應具有統(tǒng)一的顏色規(guī)則。建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)造價BIM模型中不同類型的構(gòu)件應設置相應的顏色顯示，包括柱、梁、板、結(jié)構(gòu)墻、建筑墻等。機電專業(yè)BIM模型應為包括通風、電氣、給排水、空調(diào)等各大系統(tǒng)和各自的子系統(tǒng)設置不同的顏色顯示。

2.2 模型構(gòu)件的劃分

《建筑信息模型設計交付標準》（GB/T 51301-2018）中模型結(jié)構(gòu)的劃分[9]與我國現(xiàn)行工程量清單的拆分方式不一致[10]，為滿足造價管理計量計價的需要，應對設計BIM模型結(jié)構(gòu)進行細分，施工過程造價BIM宜包含的構(gòu)件如表1所示，表中未列出的模型構(gòu)件類型可自定義，并應在造價BIM模型執(zhí)行計劃中寫明。

表1 施工過程造價BIM模型構(gòu)件種類

2.3 模型構(gòu)件與清單關(guān)聯(lián)

為滿足項目成本管理的需要，應將BIM模型構(gòu)件與工程量清單形成關(guān)聯(lián)關(guān)系，將清單項目信息賦予每個BIM構(gòu)件。參考構(gòu)件的命名規(guī)則、構(gòu)件描述的分部分項工程對象、構(gòu)件分類等信息，進行構(gòu)件與清單的智能映射匹配或人工匹配。構(gòu)件與清單匹配時需采用適宜的方法處理以下幾種算量情形，并應在造價BIM模型執(zhí)行計劃中寫明。

（1）模型構(gòu)件的工程量需要通過一定的計算式轉(zhuǎn)換自動生成的模型實物量。如鋼筋的BIM計量字段為總鋼筋長度，單位為毫米（mm），清單計量單位為噸（t），須將長度轉(zhuǎn)換為重量。

（2）不需要單獨創(chuàng)建模型構(gòu)件，可通過已有模型構(gòu)件的幾何信息和非幾何信息生成模型實物量。如模板、電線等。

（3）由BIM模型無法生成工程量或利用BIM模型算量效率較低的項目，需要依據(jù)圖紙與文字說明進行手算補充的情況。

2.4 施工過程造價BIM建模精細度

造價BIM模型應由模型構(gòu)件組成，施工過程造價管理模型應用應以模型構(gòu)件為基本操作對象。模型構(gòu)件以幾何信息和屬性信息描述工程對象的造價信息，施工過程造價BIM模型構(gòu)件的幾何信息及幾何表達精度和屬性信息及信息深度都應符合現(xiàn)行國家標準《建筑信息模型設計交付標準》（GB/T 51301-2018）第4.3節(jié)的規(guī)定[9]。

在設計BIM模型屬性信息的基礎上，施工過程造價BIM模型構(gòu)件宜增加的信息包括[1]：

（1）關(guān)聯(lián)清單項目的清單編碼、清單項目特征、計量單位、清單工程量、綜合單價[12]。

（2）施工生產(chǎn)信息。施工段劃分信息、施工工序信息、施工進度信息、WBS編碼、質(zhì)量信息等。

（3）安裝信息。安裝工序信息、安裝進度信息等。

（4）產(chǎn)品信息。材料參數(shù)、技術(shù)參數(shù)、生產(chǎn)廠家等。

（5）計量支付信息。

（6）工程成本計劃信息及與工程量計量、工程款支付、結(jié)算相關(guān)的承發(fā)包合同信息等。

未列出的模型構(gòu)件屬性信息可自定義，并應在造價BIM模型執(zhí)行計劃中寫明。

3 施工過程造價BIM與項目管理信息關(guān)系模型

通過上述管理業(yè)務流程分析可知，工程項目動態(tài)成本管理需要將BIM數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)工程項目管理數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)和集成，其關(guān)系模型設計如圖4所示。

圖4 BIM模型和項目管理數(shù)據(jù)的關(guān)系模型

該關(guān)系模型主要包括五部分：造價BIM模型構(gòu)件、進度管理、質(zhì)量驗評、計量支付和合同清單數(shù)據(jù)。一個清單編碼對應一個或若干個模型構(gòu)件ID，一個構(gòu)件ID對應一個合同編碼內(nèi)的一個清單編碼，一個質(zhì)量驗評活動可對應一個或多個構(gòu)件，質(zhì)量驗評通過后同步質(zhì)量驗評表單中構(gòu)件的進度完成時間，同時觸發(fā)驗收通過的構(gòu)件的支付流程。構(gòu)件清單關(guān)聯(lián)、支付與構(gòu)件關(guān)聯(lián)、質(zhì)量進度與構(gòu)件關(guān)聯(lián)為構(gòu)件賦予了清單編碼、綜合單價、實際支付信息、質(zhì)量、進度等屬性信息，圍繞構(gòu)件形成了具有時間、成本等集成信息的動態(tài)成本管理關(guān)系模型[13，14]。針對具體工程項目的管理流程和管理辦法，可以對該關(guān)系模型進行與之相適應的擴展。

4 案例分析

2020年1月22日某項目獲批住建部造價改革試點（建辦標函[2020]61號）。文件要求該試點以建筑信息模型（BIM）技術(shù)在工程造價領域應用為突破口，實施全過程工程造價咨詢，合理確定和有效控制工程造價，探索市場競爭形成價格的改革路徑。在該項目的施工階段成功開展了基于BIM的計量支付及變更管理、結(jié)算及審計工作，從項目層面探索了BIM技術(shù)及造價行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。

4.1 BIM標準編制

為規(guī)范工程全生命周期的BIM管理信息傳遞和實施能力，項目編制了設計、施工、運維全過程嚴格統(tǒng)一的項目級BIM標準，包括BIM實施技術(shù)標準、BIM實施手冊、BIM實施總體策劃。

4.2 構(gòu)件創(chuàng)建標準化及信息總表管理系統(tǒng)

基于算量項目的分類定義、造價模型創(chuàng)建要求的梳理及BIM算量與國標算量規(guī)則兼容性的分析，從算量與成本管理的角度，對BIM模型的創(chuàng)建、算量計價規(guī)則等方面的內(nèi)容進行了規(guī)定和調(diào)整，形成了項目BIM計量計價規(guī)則。

（1）為了實現(xiàn)項目模型構(gòu)件信息的規(guī)范、高效管理，按照項目BIM實施技術(shù)標準和項目BIM計量計價規(guī)則的要求，進行了模型結(jié)構(gòu)標準化和設計與計量屬性標準化工作，包括構(gòu)件名稱標準化、建模方式標準化、模型結(jié)構(gòu)標準化、構(gòu)件編碼與清單編碼映射、屬性名稱標準化、屬性值表述格式標準化等內(nèi)容。

（2）項目自主研發(fā)了構(gòu)件信息總表管理系統(tǒng)，將該項目涉及數(shù)千萬個構(gòu)件實例匯總到一張表上，在構(gòu)件信息總表管理系統(tǒng)中實現(xiàn)工程構(gòu)件信息的高效管理。

（3）為實現(xiàn)模型構(gòu)件的清單自動掛接，項目整理了清單分類編碼，并將構(gòu)件編碼與清單編碼的規(guī)則映射，構(gòu)建了清單編碼規(guī)則庫，形成了BIM項目管理平臺實現(xiàn)造價管理應用的基礎。

4.3 BIM項目管理平臺

由于目前國內(nèi)商業(yè)化的BIM項目協(xié)同管理平臺的基礎技術(shù)參數(shù)、功能模塊等方面沒有能完全匹配該項目個性需求的產(chǎn)品，項目自主研發(fā)了BIM協(xié)同項目管理平臺，基于BIM實現(xiàn)全過程項目管理數(shù)據(jù)的集成管理，其功能架構(gòu)如圖5所示，核心管理應用模塊包括質(zhì)量驗評、進度管理、造價管理、變更管理四大部分。

圖5 BIM項目管理平臺功能架構(gòu)圖

（1）質(zhì)量驗評模塊基于BIM模型數(shù)據(jù)開展施工現(xiàn)場質(zhì)量信息采集、質(zhì)量問題跟蹤管理、驗評流程報驗，實現(xiàn)質(zhì)量驗收資料的及時交付。系統(tǒng)將質(zhì)量驗評流程與BIM模型構(gòu)件關(guān)聯(lián)，質(zhì)量驗評表單流轉(zhuǎn)完成的時間觸發(fā)進度管理模塊中關(guān)聯(lián)工作項的實際完成時間，同時質(zhì)量驗收通過的信息為工程進度款開展計量支付的必要條件。

（2）進度管理模塊將進度計劃項與BIM模型構(gòu)件關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)計劃編制與審批、計劃統(tǒng)籌管理、進度計劃變更及實際進度管理。

（3）造價管理模塊建立工程量清單項與模型構(gòu)件之間的關(guān)聯(lián)，將構(gòu)件關(guān)聯(lián)的清單編碼、清單項目名稱、特征信息、合同價格信息等造價管理屬性寫入構(gòu)件的屬性信息。該模塊可以實現(xiàn)項目各參與方線上協(xié)同造價算量及支付，基于BIM的自動造價算量，并根據(jù)質(zhì)量驗評結(jié)果等條件自動生成計算書和支付單，線上審核支付流程，完成整個計量支付工作流程。

（4）變更管理模塊以施工過程中的模型變動為主線，對模型變動數(shù)據(jù)和文件進行記錄分析和版本管理，分析模型變動對工程的進度、質(zhì)量、造價的影響。該項目以BIM技術(shù)為基礎，借鑒國際工程造價管理的先進做法和我國工程造價市場化改革的成熟經(jīng)驗，探索了基于BIM建造技術(shù)條件下的項目級工程造價管理的新理念、新思路、新方法、新手段，實現(xiàn)了在招標、計量支付、工程變更、竣工結(jié)算等管理業(yè)務中利用BIM進行工程量與造價精確計算及進行投資控制的目標，為我國造價改革提供項目經(jīng)驗借鑒。

5 結(jié)語

隨著BIM技術(shù)在建筑行業(yè)中的深度應用，以BIM為基礎的造價管理模式逐漸成為一種新趨勢。本文剖析了施工階段基于BIM進行造價管理的進度計量與支付管理、合同價款調(diào)整管理、成本計劃與管控這3個典型的管理業(yè)務流程；對這3個流程中的重要數(shù)據(jù)-施工過程造價BIM，研究了其創(chuàng)建與管理的方法、模型構(gòu)件種類劃分、模型構(gòu)件與工程量清單關(guān)聯(lián)方法、BIM建模精細度的要求，為實施基于施工過程造價BIM進行項目成本管理提供了模型基礎。設計了管理業(yè)務流程中的BIM模型與傳統(tǒng)項目管理信息集成關(guān)系模型，為開發(fā)基于BIM的協(xié)同工作平臺提供了數(shù)據(jù)基礎。并結(jié)合成功的工程實踐案例介紹了BIM協(xié)同項目管理平臺設計與實施策劃過程。本文提出的思路和方法對施工階段實施基于BIM的造價過程管控具有良好的借鑒參考價值。

然而，與傳統(tǒng)造價管理模式相比，基于施工過程造價BIM進行項目成本管理盡管具有諸多優(yōu)勢，在項目實踐中仍然存在一些困難和挑戰(zhàn)：一是缺乏適合BIM造價管理應用的計量規(guī)則。BIM算量是按模型的實物量進行計算，與現(xiàn)行國標清單計算規(guī)則不完全兼容。如依據(jù)國標清單計算規(guī)則，樓板、墻、吊頂?shù)乃懔?，需按設計圖示尺寸以面積計算，不扣除單個0.3 m2以內(nèi)的孔洞所占面積，不扣除間壁墻、檢查口、附墻煙囪、柱垛和管道所占面積；二是我國目前實行的工程量清單計價采用的綜合單價是不完全費用綜合單價，單價中未包括措施項目費等費用。如果以基于構(gòu)件的全費用綜合單價的構(gòu)成內(nèi)容來形成分部分項工程的綜合單價，基于造價BIM的成本管理將更直觀、更清晰、更方便和高效。