基于大数据和BIM的工程造价管理研究

党艳兵

摘要：近年来，信息化已成为工程管理的前沿，很多学者也着力从信息化特别是BIM的角度探讨工程造价管理问题。已有研究表明：BIM有助于改善当前造价数据不精确和滞后性等问题；根据BIM的技术特征和功能属性，能够实现基于BIM的全过程、精细化的工程造价管理；以BIM技术为核心，基于C/S+B/S网络架构甚至使得构建造价管理信息系统成为可能。高质量的工程造价管理在信息获取和信息处理等方面要求很高，BIM技术在确保工程本身信息如计算工程量等方面具有优势，但是对于工程造价管理所需的其他信息诸如市场价格、竞争对手信息等方面存在不足。

关键词：大数据；BIM；造价管理

引言

在信息化建设的过程中，一些专家学者从BIM的角度研究分析工程造价管理中存在问题，并且研究结果显示，BIM可以有效地解决工程造价中存在的数据不准确、数据滞后等问题。借助BIM的技术优势、功能优势，可以对工程造价实施全过程、精细化管理，BIM技术为构建工程造价管理信息系统奠定基础。无论是信息获取，还是信息处理，工程造价管理要求都比较高，在计算工程量等工程造价信息方面BIM技术有着自身的优势，在数据获取、处理分析等方面，大数据的优势则更加明显。基于此，在组织开展工程造价管理工作时，需要充分挖掘BIM技术和大数据的优势，通过优势互补，进一步提高工程造价管理水平。

1、基于信息视角的造价管理成功要素

1.1 信息的完整性、准确性和时效性

工程建设企业在投标报价阶段能否编制科学合理的报价，取决于其对自身劳动力、材料和机械设备消耗的准确判断、对设备及材料市场价格的把握及其未来波动趋势的预测、对可能存在的竞争对手及其报价策略和最终报价的判断。在掌握了本企业的实际成本、竞争对手成本和自身在投标工程的竞争力的前提下，才有可能获得较高的中标概率。而在工程建设阶段，工程建设企业则需要随时更新工程造价方面的信息，以便采取恰当的管理措施。简言之，工程建设企业在工程造价管理过程中需要全面准确把握造价所需的最新内外部信息，一般来说，信息的完整性和准确性越高，信息更新越及时，工程造价管理的质量就越高。

1.2 信息的处理水平

工程造价管理过程中无论是编制施工预算、投标报价还是工程结算价，实际上都是基于特定信息处理的结果。在投标过程中，工程建设企业要基于自身掌握的信息测算工程真实成本；基于建设单位给定资料确定工程条件和工程数据、预测工程可能的变化对造价的影响；基于外部信息分析竞争对手、外在环境的可能影响等等。在此基础上综合内外部信息分析结果做出投标报价决策。在施工过程中，要基于信息分析和处理的结果做出造价管理决策。工程建设企业对造价信息的处理水平从本质上决定了工程造价管理的科学性，信息处理水平越高，工程造价管理越容易实现其管理目标。

2、工程造价管理存在的问题

2.1 数据获取方面

对于工程项目建设企业来说，在组织开展工程造价管理工作时，忽视了工程造价数据的积累，或者工程造价管理不规范，进而在一定程度上难以获得足够的信息满足编制施工定额的需要，难以真实了解自身的真实成本，在这种情况下，也就无法准确地确定利润。另外，获取外部数据的渠道、方法较为单一，难以实时获取市场信息，无法掌握社会成本，同时也难以掌握竞争对手的实际情况。

2.2 造价数据难以及时变动

在实际工程中存在着大量的设计变更、签证索赔，以及人才机价格变动，造价管理人员需要将实际工程量与价格变动输入软件。例如常见的设计变更引发的造价软件模型的变动，将需要重新建立模型，造價数据维护更新速度慢、效率低、难以保证数据准确性，当工程项目处于短期紧急状态时如果无法准确进行造价分析，掌控风险状况，则容易造成经济损失。

2.3 数据的处理方面

目前工程建设企业仅在应用BIM进行工程信息处理方面具有一定优势，对于市场价格信息等外部数据，特别是施工过程中可能影响工程造价的数据，缺乏科学的分析方法和手段，从而使得工程造价管理缺乏科学性；同时无法及时处理信息更新问题，难以实现工程造价的动态管理。

3、造价大数据的内涵及应用特点

3.1 工程造价大数据的含义

所谓工程造价大数据就是一个信息集合，包含工程项目建设企业内部、外部环境与工程造价有关的信息。通常情况下，工程造价大数据的特征主要表现为数据的海量性、异构的多源性、动态性等。对于工程造价大数据来说，其内容主要涉及项目级、企业级、企业集团级、企业生态级四个层面的造价数据。其中，项目级造价数据主要包括与目标工程项目有关的造价数据、工程项目形成的造价数据等。

3.2 造价大数据的应用特点

（1）造价大数据采用多主体多层级归集的方式，形成大数据库，其应用主体是工程建设企业，应用对象是具体的工程项目，應用的范围为工程项目从投标到竣工的全过程。造价大数据库的构建主体为企业或者企业集团，当企业不隶属于企业集团时，以企业作为造价大数据库的构建主体，其归集路径为从项目到企业，自外部到内部；当企业集团作为构建主体时，其归集路径为从项目到企业再到企业集团，自外部到内部。无论是企业还是企业集团，归集内部数据不存在技术上的根本问题，但对于外部数据，相关类型企业的造价数据则一般属于商业机密，主要是通过公开的间接信息推断得出；而关于市场价格方面的信息，则需要企业具有较强的信息搜集和处理能力。考虑到企业集团包括多个下属企业，因此能获得更多企业层面的数据，并形成企业集团层面的关键造价信息，从这个角度看，以企业集团作为造价大数据库的构建主体更有优势。（2）造价大数据中数据价值具有层次性。从工程造价管理的角度来看，造价大数据中的数据的价值与其来源、项目相关性、准确性和时效性有关。一般来说，来自于本企业或者所属集团的数据、同类或相似项目的近期数据以及准确的数据，应用价值比较高。（3）数据更新具有选择性。相较于各类商业大数据库，造价大数据库中造价信息的更新具有选择性，在没有技术突破的情况下，工程数据具有一定的稳定性；而标准规范如《建设工程工程量清单计价规范》等的更新则具有明显的周期性；造价大数据库中更新较快的主要是市场价格信息和竞争企业信息。

4、BIM下的造价大数据应用

某项目规划总占地面积约0.99万m2，总建筑面积约9.19万m2，建筑主体为一座地上30F、地下3F的办公楼，楼下设有9F（局部10F）的裙房，主要用于商业和办公。

4.1 投资决策阶段

决策阶段是项目建设各阶段中最为关键的一步，对不同的投资方案进行经济、技术论证，比较后选择出最佳方案。根据相关资料的统计，投资决策阶段对工程造价的影响程度高达 80%～90%[54]，决策的失误往往会给企业带来无法挽回的损失，甚至使企业陷入经济危机，所以项目决策阶段需要引起高度重视。决策阶段的内容是决定工程造价的基础，正确的投资决策需要对各个方案的成本有准确的把握，因此，在技术可行的前提下，对各个方案进行投资估算是十分必要的过程。建设单位在决策时可以通过 BIM 模型使项目方案与财务分析工具集成，修改相应参数，实时获得各项目方案的投资收益指标，提高决策阶段项目预测水平，帮助建设单进行决策。本项目办公楼 1～9（10）层是与裙房相连的连体结构，10～30层为标准层，顶层为机房层，投资估算时可以将整栋建筑简化为连体结构和标准层两部分建立 BIM 模型，然后通过算量软件和计价软件得出粗略的造价，使估算的误差率在 10%以内，如果具有类似的 BIM 模型，还可以进行参考比较，便于做出更加科学合理的决策。另外，建设方还可以借助于其他 BIM 软件对各个方案的声学、照明、纹理、色彩等进行评估，并将评估结果作为方案选择的依据。

4.2 投标报价阶段

应用造價大数据库中的企业信息，测算人、材、机等消耗量，编制企业定额，并根据投标工程实际情况对企业定额中部分条目进行调整；同时应用BIM模型输出工程数据；再根据造价大数据库确定市场价格信息，求得企业完成投标工程真实成本，其计算公式为企业成本=∑工程量×消耗量×市场价格。首先要比较企业成本和社会成本，确定企业成本是否低于社会成本。对于投标工程而言，计算社会成本时的市场价格和工程信息是相同的，区别在于其消耗量，社会平均消耗量根据《建设工程工程量清单计价规范》和地方工程量清单计价定额等信息，并结合投标工程所在地情况综合确定。企业成本低于社会成本，意味着在投标工程上具有优势，可以投标。决定投标后，还需评估能否中标。在企业成本的基础上，根据企业的利润目标，确定投标报价；然后应用造价大数据库，分析并筛选可能的竞争对手，根据其历史数据确定其报价水平和可能应用的报价策略，并将自身报价与竞争企业报价比较，确定是否有优势。如果分析结果较为乐观，则进一步结合BIM的施工模拟，调整报价结构，确定最终报价。

4.3 施工阶段

（1）工程量及价款计算

在施工建造阶段，传统模式下需要承包方按合同约定向发包方提交工程量进度报告，承包人需要结合项目实际施工进度进行实际完成工程量的计算。同样发包人在接收工程量进度报告后，又需要重新计算复核是否正确反映施工进度。大量的时间与人力花费在工程量统计中，并且其准确性也難以保证。而 BIM 技术的应用将改变这一工作模式。利用 BIM 模型参数化的特性，从集合了空间、成本、工期维度信息构成的五维模型中，可以按照任一时段或者任一施工面拆分原有 BIM 模型，根据实际进度汇总得到相应工程量，因此发包人与承包人都可以快速准确核实已完工程量。在准确确定已完进度工程量的基础上，调取 BIM 数据库中已有的价格信息，直接汇总出相应阶段的工程进度价款。该模式将减少工程造价人员在基础工作中浪费的时间成本。这样使的施工阶段造价管理的工程量及进度款的确定更为高效。

（2）施工阶段工程造价的动态监控

在施工阶段，无论建设单位还是施工企业，都需要进行实际费用与计划费用的动态分析，找出发生费用偏差的原因，并采用有效措施控制费用偏差。利用BIM技术提供的5D模型，利用BIM模拟建造的特性可快速模拟出计划完工工程，自动汇总出拟完工程量，并调取BIM数据库中的计划单价，形成拟完工程计划费用（BCWS）。通过向BIM模型中输入已完工程量及实际单价，即可获取已完工程实际费用（ACWP）及已完工程计划费用（BCWP），通过BIM相关软件内置数学模型，便可快速进行费用偏差及费用绩效指数的分析，获取最为直观准确的比对结果。并且基于BIM技术对数据的有力支撑，偏差分析不再仅限于重点项目上，对于每一项分项工程项目都可以及时获取偏差分析结果。

4.4 竣工阶段

（1）利用 BIM 技术进行结算资料审核

BIM 技术提供了一个合理的技术平台，基于 BIM 三维模型，并将工期、价格、合同、变更签证信息储存于 BIM 中央数据库中，可供工程参与方在项目生命周期内及时调用共享。从业人员对工程资料的管理工作融合于项目过程管理中，实时更新 BIM 中央数据库中工程资料，参与各方可准确、可靠地获得相关工程资料信息。而项目实施过程中的大量资料信息存储于 BIM 中央数据库中，可按工期、或分构件任意调取。在竣工结算中对结算资料的整理环节中，审查人员可直接访问 BIM 中央数据库，调取全部相关工程资料。基于 BIM 技术的工程结算资料的审查将获益于工程实施过程中的有效数据积累，极大缩短结算审查前期准备工作时间，提高结算工程的效率及质量。

（2）利用 BIM 技术进行竣工结算工程量审核

基于BIM的三维布尔计算功能，在竣工结算对工程量审核过程中，可直接利用招投标过程中的工程三维模型，直接对原设计图变更部分进行修改，如柱的尺寸由500*500变为600*600，只需将构建属性重置为600*600，BIM软件通过布尔计算，同步关联计算因改尺寸变更引起的其他结构构建的工程量。此外，还可利用通用格式文件储存下的竣工图信息，直接导入该格式竣工图，软件即可自动生成竣工工程三维模型及相应工程量信息。在工程量核对过程中，双方可将各自的BIM三维模型置于BIM技术下的对量软件中，软件自动按楼层、分构件标记出工程量差异部位，更快捷准确的找出双方结算工程量差异，提高工程量核对效率。

5、结束语

BIM模型作为一个新型信息平台，对于设计信息的表达更加全面、准确、生动直观，大大降低了识图读图的难度，信息的表达维度更加丰富，信息集成的能力更强，当改变模型内构件的各种属性、构件之间的相互关系时，与之相关联的其他数据同步变化，自动化智能化的调整能力减轻了造价数据管理的难度，让造价管理人员将更多精力投入到实际工程控制中，管理设计变更、索赔签证、进度款支付、提出合理高效的费用控制手段，节约工程项目的资金投入，并提高资源的利用效率。

参考文献：

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[2] 李静，方后春，罗春贺. 基于BIM的全过程造价管理研究[J]. 建筑经济，2012（9）：96-100.

[3] 殷小非. 基于BIM和IPD协同管理模式的建设工程造价管理研究[D]. 大连理工大学，2015-05-01.