BIM环境下项目成本动态管理研究与实践

文｜中国核工业二四建设有限公司 叶勇

工程项目是建筑企业的利润来源，是企业赖以生存和发展的基础，项目的建造过程可以看成是人、材、机等生产要素物化为建筑产品的“物化过程”以及伴随物化过程而产生的商业买卖关系的债权债务收支的“货币化过程”相互交融、有机结合的过程。归根结底项目的一切管理行为，都最终反映为成本的变化并对效益形成影响，因此项目管理的核心必然为成本管理，企业的管理活动也必须以成本管理为主线。

1.传统成本管理短板及应对方法

项目成本管理是在保证满足工程质量、工期等合同要求的前提下，对项目实施过程中所发生的费用，通过计划、组织、控制和协调等活动实现预定的成本目标，并尽可能降低成本费用的一种科学的管理活动，实现盈利是它的最终目的。项目成本管理由成本计划编制、成本控制、成本核算、成本分析、成本考核等五个重要的工作任务循环发生而动态实施，串联成本管理各项任务的基础是统一组织内部工程项目成本计划的项目编码及名称、计量单位、单位工程量计划成本及合计金额等。

2000年至今，中国建筑业进入了“黄金时期”，国家重大工程不断开工、基建投资力度不断加大，一大批巨无霸级别的超大型建筑企业不断涌现，但与此对应的建筑业利润率却逐步下滑，远低于非农业行业平均值，相当一部分项目成本处于失控状态。项目成本失控主要体现在：工程量计算受个人经验、能力和职业操守的影响，对业主少算漏算、对分包超结超算；进度失控工期延长，管理、财务成本增加；技术人员经验不足或责任心不强，编制的技术方案不合理，造成材料浪费、工程返工；人为及体制的原因，导致风控措施失效。

细究成本失控的根本原因，主要在于静态信息的僵化、各管理层级信息的不对称、过程信息的不精准。非工业类项目不具备可复制性，项目个性数据按时间、区间、定额动态变化，信息量巨大，而且项目建设周期短、项目管理团队持续性不足，海量的项目数据的拆分、组合、对应、分析以及信息动态化管理基本无从下手。

BIM，Building Information Modeling建筑信息模型化，通过三维建模技术、实体计算技术和信息管理技术，把项目管理的源头数据建立成有机关联的数据库，为各业务管理、为项目管理系统快速提供所需实物量。BIM是一个过程，是一系列动作，是融入管理的信息技术，BIM成本管理关键技术在于WBS分解、BIM量价时间一体，最终实现精细化的成本动态管理价值主张。国产BIM系统基本由行业共用的造价预算软件衍生发展而来，成本项目编码、项目名称、计量单位等基础信息的统一是其必须遵循的行业准则。BIM成为海量项目数据采集、运算，项目成本动态管理的最佳选择。

2.BIM环境下成本动态管理技术路线

BIM是面向对象的工具，充分利用其可视化的特点将管理对象以三维的立体实物图形展示在人们面前。要实现精细化的成本动态管理，首先要细化管理对象，对项目实施WBS分解、划分流水段，确定最底层数据采集对象，赋予流水段与定额一致的项目编码及名称、计量单位。

第二，利用BIM参数化建模特点快速完成项目模型的建立，采集流水段的几何信息、物理信息。

第三，利用BIM信息完备性、一体化性的特点将项目时间信息、工序信息、清单信息、造价信息逐步赋予到模型上，以模型为唯一载体建立各类信息之间的拓扑关系，建立4D-BIM进度模型、5D-BIM成本模型，形成完整的项目信息描述。

第四，统计构件几何信息、物理信息，核算构件级工程量。

第五，结合构件级工程量和时间信息，核算单位时间内工程量，完成动态提量。

第六，统计构件几何信息、时间信息、工序信息，运算施工逻辑，完成施工技术策划。

第七，结合单位时间内工程量以及清单信息、造价信息核算单位时间成本信息，完成动态成本管理。

最终，通过BIM及时为技术、生产、商务等环节提供准确的形象进度、物资消耗、过程计量、成本核算等关键信息。

3.BIM环境下成本动态管理实践

为加速BIM应用向管理业务纵深拓展，从2015年起公司陆续在民用项目开展BIM深度应用，重点实现BIM环境下的成本、进度管理应用，并在2018年选取上海启迪漕河泾新建生产及辅助用房项目开展民用BIM应用标杆项目建设。该项目有23个建筑单体、11万m2建筑面积、3.7亿元造价，是公司第一个装配式建筑项目，也是上海地区最大的工业装配整体式混凝土结构建筑群，单体预制装配率在40%以上。本项目顺利开展了BIM环境下的成本、技术、生产、质安等方面的应用，下面结合项目实践重点分析BIM环境下成本计划、成本控制以及成本降低技术措施等方面的优势。

3.1 BIM环境下成本计划动态管理

成本计划是建立成本管理责任制，开展成本控制和核算的基础，实物工程量是成本计划编制的依据。公司90年代初期就大力推广“一干”“二算”“三要”，“算”要求“干前先算、边干边算”。“算”就是准备资料、熟悉图纸，然后计算工程量、套定额单价，计算人、材、机费用，进而进行工料分析、计算其他各项费用，汇总造价并进行复核。现状是少算漏算乃至不算，除了个人能力、工作经验、职业操守的原因外，更多的是因为目前工程基础数据的处理大部分还靠手算或电算，要实现从上至下短周期的工程量计算，工作量十分巨大。

BIM环境下能依据完整信息的标准CAD图纸快速创建项目模型，依据通用CAD图纸批量拾取信息快速翻模，并集成各建筑构件物理信息，快速核算工程量。2015年公司BIM导航项目某工程实施时9名技术员在5个工作日内利用BIM完成了工程成本计划编制，同期利用传统方式需消耗960个人工时，BIM环境下成本计划编制时间缩短了62.5%。

传统成本计划在项目开工前按照施工图预算编制，基本没有引入进度计划的时间信息，属于成本计划的目标值，无法及时反映项目实施过程中成本计划与实际成本之间的偏差，成本动态管理的意义丧失。而BIM环境下形成了项目完整、准确的信息表达，确保计划指标不失真，基于BIM从时间段、进度、楼层、流水段、构件类型、规格型号等多个维度，按专业、分区域等完成提量。同时将计划量与完工量进行对比，将形象进度以直观的模型和颜色体现出来，提交成本控制部门对偏差进行分析，采取纠偏措施或调整计划内容。

3.2 BIM环境下过程成本动态控制

成本控制分为事前控制、事中控制、事后控制，传统成本控制往往重视事中和事后的费用控制，忽略事前的预防控制。成本事前控制指在正式施工活动开始前对各项准备工作及影响工程施工的各种因素和有关方面进行控制，通过技术方法比较、经济分析和效果评价，在市场跟踪、工程投标、施工准备阶段对项目成本组成部分进行控制。成本事前控制需要详细、精细和庞大的基础数据，以便控制者采集相关数据进行运算后获取最终的结果。

图1 BIM环境下成本多维度提量

图2 BIM环境下实际进度提量及形象进度展示

图3 BIM环境下资源动态管理

图4 BIM环境下资金管理曲线

图5.BIM环境下砌体排布

BIM环境下形成项目完整的信息表达，减少了施工前预算过程中的漏算和缺项，进而计算、模拟、优化对应于各阶段的人、材、机需用量，建立劳动力、材料和机械设备使用计划。BIM编制进度计划，我们可在BIM环境下对资源进行动态管理，判断各阶段及总体用量是否合理、人员安排是否平稳、波峰波谷是否正常，在确保进度履约的前提下合理优化资源配置，降低资金占用成本。

进而结合材料需求计划与构件施工进度信息，指导采购，形成资金使用计划，对项目建造资金供应可能出现的波峰、波谷极端现象提前进行预警，有效识别项目资金供应风险。在确保项目资金供应到位的前提下，合理降低资金的时间成本。生成资金趋势分析，辅助风险预控。

3.3 BIM环境下降本措施动态优化

成本管理技术措施优化要求进行技术经济分析，确定最佳施工方案；确定最合适的施工机械、设备使用方案；结合项目的施工组织设计及自然地理条件，降低材料的库存成本和运输成本。因BIM的模拟性、优化性、协同性、可出图性的特点，在BIM环境下开展技术管理，进行技术经济分析，确定最佳的施工方案，也能为项目成本管理提质增效。

砌体结构施工，技术含量不高且成本占比很小的专项施工。传统情况下不进行排砖设计，由劳务分包直接在现场砌筑，总包方只把控砌筑质量，很少把控使用量，最终报量要工程款。因其细部节点多，施工现场对原材料切割的随意性较大，材料损耗很高。

启迪项目实施过程中我们开展了BIM环境下的砌体排布，并选取该项目2#楼7层核心筒外部砌体墙开展传统与BIM方式的对比分析，在砌筑质量合格的前提下，基于BIM的砌体排布比传统方式少用4.28%的砌块（包含运输、搬运、施工损耗），项目砌体总量1.2万m3，采用BIM方式排砖，累计节约人工费、材料费21万余元；且BIM对灰缝厚度、砖尺寸计算非常精准，使得工人按图施工的墙体整体密实度很高，观感质量效果超过传统砌砖。

该项目地下室设计标高3700mm、主梁高度900mm、风管最大尺寸500mm、桥架最大截面高度200mm、给排水最大管径150mm，业主方要求地下室净标高不得低于2200mm，常规三层（桥架、给排水、暖通）布置方式已无法满足要求，且桥架与其他专业碰撞点达2564个。

传统管线综合完全依靠经验丰富的专业工程师通过叠图的方式，凭娴熟的识图能力和精湛的专业技能完成，且不能解决所有问题。我们在BIM环境下开展全专业碰撞检查、净高控制检查，并预装配管线设备，将问题解决在施工前，将返工率降低到极小值，核算由此引起的工程量增减。

最终，该项目桥架整体施工标高由设计标高h+2500mm上调至h+2600mm，规避大部分碰撞；给排水、暖通平行布置，桥架梁底翻弯。2名工程师2周完成全专业的施工准备，确定最优方案，节约沟通协调及工程变更流转时间达到30个工作日，确保变更前后工程量增减可控。

4.BIM成本应用问题及解决措施

BIM作为建筑领域的革命性技术对于大型、复杂项目的施工管理、进度控制、成本管理起到了至关重要的作用。但根据《中国建设行业施工BIM应用分析报告（2017）》调查显示：截止2017年8月，全国35.2%的企业BIM应用还处于研究阶段未在项目应用，16.8%的企业应用少于1年，20%的企业应用1～2年，只有5.7%的企业应用5年以上；基于BIM的碰撞检查（占48.3%）、基于BIM的投标方案模拟（占42.3%）、基于BIM的专项施工方案模拟（占40.3%）是开展过最多的三项应用，基于BIM的结算只占14.8%，可见基于BIM的成本管理未得到很好的贯彻。

公司BIM推行至今，采用不同工具在26个项目上开展了不同程度的应用，在项目成本、进度、质量、安全、技术等方面取得了相当多的成果，但BIM环境下项目成本管理仍存在应用深度不够、应用效益不明显等问题。通盘考虑行业和公司的应用现状，某些问题是共性的，也是脱离技术本身而存在于管理过程中的，这些问题主要表现在：

⑴传统成本管理依靠项目预算员、成本核算员、会计员等完成，管理流程及管理职责与BIM所要求的不一致。

图6 项目机电安装前后对比（示范）

⑵传统成本管理更多针对于单位工程，基础编码、统计口径和计算标准在企业内部并不统一，管理颗粒度和精细程度远大于BIM技术要求的构件级。

⑶BIM系统功能宣传大于实效，与实际管理存在“两层皮”的现象，未实现与项目管理系统的集成应用，有新建“信息孤岛”的嫌疑。

若想项目成本管理中深度应用BIM，必须以意识为切入点，进行管理职责和工作流程的改革，才能促使BIM在成本管理中真正发挥作用：

⑴要提高各层级尤其是项目负责人的意识，充分理解BIM环境下成本管理理念，要认识到BIM落地应用需要整个项目管理团队积极参与。

⑵以项目精细化管理为出发点，细化项目结构分解，强化项目管理数据标准，统一和规范数据分类和编码体系、统计口径、计算规则，为系统集成、信息共享和数据交互奠定基础。

⑶深入分析市场上BIM系统的实际功效，厘清项目应用需求，采购适合需求的专项软件分步骤按轻重逐步开展并逐项落实，切忌所有应用全部开展。引导软件开发商立足企业BIM应用实质需求强化系统功能，推进BIM与项目管理系统集成。

5.结论

综上所述，BIM作为项目管理的载体，是建筑业信息化发展的前沿。BIM环境下实现项目成本由传统方式的静态管理向动态发展，可以更好的实现成本计划、成本控制的管理，并有更优的降本增效的组织、技术、经济、合同措施。BIM环境下成本管控仍然存在很多急需解决的共性问题，在应用BIM实施自身变革的同时，仍需要按照BIM技术倡导的全过程、各方参与地开展应用，以及国家政策、行业标准和市场环境支持，以实现BIM环境下项目成本管理效益最大化。