BIM技术辅助材料成本精细化管控的提升应用

夏鹏钰

摘要：BIM技术在材料成本的精细化管控中具有很高的实用价值。本文以钢筋为例总结了BIM技术在其管控中的应用要点，着重分析了BIM技术在材料采购阶段到使用阶段的具体应用，通过BIM技术节约了材料采购过程中的时间成本，提高了钢筋从下料到使用阶段的利用率，优化了场地布局，提高了现场的工作效率，达到了提升材料成本精细化管控能力的目的。

Abstract： BIM technology has high practical value in the fine management and control of material costs. This article uses steel as an example to summarize the application points of BIM technology in its management and control. It focuses on the analysis of the specific application of BIM technology from the material procurement stage to the use stage. Through BIM technology， the time cost in the material procurement process is saved， and the utilization rate from the cutting to the use stage is improved， the site layout is optimized， the work efficiency on site is improved， and the purpose of improving the fine management and control of material costs is achieved.

关键词：BIM技术;材料成本管控;精细化管控

Key words： BIM technology;material cost control;fine management and control

中图分类号：TU17                                        文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）02-0183-03

0  引言

在工程项目中，使用的各种材料是工程建设的基础，能否对材料的合理使用不仅影响的是工程质量，更是与我们的经济效益息息相关，因此对材料使用的精细化管控也是对材料成本的精细化管控。通过传统的管理手段进行管控难免受制于主观因素的影响，而通过BIM技术的介入则能提高相应的管理水平，BIM的全称是Building Information Modeling即建筑信息模型，它是以现代化的数字工程作为基础，利用反馈出的信息模型直接对项目进行统筹管理。由于BIM技术在信息共享，协同工作，参数化设计，虚拟施工等方面具有得天独厚的技术优势，可以有效的控制成本，缩短工期和提高质量，所以借此对BIM在工程材料成本的精细化管控中的应用进行分析。

1  影响材料精细化管控的因素

隨着我国的建筑行业规模日益扩大，施工现场的材料管控受到越来越多的重视，它也是影响成本管理的重要影响指标，更是衡量企业的管理水平的一个重要标志，将材料成本的精细化管控抓起来企业的节能增效才能有立竿见影的效果，而实际施工中造成材料成本精细化管控难的原因主要有以下几个方面。

1.1 材料的进场不及时

材料进场不及时的原因主要在于现场实际施工中的重点放在施工进度上，而对材料的储备情况了解不够，材料供给量与消耗量管理存在脱节。并且大部分施工现场存在因特殊情况导致的材料计划上报不及时，供货商从备货到发货也需要一定的时间，从而间接的影响到现场的进度，以上两个方面无形之中也增加了施工成本。

1.2 材料的使用缺乏合理规划

由于在实际施工过程中，施工人员和现场管理人员的工作重心主要在施工进度上，导致无法对材料使用有良好合理的规划和计划，间接的造成了材料的浪费和无意义消耗。

1.3 施工现场布置存在缺陷

施工人员在设计施工平面布置图时，没有对工程的各种资料，地容地貌，各种材料的存放周转场地划分，以及运输路线等做全面的了解，不去分析各单位工程之间的关系，导致后期材料周转的效率低下，造成不必要的成本增加。

1.4 材料用量管理过于笼统

材料成本的管理主要是对材料用量的管控，以钢筋和混凝土为例，在我国所有的定额体系中混凝土的计算规则是都不扣除混凝土内钢筋的占有体积，且0.3m2以下的洞口体积也是不计的，所以我们做的定额用量和实际用量并不是一致的，例如某工程的总体量为50000m3，其中钢筋的量为40kg/m3，混凝土每平方的含量为0.7m3，那么钢筋的总重量为（50000×40）/1000=2000吨，即它的体积约为2000/7.85=255m3，从这样看来，图纸上的用量和实际用量就有255m3的出入，更不要说我们的定额里还需要算上1.5%的损耗量。由此可见，在传统的管理模式下，混凝土量还存在监管空白的区域。

2  BIM在材料成本中的应用要点

BIM技术作為一种新型项目管理手段，从表1中不难看出，它对于项目的经济效益是具有很高的价值的。

下面以项目施工过程中的钢筋原材采购和使用为例，对BIM在施工过程中钢筋原材管控的具体应用做一个分析。

2.1 通过BIM对钢筋原材进行精确采购

建设工程项目中的钢筋是核心的材料，而且现场的钢筋消耗量是巨大的，所以钢筋的进场时间，进场数量和质量直接影响现场的工期进度以及主体质量，对于钢筋材料进行精确采购至关重要。精确采购是指对现场材料的需用和采购进行系统的安排，依赖BIM信息模型进行快速、准确、动态的获取项目实时数据，从而合理的制定需用和采购计划。它是以BIM 5D信息平台为基础的，通过建立BIM 5D模型，将物资的需用数量和时间赋值进5D模型中与现场施工进度进行关联，可以使得需用计划更精准，而且可以通过时间的维度进行动态管理，项目的BIM 5D信息平台建立完成后可与材料供应商的数据链进行集成，通过BIM云平台形成信息共享的机制，不仅能够将项目准确的资源需用计划及时的传递给供应商，形成拉动式供应机制，还能对多个材料供应商进行云平台比价，确定最优的价格。

2.2 通过BIM技术合理制定钢筋的使用和下料计划

BIM技术的优势就在于它的可视化和三维动态化，通过BIM模型进行施工方案的模拟，可以直观的了解到制定的施工方案是否符合现场的实际情况，是否达到施工的要求，并且发现问题能做到及时调整，以便得到施工方案的最优配置。

2.2.1 钢筋排布

使用BIM技术提前进行钢筋排布深化，能够避免传统的二维深化的局限性，大幅提高深化效率和工程质量。由于BIM的可视性，可以直观的展示出钢筋复杂节点的绑扎和排布方式，指导现场施工，并且进行能够进行钢筋绑扎排布方案的碰撞检查，对现场施工中可能存在的冲突情况进行调整，做到事前控制，避免后期返工的不必要消耗。

2.2.2 钢筋翻样

BIM钢筋排布技术只是在钢筋的绑扎布置方案上进行优化，具体落实到劳务班组上的效果有待商榷。而使用BIM技术将钢筋翻样与钢筋排布相结合不但能够优化钢筋的排布方案，还能控制劳务班组的钢筋下料，极大的提高钢筋的利用率。在Revit软件中打开提前建立好的参数族，输入钢筋型号，横纵筋间距等相关参数，软件就会自动生成相关构件族，再将CAD图纸进行翻模，这样不仅能将钢筋的分布模型即时排列，还能得出每层的钢筋量（如图3）。并且将得出钢筋分布模型导入Tekla后不仅可以生成钢筋下料的原始料单，还能生成优化料单。优化过后的钢筋料单通过“BIM云平台”发送至联网的数控加工机床设备中，可以让钢筋按照优化过后的料单进行数控钢筋加工，能够使钢筋的切割长短搭配达到最优，实现废料最小化，不仅可以极大的控制钢筋成本，提高钢筋使用率，还能节约现场的人工费，提高下料速度，从源头上杜绝传统人工加工导致浪费严重的现象。

2.3 通过BIM对钢筋料场和运输干道进行合理布置

场地布置不合理主要有两点：①钢筋加工棚和钢筋堆放场地布置不合理;②现场运输道路规划存在缺陷。

通过Revit中的利用标准化族库对现场的钢筋加工棚和钢筋堆放场地进行布置，再导入Navisworks中进行模拟，发现存在碰撞点位后及时修改，将修改后的数据再导入软件中进行模拟，直至得出一个最优的场地布置方案。在进行模拟的过程中可以发现现在的场地布置对于后期施工计划是否存在影响，将不合理的地方及时修正，做到事前控制，使得现场的施工进度和资源配置处于动态的平衡，达到节约现场的用地，减少材料的二次搬运，节省了现场文明施工措施费的目标。

由于钢筋运输车辆的车身长度长，而现场施工的道路又存在局限性，通过BIM技术对现场施工道路的模拟可以避免因为道路规划有问题导致大型运输车辆的运输不便，调头困难，运距过长等问题。

2.4 对于材料用量的精细化管控

通过对BIM模型的建立，我们可以准确的算出混凝土量，钢筋体积，木方模板量甚至于钢管扣件的需用量，而且BIM技术能够规避传统管理方法上的弊端，真正做到材料的精细化管控。

在实际运用中，我们将Revit和广联达GCL软件相结合，把事先建立好的精确Revit模型导出为广联达支持的GFC格式的文件，再将文件放入广联达GCL中，经过GCL的细化处理后便可以直接套用相关的清单定额，从而得到主体精确的混凝土量。通过该种方法可以自动扣减相关工程量，并且无需二次建模，计算规则符合我国的规范要求。由于软件事先扣减了所有预留洞口的体积，所以只用将计算出的混凝土量和钢筋量进行一个扣减，就可以得出混凝土浇筑的一个精确的理论值。

这里以陕西咸阳的丽彩溪悦城3.3期住宅项目中的6#楼为例，通过BIM技术的介入，很直观的反映出了成本偏差的原因如图6所示。

项目通过BIM发现现场实际混凝土浇筑量存在超量问题，并及时采取相应的措施进行了控制，实现了精细化管控的第一步。

并且在该工程的预算和进度款核算阶段，通过BIM技术大大缩短预算人员人工计算的工程量，节省时间，若在核对过程中遇到更改相关参数，通过BIM技术几分钟就可以重新完成改动后的工程量计算，并且实际用量和结算量的对比，采用BIM技术可以快速实现。

3  结语

BIM作为一种新兴的技术，对材料成本进行精细化管控的提升作用是巨大的，通过对BIM技术的应用，不仅能够节约施工上的时间成本，更能够将材料管控做到细致入微的程度，从而为企业创造巨大的经济效益。本文以钢筋为例，介绍了BIM技术从材料采购到使用加工阶段的创新应用，得出了以下结论：①BIM平台将材料供应商和采购方进行实时的数据互通和共享，有利于节约采购时间，提高工作效率，减少时间成本。②BIM技术在钢筋排布和钢筋下料方面的优化应用，有利于节约材料成本，大幅度提高材料的利用率。③BIM技术在场地布置方面的模拟优化，有利于节省运距，减少二次搬运，提高施工效率。④BIM技术应用在材料量化管理中，有利于发现现场成本偏差产生的原因，能够做到及时纠偏。

由于我国建筑信息化发展的势头越来越猛烈，今后BIM技术的应用重点不仅是针对于某一种施工过程的具体运用，而更加注重的是对项目的全生命周期的一个应用和研究，从而真正实现我国建筑行业信息化的发展目标。

参考文献：

[1]王俊美.基于BIM技术的施工项目成本控制研究[D].沈阳建筑大学，2015.

[2]曹旭，张珍，陈逸.BIM5D助力工程建设精细化管理[J].中国勘察设计，2017（8）：48-51.

[3]谭紫，赵蓓蕾，杨玉仪.基于BIM技术的混凝土工程三维算量分析[J].四川水泥，2018（8）：174.

[4]罗萍，陈长流.总承包管理模式下的BIM应用创新[J].工程质量，2018，36（04）：60-64.

[5]朱昊.基于BIM技术的施工阶段成本动态控制研究[D].江西理工大学，2015.

[6]李军.基于BIM的项目建设成本动态监控系统设计与开发[D].山东建筑大学，2013.

[7]王剑锋，吴保全.浅议施工现场平面布置图对工程成本的影响[C].河南省土木建筑学会2009年学术大会论文集.2009.

[8]韩正恳，赵博，管梽瑜.基于BIM技术的钢筋工程材料精细化管控[J].科技经济导刊，2019（13）.