BIM 技术在建设项目施工成本管理中的应用研究*

张舒平，姜安民，董彦辰，刘可定，邹品增，旷昱芳，曹紫僖

（1.湖南城建职业技术学院，湖南 湘潭 411100；2.湖南财政经济学院工程管理学院，湖南 长沙 410205）

建筑业是目前我国国民经济增长重要支柱产业之一[1]，建筑业的发展在促进国民经济增长的同时，其自身也暴露出一些问题。进度控制、质量控制、成本控制一直是建设项目控制的三大目标，三者的关系既对立又统一，其中成本控制一直是建设项目控制的重点与难点。目前，很多企业在施工阶段的成本管理工作缺乏条理，存在工作混乱、效率低下等问题，同时成本管理的技术手段落后，很难满足当前施工成本管理的需求。建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM） 技术是一种数据化工具，可对建筑的数据化、信息化模型整合，同时BIM 技术有可视化、可模拟等诸多优点[2-4]，逐渐被人们应用到了施工阶段的成本管理中。针对BIM 技术在建设项目成本管理中的应用，很多学者也做出了相关研究。

李彭等[5]对BIM 技术应用于施工成本的精细化管理展开研究，分析了目前施工成本管理过程中存在的忽视全过程动态成本管理、资源配置不合理及浪费现象严重等一系列问题，对BIM 技术和精细化管理的内涵、关系展开研究，并介绍了BIM 技术应用于施工成本的精细化管理措施；鲍协兴[6]对BIM技术在便民市场建设项目施工管理中的应用展开研究，介绍了BIM 技术在项目管理中的应用现状，对工程项目应用BIM 技术的价值进行了分析，最后结合工程实例阐述了BIM 技术应用的可行性及所带来的效益；欧阳雪军[7]对BIM 技术在建筑施工成本管理中的应用展开研究，介绍了BIM 技术的内涵及BIM 技术在施工不同阶段成本管控中的应用要点，最后结合工程实例阐述了BIM 技术在工程中的具体应用。

本文对前人的研究进行梳理、总结。发现部分针对BIM 技术在成本管理中的应用研究不够系统，研究内容不够深入。鉴于此，本文从BIM 技术的特点展开研究，详细地阐述了BIM 技术如何在成本管理中加以应用。本次研究内容较为全面，可以为同类研究提供参考。

1 BIM 技术概述

1.1 BIM 技术的产生

针对BIM 理念最早的描述，要追溯到20 世纪，由美国卡内基梅隆大学的查克·伊斯曼（Chuck Eastman） 所提出，当时称为建筑描述系统（Building Description System）[1]。因此，“BIM 之父”的头衔也落在了查克·伊斯曼身上。BIM（Building Information Modeling） 术语是由欧特克（Autodesk） 公司首次提出，由于BIM 技术有着可视化、可模拟、可协调、可优化、可出图等特点[2-4]，进而在建筑业领域得到了广泛应用。

1.2 BIM 技术在成本管理中应用的可行性分析

结合BIM 技术的自身特点，参考相关文献[1，7，8]，对BIM 技术在施工项目成本管理中应用的优势进行分析，主要归为以下4 点。

1） 提高可视化程度。可视化技术可以给人们带来一种三维、仿真的观感体验，可以增强人们对所见事物的认知。随着建筑业的不断发展及人们物质生活水平的提高，建筑物的功能也逐渐增多，从建筑物的外部造型到内部结构都变得愈发复杂。在设计过程中，传统的二维平面绘图已经难以满足设计的需求，同时二维平面设计不直观，数据出错不易发现，很容易出现设计误差。为满足建筑可视化的需求，人们逐渐开始对三维模型进行探索，BIM技术的出现刚好满足了这一需求，提供了全新的设计环境。三维模型的立体感让人看了更加直观，可以使整个建筑物更加完美地呈现出来。同时，设计错误在三维模型中更容易被发现，可以及时进行修改。三维模型的出现可以让施工现场各方人员对整个工程有更加直观、深入的了解，在很大程度上保证了施工的规范性、使施工人员能够按图施工，避免了返工浪费的时间及资源，进而提升了项目的经济效益。

2） 可开展施工模拟。BIM 技术不仅可以实现三维展示，还可以动态地对整个施工过程进行体现，实现对施工的模拟。BIM 技术除了可以对施工现场进行直观的三维展示外，还可以模拟建设项目各部分的施工先后顺序、各部分的工程量变化，进而实现对施工成本、进度、安全及设备进出场等复杂的施工流程进行模拟。施工管理人员可以统一协调人力、物力、财力，并及时发现施工过程中存在的问题，实现施工过程的安全高效。还可以通过对不同施工方案进行模拟，分析各施工方案的具体实施情况，比选施工方案的优劣，选出最佳方案。

3） 多方沟通协调效果好。在提高各方沟通效率、强化各方沟通方面，也是BIM 技术的优势所在。建设项目在实施过程中涉及的参与方较多，很可能因各方沟通协调不顺畅导致出现信息错误，出现一些矛盾冲突。运用BIM 技术后，在建设项目实施的过程中可以为参与的各方预留独立的信息库，一旦出现一些矛盾冲突及其他问题很容易被发现，可以及时将各方聚集起来，进行沟通协调，寻求解决方案，化解矛盾冲突，确保项目的顺利进行。BIM 技术的运用可以将很多与项目相关的数据信息聚集起来，实现各方信息共享，及时进行信息交换共享可以在一定程度上降低矛盾冲突的发生。

4） 可优化设计方案。运用BIM 技术可以对建设项目的实施过程进行模拟，在模拟过程中可以演示项目各项信息的变化。同时BIM 相关软件内有着大量实用的工具，可以实时优化建设项目的设计。对项目投资与回报的总体考虑，有利于对项目的总体收益情况进行把控。通过对设计方案的不断优化，不仅可以使空间利用率大大提高，还可以使项目的进度、成本得到控制。

除上述外，BIM 技术在成本管理中的应用还有一些其他优势，不在此赘述。

2 BIM 技术在施工各阶段成本管理中的应用

BIM 技术的应用通常贯穿建设项目实施的全过程，学者们对BIM 技术应用阶段的划分及研究的重点也存在一定差异。本文对BIM 技术的应用阶段划分进行梳理，详见表1。

表1 BIM 技术的应用阶段划分

通过对表1 分析可以看出，BIM 技术的应用总体可按文献[9]中的施工前、施工中、施工后进行阶段划分。施工前较为重要的应用部分为设计阶段，故本文重点介绍BIM 技术在设计阶段、施工阶段及竣工阶段3 个阶段的应用，具体如下[1]。

2.1 设计阶段

在设计阶段，设计人员可以运用BIM 技术演示不同的方案，测算建设项目成本，并可以系统地对项目的总投资额及更为详细的相关数据进行显示，投资者对项目的成本产生情况一目了然。设计完成后进入招投标阶段时，施工单位可以运用BIM 模型对建设单位提供的工程量进行核对，确保投标报价的准确性与合理性。

建设项目设计限额服务方案可以运用BIM 技术来完成，相应的限额指标可以在方案中提出，总体费用的进一步确定也可以结合建设项目已经发生的设计活动费用来实现。整个设计工作的效率、深度、精确度因BIM 技术的应用而得到大幅提升，评估计算环节的人工及材料费用也会随之减少。任务分布完成之后，涉及项目费用的评估计算内容均可采用BIM 技术快速完成，检查项目投资是否超过限额。该过程同样对施工企业的成本控制帮助较大，前期开展成本管理，可以使得资金投入得更为合理，对施工企业的造价控制较为有利。

2.2 施工阶段

在施工阶段，首先，可以运用BIM 技术进行动态仿真模拟。施工各个环节项目管理人员均可以运用BIM 技术进行动态仿真模拟，基于BIM 技术将数据信息转化为三维模型，去模拟施工现场实际情况。一些施工技术的可行性可以运用BIM 三维模型进行模拟检验，实际现场施工过程中可以以此为基础进行指导。复杂的施工过程可以通过运用BIM 技术对施工现场进行动态仿真模拟来实现演示，进而达到优化施工计划的目的。BIM 技术应用的重点环节一般情况下是施工动态仿真模拟分析与动态显示关键环节，BIM 技术的重要功能即仿真分析，在建筑结构的科学性与安全性等方面均可以利用BIM 模型做出一定的分析。

其次，施工现场布局模拟同样可以通过BIM 技术实现。随着政府部门对建筑业管理的愈发规范，以及国家对建筑施工安全重视程度的不断提高，越来越多的新技术与新手段应用到了建筑施工领域。施工安全管理中，施工现场布局是重要的管理内容，科学合理的施工现场布局可以使施工的安全性方面得到大幅提升，现场空间冲突能够有效降低，进而减少了因场地布局问题引发的安全事故。在此环节中，主要运用BIM 技术仿真模拟施工现场布局，从科学合理的角度出发验证施工现场布局方案的可行性，确保施工有序进行，进而实现施工效率的稳步提升。同时还可以将BIM 模型与互联网相连，实现对现场的实时监控，使施工现场的安全性进一步提高。

最后，可以运用BIM 技术实现数据共享。目前，政府在大力推行装配式建筑，在新建建筑中大量运用了装配式的相关施工技术，随着建设规模的增大，施工中所用到的预制构件也逐渐增多。然而，时常出现预制构件供应商与施工单位沟通不及时、联系不紧密等问题，导致预制构件供应商制作构件的规格、性能等方面与施工单位的要求产生偏差，进而导致施工出现质量问题，增加了施工成本的同时也拖后了施工进度。BIM 技术数据共享及物料统计功能的应用，使得预制工厂的制造执行系统（Manufacturing Execution System，MES） 中可以直接接收到预制构件的相关参数信息，预制构件加工全过程施工单位均可以实时进行监控，掌控预制构件的制作情况，确保了预制构件满足施工要求。

通过上述分析可知，运用BIM 技术可以通过动态仿真模拟施工，并优化施工过程来实现成本的降低；运用BIM 技术优化施工现场布局，降低安全隐患，减少了因安全事故带来的工程成本增加；运用BIM 技术实现数据共享，减少了因工程质量问题返工徒增的成本。除上述外，BIM 技术在施工阶段成本管理过程中还要很多应用，不在此赘述。

2.3 竣工阶段

在竣工阶段，同样可以运用BIM 技术提供准确的结算信息，可以使结算效率大幅提升。运用BIM技术后，可以将与工程相关的数据信息置于模型中，完成了数据的整合，可以为各方共享，相互协同对项目进行管理。随着施工的不断推进，模型中的相关数据信息也会随之发生变化，项目管理人员可随时调取项目的相关信息。在竣工阶段，造价人员可以直接从模型中调出相关数据信息，不用反复计算核对，工作效率得到了大幅提升。同时模型中的相关数据信息较为准确，大大降低了结算中计算不准引起的价格误差。

3 结束语

目前针对BIM 技术在成本管理中应用的研究较多，但多数研究不够系统，研究内容不够深入；BIM 技术在建设项目成本管理中应用可行，优势较为明显，主要体现在提高可视化程度、可开展施工模拟、多方沟通协调效果好、可优化设计方案等方面；BIM 技术在施工各阶段成本管理中的应用主要体现在施工前、施工中、施工后这3 个阶段。BIM技术在施工过程中成本管理的应用主要体现在施工动态仿真模拟、现场布局模拟及数据共享等方面，应用效果较好。