BIM技术在工程项目成本控制的应用工程管理.docx
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BIM技术在工程项目成本控制的应用工程管理
BIM技术在工程项目成本控制的应用
摘要
随着国家建筑规模的不断发展,以往的静态的传统成本控制越来越不能灵活有效的监控工程的成本。
最近这几年中国内部BIM技术得到了进一步的发展,由此也应用到了工程成本控制当中。
建筑信息模型也就是BIM技术作为一种新兴的数字信息技术,在建筑工程管理中的地位逐渐水涨船高。
那么本文在对过去研究结果的基础上,总结了BIM技术本身的一些特点与其于建筑工程当中的整个应用情况。
相应的BIM技术研究内容涉及施工前的设计阶段、施工阶段、招投标阶段、施工后验收阶段等部分。
BIM技术的推广有利于加强在建筑工程管理人员、BIM技术方面的管理水平,同时也可提升BIM技术于整个项目管理当中的应用水平。
本篇主要是以BIM技术当作基础就实例当中的相应施工方案予以模拟优化,从而找出设计、施工间的不匹配内容,由此于施工之前进行优化设计,以此优化项目的生命周期,从而达到节省人力物力以及时间的目的。
在现在这个注重时间和效率的时代,早完工便是节约了成本,提高了用户的收益。
而这样的降低制造和时间成本,给建筑业的发展带来巨大的效益,有利于我国建筑工程的发展。
关键词:
BIM技术;成本控制;模拟优化
Abstract
Withthecontinuousdevelopmentofnationalconstructionscale,thestatictraditionalcostcontrolinthepastcannotmonitorthecostoftheprojectflexiblyandeffectively.BecauseoftheimplementationofBIMtechnologyinrecentyears,theapplicationofBIMtechnologyincostcontrolhasbecomemoreandmorewidespread.AfterestablishingtheBIM3Dmodel,wecanuseBIMtechnologytoguidetheconstruction.The3DmodelofBIMtechnologyallowsconstructionandtechnicianstogetanoverviewofthebuilding'sprofile,andbecauseofthevisualnatureofBIMtechnology,technicianscanpresentcomplexbuildingnodesinfrontofconstructionworkers.Theconstructionpersonnelintuitivelyunderstandthecompositionofthebuildingnodesandavoidthelossofmanpowerandmaterialresourcesandtimeduetotheincorrectconstructionoftheconstructionnodesduetothemisunderstandingoftheconstructionnodes.Duringthebidevaluationphase,thevisualeffectsofBIMtechnologyallowbidderstoshowtheirplanstoassessmentexperts.Therefore,thebidevaluationexpertscanbetterunderstandtheconstructiontechnologyofthebiddingschemeandtheadvantagesofthebidder.I
IntheprocessofusingBIM,theprojectcanbedisplayedintuitively,andthedesignchangescausedbyinsufficientknowledgeofdrawingandcommunicationcanbereduced,whichcanreducetheprojectcostandbettercontrolthecost.findtheconflictbetweendesignandconstructionintime,makeoptimizationdesignbeforeconstruction,improvethequalityandefficiencyofthewholelifecycleoftheproject,soastosavemanpower,materialresourcesandtime.SuchareductioninmanufacturingandtimecostswillbringhugebenefitstothedevelopmentoftheconstructionindustryandbenefitthedevelopmentofChina'sconstructionprojects.
Keywords:
BIM technology, progress management; informationalize; schedule planning;
第一章绪论
近年来,因为我们国家对BIM技术的推广越来越重视,同时BIM技术也得到了发展,于中国建筑行业当中的应用范围也逐步变广,许多建筑工程公司正在逐步学习接受和使用BIM技术。
并且由于BIM技术的协调性和可视化性,BIM技术和成本控制的有机融合成为了现在的一个主流方向。
1.1研究背景
众所周知,在工程建设项目的最重要的环节是成本控制。
目前,我们国家的工程项目的成本管理存在诸如不成熟并且十分不公平等诸多问题。
在这些问题当中最主要的问题是建筑业的不完全竞争限制了我们国家成本管理的发展。
并且,目前建筑施工市场的发展存在明显不完善的竞争现象,如评标不合理,关系谈判,成本灵活等。
在这样的环境建筑公司几乎不可能通过自身的成本管理优势获得竞争。
工程项目自身在成本控制方面存在问题是当下需主要关注的内容,关于传统项目成本控制方面,主要的内容是技术分析和经济分析间的不匹配。
很长时间以来,招标报价并未将施工组织设计进行考虑,未给出对应的施工方案,同时没有就技术方案方面给出对应的经济评价,由此也无相关技术能够为成本管理提供帮助。
但是当下地产价格在逐步提升,而利润率则处于逐步降低的态势,对此房地产企业开展成本管理的工作难度逐步提升,之前的静态成本管理方式已经与实际发展不符,依据BIM技术开展动态成本管理系统变成当下房地产开发项目予以成本控制的重要方式。
1.2研究的目的和意义
1.2.1目的
建筑信息模型也就是BIM技术已成为近几年来国内外受到广泛关注的全新的数字模型技术。
建筑信息模型也就是基于BIM技术的三维数字技术,通过对建筑当中各个构件的数据的输入来构建三维数据模型。
它是项目设施实体和功能的数字表示。
随着我国社会BIM技术研究的不断深入,政府也不断推出相关政策来帮助BIM技术的推行,在这样的氛围中不断推动BIM技术在建筑相关行业的应用。
与此同时,各个区域也逐步完善了关于BIM技术方面的应用标准,以此更好的让BIM技术进行应用。
并且开发和研究BIM技术在建筑行业各个领域的具体应用方法和应用范围。
而在这一系列技术的建设项目的关键环节就是成本控制。
本文旨在通过使用BIM技术来有效的进行成本规划控制,在进行研究的前提下,找出BIM工程项目当中不同阶段的成本控制目标、基本需求,以此提升成本管理的效率,在更好的依据BIM模型、相关合同的基础上,优化传统成本控制水平,更好的开展动态成本管理。
1.2.2意义
所谓成本控制理论,即依据相应管理理论与方法就企业资源耗费进行控制管理的一类方式。
依据BIM技术能够帮助工程项目更好的开展成本控制活动,以此优化成本控制效率。
使用BIM技术后,可以直接从BIM模型中提取相关的工程数据,从而使建筑工程当中的成本人员免于传统的人工计算。
因此,需要更多的时间来关注成本控制的工作,并提高成本预算的准确性和效率。
在建立BIM三维模型后,我们可以用BIM技术来指导施工。
BIM技术的三维模型可以让施工和技术人员可以将建筑的概况进行一个大概的了解,而且因为BIM技术的可视化性的特点,技术人员可以将复杂的建筑节点立体的展示在施工人员面前,可以让施工人员直观的了解到建筑节点的构成,避免因为对施工节点的错误理解而导致施工节点的错误建造而造成人力物力以及时间的损失。
在评标阶段,BIM技术带来的视觉效果更能让投标人向评估专家展示他们的计划。
从而让评标专家更清楚的了解投标方案的施工技术和投标方的优势所在。
在BIM使用过程中可以直观的展示项目,减少由于识图能力不足和沟通不畅导致的设计变更,能够降低工程造价,更好的控制成本。
同时,在依据BIM配套的进度计划软件基础上能够更好的获知和工程方面有关的进度信息、资源信息,将其整体纳入到软件当中,在进行成本分析和控制时,可以从该软件中调取某一时间的数据来做分析,对比工程计划进度与实际进度的状况。
基于BIM技术带来的上述优势,BIM技术在成本控制方面具有很大的发展优势,由此开展BIM技术方面的研究是具有很强的现实意义的。
1.3国内外研究现状
1.3.1BIM技术的国内外研究现状
BIM技术与相应理论最初是在2002年时进入到工程建筑行业进行应用的,最初进入到中国范围内是在2004年,随后,随着BIM技术的先进的理念让国家的大型的建筑公司和企业了解,BIM技术同样被开始应用到部分国内项目当中。
2006年时奥运场馆项目第一次开始应用BIM技术,自此BIM技术开始获取了很多设计人员的重视,从2009年之后,BIM在设计公司中的应用迅速发展。
BIM技术在国内的发展直到今天已经深入到建筑行业领域,成为建筑行业不可或缺的技术之一。
尽管BIM技术在该国已经蓬勃发展。
事实上,BIM技术在国内设计和建筑行业应用的高质量的工程项目仍然十分稀少,并且BIM技术在工程的应用的程度、广度和水平仍然有限。
世界范围内最初出现BIM这个理念的是在上世纪七十年代左右的美国,在这之后的不久,CharlesEastman与JerryLaiserin等均就此理念进行了进一步的解释,由于BIM技术处于当下发展起来的一类新技术理念,所以受到的关注是很多的。
尤其是在美国、新加坡、英国等国家为首的少数几个发达国家,BIM技术的概念及其理论在他们的国家受到了广泛的关注和传播。
在他们国家的地区和国家政府的大力推动之下,BIM技术在大型公共项目上崭露头角,并且逐渐的在私人的工程项目上得到展示。
在BIM技术进一步发展的基础上,BIM技术得到了更多人的认可,同时BIM技术于整个工程项目当中的应用水平也是较高的。
当下来看,BIM技术在世界范围内的整体发展情况均是较佳的,涉及到的国家有日本、挪威、芬兰等,其均制订了与自身发展相符的BIM技术规范标准。
图1.1BIM技术在鸟巢的建造首次应用
1.3.2成本控制国内外研究现状
中国有关成本控制方面的研究最初是从20世纪八十年代开始的。
诸多的研究人员就此方面均进行了分析。
当下来看,中国建筑企业工程项目在成本管理方面的水平是偏差的,仍旧有很多问题存在。
而在这当中的工程建筑业的不正当的竞争限制了我国成本管理的发展。
并且成本控制体系不完整。
而国外之于建筑工程的成本控制在许久之前就开始了。
20世纪初,科学管理之父泰勒为标准成本法的诞生和基于科学标准测量材料和劳动力消费作为就业标准的责任成本法奠定了基础。
上世纪七十年代初期时G.J.Stobos教授撰写了《基于活动的计算和投入产出会计》这本书,书中描述了关于工作会计、成本核算、活动成本核算的内容。
1988年R.库珀等教授谈到了关于“作业量基准成本计算”的办法,之后还研究出了“作业基础成本制度”,这类方法的关键内容即是就产品成本予以计算时要首先获取制造成本,之后对所有成本内容,最佳的优势即是能够帮助管理人员更好的找出对各类运营成本予以把控的办法。
1.3.3BIM技术应用于成本控制的研究现状
目前,国内BIM技术很少与成本控制系统集成。
基于BIM技术的成本控制系统尚未实现。
在现在的成本控制当中,BIM技术在建设项目建筑全寿命周期的各个阶段的应用尚未实现。
目前,绝大比例与BIM成本控制方面的分析均处于工程项目建设的某个阶段,并无关于项目工程周期的整体化分析。
所以,对于如何将BIM技术与工程成本控制结合起来进行研究是十分必要的,能够为企业减少工程造价,节省成本使项目参与者能够获得更大的收益。
第二章BIM技术的相关理论
2.1BIM技术的概念
建筑信息模型也就是BIM技术已成为近年来受到建筑行业广泛关注的新型技术。
建筑信息模型是项目设施实体和功能的数字表示。
建筑信息模型应用程序,即于生命周期当中就项目数据予以设计、构建和操作的业务流程的程序。
2.2BIM技术的特点
(1)操作的可视化
之前CAD仅仅能够以2D方式进行呈现,业主与客户方面并不能掌握图纸当中的相应内容。
但是在BIM技术开始应用之后,这个难题得到了很好的解决,在施工仿真模拟等相关技术的帮助下,能够更好的展现出施工的具体情况。
将更佳抽象的内容,如通风性、温度等因素以可视化办法进行呈现,以此更好的优化生产效率,降低成本投入。
依据BIM技术,我们可以模拟项目的构建,同时,我们还可以获得与构造相关的3D模型数据。
施工人员可以清楚的看到建筑的实际模样,清晰的了解建筑的细节构造,利用Naviswork可以进行全方位的施工模拟,通过施工仿真动画,施工人员可以清楚地了解施工顺序,并可以在整个模拟施工过程中进行模型数据的反馈和互动。
这样,建设项目的管理和沟通十分便利。
并且基于三维技术的应用,一些工程上的复杂节点得以形象立体的展示,例如通过对复杂钢筋节点的展示我们可以让钢筋工人明白钢筋的具体分布和构局,这样我们可以避免因为文字和二维图纸的信息交错或者理解分歧而导致的节点构建错误,避免因返工而造成的时间人力和物力的浪费。
通过这种方式,使用BIM技术作为核心,使用3D建筑模型来指导施工。
基于三维数据模型的动态成本管理极大的提高了工程的施工效率。
图2.1可视化的三维模型
(2)信息的协调性
BIM方面的协调即是依据数据库所构建起来的数据关系。
如果三维建筑模型在其中的某个地方有个修改,则对应的地方同样需予以修改。
除此之外还需就相应构件实体间的联系予以协调,尤其是于冲突检测与设计协调方面,BIM发挥的效益是很强的。
BIM技术的协调性主要体现在它可以对工程建设的各部门进行沟通和协商。
因为现在的建筑越来越复杂,不像以往可以轻易达到各部门协商统一的结果,现在需要BIM技术的协调性发挥作用。
BIM技术通过三维图形向管理者显示建筑物实体,每个参与者可以直观地获取建筑物实体的所有信息,实现信息资源的共享。
无论是在施工前还是施工过程中各方都能够针对具体的问题进行沟通和商议、对专业矛盾问题进行协调管控,可以很大程度上减少了施工方和利益主体方的摩擦、 冲突。
图2.2BIM对工程项目各阶段的协调
(3)可模拟性
BIM技术可以在施工前完成各个方面的模拟检验,此技术可在施工前进行各项模拟,检查出存在问题或是被遗忘的工程问题,以此降低施工问题的出现概率,提升工程质量水平,减少相关损失的出现。
BIM模拟性一方面能够就建筑物真实情况进行模拟,同时还能够展现出建筑物方面的抽象事物,以此在凭借相应设计的基础上,通过阳光模拟、热传导模拟方式进行模拟。
从而设计阶段时管理者即可借助BIM技术进行模拟实验,如突发事件逃生路线设计、人员流量分布设计等,可以预见,可能存在影响项目建设的干扰因素,并提前采取适当措施控制后续工作的流畅性和稳定性。
。
我们还可以使用四维模拟来模拟施工阶段的实际施工,施工人员可以模拟施工各阶段的工作流程。
从而验证施工方案合理性,及时了解施工过程的不足之处进行有效的 管理。
最后处于运营时期时,一旦出现紧急的状况可使用应对措施更好的予以模拟,如出现的火灾与地震等。
图2.3三维模型的日照模拟
(4)优化性
在设计过程中,可以使用BIM技术执行碰撞检查。
相关系统通过软件自身的逻辑关系,可以自动找出设计中的不合理性。
该系统可以将土木工程,安装和其他专业整合到一个平台中,使用起来非常方便。
而这项好处尤为体现在大型建筑设施的建设上,例如在新火车站或新机场这些大型工程,他们的管道以及通风设施非常复杂,在以前的施工中往往会因为现场的管道或通风节点打架而不得不去调整,因而增加了很多的施工时间,而通过提前将机电模型建设好,并且进行节点碰撞便能够提前发现这些问题,在三维建设模型便可以将问题提前解决,节省了实际施工过程的施工时间,项目建设效率大大提高,节省了人力物力成本。
BIM模型可以和其他的施工管理软件相关联,模拟工程项目完整的施工过程,实现5D模拟化施工,确保施工单位更好的控制项目施工过程中工期和成本,及时发现不合理之处或潜在问题,优化施工方案。
BIM模型可以有效地帮助建筑材料得到最佳利用,缩短施工周期。
图2.4BIM技术对的管道优化
(5)可出图性
BIM图与我们通常看到的建筑设计院的图不同。
BIM图能够辅助用户进行输出图纸的打印,涵盖碰撞报告、管道图、建议优化方案等内容。
图2.5BIM的管道碰撞报告
2.3BIM技术的主要应用软件
(1)AutodeskAutoCADCivil3D
此软件大多用在现场设计方面,需以专业水准设计AutoCAD。
此软件得到了很多土木工程建设施工方面的认可。
此软件包当中涉及到的表面、垂直剖面与横断面等均是以动态化方式进行链接的,由此能够很快的对各类方案进行评析,来确定我们最终要的方案和我们要的图纸。
图2.7CAD图纸
(2)AutodeskRevit
AutodeskRevit属于一类具有集成特征的应用程度,可辅助建筑设计进行机电工程设计与结构工程内容。
建筑设计会以建筑师、设计师相应思维当作依据,以此更好的进行建筑设计。
以专门化的工具当作基础可进一步就理念进行分析,以此找出以后的发展方向。
较佳的架构设计工具能够辅助相关人员更好的对理念进行分析,以此确保设计--架构间全部阶段均具有一致性。
我们主要使用该软件实现建筑工程的数据模型建模。
图2.8Revit建模过程
(3)AutodeskNavisworksManage
Navisworks主要用于AEC和工厂设计的3D检查和审查。
被收购之后,慢慢的被应用到了各个建筑设计当中,这样能够以更加直观化的方式得到3D漫游,把模型进行合并的基础上,提升设计数据的整体应用水平。
就之前的二维设计来讲,存在一个很大的问题,即难以整合和检查每个专业设计的内容,这导致各个行业的图纸中的冲突和冲突,这影响了项目的建设。
即便Revit当中还拥有相应的碰撞检查、漫游功能,然而软件性质导致此类功能存在一定的问题,使用的便利度偏低。
举个简单的例子,一个稍微大一点项目如果要进行三维动态观察或者漫游,对电脑的配置要求会非常高,而且呈现出的最终效果不好。
但Navisworks就可以轻松地解决这些问题。
图2.9Navisworks环境下施工进度模拟界面图
(4)Project
Project是一一个项目管理网络计划软件。
其中共涉及两类技术,分别是关键路径方法CPM、项目审查技术PERT。
这两类技术一般被用作规划软件包当中,如相应的审查、规划与优化内容等。
Project提供了一整套用于生成图形,表格或文件的项目描述和计算方法和模型。
快速制定项目计划是该软件的优势之一。
我们要想建立一个项目规划,需要完成合理的网络规划。
该软件可以处理所有工作并完成项目计划,而且它可以根据计划管理项目中的任务。
用户输入收集的项目任务完成并更改为项目后,系统将根据项目生成的实际数据计算整个项目计划。
并且这个软件产生的进度文件可以将数据与Naviswork进行有效的对接,这样可以对施工模拟的进度有一个直观的认识。
在更改构建时间和当前状态后,将实时更新进度数据库,并调整MicrosoftProject计划。
图2.10Project环境下项目进度任务文件
图2.11Project文件与Navisworks数据有效对接
2.4本章小结
这一章主要是就BIM技术方面的相应理论进行分析。
首先就BIM含义、BIM特征等方面进行了分析,以此代表BIM技术于整个工程发展当中具备可用性。
其次阐明了BIM技术的相应软件及其相应的优点和工作范围。
第三章传统成本控制理论
3.1传统成本控制的概念
传统的建设项目在成本控制方面多是凭借经验所进行的,成本控制与建设项目当中的所有方面均相关,同时会着重关注各个阶段当中的核心节点部分。
以当下房地产公司现有的工作模式来看,其有着比较规则化的成本管理程序,同时也会按照相应的成本控制节点开展工作。
分析大型上市房地产公司建设项目成本控制来看,其中共涉及到5类工作节点,即定位阶段目标成本、施工图阶段目标成本、总包装预算检查、项目成本结转与项目后评估成本。
建设部公布的相应内容中有:
项目实施当中这个阶段即为项目施工设计阶段、竣工阶段与施工阶段当中的对应工作。
从工作流程方面进行划分,通常会划分成施工前阶段与评估阶段,同时予以详细化的规定,若施工阶段涵盖施工准备与实施内容的话,则过程也可由上述施工过程图方面进行分析:
项目建议书、可行性研究与设计工作前期均是划归在施工准备阶段范围内,至于施工阶段、竣工验收阶段与招投标阶段均属于评估期内的工作内容。
3.2传统成本控制方法的缺陷
传统方面的动态成本控制办法应和进度分析关联在一起,部分变量偏小同时变化较少,当遭遇风险时进行调整的难度很大,部分于假设变量期间内并未出现变化,此种状况和实际状况是不一样的。
当下来看,传统控制办法是凭借数据表、曲线图开展控制分析,之后对问题予以优化解决,实现成本控制目的的。
但是这些内容应和工期关联在一起,即便甘特图与曲线图比较易于理解,然而在指导效用方面并不佳。
目前工程项目在成本管理方面是存有部分问题的:
(1)成本控制意识薄弱
当下在项目成本控制方面的意识观念是偏低的。
如对于详细的建筑施工项目来讲,一般状况下,建筑工程项目经理会将关注点放在施工资金是否到位。
而相关技术人员认为自己的工作任务就是解决建筑施工的存在的各种难题,为确保项目质量和技术的有效利用,建设项目的实际施工人员将重点放在关注项目进度和施工进度。
在正常情况下,许多工人在具体的施工过程中缺乏有效的成本控制意识,而没有成本控制目标的相关约束。
在这样情况下,建设和建设项目的成本管理是矛盾和无序的,对应的项目成本控制活动同样无法良好的展开。
(2)成本控制机制不完善
若想更好的进行工程项目成本管理,首先需要做的即是优化成本控制机制,然而涉及到的仅仅是审计部门与财务部门。
详细内容展现为:
成本控制权方面的权责存在问题,即便员工能够安守自身的职责,然而并未涉及到个人,所以相应的成本控制责任意识还是比较低的。
除此之外,即便部分人员在成本控制方面是比较
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