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BIM技术在西咸空港综合保税区项目成本管理中的应用何琳（中铁二十局集团第六工程有限公司，陕西西安710032）摘要：利用BIM技术实现三维建模，通过PDS系统，进行项目基础数据共享，提供可视化目标成本，动态管理两算对比，实时进行分包造价审核，达到项目成本精细化管理。关键词：BIM技术数据共享两算对比成本管理西咸空港综合保税区事务服务办理中心工程，为全现浇钢+型钢混凝土+钢筋混凝土混合框架结构。整个建筑形体类似于“飞碟”。外围轮廓是类球面圆形。地上部分建筑形体骨架由68条钢结构球面曲肋和7道型钢混凝土环梁组成。造型独特、结构复杂，施工难度大。使用传统的管理方法将会使成本、进度、质量控制工作较为繁杂。而作为三维建筑信息模型的BIM技术能使工程技术人员更快、更好地理解设计方案，便于发现设计中存在的问题，更方便、更准确地计算工程量，指导工程成本控制、进度计划、物资采购。提供了高效动态的信息化管理平台。1、BIM三维模型建立西咸空港新城保税区项目成本管理的亮点在于BIM技术的应用，而BIM技术应用的基础就是BIM模型的建立。而且BIM模型也不是一次性创建完成就可以，在过程中随着施工的深入，模型会根据现场情况不断调整。因此BIM模型的创建一方面要考虑前期项目预算控制，还要考虑过程中施工管理。这就是我们所说的预算BIM模型和施工BIM模型。预算BIM模型主要用于对业主方的进度款申请、结算等，施工BIM模型主要用于内部材料管理、分包审核结算等内部成本的控制。西咸空港新城保税区项目在创建BIM模型时，首先制定了建模标准，以便于不同专业的模型整合及后期调整。包括对墙、梁、板等构件统一命名规范，以及基础、装饰、门窗等建模标准，仅土建BIM模型，就有12类构件54条规则。（见图1）图1：土建BIM模型建模规范和技术标准确定建模标准后，空港保税区项目BIM团队开始协同创建模型。建立的BIM模型包括土建、钢结构、钢筋、机电安装四个专业BIM模型。（见图2）其中土建模型用时11个工作日，钢结构模型用时10个工作日，钢筋BIM模型用时10个工作日，而机电BIM模型随着施工进度进行综合调整。BIM模型创建是直接利用设计院提供的施工图，利用二维的CAD电子图，通过CAD转化快速创建BIM模型，因此一个模型包括创建、审核和调整三个阶段，综合建模速度可以达到2天1万平米的速度。图2：空港项目土建、钢筋、安装和钢结构BIM模型BIM模型创建的流程是：工程设置——材质设置——首层建模（建立轴网、柱布置、梁布置、楼板和楼梯布置、墙体、门窗、过梁和圈梁、构造柱等）——其它层建模（顺序同首层）——顶层建模——基础层建模——装饰建模——套取清单定额——计算及编辑其他项目。2、利用BIM技术准确进行工程量控制在BIM建模过程中有一项重要工作就是套取清单定额。因为在BIM模型创建完成后，工程量已经可以准确、自动地计算出来。空港保税区项目跟建设方结算使用的是2008建设工程工程量清单，而跟内部成本控制和分包结算使用的是陕西2004定额。这就要求BIM模型要提供不同的工程量以满足现场管理的需求。针对这一点，空港保税区项目利用BIM技术具体做法如下：2.1一模多用，提供不同需求的工程量BIM模型创建完成后，空港项目BIM团队利用BIM软件内置的清单以及不同地区的定额和计算规则，快速计算所需要的工程量。例如：因计划部门涉及到最后与业主的结算，需要按照全国2008清单和计算规则来计算工程量，通过组价以后，形成整个项目的工程造价。因此在工程设置中可以选择相应的清单或定额进行切换。（见图3）图3：BIM模型提供的清单模式或定额模式在空港保税区项目BIM模型使用过程中，发现工程量除满足对建设单位以及分包单位的需求外，还需要为实际施工管理提供工程量。例如：楼梯混凝土工程量在清单和定额规范中按投影面积计算，单位是平方米；而实际施工中，需要准确计算混凝土的浇筑量，单位是立方米；BIM的价值在这里得到了充分的体现，在BIM模型中这两种工程量可以快速自动提供，而不需要繁琐的手工计算。例如：通过BIM模型自动计算，空港保税区项目1层3-4/E轴1、2号楼梯，按08清单它的工程量为9.962平方米，而按现场需要的工程量为2.388立方米。（见图4）图4：1层3-4/E轴1、2号楼梯工程量2.2云检查功能，提高工程量准确性空港保税区项目利用BIM技术可以把工程量误差控制在±0.9%之内。BIM模型建立的准确性直接影响到工程量计算的准确性。在空港保税区项目除了制定《BIM模型审核标准》来检查模型建立的准确性外，还利用了云模型检查功能，通过后台服务器集成的专家知识库，利用云计算自动查找模型的准确性，主要包括属性合理性、建模遗漏、建模合理性等几个方面。在云模型检查中，共发现因设计、建模等多种不确切因素造成200多处确定错误，以及10多处疑似错误。（见图5）发现错误后还可以快速进行定位，找到国家相关规范和依据。（见图6）图5：云模型检查发现的错误图6：云模型检查发现的一层圈梁问题2.3工程量快速统计，满足随时随地的工程量要求BIM模型准确性检查完成后，就可以根据项目管理需求快速提供准确的工程量。可以按层、按构件大类、按施工段、按房间、按时间、按清单或定额编号等各种需求快速统计工程量，同时，通过相关工程量可以快速反查到关联的BIM模型中，为后续成本管理提供有效的支撑。例如：三层框架梁YKL3（6）工程量为26.7立方米，通过反查可以快速查找到其所在BIM模型的位置。（见图7）图7：工程量与BIM模型一一对应3、利用BIM技术准确提供材料计划材料费用占到整个项目成本的65%。因此，如何进行精细化的材料管理，是项目成本管理中的重中之重。空港保税区项目目前在材料管理中应用了BIM技术，能够提供精确的材料计划量。通过BIM技术的应用，材料计划的准确性提高了80%以上，具体应用如下：在钢筋采购计划中，项目在原有“材料计划单”中要求的材料名称、规格、单位和数量的填写项外，同时要求申报人员填写时增加所需采购钢筋的使用位置。在签字审批时增加BIM模型核对的审批环节，有效保证了钢筋材料计划的准确性，避免因材料计划不准确而影响施工。例如：在项目地下室-1层施工的时候，整个地下室钢筋用量将近3000t，分为6个施工区段。作业工班在分批提计划的时候，每次注明该批次钢筋用在-1层哪个区段，几轴到几轴位置，以及具体是柱、墙、梁、板哪些构件。这样在提交计划的时候，项目BIM团队可以快速在BIM模型中进行审核。（见图8）甚至可以细化查询到单个构件（例如承台）的钢筋各规格型号的用量。（见图9）图8:1#区钢筋用量图9：CT9承台各规格钢筋用量钢筋计划用量经审核后，交给材料人员综合考虑目前市场单价、运输成本等因素进行采购。特别是对于用量较小或者特殊规格的钢筋，本次采购计划达不到一定数量时，可以快速在BIM模型中检查后续施工是否会使用该规格钢筋，如果后续使用不到，则必须按实采购，避免多采购造成的浪费。如果后续施工会继续使用，可以查询后续的用量，进行一次采购。例如：本项目C6钢筋总用量仅为619kg（见图10），根据BIM模型快速反查，主要是用在每层楼梯位置，根据这种情况，就可以制定C6钢筋采购计划，是用其他规格钢筋替换，还是一次性采购。图10：快速查找C6的三级钢整个工程用量项目除了钢筋以外，其他材料管理都通过BIM技术进行审核和管控，在现有的管理流程中加入BIM技术的应用，最终形成固化的管理流程。（见图11）系统提取计划量角色：施工员提供主材用料计划角色：BIM小组角色：项目总工程师审核签字确认角色：招采中心上班公司并采购审核主材计划量审核主材计划量系统操作问题不通过范围不明确等图11：应用BIM后的材料采购流程4、利用BIM技术进行两算对比在施工过程中，为了避免预算成本和实际成本出现较大偏差，利用BIM技术在两算对比中起到预警作用。空港项目BIM应用在两算对比中，可以分为三个层级，一是材料计划用量和实际用量的对比，二是各阶段对上计划收入和对下预算成本的对比，三是项目计划成本和实际成本的对比。在空港保税区项目，材料计划用量和实际用量的对比，分为三个阶段进行，第一个阶段是±0以下部分进行对比；第二个阶段是一至三层进行对比，第三个阶段是四至七层进行对比。通常，在结算时发现材料实际用量超过图纸用量，但不知道具体材料浪费在什么地方。在本项目两算对比中，第一步，先从BIM模型中提取±0以下部分钢筋用量，按规格进行分类汇总；第二步，对±0以下部分钢筋实际采购量按照不同规格进行分类汇总；第三步，把计划钢筋用量和实际钢筋用量进行对比分析。（见图１２）可能出现以下几种问题，一是实际钢筋重量超过计划钢筋重量，分析原因可能出现钢筋送货存在短斤缺两，或者现场钢筋存在飞单情况等；二是实际钢筋用量少于计划用量，这个说明现场钢筋控制在合理范围内，也有可能是通过优化节约了钢筋，或者是用量未严格按规范执行等。通过以上对比及时发现问题，项目部及时查找原因并落实整改，避免后续出现类似情况。图１２：空港项目±0以下部分钢筋用量对于各阶段对上计划收入和对下预算成本对比，跟材料的两算对比的方法基本相同。（见图１３）只不过实际成本的归集比较困难，需要企业信息化系统的支持，对人、材、机等费用进行统计和归集。利用BIM技术可以使所有数据细化到构件级，这样无论实际成本如何归集，在BIM模型中都可以对应统计。对于内部预算成本，利用企业定额，可以使成本测算更加准确。角色：施工员统计实际材料消耗量统计BIM系统对应数据角色：BIM小组两算对比，出分析报告角色：BIM小组角色：项目管理组分析问题查找原因，落实措施角色：项目管理组结束发现问题图１３：应用BIM后的二算对比流程5、利用BIM技术进行对下计量审核空港保税区项目采用多个专业工班施工，每月进度款的支付以及最终结算都涉及到对下计量审核。通常情况各工班为了多申请劳务费用，会虚报实际完成工程量。利用BIM技术进行对下计量审核后，各工班完成的工程量可以通过Excel表格导入BIM模型，生成BIM模型工程量与实际工程量对比分析报告。对于偏差进行调整，保证各专业劳务工班计量审核工作快速、准确完成。对于各劳务工班结算时经常出现的扯皮情况，往往是过程中频繁的设计变更以及大量工作签证造成的。由于间隔时间太长，资料较多，现场施工人员撤离，预算人员调整等因素，结算时，无法验证各劳务工班提交结算的准确性及合理性。因此利用BIM技术，在施工过程中随时关联变更和签证单，涉及到多个劳务工班的情况，通过BIM模型中施工段划分，对各劳务工班完成的工程量进行准确划分，这样随着过程中完善和积累的结算资料，在结算时，可以有效控制劳务工班扯皮和高估冒算的情况。（见图14）图14：对劳务工班进行审核6、利用BIM技术进行进度产值分析空港保税区项目利用BIM技术，在三维模型中关联时间进度，包括计划开始时间和完成时间、实际开始时间和完成时间。计划开始时间和完成时间，根据施工组织进度计划，在前期制定完成；而实际开始时间和完成时间，根据现场进展情况每周进行两次更新和调整。所有时间跟BIM模型进行关联，可以实现进度产值分析。例如：统计本项目10月1日至10月31日这个月现场完成的工作量，可以在BIM协同管理平台（LubanPDS）上输入时间，就可以快速获得这个月完成的工程量以及总产值情况，与当月进度计划产值进行对比。（见图15）图15：空港保税区项目统计10月1日~31日完成产值7、结束语空港项目利用BIM技术进行成本管理，达到了在施工全过程高效、动态、精细化管理的目标。在当今建筑行业施工利润越来越低的情况下，BIM技术在成本管理中的优势越来越凸显。需要通过不断的研究、学习、总结和交流，使BIM技术应用更好的服务于工程施工全过程管理。