基于BIM技术的施工工程建造阶段成本管理控制研究

基于BIM技术的施工工程建造阶段成本管理控制研究1绪论1.1国内、外研究现状美国最早应用BIM技术，2003年美国总务管理局提出了国家3D-4D-BIM计划，同时颁布了BIM系列指南。2006年美国陆军工程兵团发布了2006~2023年的BIM技术路线图。美国建筑科学研究院在2007年发布NBIMS，其旗下的BuildingSMART联盟（BuildingSMARTAlliance，BSA）负责BIM技术应用研究工作[1]。在亚洲，33%的日本企业已经开始使用BIM技术，而韩国政府的多个部门致力于BIM技术标准的制定，并由政府推进BIM技术应用。欧洲国家也有政府机关致力于BIM技术标准的制定[2]。BIM技术的主要信息数据标准是IFC标准，对此很多学者进行了大量研究工作[3]。Sheryl和Fischer于2000年提出基于IFC标准的成本预算原型系统研究，帮助项目管理者快速、准确的进行成本预算。Sheryl于2003年提出了基于IFC标准的产品模型，实现了一些功能，如：在项目准备阶段发现项目施工中可能出现的问题，而这些问题会影响项目的成本[47]。AliMuratTanyer，GhassanAouad等在2004年提出了基于IFC标准设计开发了4D（3D+进度）进度计划模拟施工软件，该软件的输入文件为IFC标准，可以支持项目管理者建立4DBIM模型，并根据模型可以快速完成施工预算[8]。Yabuki等人在2005年设计开发用于管理填挖土方工程的系统，此系统以4DCAD为基础，进度信息输入为IFCXML格式，可以帮助项目管理者建立土方4D模型，并基于模型完成施工预算[9]。CharlieFu等人在2004年提了基于ADT平台的原型系统，该系统可以从基于IFC标准的建筑设计成果中提取相关的成本数据信息，并可将成本数据信息导入到一个成本评测工具中[10]。Fu等人又于2006年提出了3D模型计划，将计划、成本通过IFC标准表示出来。在工程项目的全寿命周期各专业领域都对IFC标准进行了一定的研究应用[11]。Bazjanac于2006年提出了基于BIM模型的全过程信息数据的综合，实现了全寿命周期内工程信息的共享和协调[12]。Halfawy，MahmoudM.R.等人于2007年基于BIM技术建筑信息平台的集成研究，该平台可以完成建筑结构构件物理属性的编辑、结构构件工程数量统计、工程预算、工程管理等多项功能[13]。1.2本文的研究内容1.2.1该领域目前存在的问题存在的问题：（1）目前，较多的建筑施工企业在施工阶段的成本管理体系并不完善；（2）施工阶段的粗放式管理，图纸设计及后期变更较多，造成较多的人、材、机浪费；（3）施工决策阶段和施工阶段未相应的采用成本的事前控制和事中控制应对措施，增加成本费用。1.2.2论文的研究内容论文基于BIM技术的建筑施工阶段成本控制研究应用，基于所构建的建筑信息模型，成本管理工作以BIM技术的信息管理所提供的数据为支撑，为成本的管理决策及成本控制提供合理的科学依据。研究内容：（1）通过对BIM技术、成本控制管理理论分析、相结合，建立基于BIM技术的成本管理控制体系。（2）精细化管理，利用BIM技术可视化虚拟施工，检查碰撞，协调管理等技术减少工程过程中出现的可控风险，降低施工成本费用。（3）以BIM技术的信息数据库为支撑，对成本决策和控制提供科学的数据依据，对建筑工程项目成本管理进行事前控制；在施工中采用挣值法对项目进行成本控制管理。2BIM技术概述2.1BIM的基本概念BIM技术的定义在项目实际应用过程中逐步的发展和完善。美国国家建筑科学协会（NationalinstituteofBuildingSciences；简称NIBS）在制定（美国国家BIM标准）的过程中，不断的在互联网上征求意见，并重新定义BIM应用技术（workingdefinition）。通过业内相关人士的反复讨论并形成统一意见。于2007年底，《美国国家BIM标准》第一版的颁布，该标准对BuildinginformationModel(BIM)和BuildinginformationModeling(BIM)给出了定义[35]。对BuildinginformationModel（BIM）的定义是设施的物理和功能特性的一种数字化表达，从设施的生命周期开始，它就作为其形成可靠的决策基础信息的共享知识资源[36]。BIM的含义应当包括三个方面：（1）BIM是以数字化来表达建筑项目所有信息的一种方式，是以开放的标准和互操作性为基础的信息资源共享，以虚拟的电子信息化模型代替建筑工程项目的一种模式；（2）BIM是对项目信息化模型建立和完善的一种行为，建筑项目的各个参与方可以根据自己的工作范围对模型信息进行调取、插入、修改和更新，以此来满足各参与方的各种工作需求；（3）BIM是一个在全寿命周期内信息数据共享的协同工作平台，在这个平台中，项目各参与方在各自管理阶段可以通过沟通，共享、分析项目信息数据，在建筑工程项目交付过程中进行决策和改善，使项目能够进行有效的管理。以上三个方面主要的一个点就是信息。建筑工程项目全寿命周期内应用BIM技术对工程项目的策划、运行、维护能够有效的进行信息数据共享和传递，为设计、施工、后期维护运营单位等参与单位提供信息数据协同共享工作平台。利用BIM技术可以提高工作效率，能够减少资源的浪费，节约成本，并保证项目按原工作进度计划施工，如期交付使用。建筑信息模型是一个综合了建筑所有属性的庞大数据库，其中包括了建筑和结构设计、施工变更和签证、工程量统计、设备管理、人材机成本、物业管理等各阶段的数据信息，在项目的全寿命周期内将各阶段的所有信息进行了集成管理。2.2BIM的主要技术BIM应用重点解决问题是项目信息表述和信息交换。由于各软件的品牌不同、专业性能及要求不同、软件之间数据存储的格式也有差异性，软件之间的信息数据交互就十分困难。为解决这些问题，需要对信息数据的表达和交换制定一定的国际标准，这其中涉及三项支持技术[37]；第一项是工业基础类（IndustryFoundationClasses，简称IFC）国际标准组织ISO关于工业基础类的标准是ISO/pAS16739:2005.工业基础类主要解决的是对象（object）描述问题。IFC标准是建筑