基于BIM 的建筑工程动态造价信息库构建与实施研究

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基于BIM 的建筑工程动态造价信息库构建与实施研究 工程项目的成功实施很大程度上取决于工程预算的准确性，而项目预算是否准确主要依赖于工程量计算和造价信息库的合理性，尤其造价信息库及其系统实现是影响工程项目预算的关键因素。建筑工程项目预算超支的问题非常严重，据有关研究表明，接近2/3 以上的工程项目竣工决算超过了其预算标准，造成了极大的浪费，原因在于工程量计算不准确、造价信息库数据陈旧及调用数据库信息不科学，而造价信息库数据更新缓慢和调用数据库信息方式不科学是影响工程预算精度的主要原因。BIM[l) 作为一种包含数据丰富、面向对象、具有智能化和参数化的建筑设施数字化模拟系统，具有统计分析能力加强且速度快、成本信息实时更新且准确性高、数据可分类分模块且可多维度分析的优势。因此，建立建筑工程动态造价信息库，并将BIM 技术应用到造价信息库数据的调用、计算和分析，为工程项目提供合理、准确、快速的预算和决算，进而有利于项目成本[2) 控制，具有重要的实际意义。 1 建筑信息模型(BIM) 与工程动态造价信息库分析

1. 1 建筑信息模型(BIM)

建筑信息模型作为一种新的理念和生产工具得到了科研工作者和工程师们广泛的关注，并得到了快速发展。早在1975 年， Chuck Eastman 教授最早提出了对建筑物进行智能模拟的计算机系统，并称之为"building description system" ，同时，Chuck Eastman 教授被誉为"BIM 之父"0 1986 年，美国学者Robert Aish 提出了" buildimodeling" 的概念，此概念与现在业内认同的BIM 非常接近，"Building Modeling" 概念提出后Building InformationModeling[3] 的概念被提出了。进入21 世纪后，随着计算机软件和硬件的迅速发展， BIM 的研究无论在学术研究方面还是在实践应用方面也取得了突破性进展，全球三大建筑软件开发商都推出了自己的BIM 软件，并在工程项目应用[4] 中也取得了较好的成果。到目前为止， BIM 技术已不再是科研工作者在实验室进行的思想概念化的学术研究，而是可在工程项目实践中解决实际问题的生产工具，作为一种新型的技术手段，越来越得到学术界和工程界的认可。

1.2 工程动态造价信息库分析

建立工程造价信息库的核心目标在于降低工程总造价或工程总成本，使得工程项目在最低的投资条件下达到工程建设目标。然而，要实现以上目的，必须构建合理、准确的造价信息库。此造价信息库中包括实际成本库，实际成本库又与进度库、质量库、机械库、材料库、安全库、人工库和结算库相互作用，关系紧密，也即任何数据库的变化都会影响到实际成本库，反而实际成本库的改变也会作用于其他各数据库，它们之间存在紧密藕合关系，如图1所示。因此，在实际操作过程中，需要紧跟市场变化，掌握最新市场信息和动态，及时跟踪和更新市场价格数据，使得造价信息库数据更加符合市场现状，更加准确反映市场变化，最终真正将工程项目造价信息库构建成为随市场环境而灵活转变的动态造价信息库，形成一个有机整体(系统)。动态造价信息库的复杂性主要取决于各数据库内部因素的多变性和藕合性。由于各数据库与实际成本存在着相互作用关系，各数据库之间也必然存在着相互关联性，体现为各数据库因素之间密切联系和搞合关系，也即系统和各要素的关系，这样就使得协调各数据库因素的难度增加。

系统方法认为任何事物都存在着系统和要素2个方面，系统是相互作用的诸要素所构成的整体，而要素则是整体中的各个部分。一般来说，系统整体大于其要素相加之总和，原因在于系统的存在不仅依赖于要素的存在，而且依赖于要素与要素之间的相关性，正是在要素之间的相关性中产生了有机的统一体一一系统[5] 。系统方法认识与项目动态造价信息库系统具有良好的一致性，采用系统方法原理，研究项目动态造价信息库各要素之间的关联性，分析造价信息库各要素之间的相互作用和因果联系，得到造价信息库系统各数据库之间以及数据库内部要素之间的糯合关系，并动态更新和调整各要素量值，进而改善造价信息库系统的功效，使之更符合实际成本，为建筑工程项目有效控制成本提供准确、可靠的预算数据。如定额库子系统要素关联作用，如图2 所示。

2 BIM 应用在工程动态造价信息库管理的必要性探讨

在以上分析中可知，工程项目动态造价信息库是一个完整的庞大系统，系统由多个数据库子系统构成，子系统中又包含着多种要素，在系统内部子系统之间、各要素之间以及子系统与各要素之间存在着复杂的关系，它们之间既是对立的，也是完整统一的，各要素之间存在着相互作用的藕合关系。因此，要确保此系统顺畅的运行，必须有强大的技术支撑。下面通过造价信息库系统的功能要求、系统实现要求和BIM 的强大技术支撑3个方面讨论BIM 应用在工程动态造价信息库管理的必要性。

2.1 工程动态造价信息库系统的功能要求

造价信息库系统是由工作者和计算机共同组成，进行信息收集、整理、筛选、存储、更新和使用的集成化系统。因此，要求造价信息库系统应具有以下几方面的功能:①数据信息共享平台，不同工作者可即使方便获得数据信息，实现信息的无障碍流通;②应用系统集成处理，应用系统与数据平台无缝对接，增强系统的可操作性;③信息库系统多功能性，覆盖工程造价管理的各项功能，针对不同工作者需求还需要专业化。

2.2 造价信息库系统实现要求

从以上工程动态造价信息库系统的功能要求分析可以看出，要实现造价信息库系统的正常运作，还需要完成以下主要环节[6] ①对造价信息库相关数据信息进行分析，制定统一的信息分类和编码，做到数据的分类和分模块储存和读取;②利用编程语言、交互操作数据模型和通用数据交换标准来实现整个系统的集成;③进一步利用网络通信或无线传输技术，完成集成数据信息在多参与方之间的无屏障共享;④采用某种强大软件实现造价信息库使用的智能化，发挥动态造价信息库系统对工程项目管理决策的主动性。

2.3 BIM 是实现动态造价信息库系统的技术支撑

BIM 作为一种包含数据丰富、面向对象、具有智能化和参数化的建筑设施数字化模拟系统，具有统计分析能力加强且速度快、成本信息实时更新且准确性高、数据可分类分模块且可多维度分析的优势[7] 。以BIM 作为构建的造价信息库系统可持续、及时提供各种实时信息数据，成为了实现动态造价信息库系统的技术核心， BIM 具备实现动态造价信息库系统的功能要求、语言要求、传输共享要求和集成化要求，是实现造价信息库系统正常运转的核心，必将成为动态造价信息库系统的健康、可持续、快速运转的技术支撑，也必将会更好的为建筑工程造价管理和成本控制服务。

3 基于BIM 的建筑工程造价实施方案

3.1 造价信息库系统模块及功能

从建筑工程项目整个建设过程[8] 出发，考虑到不同运营阶段造价信息的不同内容，以及不同阶段工作者对造价软件功能要求的不同，再结合造价管理结构及运行方式，将造价信息库系统分为8 个数据模块，如图3 所示。

每个数据模块都包含着大量的数据信息，且起着相应的功能，从8 个数据模块来看，表面上各自具有独立的功能，而实际上8 个数据模块之间又存在着相互交叉的内容，数据模块之间存在共享关系[9] 。下面简要介绍8 种数据模块的主要内容和功能:①基础数据信息模块，可进行定额、取费模板维护和更新，建立价格数据库平台;②费用信息模块，可将BIM 中工程量自动分类，准确计算各阶段价格及审核造价，支持3 个维度的八算对比;③资源信息模块， BIM 中动态查询资源耗量，可视化资源模拟支持资源计划制定;④招标投标模块，， BIM 模型自动导出工程量清单，在线招投标程序更加规范化;⑤合同管理信息模块，提供在线合同会签支付、台账管理、变更与索赔、报表及链接查询;⑥设施信息模块，利用BIM 进行设施成本评价，制定运营维护方案;⑦风险管理信息模块，生成风险清单，并进行风险应对评价;⑧信息管理模块， BIM 文档管理和同步更新，并对处理意见跟踪统计。

3.2 基于BIM 的建筑工程造价实施

基于以上造价信息库系统模块及功能，可利用相关的建筑工程软件[10] 实现造价信息库，以达到对整个建筑过程的造价管理和成本控制。基础数据库创建过程主要包括:汇聚数据→分析和整理数据→利用分析后数据进行造价管理和成本控制。其中，数据库由工程量数据和造价数据两部分构成，实物量数据可以通过算量软件创建的BIM 模型直接导人，造价数据可以通过造价软件直接导人。通过建立项目基础数据库，可以自动汇总分散在各个项目中的工程模型，建立企业工程基础数据;自动拆分和统计不同部门所需数据，为部门决策做依据;自动分析工程人、材、机数量，形成多工程对比，有效控制成本;通过协同分享提高部门间协同效率，并且建立与ERP 的接口，使得成本分析数据信息化、自动化和智能化。基于BIM 的建筑工程造价实施流程及解决方案，如图4 所示。

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