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基于BIM技术的建筑工程项目成本管理研究
基于BIM技术的建筑工程项目成本管理
摘要
本文要研究的内容是基于BIM技术的建筑工程项目成本管理。
首先查阅文献总结国内外对此题目的研究现状，建筑行业逐渐取得进步的原因之一是使用了BIM技术；然后分析成本管理和BIM技术，先分析了建筑工程成本管理及其特点，还有传统成本管理的局限性，后从BIM的成本核算和基于BIM技术的施工阶段成本管理进行分析，最后引用BIM5D技术构建的实际模型阐述BIM技术在成本管理中的实际应用。
BIM技术给建筑行业带来了前所未有的巨大变化，所以研究基于BIM技术的建筑工程项目成本管理是有很大的实际意义。
关键词：
BIM技术；建筑工程；施工成本控制
Abstract
ThecontentofthisarticleistostudythecostmanagementofconstructionprojectsbasedonBIMtechnology.Firstreviewtheliteraturetosummarizetheresearchstatusofthistopicathomeandabroad.ThereasonwhytheconstructionindustryhasgraduallymadeprogressistheuseofBIMtechnology;thenanalyzethecostmanagementandBIMtechnology,firstanalyzetheconstructionprojectcostmanagementanditscharacteristics,aswellastraditionalcostmanagementThelimitationsofBIMareanalyzedfromthecostaccountingofBIMandthecostmanagementoftheconstructionstagebasedonBIMtechnology.Finally,theactualmodelconstructedbyBIM5DtechnologyiscitedtoillustratethepracticalapplicationofBIMtechnologyincostmanagement.BIMtechnologyhasbroughtunprecedentedhugechangestotheconstructionindustry,soitisofgreatpracticalsignificancetostudythecostmanagementofconstructionengineeringprojectsbasedonBIMtechnology.
Keywords:
BIMTechnology;ConstructionEngineering;ConstructionCostControl
第一章诸论
1.1研究背景
现二十一世纪，建筑业作为我国四大国民经济支柱产业之一，其伴随着市场经济和城镇化的快速发展也得到了飞快发展，众多建筑企业随之建立并且规模不断发展壮大。
建筑企业数量的增多在一定程度上促进了建筑行业从单一无标准化转向市场化或规范化发展。
部分建筑企业因为自身管理模式落后所以难以生存在竞争激烈的市场中，各建筑企业为了能在竞争激烈的建筑市场中赖以生存不得不跟紧建筑市场的步伐，在市场经济的洪流中粘牢站稳。
正是因为现在我国部分建筑工程造价的信息化比较低落，在建设的各个阶段中信息相互孤立，没有完整的信息串联，导致了在项目建设过程中信息传达不到位。
因信息不准确导致施工管理者难以精准决策，所以也不便于形成建筑工程成本管理的统一目标体系。
工程项目各个阶段之间彼此脱离和独立使得工程项目不能形成一个统一的系统并发挥协同作用。
当今建筑技术的飞速发展，以及相应的建筑需求快速变化，其结果是建筑工程项目施工期间会出现很多的工程返工与工程变更。
建筑工程项目管理人员数量与能力上参差不齐，阅读平面工程图纸能力不达标，在查看图纸时不能及时发现建筑上的“碰撞”，很多时候都是在事中或者事后发现和提出问题，这样无疑会加大原工程的接洽商谈，超出预算导致成本费用变高等现象屡次出现。
长期这样下去部分建筑企业就会被经济市场快速发展的速度所淘汰。
传统建筑造价管理的思维模式是着重关注结果却少注重过程，施工中有关人员不重视事前事中的控制却把重点放在了最后的结算上，这样工程项目产生的工程造价往往会不如人意，最直接就是会导致预算成本有所提高。
产生这样的结果主要原因是与原工程相关的必要信息获取有滞后或缺乏，对于结算审计的介入比较晚。
没能充分获取现场的第一时间的信息，最终不能有效控制工程项目的全过程造价。
为了能让部分建筑企业能在激烈的市场经济环境下能稳住脚步，本文引入BIM技术进行研究分析，利用BIM5D技术达到让信息贯穿整个建筑项目的全寿命周期，以此来帮助施工管理者在管理过程中个更能精准决策，实现施工成本控制精准管理。
1.2研究目的和意义
1.2.1研究目的
建筑工程项目管理的核心内容是建筑施工成本管理。
因为建筑施工成本管理是比较分析计划成本和实际成本的偏差并决定着施工项目经济收入的大小，所以为了提高建设工程项目施工成本管理水平和成本控制效率，采用科学有效的管理手段和方法是十分重要[1]。
党的十八大中有一文说道，要呈现出中国强大的建筑能力，所以要推进建筑业的发展。
新型技术正冲击着传统建筑业的弊端。
对于施工企业来说，利用建筑信息模型在确保工程质量合格和工程进度如期进行的前提下，提高施工技术水平，实现精细化管理，有效减少建筑施工成本是未来的大走向。
在传统的施工项目管理模式下，没能实现有效的工程信息共享，导致在成本管控中出现缺少信息和信息滞后的情况，造成成本控制过程过于分散，达不到原本计划工程造价的预期效果，利用BIM技术在信息数据处理的优势将逐步突破这一现状[1]。
本文主要通过研究分析传统成本管理现状及其弊端，探索将BIM技术与传统成本管理相结合，分析出BIM实际价值，并实现建筑项目成本管控，提升现在建筑工程成本管理的信息化水平和项目成本管理水平，降低施工成本，为施工企业争取更多利润。
1.2.2研究意义
本文对传统建筑工程项目成本管理的目前状况和难点进行探究，引入BIM技术，探讨BIM技术应用于建筑工程项目成本管理的价值和分析在BIM5D技术下的成本管理模式，从而能促进我国工程项目成本管理理论的发展，能提高建筑行业的成本管理水平、降低施工成本，能推动BIM技术应用到在项目全寿命周期中。
结合BIM技术通过关联建筑构件的相关数据和信息，能提高施工管理者的决策精度，实现施工成本控制的精细化管理。
1.3国内外研究现状分析
1.3.1建筑工程项目成本管理研究现状
（1）国外研究现状
1801年-1899年，会计学家埃米尔.卡克，在《工程会计学》中建议成本核算从账外转到账内，这是建筑工程项目成本管理的第一次革命。
在1901-1919年，泰勒利用科学的力量测量材料和劳动力消耗的标准，让这一标准作为用工领料的标准，为标准成本法以及责任成本法的产生打下了基础，这是建筑工程项目成本管理的第二次革命[2]。
1930-1932年，美国的企业规模在扩大，科技发展的速度突飞猛进，市场上的竞争尤为激烈，耗费成本的多少已作为衡量各个企业实力的主要标记，责任成本控制因此出现了。
1950年到1959年之间，“网络计划技术”被美国提出了，项目的成本管理一直是大家关注的焦点，将项目成本管理看作为一种系统工程，并且成立了两大部门分别是成本管理和研究组织。
1980-1989年英国学者西蒙[3]提出：
为了便于管理者提供做决策时所需求信息，企业需要重视自身和对手有关的成本资料进行整理与解析。
目前，“网络计划技术”、“动态控制”和“成本优化”这三点是国外建筑机构主要研究的成果。
英国的一位项目管理人哈里森[3]著作的《高级项目管理》，此书说道“挣值法为绩效分析管理提供了一种合理的分析项目数据的方法，对于每一个管理组织来说，可以有效率的获取他们绩效的测量结果”。
（2）国内研究现状
项目成本管理这一活动被人们视为是一个复杂的工作。
建筑工程项目被我国施工企业视为的管理的核心，在保证施工质量合格和施工进度如期完成的前提下，工程成本相比于以前有所降低了，经济效益也有提升。
1999年，《成本管理的新型概念》、《论建筑项目对成本管理产生的社会经济影响以及意义》和《建筑成本管理的出发点和应用》，这三篇文献被西财的研究关于成本管理的课题小组[3]发表出来了，这三篇文章建立起了成本管理的理论框架。
2001年，焦跃华[4]在《现代企业对成本控制的战略研究》一文里说道：
目标是在一项活动未开始之前，借助科学分析和方法决定出来的方向。
2004年，赵先生[3]编撰的《有关项目成本管理》一文，陈述了项目计划、施工计划以及成本控制三个方面，并结合项目的实际案例，探索成本控制过程中所需要的原则。
2006年，马宏图[5]著作的《控制工程造价重点在于设计》一文提到，工程项目投资是一个复杂的综合性问题，只有将工程技术与对经济投资相结合，才能做到投资控制，优化方案，限额设计，从建设项目设计阶段做到控制成本。
2010年，龚宇军[6]等人提出目前工程量清单计价模式下，最需要的工程量是现场需要施工的实际工程数量，工程的单价根据标书最后定下来的。
1.3.2BIM技术研究现状
（1）国外研究现状
1975年，ChuckEastman提出“建筑描述系统”理论。
1999年，ChuckEastman将“建筑描述系统”升级为“建筑产品模型”[7]；2002年，杰里莱塞林初次提出“建筑信息模型”[8]。
BIM技术给人们所带来的价值是前无古人后无来者的。
之后便逐渐在美国、英国、新加坡、日本、韩国等国家得到了普及[9]。
如表1-1所示。
国家
研究现状
美国
2003年，美国总务管理局制定出3D-4D-BIM计划[10]。
2007年，美国政府建议大型政府项目需要应用BIM技术，同时宣布了BIM标准。
2012年5月，美国公布了BIM标准的第二版[10]，目的是引入BIM，达到建立以IFC为数据标准的信息共享的要求[10]。
2015年7月，美国BIM标准的第三版被公布[11]。
英国
虽然英国应用BIM技术晚于美国[12]，但是英国政府也要求大型项目要用到BIM技术，同时规定从2016年起，英国的公共建筑必须使用BIM模型[10]。
2012年英国NBS组织国家范围内的BIM网络调研问卷结果显示，英国应用BIM的人数比例由2010年的13%上升到了2012年的39%[13]。
新加坡
2000年，新加坡政府研发了e-plancheck来支撑IFC标准[14]。
日本
日本是亚洲接触BIM较早的国家之一[15]，其发达的软件业为BIM提供了一个大平台。
除此之外，日本相关部门在2012年7月发布了BIM指南[16]，为建筑行业的BIM应用指导提供了参考。
还在2013年公告，国土交通厅所管辖范围内的建筑项目都必须使用BIM技术[17]，以此推动BIM的发展。
韩国
韩国在2014年4月开始在其政府相关执行部门使用BIM实施路线图[18]。
表1-1国外研究现状
随着国外BIM技术的大力推广和深入研究，在三维模型的基础上又加上了时间和成本两个维度[19]。
BIM5D技术的应用简化了繁琐复杂的计划变更、周而复始的计算，从而缩短了工期，提高了效率，带来可观丰富的效益[9]。
BIM技术已经日益成熟和完善，在国外的建筑业贡献了巨大力量[10]。
（2）国内研究现状
我国接触BIM技术的时间比较晚，在2001年开始引入BIM概念[20]，所以没能被广泛的应用。
在大约2010年，我国开始重视推广BIM技术的应用，主要着手于政策上。
但是BIM技术的发展，在技术与软件方面上受到了一定程度的阻碍[21]，原因是相关技术不成熟，软件方面的精细化程度没能达不到指定标准。
目前BIM技术已经到了国家信息化的战略层面，因为其不可小看的高效性已经引起国家建筑行业的高度重视。
在国内，最先接触BIM技术的地区是香港和台湾[22]。
2009年11月，香港政府出台了BIM使用准则[10]，规定2014-2015年，政府的全资项目要应用BIM技术。
台湾在2008年因“BIM”一词横空出世引起了建筑业的热烈反应[23]，多所知名大学参与对BIM的研究，更加推动了台湾BIM的发展的进度。
还有“2012台北BIM愿景”活动也是对BIM技术的推动大力支持。
在1998-2005年，IFC标准研究和BIM概念的导入；在2006-2010年，BIM技术、标准及软件的研究，将BIM技术试用在大型工程项目上的推广阶段；在2011-2015年，这个阶段是应用阶段，以政策和标准为基础，软件应用、实践应用，这三个时间段是中国大陆发展BIM技术的主要历程[14]。
我国也主动做出响应，把BIM技术放在建筑业里至关重要的地位，住建部发布了《2011-2015建筑业信息化发展纲要》、《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》以及《2016-2020建筑业信息化发展纲要》三个政策，这一系列政策与标准对BIM技术都有明确规定，同时能推动BIM技术发展。
历经发展，确实有些建筑工程项目采用了BIM技术，并获得有目共睹的成绩，例如：
中国尊、武汉中心、港珠澳大桥等等的国内重大建筑案例。
国内相关专家，何关培和黄华研究工程成本在对比了人工计算和BIM技术的差别中，发现并提出了BIM技术的运用极大的提高了准确率和效率[24][25]。
虽然我国对BIM技术关注较比于国外是晚了，但是也引起了国家和相关部门的足够重视。
我们要取其精华，紧跟时代脚步，基于BIM技术的成本控制，虽然任务很艰巨，但是目前中国的BIM应用也已经进入3.5时代，相信必能使改革发展和转型升级成功。
1.4研究的内容、方法、思路
1.4.1研究的内容
本文以参考文献中的一个工程——某园区的物业办公大厦为案例，结合成本管理的理论与基于BIM5D技术的施工管理，运用所学的项目成本管理知识、BIM技术等专业课的相关知识，重点分析研究内容：
（1）通过一定量的文献资料查阅，陈述本论文课题的背景与国内外现在情况，确定本文研究的目的、意义和内容。
（2）介绍说明项目成本管理的概念与基本理论，BIM相关理论研究及与基于BIM成本核算；
（3）分析施工成本管理引入BIM技术后的变化；基于BIM技术在施工阶段成本控制研究，分析BIM技术应用于施工成本管理过程中的价值；
（4）采用BIM5D技术构建实际案例模型，陈述BIM技术在成本控制中的具体应用。
（5）对本论文全部内容的结论和展望。
1.4.2研究的方法
（1）案例分析法
对某园区的物业办公大厦深入的进行周密而仔细的研究从而获得总体认识。
（2）比较研究法
较详细的阐述了传统建筑施工成本管理的模式，并对BIM技术在施工阶段的成本控制的成功案例进行分析比较，总结现状施工阶段成本管理优化的发展方向。
（3）文献研究法
根据课题要求搜集、鉴别、整理基于BIM技术的建筑工程项目成本管理研究的相关文献，对文献进行分类整理，总结出与研究主题相关的已有研究成果及现状，重新归类、研究、构思，从而确定自己的研究方向和切入点。
1.4.3研究的思路
发现问题（研究本论文题目的背景与现状，发现传统施工成本管理的不足之处，引入BIM技术）→分析问题（传统施工成本管理中弊端产生的原因，BIM技术的理论和BIM技术的优势）→解决问题（为了实现施工成本控制的精细化管理和提高施工管理者的决策精度，分析BIM技术应用到施工阶段的成本控制的效果）→案例分析（采用BIM5D技术构建实际某园区的物业办公大厦模型，从施工准备阶段和施工阶段陈述BIM技术在成本控制中的具体应用）→结论与展望
本章小结
在这一章中，显示说明了该论文写作对于工程项目成本管理的研究背景以及其意义，本课题的研究现状，本人的研究内容、方法、思路。
这样基本表达了本论文想要陈述的基本信息。
第二章工程项目成本理论
2.1项目成本管理的概述
2.1.1项目成本的定义及构成
从科学的角度来看，项目成本的定义是指在一个项目的全寿命周期内，为了达成项目预期目标而付出的所有成本。
它主要有决策成本、设计成本、采购成本和项目实施成本等等，除了在项目上消耗的各种成本之外，还包括了税金以及承包商利润。
直接成本和间接成本是工程项目成本的两个分支[26]。
其中在施工过程中直接消耗的成本包括人工、材料和机械使用费等等能够推进项目进度所产生的成本称之为直接成本。
而间接成本就是不能直接计算在本项目内的成本。
建筑安装工程费用的构成如图2.1所示。
图2.1建筑安装工程费用的构成
2.1.2项目成本管理的定义
项目成本管理是一种活动，这活动需要保证质量与工期都合格的情况下，通过特定的管理手段来实现降低项目成本并到达项目预期目标。
其中管理手段是计划方案、组织人员、控制资源和协调现场。
2.2项目成本管理的内容
项目成本估算、项目成本预算、项目成本控制是建筑项目成本控制的三大内容[3]。
这三个环节彼此之间有关联，相互有影响。
如图2.2所示。
（1）项目成本估算是指依据项目资源计划中所需要的资源和市场上各种资源的实时价格，对完成项目所必需的各种资源成本做出估算。
（2）项目成本预算是在项目成本估算的基础上更精确地计算项目总成本，并将计算到项目中各项具体活动和项目阶段上，为项目成本控制制定基准计划的项目成本管理手段。
（3）项目成本控制是一项为了实现成本估算和预算而通过项目的成本管理对项目实施过程中所消耗的成本进行的控制，尽量使项目的实际成本控制在估算和预算标准内的一项项目管理工作。
图2.2成本估算、成本预算、成本控制三者关系
2.3成本控制的特点
（1）系统性
世界上的事情与物质都不是孤立存在的，都会与其周围产生一定的关联。
建筑工程项目的成本控制也不例外，它也与其他的控制存在密切关系，最重要的是将其与质量控制和进度控制相互关联起来，即是保证成本控制最优值是在质量合格和进度合理的前提下完成的。
（2）动态性
成本控制是一个过程，基于建设的周期通常较长和影响施工成本的因素较多，那么在整个的建设过程中，任何影响建筑工程项目成本的因素都可能会受到外界因素的影响而发生变化
（3）主观能动性
成本控制的主体是人而不是物。
人是有自我控制意识的，只要把人的主观能动性开展出来，使其发挥的程度达到最大化，就能使项目效益达到最佳的效果。
2.4传统项目成本管理的弊端
2.4.1传统项目成本管理的局限性
目前传统项目成本管理因跟不上科技发展的速度而暴露的一些弊端如下[10]：
（1）建设过程中各环节的成本控制相互独立。
成本控制过程独立和被动管理的现象存在于每一个建设过程的环节中，而每个阶段是通过简单的成本信息来满足此环节业务需求，这导致了其成本控制过程中控制的潜力尚未发挥出来。
例如，设计阶段的施工图预算对工程项目预算只起到指导和一般控制的作用，而在施工环节中建筑工程项目的施工预算不会再使用设计阶段的施工图预算，基本上是重新做一份，这样就会造成了巨大浪费，有关资源和资金中人力、物力、财力的这些浪费还可以重新来过进行弥补，可浪费的时间和精力就无法弥补回来了。
（2）建筑行业有关成本控制的相关定额清单规范不能及时更新。
相关的定额清单规范更新慢，通常2-5年，甚至5-8年才更新，显然会导致过往的多数数据都不适用当下的市场形势。
因为一切万物都在变化和进步，新科技、新材料、新工艺司空见惯，这就更加突出了数据信息的传递及时性与信息的时效性。
数据信息的及时性、准确性和全面性，是成本控制的基础，那么滞后的定额清单规范很明显是成本控制的拦路虎，在时间和成本方面，都不利于提高生产力和降低成本。
（3）数据信息没能实现共享。
首先，建筑工程项目的数据信息得不到共享，会导致前后环节不关联，也就没办法实现资源共享。
比如，最初的可行性研究报告的数据到最后的投入使用的数据没有衔接上，存在脱节、断档和不关联的情况，即前面的工作没有被重新利用，不能为后面的工作提供便利。
然后，由于建筑工程项目的数据信息没得到共享，负责成本控制人员与其他相关工作人员没有及时有效的沟通信息交流，导致协同工作存在障碍，数据不统一，比如，现场已经实际发生，可由于负责成本控制的人员还没有及时得到信息反馈，这也是导致我国现阶段基于成本控制的三算对比的应用效果不明显的主要原因。
若能实现建筑工程项目的数据信息共享，就会便利实际资源计划、变更签证、进度支付、工程计算等一系列问题，因为前期工作结果能为后期工作服务做铺垫，只需要在前面工作的基础上进行相关工作的开展与关联，进而可以快速完成相应工作，提高了工作效率，完成了成本控制。
（4）欠缺先进的成本控制手段和方法，管理不恰当，对成本和质量之间关系认识有误和不全面。
材料费占成本构成70%、占直接费80%[27]，材料费的占比很高。
没有先进的手段方法显然达不到预期的目的。
不能片面的认为成本和质量是反比关系，一味的追求成本控制导致质量不达标。
（5）成本控制的信息化跟不上现场施工进度。
目前的成本控制信息化都是体现在工程量计算和计价两个方面，没有实现计量计价信息与现场实体工作一体化。
方法、手段多停留在当下施工阶段的某一节点，这样往往会导致盲羊补牢，为时已晚。
虽然我国的成本控制也经历多年的发展，成本控制的方式也在推陈出新，不断更新和完善体制。
但是这仍不能完全顺应社会发展，其中最重要的一个原因就是成本控制不够精细化，而数据信息化是有助于成本控制能够精细化，所以成本控制应该跟随社会的数字信息化的步伐，朝着信息化发展。
2.4.2传统成本控制的软件现状
造价软件因算量与计价的快捷性及便利性，人们就把造价软件广泛地应用在我国建筑行业中。
目前有很多软件供应商业，其中包括广联达、易达、鲁班等软件最受企业喜爱。
工程算量与计价软件主要用在工程量的计算及成本的编制等较为基础的工作中。
此外软件供应商在原有的基础上还开发了工程对量、工程结算管理等辅助性计价软件，用来辅助基础造价软件完成计价工作。
造价软件的开发让工程管理效率有了质的提高，然而随着建筑业的成本控制的广度及精度不断提高，普通造价软件难以满足当前需求，于是相关管理人员对于成本控制工具软件有了更高的期望值。
目前，我国建筑业有关成本控制的软件有以下问题[10]：
（1）分析数据的功能满足不了需求。
表格法或造价软件只能分析出清单总量，且其数据的细化程度普遍用于预算，比较难实现以构件或施工区域为单元进行分析的精度要求，对于时间维度的分析更是难上加难，距离工程项目精细化管理的要求还有很大差距。
大型的建设项目由多个单项工程构成，大型的建筑企业在同一时间内可能同时进行多个单项工程施工，因此企业为了准确快速的进行成本控制需要强大的成本数据分析能力。
（2）历史数据积累匮乏。
目前，我国工程建设所积累的历史数据无法纳入标准统一的数据库中。
根据国外经验得知，建立一套已完工成本信息的数据库有利于对未来工程建设的成本实施带来科学性、动态性以及精准性的分析能力。
而我国，因为历史的建筑信息分布在设计单位、建设单位及施工单位等多个单位之中，由各自单位分别保存，且每个单位之间的相同成本信息在不同部门的口径不一，这样会加大了成本数据信息统一的难度。
没有成本数据信息的同一数据库，就无法采用数据发掘等高科技手段进行对历史数据的挖掘、清洗、抽取、整理和分析。
（3）事中控制难以把控。
目前我国的成本控制方式主要为事前
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