基于bim技术的公路造价研究.doc
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1、目录1.将BIM技术应用于公路造价领域的意义22.BIM国内外应用BIM技术进行成本管理现状32.1 国外现状32.2 国内现状43.BIM技术概述53.1 BIM的定义53.2 BIM的优势63.2.1可视化63.2.2 协调性63.2.3 模拟性73.2.4参数化74.公路行业全过程造价管理概述74.1公路行业全过程造价概念74.2建设工程全过程造价管理阶段划分及目标概述84.3BIM应用于公路行业全过程造价的适宜性95. 我国公路工程全过程造价管理现状分析105.1 现状105.2 存在问题115.2.1信息管理问题115.2.2各阶段的造价管理问题135.2.3 各阶段之间的造价管理协
2、调问题145.2.4各参与方之间的造价管理协调问题146. BIM在公路工程全过程造价管理中的应用156.1 BIM 对传统建设工程全过程造价管理带来的改变156.1.3 BIM 对传统建设工程全过程造价管理模式带来的改变156.1.2 BIM 对传统建设工程全过程造价管理工作方式改变176.1.3 BIM 对传统建设工程全过程造价管理组织架构的改变176.2 BIM 在建设工程全过程各个阶段造价管理中的具体应用186.2.1基于 BIM 的建设工程投资决策阶段造价管理186.2.2基于 BIM 的建设工程设计阶段造价管理196.2.3 基于 BIM 的建设工程招投标阶段造价管理206.2.4
3、 基于 BIM 的建设工程施工阶段造价管理216.2.5 基于 BIM 的建设工程竣工验收阶段造价管理227结语231.将BIM技术应用于公路造价领域的意义“全球的资本项目投资正以超越国内生产总值增长的速度迅速增长,预计到2020 年,全球建造业的增长率为 67%。2014 年上半年,全国国内生产总值 269044 亿元,按可比价格计算,同比增长 7.4%,GDP 增幅持续处于低位。上半年全国建筑业总产值为 64900 亿元,比上年同期增长 15.3%;建筑业房屋建筑施工面积 89.14 亿平方米,同比增长 13.5%,比一季度下滑 2 个百分点;从新签合同额与建筑业总产值的增幅对比来看,从
4、2013 年开始,建筑业增幅均回落至 20%以下,到 2014 年,产值与新签合同额都持续回落至 15%左右,可见建筑业的高增长时代已渐行渐远”,但增长速度依然较为强劲。目前我国经济增速进入新时代,尤其是公路方面,一方面公路建设高速增长的时代渐行渐远;一方面公路建设精细化需求日益增高。依靠传统的项目管理方式进行成本控制已经远远满足不了现行状态下的公路建筑需求,成本控制必须要进入新的发展阶段全寿命期成本精细化管理阶段。目前理论上成本的精细化管理方法比较多,但是由于大跨度高架、隧道、地下通道的多种形式的复杂道路建筑不断增多,使得传统的成本控制理论难以落到实处,而建筑信息模型(BIM)依靠其参数化的
5、设计功能和开放的数据结构使得精细化的成本控制成为正真意义上的可能,与此同时“住建部编制的建筑业“十二五”规划明确提出要推进 BIM 协同工作等技术应用,普及可视化、参数化、三维模型设计,以提高设计水平,降低工程投资,实现从设计、采购、建造、投产、运行到项目报废的全过程集成运用,基于以上背景来落实基于 BIM 的工程项目全寿命周期成本控制方法是可行且必要的。现阶段成本的控制大多数集中于“一头一尾”控制方法(前期的预算到后期的竣工决算),而且是分阶段的,这种做法缺少项目的整体意识,无法实现项目全寿命期各个阶段之间的关联;传统的造价控制仅仅是按照指标、图纸静态的控制成本,这使得成本控制的较为粗放,难
6、以形成精细化的成本控制,无法实现项目协同,也就造成大量的信息孤岛,导致项目的整体计划目标和实际目标相差很远,“三超”现象普遍存在。基于 BIM 的工程项目全寿命周期成本控制,建立了业主方基于BIM 的工程项目全寿命周期成本控制的框架,为工程项目全寿命期精细化成本控制提供了理论基础;同时通过探讨基于 BIM 在工程项目不同阶段的成本精细化控制方法:在设计阶段通过 BIM 的协同设计平台、在施工阶段通过基于 BIM 的可视化的施工模拟、在运营阶段通过基于 BIM 的智能化设施维护和管理,旨在实现一个系统化、动态化的成本控制。同时打破从业主、施工单位到运维单位之间信息交流的隔阂,实现对工程项目全寿命
7、期的成本管理。2.BIM国内外应用BIM技术进行成本管理现状2.1 国外现状16 世纪末至 18 世纪初,资本主义工业化在西方发达国家兴起,大量土地被政府征用来兴建厂房、基础设施等,农民失去土地后集中向城市转移,由此带来了大量住房需求,强力地推动了建筑业的发展,之前合为一体的设计和施工专业逐渐分离为两个独立的专业。随着建设工程快速发展,需要人员开展专门的工程量计量、工料计算及估价工作。此类专业人员逐渐发展成为工料测量师,他们的主要工作内容是帮助雇主测算已完工程量并进行估价,确定工匠报酬,与工程建设方进行洽谈。到了十九世纪,招标承包制度开始在一些西方资本主义国家萌芽,其对工料测量师提出了更高的要
8、求,工料测量师在原有的工料测量和估价的工作基础上,还需依照设计图纸进行工程量的计算,编制建设项目工程量清单,以此为招标方确定标底,或者为投标方确定标价。工程造价管理逐渐发展成为了一个独立的专业。 1881 年,英国成立皇家测量师协会,工程造价管理得到了第一次飞跃。最初,工料测量师只能在工程开工前测算项目的投资额,无法就设计阶段所需的投资额进行准确的预算。这样往往会造成工程的实际成本过高,不能按预定的投资目标完成工程。因此,一些业主开始关注投资决策和设计阶段的造价管理,并使用了一些技术及经济管理措施,以此达到促进资源合理配置,提高投资效率的目的。 19 世纪 40 年代,英国等发达国家制定了“投
9、资计划和控制制度”,这成为了工程造价管理历史上的第二次飞跃。 20 世纪 70 年代,工程造价管理研究有了一些新的突破,一些专家学者开始引用其他领域的理论和方法到工程造价中来。英国在这一时期提出了“全生命周期造价管理”(Lifecycle Cost ManagementLCCM)的概念,之后,美国推出了“全面造价管理”(Total costManagement 一 TCM)理论,建设工程造价管理研究和实践从此进入了一个全面的发展阶段。 国外的建设工程项目一般分为两种政府投资项目和私人投资项目。对于政府投资项目,国外一般采取的是由政府投资部门直接管理的模式。对于私人投资项目,政府则一般不会过多干
10、涉,但是会通过立法的形式对工程的技术标准、安全文明、社会效益和社会环境影响进行引导和限制,投资主体承担了所有的投资风险,因此他们对投资项目的造价管理极为重视。 纵观建设工程造价管理的发展历史,我们可以看出,建设工程造价管理的特点是从事后管控发展为事前管控,从被动发展为主动,从阶段性管理发展为全过程管理。建设工程造价管理是一个系统工程,其具有整体性、动态性、全过程性、全方位性等特点。2.2 国内现状随着生产力的提高,我国的工程造价管理也得到了发展,工程造价管理制度也得到逐步发展和完善,尤其是新中国成立之后,我国的工程造价管理制度有了飞跃式的发展。1978 年我国正式实施改革开放,经济体制改革日渐
11、深入,工程造价管理的发展逐渐走上正轨。80 年代中期,中国工程建设概预算定额委员会正式成立;90 年代初期,中国建设工程造价管理协会成立;90 年代中期,国家注册造价工程师制度在我国正式发布;这些重大举措都对我国工程造价管理的发展起着重要的作用。到了 21 世纪,我国经济改革继续深化,计划经济体制已不再适应我国经济发展,计划经济体制逐步向市场经济体制转变。随着市场经济体制的确立,传统的工程造价定额计价模式也暴露出较多问题,工程量清单计价模式逐步取代定额计价模式,政府也于 2008 年正式推出新版工程量清单计价规范,进一步推动了我国工程造价管理的发展。 随着现代大型基建项目、巨项目的增加,项目的
12、复杂性增大,项目管理和造价管理的难度加大,传统的建设工程造价管理思想也发生了一些变化,造价管理工作逐步由事后控制转变为事前控制,由重视阶段管理转变为重视全过程管理。 我国于 20 世纪 90 年代初从国外引进了全过程工程造价管理理念,在英国建设工程造价管理体系基础上,提出了建设项目全过程造价管理的概念WPCM(Whole Process Cost Management),它是指建设工程项目从投资决策阶段可行性研究分析开始,到最终竣工验收决算、项目后评价为止的整个建设工程全过程造价管理。这种造价管理方式强调对工程造价进行事前控制、动态控制及全过程控制,从而有效地控制和管理建设工程投资。全过程造价
13、管理建立了符合中国建筑业特征的建设工程造价管理新模式,在中国工程造价管理历史上具有里程碑的意义。3.BIM技术概述3.1 BIM的定义BIM 的定义和解释有多种版本,以下就列举几种比较常见的解释:1)建筑信息模型(Building Information Modeling)是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础,进行建筑模型的建立,通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。2)建筑信息模型是指全寿命期工程项目或其组成部分物理特征、功能特性及管理要素的共享数字表达。3)建筑信息模型是指建立和采用电脑软件模型,来模拟一项设施的建造与运营。制成的模型就是一个建筑资讯模型,它是该设施的一个
14、数据丰富、目标为本、智能及参量的数码代表。根据不同用户的需求,适当的数据就可以被轻易的提取及分析,以寻找用于决定完成建造及改善设施的程序。综上概述,我们可以得知,对 BIM 的定义应当包括以下三个方面: BIM 是基于数据标准和可操作性基础上构建的一个数字信息模型,其包含了建设项目的所有信息并将这些信息完全共享,相当于一个项目的虚拟替代品; BIM 是将建设项目所有信息整合到一个数字化模型的动作,在项目的各个阶段,所有参与方都可以对该数字模型中的信息进行提取和更改,从而满足项目需求,顺利完成各项工作; BIM 是科学合理、可供复查、信息透明的工作系统,基于 BIM 系统,所有参与方有效沟通、信
15、息共享,在项目全生命周期中共同协作,提升各项工作和决策的有效性和准确性,提高项目管理的科学性和合理性。 在 BIM 的定义中,“信息”是其中的关键。基于 BIM 数字技术平台,可以确保项目各参与方在项目建设过程中沟通顺畅、信息共享,由此减少因信息传递受阻而产生的错误和浪费等现象,降低成本,提高投资效率,并使项目按时完成。3.2 BIM的优势3.2.1可视化可视化即通过计算机技术,使人们进入一个三维的、多媒体的虚拟世界(在这个虚拟世界里房屋的虚拟尺寸及属性和实际尺寸及属性呈现 1:1 的关系),对于建筑行业来说,可视化运用的潜在价值很大,因为毕竟不是人人都是能把线条翻译成房子的专业人才,即使所有
16、人都有这个能力,当遇到异形复杂建筑时,也没有人能够理清各个构件之间的关系,特别是各个建筑设备之间的关系。再加之项目参建者分别来自不同的企业,没有可视化手段的帮助,效率会大大降低。BIM 的建模软件通过各个构件的属性自动生成一种三维的实物图形,透过这个虚拟的三维图形人们可以直观感受工程项目的各个构件以及构件之间的关系。这种虚拟的三维图形有别于设计院常做的效果图,“效果图是通过单一的图元信息绘制的,并不是通过构件的信息自动生成的,缺少了同构件之间的关联性”,而 BIM 的可视化是一种能够在构件之间形成关联性的可视,在 BIM 建筑信息模型中,由于整个过程都是可视化的,所以可视化的结果不仅可以用来做
17、效果图的展示及报表的生成,更重要的是,项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。3.2.2 协调性建筑信息模型(BIM)的协调性是指工程项目的参建单位基于 BIM 的协同平台进行横向和纵向的信息交流,减少信息失真。建筑工程涉及的参建者众多,基于传统的蓝图无法实现建筑信息的无缝传递,而基于 BIM 的协同平台可以实现横向和纵向的协同管理。不同专业的设计师可以通过 BIM 协同平台对同一模型进行同时设计,而且不同专业之间的构件具有关联性,例如暖通等专业中的管道在进行布置时,可以结合建筑及结构专业的模型进行综合管线布置,这样就有效的避免了设备管道与建筑或结构构件的碰撞;建设
18、单位根据自己的需求在 BIM 协同平台上结合建模软件可视化的功能和设计师进行沟通和交流,这样更容易使设计师了解建设单位的设计需求,有效的避免了信息孤岛;施工单位可以基于 BIM 协同平台以三维立体化的方式浏览设计单位的图纸,同时设计院可以针对某些复杂节点以动画的方式展示其施工方法,这样有效的避免了信息失真。3.2.3 模拟性这里的模拟主要是指利用建筑信息模型(BIM)的相关软件通过构件的属性来虚拟各种真实事物的过程。在建模过程中各个构件的属性已经添加到模型中,因此 BIM的模拟性在某种程度上可以指导于实践。建筑信息的模拟可分为两种(1)模拟建筑物本身模型(包括静态和动态的);(2)模拟在真实世
19、界中进行操作的事物。前者的模拟主要体现构件的直接属性,例如在施工阶段 BIM 可以模拟塔吊的协同作业、滑模的自动爬升等。后者主要体现在建筑性能及相关参数上。例如在设计阶段,BIM可以进行能耗模拟、采光模拟、生态模拟等;在招投标和施工阶段通过和 Project 软件结合可以进行 5D 施工模拟(三维模型+时间+成本)。后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式,例如地震人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。3.2.4参数化参数化是 BIM 的灵魂,BIM 之所以区别于其他的三维建模就是基于 BIM 具有参数化的特点,BIM 参数化的实质是指建筑本身所包含的参数以及参数之间的联动,主要包含以下两点:(
20、1)建筑模型本身的属性。建筑工程项目是一个系统性的工程,它本身含有丰富的数据,而 BIM 模型建立的过程实际就是录入其中参数的过程,BIM 模型中的每一个构建都含有描述其对应的物理属性(如材质、导热系数等)和社会属性(如价格、产地等)的参数,而 BIM 的最大价值也就在于后期根据不同的需求对相应的参数进行提取及整理。(2)各个参数之间的联动性。BIM 模型是将整个工程项目作为一个整体来考虑的,其中的各个参数之间并不是孤立存在的,而是具有一定的相关性。例如在平面图中修改一扇窗的尺寸,同时这个改变在立面图中就立刻反应出来。4.公路行业全过程造价管理概述4.1公路行业全过程造价概念改革开放之后,我国
21、逐步由计划经济时代迈向市场经济时代,传统的工程造价管理体系已无法适应建筑业的快速发展,随着建设项目法人制制度的制定和实施,项目法人对项目工程造价的管理职责越来越大,对投资效益和投资管理的要求也日益提高。美 国 在 上 世 纪 九 十 年 代 提 出 了 全 面 造 价 管 理 (TCM Total Cost Management)的理念,即工程造价管理需贯穿建设工程项目的全过程,涉及建设工程项目的所有要素,涉及所有参与方的利益以及各个参与方之间的关系。全过程造价管理是全面造价管理的一个方面,强调对建设工程项目进行全过程造价管理,从项目投资决策开始,到建设工程竣工验收完毕,以达到在项目建设期有效
22、控制项目投资总额的目的。 借用工程造价的概念,工程造价是指一个建设工程项目在建造过程中的所有费用,即从一个建设工程项目确定投资和建设意向开始,至竣工验收结束为止的全过程中所有发生的费用总和。工程造价是确保一个建设工程项目顺利实施并完成的关键因素,是建设工程项目管理的重要部分。工程造价在不同的角度具有不同的涵义,对业主而言,其选择并投资了项目,目的是为了获取相应的收益,从工程的投资决策开始,到工程招标开始建设,到最后竣工验收交付使用,所有的固定资产和无形资产都包括在这一过程中,其投资于该过程中的所有资金便是工程造价。对施工单位而言,其通过投标获得该项目的建设,在此过程中,所有发生的建筑安装工程费
23、用,加上土地征用费用、材料设备采购费用、技术设计费用、劳务费用等总和,称之为工程造价。 建设工程造价管理是指通过相应的科学手段和技术措施,合理确定建设工程的造价并在过程中对其进行有效控制,这里的造价是指工程从投资决策到竣工验收所花费的全部费用。建设工程全过程造价管理是指从项目投资决策开始,经过设计、招投标、施工、竣工验收,最后到项目试运行投产,在整个工程建设周期内进行动态的造价管理和控制,其有效地衔接了建设过程中的各个阶段,从而达到有效控制建设工程总造价、提高投资效益的效果。4.2建设工程全过程造价管理阶段划分及目标概述根据建设工程实施的先后顺序以及实施内容和管理重点的差异,建设工程全过程可以
24、划分为投资决策阶段、设计阶段、招投标阶段、施工阶段、竣工验收阶段。只有确保每个阶段的造价管理都能有效实施,才能实现真正的工程项目“全过程”造价管理,即有公式如下:C=i=1nCi其中:C 是建设工程的总造价; C1 是投资决策阶段的建设工程造价; C2 是设计阶段的建设工程造价; C3 是招投标阶段的建设工程造价; C4 是施工阶段的建设工程造价;C5 是竣工验收阶段的建设工程造价。由于各个阶段的重点工作和侧重点不同,相应地,各个阶段的控制内容及目标也不尽相同,以下是对建设工程全过程各阶段的造价控制目标。4.3BIM应用于公路行业全过程造价的适宜性建设工程全过程造价管理是一种全面、系统的管理方
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