摘要：施工企业的成本控制占据了造价管理人员大量的时间与精力，为此，基于5D-BIM的施工造价管理技术，依托自主研发的智慧建造平台，实现自动化、智能化的造价过程管理，形成了一套商务管理式的工作流程与管理方案。研究结果经项目试用，验证了其可行性和适用性，体现了BIM技术在施工阶段造价管理的应用价值和广阔前景。
关键词：5D-BIM;施工阶段;造价管理;智慧建造平台
1概述
施工阶段的造价管理是项目在建设过程中造价控制的重要活动，提高造价管理过程中的效率和可控性是企业提高经济效益的必然手段。随着BIM(BuildingInformationModeling，建筑信息模型)技术的发展，BIM算量技术日趋成熟[1-2]，但基于BIM技术的造价管理技术仍在起步阶段，项目现场的造价管理存在大量难题，譬如：现场资源的动态调整依然以人为控制为主;报表台账等造价数据的整理、集成、归纳和汇报仍需造价人员花费大量时间;现场数据采集难以保证数据在传递、整合过程中的准确度与完整性。透明、真实、完整的造价过程管理依然是空中楼阁。
5D-BIM技术是以BIM模型为基础，集成时间和成本信息，形成携带实际进度、计划进度、资源数量、工程量、市场价格、分包价格等信息的5D-BIM模型，为上述问题提供了有效的解决途径。
5D-BIM技术的理论已经较为成熟[3-4]，但基于5D-BIM技术的应用仍处于初步发展阶段。国内厂商如鲁班、广联达，国外如ITWO-RIB等，均提出基于5D-BIM的造价管理功能。
1.1市场5D-BIM软件的实施现状
尽管BIM算量技术现阶段已经能够快速地提供完整的、准确的工程量[5]，但基于5D-BIM技术的数据整合与集成功能仍略为单一，其中关键技术，如数据共享与交互、模型拆分与合成、编码信息的智能匹配、数据的半自动采集与集成等技术仍需突破。结合现阶段市场上5D-BIM软件，我公司在不同项目上进行了一定程度的试点应用，总结使用情况如下：
1)市面上5D-BIM软件在预算模块的管理上，提出的解决方案主要是针对业主的需求，而不是总承包施工企业的管理需求。在项目实际使用中发现，部分功能模块假定的使用场景与实际使用场景的深层次需求不统一，以总承包管理的角度来使用和推广软件应用，难度大、战线长、效率低、成果小。
2)5D-BIM软件的智能化程度不高，数据集成模式不成熟。在信息采集的过程中，诸多工作依然要通过手动来完成，如实际进度与构件的一对一录入关联，计划进度与构件的一对一录入关联，清单编码与构件的一对多关联，综合单价与清单编码的一对一关联等，造价人员仅是将工程全过程中的工作内容集结到前期开展，工作时间与压力并没有实质性的减少。
3)数据积累、存储、整合、应用是一个企业核心竞争力的体现，其实质上是公司的商业机密信息，从管理和保护的角度上，企业都应当将数据掌握在自己手中。借助外部公司力量实现信息化管理，需要进一步考虑信息保密、合作模式、组织关系等多方面因素，造成实现基于5D-BIM技术的商务管理流程冗长，组织架构复杂，耗时长，成本高。
1.2施工阶段的5D-BIM管理需求
5D-BIM技术的本质是在工程实施阶段，进行事中管理过程的多维度信息集成、联动、管理和应用。从造价管理的需求出发，利用BIM技术解决需要消耗大量时间与精力的基础管理工作，如中标预算的拆分、预算的再编制与整理、月度产值的生成与统计、任务单管理与统计、分包商工程量的核实和结算等，该部分工作构成了成本核算的基础内容，为成本提供符合实际形象进度的工程量、准确的中标预算综合单价、实时更新的市场价格与分包商结算价格。
基于5D-BIM技术的商务管理工作，核心在于借助BIM技术，快速、准确地实现构件、工程量、价格、进度之间的逻辑关联，建立5D-BIM模型，更好地整合计划工期、实际工期、签证、索赔、指标控制、决策比选等业务之间的逻辑关系，为后续过程管理中的索赔签证、指标决策、盈利分析、成本控制等工作开展提供技术与数据支撑，形成智能化、信息化的主动式管理工作。借助5D-BIM技术和管理措施能够有效地提高施工过程中数据采集的真实性、准确性、时效性，在数据积累的基础上，为中高层的项目决策提供更有力的支撑;同时可以暴露技术条件制约下掩盖的管理问题，倒逼预算、成本管控工作进行改革创新，消除工作职责不清、责任不明、成果难鉴的情况，真正做到从现场出发，提高对现场的掌控能力。
本文研究了基于5D-BIM的施工造价管理技术，依托自主研发的智慧建造平台(以下简称“平台”)，总结从项目管理角度出发，如何实现基于5D-BIM的施工造价管理。通过对信息的采集、存储、集成、利用，改造商务管理现有的工作流程和管理制度，实现施工过程中的人力、材料、机械等资源的动态管理和工程造价的实时监控，降低低效益产出、重复劳动工作的占比，提高企业施工阶段的资源控制和造价管理能力，为从业人员提供技术管理要点，展现项目的应用价值。
2关键技术
2.15D-BIM模型的信息集成
5D-BIM模型是应用实践的前提与基础。平台形成5D模型的数据集成过程如下(图1)：
1)计划进度。导入规范化的.wbs格式文件，在平台上自动关联。
2)综合单价信息和清单编码信息。导入规范化的.xlsx文件，集成综合单价信息、清单编码信息、定额子目信息、清单编码和定额子目的匹配信息，同时依托平台内置的行业定额进行工料机信息的自动匹配。
3)分包结算价格信息。导入规范化的.xlsx格式文件，预算员在智慧建造平台上需匹配结算价格与综合单价的对应关系。
4)工程量信息。BIM模型的体积并不能直接作为工程量的信息来使用，对BIM模型进行进一步处理，可得符合算量规则的工程量，导入平台后，依托规范化的名称规则对构件进行自动计算、汇总、整合，并与清单信息关联。
5)实际进度，借助平台的网页端、移动端录入现场进度信息，可根据管理精度决定录入单根构件、某类别构件或区域构件群。所有的信息最终会关联到构件上，形成以构件为单元的5D-BIM模型。
在项目实际信息采集过程中，本文提出并建立了基于5D-BIM技术的商务管理工作流程(图2)。其中，项目预算员、BIM工程师、施工员3条管理线交叉工作，箭头指向为时间，在管理过程中形成信息化、系统化的5D-BIM模型。
2.2施工预算的拆分与立项
预算拆分(图3)是商务管理中最基础也是最重要的工作之一，根据施工图纸、组织架构、方案重难点、合同条款等多种类的信息，结合企业策略、市场价格信息、分包单位业务能力水平等，将中标预算进行拆分，对完整的中标预算依照一定的规则细分为多个分部预算(如按单体工程、专业类型、分包单位等)。分部预算拆分是为了形成一份在商务管理意义上的内容完整、逻辑清晰的施工预算，以进行预算管理、工程立项、决算统计、费用结算等具体的管理工作。
平台会自动对导入预算中的清单编码条目、中标预算综合单价、定额子目、定额子目与清单编码系数、定额子目与工料机系数、工料机条目等内容进行存储与关联。
2.3造价信息与构件的智能关联
本文探索并实践了一种基于Revit软件的多维度信息智能关联方法，借助BIM软件得到符合算量规则的工程量，构件都携带ElementID与清单编码2个属性;采用ElementID作为唯一标识符，能够快速、准确、智能地实现构件、工程量、清单编码之间的一对一、一对多的关联关系;利用清单编码的特性，将所有构件进行快速的比对、筛选、汇总，形成携带造价信息的BIM模型(图4)。
2.45D-BIM技术下的造价管理
工程中的计量支付一般以清单为计价依据，但由于工程本身建设周期长、结构复杂，在一定计量周期内只能完成工程量清单的部分工作，因此采用月(季度)产值报表和施工台账进行阶段性的造价管理。
施工台账是对工程量清单的细化，是对施工图纸的分解，是对计量支付系统数据库结构的定义，具备规范性、精细性、科学性的特征。台账是将预算以账目的形式逐条登记，形成相应的台账表达。以预算数据与产值报表数据为基础，整合形成结构化、系统化的施工台账，用以展示施工过程中管理所涉及到的费用花费与资源消耗(图5)。同时根据材料部门、财务部门等资源、经济消耗情况，可以反映出现场管理水平，如消耗过多则可推断现场发生管理事故等。
3实现与应用
智慧建造平台是我公司自主研发的施工现场信息化管理系统，平台采用B/S软件架构，通过应用BIM、WebGL、数据库技术进行信息存储和可视化展示，应用互联网、GIS和智能移动设备技术实现信息收集，应用云计算技术进行系统部署和数据维护，支持浏览器端、客户端等多种管理形式。
根据前文提出的关键技术，进一步研发了平台的商务模块，在BIM模型的基础上，实现造价信息、进度信息的智能采集、存储、集成、整合和应用，进一步开展基于5D-BIM技术的造价管理(图6)。本文涉及的应用均在商务管理模块，包括预算管理、分包管理、工程量核算、产值管理、成本管理、施工台账
根据前文提出的工作流程与管理方法，我公司在上海轨道交通网络运营智慧调度大楼(以下简称COCC)进行试点应用。COCC项目建筑面积为50393m2，总投资金额4.45亿元，总工期761d，结构类型为框架-剪力墙结构，专业涵盖钢结构、幕墙、机电安装等。作为我公司总承包管理下的典型项目之一，在该项目上试用，能够有效地体现5D-BIM技术商务管理的普适性和推广价值。在COCC项目的施工过程中，应用智慧建造平台实施项目管理，采集实际数据，如计划进度、实际进度、中标预算、分包合同、施工定额、材料信息等，建立5D-BIM模型，借助5D-BIM技术开展施工阶段的造价管理(图7)。
总结COCC项目的实施情况，要点如下：
1)基于5D-BIM技术的造价管理，所得的工程量、工程造价与现行的工作模式相比，误差可控制在0.3%以内，符合精细化的管理需求。
2)项目实施过程中需要预算员、施工员、BIM工程师3条技术线的协作，要从制度上确保权责分明、目的明晰，保证项目工作稳步推进。
3)产值报表、成本报表一键生成并自动统计、整理、汇总，形成结构性、系统性的工程台账，能够代替造价人员在成本控制中按月、季度、年度的反复算量、计价、审核、归类、汇总、整理等造价活动，大幅度降低繁琐、重复、效益低的工作内容，提高工作效率，真正意义上节省了从业人员的时间和精力。
4)工程所有数据通过智慧建造平台进行采集、存储、处理、汇总、展示，可以有效地保证数据采集过程的真实性和完整性、数据传递过程中的精准性和便捷性，规避主观或客观的数据失真问题，形成自下而上、有效、真实的数据链。
4结语
本文研究、分析、改造了施工阶段中的造价管理，尝试建立基于5D-BIM技术的商务管理工作流程，通过解析项目实施过程中的商务信息要素，借助信息化技术集成5D-BIM模型，实现自动化的资金结算、产值汇总、成本控制等造价管理功能，验证了5D-BIM技术的应用和推广价值。依托自主研发的智慧建造平台，实现了自动化、智能化的过程造价管理，形成一套具备可操作性、可推广、可量化的施工阶段造价管理工作方法。项目试用的结果表明，该工作方法能够有效地提高管理过程中的效率和可控性，体现了5D-BIM技术在施工阶段造价管理中的应用价值和广阔前景。
相关期刊推荐：《施工技术》系中华人民共和国住房和城乡建设部主管，亚太建设科技信息研究院有限公司、中国建筑设计研究院、中国建筑工程总公司、中国土木工程学会主办的专业科技期刊。主要介绍国内工程建设施工方面的方针政策和技术法规，重大施工技术成就，传播建筑领域采用的新体系、新技术、新工艺、新材料、新机具、新设备和施工管理经验，以及国内外先进施工技术及其发展动态。有投稿需求的作者，可以直接与期刊天空在线编辑联系。
