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摘要：建筑业作为重要的支柱产业，在国民经济中占据着举足轻重的作用。但是，许多建设项目面临投资效率低、资金使用不合理、返工浪费严重、投入产出不协调等常见问题。造成各个施工阶段之间的信息无法共享、难以协调管理，致使巨大的项目投资浪费。建筑信息模型（BIM）可服务于建设项目的全寿命周期，尤其是项目建设期作用尤为明显，为项目各参与方协同工作提供信息交流平台，从而提高质量、节约成本和缩短工期。实践中，BIM因其参数化建模、三维可视化、以及高度信息互用的技术特点成为建设方改善投资控制水平、获取积极投资回报的有效手段。本文在对BIM技术和投资控制的发展和现状梳理的基础上，从信息管理角度阐述了建设项目精细化投资控制实现的难点和应用BIM技术的优势，并初步构建了基于BIM的全过程投资控制解决方案。
关键词：BIM；投资控制；全过程
从最基础的手工绘图算量模式，到软件算量，随着建筑业的逐步发展，越来越多的大型工程出现，传统的算量模式已满足不了日益发展的现代建筑需求，BIM技术顺应时代的发展而出现，攻克了建筑行业的难关，不仅大量减少手工算量的工作量，还能够事先模拟建设项目全过程进程，让建设项目各个过程透明化、规范化，是建筑行业的一个重要转折和突破口，也是建筑业利用信息技术发展的必然结果。建筑行业经过了不同的发展阶段，如今的BIM技术，在建设过程中不断的实践、完善，已和建筑行业水乳交融，息息相关。通过BIM技术对工程造价控制的不断完善，建筑业逐步向精细化、标准化、信息化的可持续健康发展。
一、BIM技术概述
1、BIM的内涵
BIM，中文译为建筑信息模型，顾名思义是一种新型信息技术能够建立反映建筑各种信息的模型，并以此模型来事先模拟建设过程。它涵盖了信息、软件、建筑构件、几何学、数学等多方面研究成果。BIM作为建筑业的新型技术，它的优点是可以将工程项目施工流程与信息有效的结合起来。与传统建设流程相比，实现了全方位、多角度的3D模拟，加强了管理人员对建筑工程各个环节的控制，实现工程项目的集成化管理。并且通过事先建立3D模型，进行全过程模拟，发现问题然后解决并优化，使工程项目施工更加顺畅，提升工程管理效率，降低了施工成本和风险。而传统的技术需要施工人员必须面面俱到，而且需要付出巨大的人力、物力。相比之下其优越性显而易见。
2、BIM的特点
（1）模型信息的完备性
BIM技术可以根据建设项目已知的几何信息进行3D模型的建立，这个模型详细的反映了建筑物的详细构造，其中的每一个构件都包含自己独有的工程信息，可以选中这个构件查看其信息，也可以更改。对象之间也互相联系根据工程逻辑关系，使得BIM模型框架更加完整[1]，方便后续工作。
（2）模组信息的关联性
建立的3D模型中的所有对象都是相互关联的，如果模型中的某个对象发生更改，则与之关联的所有对象都将被更新，以保持模型的完整性和可行性。
（3）模型信息的一致性
模型信息都是一致的，在建模过程中需要重复用到的对象、构件无需再输入其几何或工程信息，也可以进行简单的修改，这就可以避免出现信息不一致的错误。
3、BIM的价值及作用
（1）解决当前建筑业的瓶颈问题
传统的建造方式只能在小型工程里就业，而且对人力、物力的消耗都是巨大的，当今大型、高层建筑越来越多，安全、质量和进度等要求越来越高，建筑领域遇到了瓶颈时期。随着时代的发展，BIM技术应运而生，它的出现促进了现代CAD技术的应用。促进建筑全生命周期管理，实现建筑生命周期各阶段工程性能、质量、安全、进度和成本的综合管理，并对建设项目的全生命周期成本、能耗和环境影响进行分析、预测和控制。
（2）用于工程设计
如今建筑业已离不开计算机技术的辅助，CAD软件让绘图变得更加简单，代替了手工绘图，减少了错误也减轻了人员的负担。人们尝到了软件带来的“甜头”，不断探索更加方便、更加实用的技术，直到BIM概念以及一系列相关的软件出现。BIM的三维建模技术，摆脱传统图纸的束缚，使它在工程设计上拥有得天独厚的优势。特别是在大型或复杂工程的安装设计中，它可清晰立体的将各构件的位置展示在大家面前，可帮助设计人员提早发现设计不妥之处并及时调整。它可以将建设过程中的各种信息加以利用，帮助人们设计、管理；独特的可视化三维模型。
（3）用于施工及管理
实现集成项目交付IPD管理；在基础的三维模型上添加施工进度和费用信息形成动态、集成、可视化的立体模型，让投资者能更加合理的协调和控制资金和施工进度。
项目参与者之间的协作工作：项目参与者之间的信息共享、基于网络的文件、图纸和可视文件的提交、审查、批准和使用。项目各参与方通过网络协同工作，进行工程咨询与协调，实现对施工质量、安全、成本、进度的管理与监控。
二、BIM技术在投资控制中的价值
作为业主、建设单位等投资方，投资控制是他们关注的重点之一，BIM技术在建设项目的投资控制中发挥着不可或缺的作用，从施工人员对项目成本的初步估算，到各种软件的图纸计算，再到工程量清单计价。基于BIM数据库的工程投资信息作为一种结构化的信息可以存储和计算，提高了其在成本行业的高效共享，降低了信息传递的人力成本[3]，提高了投资信息的准确性和价值。
1、BIM技术在项目规划阶段的应用价值
把握建设方与产品的关系是建设项目规划阶段的重要内容。BIM技术在这一阶段的应用可以有效的最大化项目市场收益，同时，BIM可以保证施工项目的技术经济可行性分析，提高验证结果的准确性和可靠性。在建设项目的规划阶段，业主需要分析建筑设计方案的可行性，这不仅消耗资金，而且消耗更多的能源。BIM可以根据业主的施工需求和资金成本控制施工，实现对施工项目的分析和仿真，有效降低施工成本，缩短工期。在建设项目的规划阶段[8]，设计师基于BIM技术，充分利用行业定位和项目定位进行实际分析，实现建筑与环境的紧密结合。如新城体育场被设计成一个巨大的环形，只有通过BIM技术在具体的规划中才能实现，体现了BIM技术在建设项目规划阶段的重要作用。
2、BIM在设计阶段的应用价值
在设计阶段，设计师们首先需要设计平面的CAD图纸，然后根据CAD图纸来画出更加形象、具体的三维模型。建筑物有许多部位、构件仅靠平面的CAD 图纸是不能完全表现出来，一些没有经验的建筑工人常常因无法理解而建造出一些出人意料的构件。BIM技术做出来的三维模型可以全方位、详细了解每一处构件的位置和施工方法。这就为施工阶段带来了便利，减少施工图变更带来的资源浪费。
3、BIM技术在项目施工阶段的应用价值
BIM模型能体现整个项目的完整的设计情况，和建筑的设计和组件是一致的建筑工地，整个建设项目的设计通过BIM可以有效地控制施工现场存在的问题，防止发生错误的施工条件。与传统CAD图纸不同，BIM技术可以提高设计质量，降低成本，保证工期，达到精益施工效果。在施工阶段，施工方可以根据BIM设计的4D模型进行施工组织设计，并根据具体施工条件实时调整4D模型，得到最优方案。
4、BIM技术在项目竣工阶段的应用价值
BIM技术涉及到建筑的整个生命周期，在项目完成阶段也具有重要的应用价值。施工完成后，施工项目的管理和维护是一个重要问题。及时有效的维护可以提高建设项目的生命周期。在竣工阶段，BIM技术之前的模型将对施工完成后的养护项目和具体参数进行分析，形成竣工模型，为完成的施工项目的养护管理打下基础。BIM技术实际上可以维护建筑项目的结构、设备和管道。充分发挥数据记录和空间定位的方式，实现对整个建筑的运营管理，防止在养护管理阶段出现相应的问题。
三、基于BIM的工程项目全过程投资控制应用
1、设计阶段BIM投资控制应用
在拟建项目经过投资决策阶段后，设计阶段就成为项目工程造价控制的关键环节。它对建设项目的建设工期、工程造价、工程质量及建成后能否发挥较好的经济效益，起着决定性的作用[2]。BIM技术应用于项目专业设计的意义在于建立一个共享的模型平台，使每个设计专业的数据可以在同一个数据库中，避免设计专业之间的冲突。尤其是在使用BIM技术进行三维碰撞检测项目的设计图纸方案设计，扩展设计和施工图纸的设计，它可以避免不同专业因为了解不多产生设计上的偏差，减少工程变更的发生，并能够满足分步施工的需要，提高施工效率和降低工程项目的投资风险。
在设计阶段对初步建造的三维模型进行细化，光纸上谈兵是不行的。
还需询问有经验的施工方搞清楚构件的建造方式，建立的模型是否可行，发现并反馈图纸问题。设计阶段BIM的优势在这不能一一赘述，就选取限额设计和设计方案优化、施工图预算、图纸问题作为演示重点。
（1）限额设计和方案优化
限额设计是建设项目投资控制系统中的一个重要环节。在整个过程中[5]，设计人员与经济管理人员密切配合，做到技术与经济的统一。该阶段设计师为达到设计和经济的双方要求肯定要对图纸来来回回反复整改，利用BIM软件的优势可以轻易对模型调整，结合价格信息平台查询市场价信息，可以快速计算出设计概算，为限额设计的应用提供数据基础，以此进行方案优化。同时，也可以利用BIM模型统计设计过程中拆分实物量，随时支持限额设计的实施。
（2）发现和解决问题
设计过程中常常会因为设计者缺乏实际的施工经验，导致设计出来的图纸各个专业间互有冲突，没有形成统一的设计。而通过三维模型，则能够直观、准确的发现并解决各图纸中存在的错误与矛盾，明显减少了设计变更，间接减少了设计阶段的投资成本。
其实一个建筑物来讲非常复杂，因为它不仅仅包括土建部分，为了满足建筑物的使用功能，他的安装部分必不可少，尤其是在一些大型综合型建筑中更为突出。土建工程中的墙与墙、梁与梁、墙与梁、楼梯与梁等一些构件交接的地方就可能产生碰撞；安装中一些管道、桥架之间的碰撞；还有土建与安装不同专业之间在空间上的碰撞冲突。因为空间原因这些问题在图纸上反映不出来，通过BIM模型检测工具发现项目中图元之间的冲突，解决错和碰的问题。减少设计变更和施工变更，减少返工损失，提高施工效率和质量，缩短工期。
（3）施工图预算
设计师在施工图设计完成后需要编制施工图预算，然后与设计概算作对比，它是控制施工图设计不突破设计概算的重要措施，在工程量清单计价实施以前，施工图预算的编制是工程计价主要甚至唯一的方式，在设计阶段有着重要作用。
BIM软件为施工过程中的各方提供交流平台，共同围绕BIM模型进行信息互动和管理，加强沟通，减少失误。施工图预算不再是一份不动的数据，而是随着工程进度的变化不断更新。总而言之，虽然计算施工图预算的方法没有改变，但利用BIM技术代替人工计算可以减少计算的时间，减少施工各个阶段的重复计算。保证效率的同时也确保了计算结果的准确性。
2、招投标阶段BIM投资控制应用
招标阶段是建设方的前置工作都已准备妥当，开始筛选符合的施工单位。该阶段建设单位的主要工作就是编制好招标文件、标底，主持招投标活动，确保招标活动正常进行，最终选出最适合的施工单位；而施工单位在此阶段主要工作那就是编制好投标文件，完整的招标文件和合理的价格，向发包方显示足够的诚意。此阶段BIM充当的角色就是帮助双方编制各自需要的文件，如果没有BIM的帮助，审核工程量将会花费大量时间，尤其对于大型建筑来说。不仅如此，它在计价方面仍有优势，快速、准确的计价代替了传统人工，避免了人工手算出现的漏算、算错等现象的发生，极大的提高了招投标过程的准确性和效率。这个阶段影响投资的主要因素有建筑市场价格浮动，合同条款含糊不清导致互相推卸责任，还有就是新兴工艺的出现导致施工阶段的成本发生变化。其中，合同条款作为工程项目投资的主要依据，若不能明确合同中各个条款，将会导致在施工时发生纠纷或矛盾，进而降低工程进度，增加施工成本。BIM软件平台将所有工程信息在双方中共享，保证信息透明，发布的招标相关信息、要求通过BIM软件传递给每一个想要投标的单位，大家信息相同，公平、公正的竞争。这也为监管部门带来了便利，减少过程中徇私舞弊的现象，促使整个过程走向规范化。而在这个阶段BIM的主要价值体现在工程标底的编制和审核，通过利用BIM软件中的算量功能，实现工程量的快速、准确计算，有利于招标控制价的合理确定，降低工程项目的投资风险[4]。且评标人可以通过BIM技术计算结果对投标文件的经济效益进行准确判断，优选出最佳的中标单位，以提升工程整体的投资效益。
3、施工阶段BIM投资控制应用
在各个阶段的投资控制中，要数施工阶段最不好控制。施工阶段是耗时最长的阶段，时间越长就越难控制，在这期间受到的影响因素太多，想要做到真正的全程完美控制是不可能的。BIM在此阶段的作用就是尽量减少投资偏差，及时修正已经发生过的偏差。BIM系统及三维模型并不是死板的数据，而是动态可调整的。如果施工过程中发生什么变动，即可调整BIM观察改良方案是否可行，再进行施工，提升容错率。在此阶段，需要建设方与施工方通力合作，利用BIM技术帮助承包方对施工过程中质量、进度管理、成本投资上进行控制，复核项目的工程量。还要利用BIM技术中实时更新调整施工图，减少工程变更、签证现象的出现，合理地判断索赔，以实现工程造价动态管理的目标。
此阶段BIM技术可运用工程计量与支付、工程变更和索赔以及资金使用计划与偏差分析等管理工作。
（1）工程计量与支付
工程计量就是对施工方给的已完工程量清单中的全部项目、合同文件规定的项目、工程价款调整项目进行核对。帮助建设方了解工程的进度情况，是否偏离进度计划。由于该阶段的程序复杂，要核对的工程量巨大，靠人力来完成不仅影响效率，还可能出现差错。借助BIM可按条件筛选工程信息，自动计算已完成工程量，并汇总成报表，作为进度款支付和结算审核的依据，可以快速核查承包方提交的工程计量。BIM技术的应用将为工程计量与支付节省时间[2]，为工程计量带来了极大的便利。
（2）工程变更
众所周知，工程建设完成中间工序或环节较多，不可预见因素也较多，一旦出现纰漏将会影响整栋建筑。现在大型建筑屡见不鲜，其建造难易程度可想而知。因为建设周期长，以及各种环境、人为因素的影响，或多或少的都会出现工程变更。虽然无法避免，但我们可以尽量减少它的发生。设计单位与施工单位需要互相合作多次进行检查、协商和审核，减少设计变更的发生。当然发生工程变更也可以通过BIM软件进行更改，对需要修改的构件重新定义属性，在BIM建模软件上进行修改很方便。
（3）资金使用计划与偏差分析
编制资金使用计划可以确定投资控制目标值，预测未完工程资金使用和投资控制情况，节约投资，减少资源浪费，保障了建设活动中各方的利益。BIM5D在三维模型添加了时间维度和造价信息，管理人员从各个时段查看资金使用情况，方便资金的筹集与协调。
BIM软件也能计算出实际完成工程的投资与时间，计划完成工程所用的投资与时间，进行投资偏差分析，帮助管理人员分析出投资偏差的原因，以便及时采取适当的纠偏措施，使投资超支尽可能减少。
4、竣工验收阶段BIM投资控制应用
对于竣工验收，BIM模型已在前几个阶段不断优化、调整、添加新的工程信息，其包含的信息量趋于完整。能够完全表达出竣工工程实际完成工程量，而且模型信息在BIM软件平台上是完全公开、透明，可有效地避免建设工程各方之间因信息出现不同而产生的扯皮。还有竣工验收需要的过程资料都保存在BIM软件中，只需汇总导出即可，提高结算效率。
不仅如此，BIM5D多维模型可以在不同时段、不同角度对工程的各项数据进行对比，帮助企业分析投资过程中的哪些值得借鉴，哪些需要改进，总结投资经验。保存到企业内部数据库，为以后的建设工程提高参考数据。
以上，都是结合实际案例分析BIM技术在建设项目全过程中的具体应用，虽然不能面面俱到，涉及到投资过程的每个细节，但在一些重要的阶段都起到了为管理控制人员分担压力，使建设工程更加系统化、规范化、集成化，方便投资者从整体控制投资成本。
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