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BIM技术在输变电工程造价管理中应用的推进策略研究

来源:苹果彩票2018-08-13 08:32

摘要:

摘要:结合BIM技术在工程造价领域的应用价值,首先分析BIM技术在输变电工程造价管理中应用的适用性;然后从图形算量、三维设计、全过程管理方面逐层研究BIM技术在输变电工程造价管理中应用的推进策略;最后从政...

  摘要:结合BIM技术在工程造价领域的应用价值,首先分析BIM技术在输变电工程造价管理中应用的适用性;然后从图形算量、三维设计、全过程管理方面逐层研究BIM技术在输变电工程造价管理中应用的推进策略;最后从政策引导、行业标准、BIM平台建设、BIM人才培养方面提出BIM技术在输变电工程造价管理中的应用保障机制,以期为BIM技术在输变电工程造价管理中应用推广提供参考。


  关键词:BIM;输变电工程;造价管理;适宜性;保障机制;


  作者简介:刘宏志,男,生于1986年,山东滕州人,经济师,主要从事电网投资与造价分析方面的工作。


  1引言


  当前,智能电网建设全面推进,电网建设规模逐年增加,项目投资随之增大,工程造价管理工作日趋复杂。同时,随着电力市场改革(中发〔2015〕9号文)等相关文件的出台,以及能源互联网概念的提出,变化的外部市场环境也将增加输变电工程造价的控制难度。因此,研究和探索信息化背景下的输变电工程造价管理模式,创新输变电工程造价管理思路,对于促进输变电工程建设持续健康发展,实现电网大建设背景下工程造价精细化、信息化、过程化管控,有着重要的应用价值。


  建筑信息模型(BuildingInformationModeling,BIM)作为一项先进的数字化信息技术,以5D工程管理方式,通过构建信息共享平台整合了工程决策、设计、招投标、施工、竣工等多个阶段的信息,实现了系统规划、三维设计、虚拟施工、协同管理、辅助运营的全寿命周期工程管理和信息共享,符合信息化背景下工程造价精益化管理要求。当前,BIM技术在电力工程造价领域的相关研究及应用已有开展。天津永定河220kV变电站、上海世博会国家电网企业馆,以及某特高压交流线路组塔项目等工程均引入BIM技术,在利用BIM技术在三维设计方面的优势方面进行了积极的探索实践。但是从电力行业角度来看,基于BIM技术的输变电工程造价管理应用还未形成系统性研究,影响着BIM技术在输变电工程建设领域的应用与推广。


  基于此,为促进BIM技术在输变电工程造价管理中的应用,提高输变电工程造价精益化管理水平,本文结合BIM技术的基本理念和应用情况,通过分析BIM技术在输变电工程造价管理中应用的适用性,研究BIM技术在输变电工程造价管理中的应用推进策略,提出BIM技术在输变电工程造价管理领域的应用建议,为BIM技术在输变电工程造价管理中应用推广提供参考。


  2BIM技术在输变电工程造价管理中的适用性分析


  2.1输变电工程造价管理中BIM技术需求分析


  输变电工程建设条件复杂、程序多、投资大、运营期长、资源消耗量大。其工程造价管理具有计价规则繁琐、专业分类复杂、涉及主体多等特点;造价管理工作阶段性割裂、造价数据统计量大、造价数据共享性差等问题也随之产生。随着精细化管理理念不断渗入,输变电工程造价管理工作面临新的变革要求。


  (1)工程量计算精确性要求。由于工程量计算规则复杂,同一工程的工程量常因算量人员不同而不同;异形、相交等特殊构件工程量计算规则复杂,耗时较长且精确性难以保证;信息错误、处理不及时以及传递过程的失真则会增加工程计量精确管理的难度。


  (2)造价管理效率性要求。当前输变电工程计量和计价以手工提量和计价方式为主,工作繁琐且耗时较长;设计过程中,碰撞问题难以检查,且后期因碰撞引起设计变更的造价工作较为复杂。


  (3)工程造价准确性要求。“通用设计、通用造价、通用设备”规范虽已考虑电网建设工程的模块化特点,但造价准确性难以保证;部分工程受投资、工程条件、工期影响,出现多方案对比不深入、可研内容不够充分、未建立工程虚拟模型等问题,均直接影响工程造价的准确性。


  (4)造价数据共享性要求。设计与施工脱节等造价管理工作阶段性割裂以及建设工程涉及主体较多,使得信息交互受限;信息共享不充分,造成管理滞后,缺少统一的信息共享平台。


  (5)造价管理动态性要求。输变电工程建设仍以执行计划为主,成本与工期的对应关系,以及工程变更、索赔,缺少造价数据的实时展现,造价数据反馈相对滞后;造价信息从收集至审核发布也容易产生信息滞后;投资、工期、质量、安全、合同等多维度协同、高效管理也对工程造价的动态性提出迫切需求。


  2.2输变电工程造价管理中BIM技术适宜性分析


  2.2.1BIM技术下的数据管理满足输变电工程造价管理需求


  首先,BIM技术能够实现造价数据的精确快速测算,以及相关信息的动态更新;其次,BIM技术能够实现各方信息共享,基于同一集成平台协调作业[9],加强了信息沟通和数据积累,避免了不合理的投标报价,减少了设计变更带来的索赔风险;第三,借助BIM数据模型,可实现项目可视化、参数化、虚拟化施工,便于把控工程各阶段造价信息;第四,BIM技术能够实现数据传递的完整和真实,克服传统工程信息传递脱节、失真的问题。


  2.2.2标准统一的计价依据利于BIM标准的制定


  BIM技术在输变电工程造价中推广应用需要统一的标准。目前,《电力建设工程预算定额》、《电力建设工程概算定额》、《输变电工程建设预算编制与计算规定》等电力行业定额计价依据,以及包括《输变电工程工程量清单计价规范》、《建设工程工程量清单计价规范》等统一的工程量清单计价规范,均为制定基于BIM技术的统一的计量和计价标准提供依据。


  2.2.3流程顺畅的组织体系便于BIM技术的推广


  当前,输变电工程建设仍为电网公司主导下各参建单位共同完成的建设模式。电网公司垂直一体化的运营模式,为BIM技术从上至下的推广和应用提供了高效的组织环境;在电网“大建设”背景下,集约化、标准化的工程管理方式,以及精益化、过程化工程管理要求的不断渗入,为BIM技术的推广提供基本的运行环境;电网公司内部标准清晰的电网基建通用制度,则为BIM技术在电力行业的推广提供良好的制度环境。


  3基于BIM技术的输变电工程造价管理应用推进策略


  输变电工程造价工作涉及电网公司、施工单位、设计单位、咨询单位、监理单位等,需针对不同参与单位不同建设阶段开展相应深度的工程造价工作。基于BIM技术的工程造价管理可实现对决策、设计、招投标、施工、竣工五个阶段造价管理工作的流程再造和数据共享。本文在分析BIM技术在输变电工程造价管理中应用现状的基础上,从图形算量、三维设计、全过程造价管理三个层次提出BIM技术在输变电工程造价管理领域中的推进策略。


  3.1BIM技术在输变电工程造价管理中的应用现状分析


  作为工程造价管理中便捷、高效、精确的数据化工具,BIM技术能够满足输变电工程造价管理工作要求,而且,输变电工程造价管理领域中的应用要求、行业标准、组织体系也为BIM技术的应用奠定了基础。然而,BIM技术在电力行业刚刚起步,在应用过程中还存在或面临如下几方面的问题。


  3.1.1输变电工程BIM技术人才稀缺


  作为BIM技术应用中最重要的要素,BIM人才需要掌握BIM应用软件、BIM技术标准及应用模式,并在BIM实施中发挥重要作用。《BIM技术在输变电工程造价中应用情况调查》,其针对输变电工程建设过程中电网公司、施工单位、设计单位、造价咨询公司等单位,以输变电工程建设领域的相关工作人员为调查对象,得到的调查结果显示:在BIM技术推广方面,多数受访者对BIM技术了解较少,约有70.34%的受访者未接触过BIM技术。输变电工程BIM技术人才的稀缺,直接制约BIM技术在电力行业的应用发展。


  3.1.2输变电工程BIM技术应用体系暂未形成


  BIM技术应用标准是在BIM应用软件之间共享信息的关键,BIM应用模式也直接影响其推广应用进程。当前,在民用建筑行业,BIM技术应用模式主要有两类:设计、施工、运维等阶段性局部应用和基于BIM技术的全过程应用。通过对电力行业BIM应用调查,在BIM技术应用方面,电力行业对BIM技术的应用较少,尚未形成相关BIM应用体系,受访者所在单位约有77.12%还未应用相关BIM技术。


  3.1.3输变电工程BIM技术还未成熟


  目前,发达国家的BIM应用软件已经相对成熟,部分软件也陆续出现在国内市场,但仅依靠国外技术推动BIM在国内的发展仍有不足。一方面,国外BIM软件在建筑设计、实施应用都不能切实符合我国实际;另一方面,国内电力行业的BIM软件仅有广联达公司、博微公司在探索开发,针对输变电工程建筑、安装、线路专业的BIM技术衔接、标准构建族库还有待研究。


  3.2基于工程图形算量的BIM技术应用推进策略


  考虑到我国输变电工程造价管理的精细化发展趋势,以及BIM技术在我国工程造价领域尚未广泛应用的现状,首先提出基于工程图形算量的BIM技术在输变电工程造价管理中的应用推进策略。即在不改变现有的输变电工程项目运作模式下,围绕BIM软件咨询单位开展的工程图形算量模式可实现输变电工程造价工程量快速准确提取,简化现阶段BIM技术在输变电工程中的推广应用。该策略的运行模式基本流程如图1所示。


  该模式下,在决策阶段,仍采取传统的方式,电网公司相关部门根据估算指标确定工程投资估算;在设计阶段和招投标阶段,输变电工程初步设计由设计单位基于CAD平台完成,并经BIM软件咨询公司利用算量软件进行CAD图纸的翻模、提量,确定工程概算和预算,辅助制定招标标底,同时也可通过连同招标文件销售算量模型,辅助投标单位制定更为合理的投标报价;在施工阶段和竣工阶段,仍采取传统的施工技术和造价管理办法,在计算施工预算、工程结算时可借助BIM算量软件进行提量和出价。


  该模式为典型的“一模一用”模式,通过基于BIM开发的工程算量软件构建的模型只能用于工程量的提取,从而节省人工计算工程量的时间。该模式下,图形算量技术是依靠BIM技术咨询单位完成,在特定阶段用于工程造价管理,且仅涉及工程的几何信息,无法获取工程的属性信息、材料信息等,不能用于工程管理、指导施工、协同工作等,未发挥BIM技术的真正价值。虽然如此,但应该看到,基于图形算量技术的BIM应用模式没有改变输变电工程现有的造价管理模式,且可以直接提取工程量,具有精确、省时、效率高的优点,目前国内已有多家软件公司可以实现BIM软件算量的功能。因此,从应用和推广成本来看,该模式是目前推广BIM技术较为适宜和实用的模式。


  3.3基于三维协同设计的BIM技术拓展应用推进策略


  随着三维设计软件的逐步成熟,以及数字化技术的推广应用,为更多地发挥BIM技术的价值,推进BIM技术在输变电工程造价管理中的应用,本文提出基于三维协同设计的BIM技术应用推进策略,通过搭建BIM三维设计平台,将工程量和价格信息融入设计模型,建立“量价通流”的三维设计模型,从而使其应用于多阶段的工程造价管理,提高工程造价管理效率。该策略的运行模式基本流程如图2所示。


  该模式下,在决策阶段,仍采取传统的方式,电网公司相关部门根据估算指标确定工程投资估算;在设计阶段,输变电工程初步设计由设计单位基于CAD平台设计并经BIM技术咨询公司翻模完成,或由设计单位直接基于BIM三维设计平台完成,该设计模型可实现碰撞检查,提高设计质量和工作效率,可自动提出工程量,并结合已嵌入的造价信息,导出相应的工程概算和预算;在招投标阶段,基于BIM的三维设计模型有助于建设单位(电网公司)准确编制工程量清单,确定工程招标标底,同时也统一了投标单位的工程量记取口径,辅助制定投标报价;在施工阶段,通过参照三维设计模型,能够较为形象地了解工程建设要求,更好地控制施工成本,有利于建管单位对施工单位行为进行管理和监督;竣工阶段,仍采取传统的造价管理办法,在计算工程结算时可借助基于BIM的三维设计模型件进行提量和出价,辅助完成工程结算。


  该模式基于BIM三维设计平台完成,将BIM技术拓展应用到造价管理过程中的量价通流,简化了电网输变电工程的造价流程,不需要改变电网公司现有的造价管理体系,是对图形算量技术的进一步深化。但该模式并未实现BIM技术在输变电工程造价管理中的全过程应用,同时,运作核心为BIM软件咨询单位,是依靠第三方咨询公司利用BIM软件实现流程的信息化、自动化、可视化管理,无法实现电网部门内部的信息共享、权责共担。因而,需要从根本上改变现有的人员运作流程,优化电网输变电工程管理模式,深化BIM技术的全过程应用。


  3.4基于全过程管理的BIM技术全面应用推进策略


  面对逐年增加的电网建设工程,以及电网公司不断细化的工程管理要求,构建集约化、信息化、智能化的管理模式逐步成为电网基建管理的重要趋势。基于此,本文提出BIM技术在输变电工程造价管理中的更深层次的应用——基于全过程管理的BIM技术应用策略,将BIM技术贯穿于输变电工程各阶段的造价管理,改变传统的输变电工程造价管理模式,实现BIM技术真正意义上的应用。该策略的运行模式基本流程如图3所示。


  该模式下,考虑到各类造价数据的可掌控性和规模效益,由电网公司搭建统一的BIM平台,BIM技术从决策阶段的辅助决策到设计阶段建立设计模型进行概预算编制,招投标阶段工程量清单提取、标底确定、投标报价编制,施工阶段基于BIM模型的5D施工管理,直至工程竣工移交,贯穿于工程造价管理全过程。


  (1)在决策阶段,借助业务支撑机构(经研院、咨询公司)的专业作用,利用模型库对不同的项目方案建立初步的可视化信息模型,快速提取不同建设方案的估算工程量,准确估算出不同方案的投资估算,结合其虚拟建造、方案优化等功能,进行备选方案的详细对比和分析,避免由于前期规划深度不够、可研内容不充分对投资决策的影响,有力支撑投资决策的制定。


  (2)在设计阶段,通过已建立的BIM数据库制定合理的限额设计指标。随着设计深度的增加,施工图设计阶段,分项工程工程量、施工图预算、工程进度信息以及设计文件均可直接提取和可视化实时查看,改变了传统工程造价软件的文本格式。同时,基于BIM技术的碰撞检查,使设计成果在交付前就消除各专业之间设计存在的冲突,减少设计变更,极大地提高设计质量和工作效率。


  (3)在招投标阶段,建设单位(电网公司)可以根据BIM模型快速提取工程量,准确编制工程量清单,有效防止缺项漏项和计算错误,统一了工程量计取口径,避免了不同参与主体计取工程量不同而产生的纠纷;投标单位通过购买获得包含BIM模型的招标文件,可快速获取正确的工程量信息,复核招标文件工程量清单,节省了投标文件编制时间和工作量,便于投标方制定更好的投标策略。


  (4)在施工阶段,在BIM技术环境下,利用量价通流和无线射频技术,根据工程完成进度实时掌握工程造价变动情况,便于建设单位核对工程进度款;施工单位则可利用参数化的模型合理统计各工序工程量,合理安排施工人员、材料、机械设备等施工资源,实现施工阶段造价控制的精细化;监理单位可利用BIM技术实现对工程全过程信息进行跟踪、监督和管理。


  (5)在竣工阶段,基于BIM技术,可实现工程量的自动对比、分析,且实际发生的暂估价材料工程量可通过BIM模型进行提取并统一调整。同时,在BIM协作平台中,项目实施、变更、索赔、进度以及人、材、机价格等信息均有详实记录,有效解决了结算资料不全、结算依据混乱等问题,提高了工程结算工作效率。


  基于全过程管理的BIM技术应用模式是BIM技术在建设工程造价领域应用的最理想模式,该模式中各参与方均基于同一个BIM模型,实现了BIM技术“一模多用”的工程项目信息化理念。此外,构建的BIM模型还可以用于指导输变电工程的运维工作,实现项目全寿命周期信息的共享。然而,该模式是对传统输变电工程造价管理方式的流程再造,需要进行大量的前期准备工作,包括BIM平台的搭建、BIM技术人才的培养、BIM模型标准库的构建、知识产权的处理等,需要耗费大量的人、财、力,因此,该模式需要经过一段时间的过渡之后才能够实现。


  4BIM技术在输变电工程造价管理中的应用保障机制


  结合上述BIM技术在输变电工程造价管理中的适用性分析和推进策略研究,为促进BIM技术在输变电工程造价管理中的应用落地,充分发挥BIM技术的应用价值,持续提升输变电工程造价管理水平,本文就BIM技术在输变电工程造价管理中的应用保障机制提出如下操作要点。


  4.1加强BIM技术推广应用的政策引导


  BIM技术的推广应用需要政府配套政策的引导。近几年,住建部陆续出台了促进BIM技术发展与应用的相关指导文件,一些省市也发布了相关指导意见和实施办法。随着BIM技术不断应用于实际工程,还需逐步制定各层面的政策和实施细则,如:(1)不断完善国内BIM技术的基本应用准则,规范不同行业制定的BIM技术应用标准;(2)补充BIM技术相关的合同法律,明确各方权责关系;(3)建立BIM技术应用的激励政策,对使用BIM技术的大型工程给予税收方面的优惠或财政方面的补贴;(4)通过设立专项资金,鼓励和扶持BIM软件公司加快相关产品的研发和推广;(5)鼓励企业根据造价信息储备情况制定基于BIM技术的企业定额,以更好地适应工程量清单计价模式要求。


  4.2建立电力行业BIM技术应用标准


  电力行业有着特定的工程计量方式和计价依据,BIM技术在电力行业的深化应用必须嵌入电力工程特色。在电力行业层面,逐步建立BIM技术应用标准以补充和完善现有电力工程造价管理相关标准,包括:(1)建立基于BIM技术的通用标准,对基于BIM技术的工程造价信息建立统一的分类框架、编码和标识准则,满足不同BIM平台或相同BIM平台不同专业间(建筑、安装、线路专业等)的数据交互需求;(2)完善基于BIM技术的设计规范和计量规则,包括定义BIM模型对定额计价和清单计价的匹配关联,确保造价工作的准确、高效;(3)完善基于BIM技术的输变电工程造价管理标准,包括从工程立项到初步设计,再到施工图设计,直至竣工各阶段的管理规程和标准,提高基于BIM技术的输变电工程造价成果质量。


  4.3搭建企业级BIM技术协同管控平台


  BIM技术贯穿于建设工程的整个过程,涉及建设单位、设计单位、施工单位、监理单位等多个主体,考虑到电网公司的运营管理特点,建议构建电网公司主导下的输变电工程BIM技术协同管控平台,各参建单位基于BIM协同平台辅助完成工程数据的交流和交换。结合本文研究,BIM技术平台的搭建与应用可分阶段、有侧重点地推广应用,可首先应用BIM技术的图形算量工程,然后将图形算量与三维设计相融合,逐步过渡至基于BIM技术的全过程造价管理应用。同时,在BIM技术协同平台的应用过程中,电网公司需协助完成电力行业BIM标准化模型族库、设备材料族库、辅助构件库的建立,为设计工作提供基础支撑;统一数据传输标准,构建输变电工程造价数据库,实现建设单位、施工单位的成本动态管理和造价数据积累。


  4.4培养电网建设工程BIM技术人才


  基于BIM技术的工程造价管理是对传统方式的变革,当前,从事电网运行操作管理特别是经济技术管理的员工较难转变思维,且缺乏BIM技术应用实际经验,限制着BIM技术的应用。完全依赖BIM技术咨询公司提供服务,很难快速推进BIM技术的应用。因此,一方面应提高各参与方对BIM技术的重视,建立BIM技术实训平台或者基于典型工程开展BIM技术应用培训,如:依托特高压工程的BIM技术应用等;另一方面,加强BIM技术人才的培养,通过咨询机构与企业合作培训或是校企联合培养等方式,培养具备工程能力、BIM技能、管理协同能力的BIM技术人才。


  5结语


  在BIM技术环境下,输变电工程造价管理的相关信息能够进行横向和纵向的交流与共享,可实现工程造价管理工作的实时监控、动态展现、准确分析。本文对BIM技术在输变电工程造价管理中的应用做了系统性研究,分别论述了BIM技术在输变电工程造价管理中的适用性、应用现状以及应用推进策略,同时,提出了BIM技术在输变电工程造价管理中的应用建议。需要指出的是,作为一项先进的工程管理技术,BIM技术全面应用于输变电工程造价领域尚需一个过程。BIM技术在输变电工程造价管理中的综合应用效益,以及分阶段详细探究BIM技术在输变电工程造价管理中的应用价值将是下一步研究的重点。


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