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    BIM技術在輸變電工程造價管理中應用的推進策略研究

    來源:UC論文網2018-08-13 08:32

    摘要:

      摘要:結合BIM技術在工程造價領域的應用價值,首先分析BIM技術在輸變電工程造價管理中應用的適用性;然后從圖形算量、三維設計、全過程管理方面逐層研究BIM技術在輸變電工程造價管理中應用的推進策略;最后從政...

      摘要:結合BIM技術在工程造價領域的應用價值,首先分析BIM技術在輸變電工程造價管理中應用的適用性;然后從圖形算量、三維設計、全過程管理方面逐層研究BIM技術在輸變電工程造價管理中應用的推進策略;最后從政策引導、行業標準、BIM平臺建設、BIM人才培養方面提出BIM技術在輸變電工程造價管理中的應用保障機制,以期為BIM技術在輸變電工程造價管理中應用推廣提供參考。


      關鍵詞:BIM;輸變電工程;造價管理;適宜性;保障機制;


      作者簡介:劉宏志,男,生于1986年,山東滕州人,經濟師,主要從事電網投資與造價分析方面的工作。


      1引言


      當前,智能電網建設全面推進,電網建設規模逐年增加,項目投資隨之增大,工程造價管理工作日趨復雜。同時,隨著電力市場改革(中發〔2015〕9號文)等相關文件的出臺,以及能源互聯網概念的提出,變化的外部市場環境也將增加輸變電工程造價的控制難度。因此,研究和探索信息化背景下的輸變電工程造價管理模式,創新輸變電工程造價管理思路,對于促進輸變電工程建設持續健康發展,實現電網大建設背景下工程造價精細化、信息化、過程化管控,有著重要的應用價值。


      建筑信息模型(BuildingInformationModeling,BIM)作為一項先進的數字化信息技術,以5D工程管理方式,通過構建信息共享平臺整合了工程決策、設計、招投標、施工、竣工等多個階段的信息,實現了系統規劃、三維設計、虛擬施工、協同管理、輔助運營的全壽命周期工程管理和信息共享,符合信息化背景下工程造價精益化管理要求。當前,BIM技術在電力工程造價領域的相關研究及應用已有開展。天津永定河220kV變電站、上海世博會國家電網企業館,以及某特高壓交流線路組塔項目等工程均引入BIM技術,在利用BIM技術在三維設計方面的優勢方面進行了積極的探索實踐。但是從電力行業角度來看,基于BIM技術的輸變電工程造價管理應用還未形成系統性研究,影響著BIM技術在輸變電工程建設領域的應用與推廣。


      基于此,為促進BIM技術在輸變電工程造價管理中的應用,提高輸變電工程造價精益化管理水平,本文結合BIM技術的基本理念和應用情況,通過分析BIM技術在輸變電工程造價管理中應用的適用性,研究BIM技術在輸變電工程造價管理中的應用推進策略,提出BIM技術在輸變電工程造價管理領域的應用建議,為BIM技術在輸變電工程造價管理中應用推廣提供參考。


      2BIM技術在輸變電工程造價管理中的適用性分析


      2.1輸變電工程造價管理中BIM技術需求分析


      輸變電工程建設條件復雜、程序多、投資大、運營期長、資源消耗量大。其工程造價管理具有計價規則繁瑣、專業分類復雜、涉及主體多等特點;造價管理工作階段性割裂、造價數據統計量大、造價數據共享性差等問題也隨之產生。隨著精細化管理理念不斷滲入,輸變電工程造價管理工作面臨新的變革要求。


      (1)工程量計算精確性要求。由于工程量計算規則復雜,同一工程的工程量常因算量人員不同而不同;異形、相交等特殊構件工程量計算規則復雜,耗時較長且精確性難以保證;信息錯誤、處理不及時以及傳遞過程的失真則會增加工程計量精確管理的難度。


      (2)造價管理效率性要求。當前輸變電工程計量和計價以手工提量和計價方式為主,工作繁瑣且耗時較長;設計過程中,碰撞問題難以檢查,且后期因碰撞引起設計變更的造價工作較為復雜。


      (3)工程造價準確性要求。“通用設計、通用造價、通用設備”規范雖已考慮電網建設工程的模塊化特點,但造價準確性難以保證;部分工程受投資、工程條件、工期影響,出現多方案對比不深入、可研內容不夠充分、未建立工程虛擬模型等問題,均直接影響工程造價的準確性。


      (4)造價數據共享性要求。設計與施工脫節等造價管理工作階段性割裂以及建設工程涉及主體較多,使得信息交互受限;信息共享不充分,造成管理滯后,缺少統一的信息共享平臺。


      (5)造價管理動態性要求。輸變電工程建設仍以執行計劃為主,成本與工期的對應關系,以及工程變更、索賠,缺少造價數據的實時展現,造價數據反饋相對滯后;造價信息從收集至審核發布也容易產生信息滯后;投資、工期、質量、安全、合同等多維度協同、高效管理也對工程造價的動態性提出迫切需求。


      2.2輸變電工程造價管理中BIM技術適宜性分析


      2.2.1BIM技術下的數據管理滿足輸變電工程造價管理需求


      首先,BIM技術能夠實現造價數據的精確快速測算,以及相關信息的動態更新;其次,BIM技術能夠實現各方信息共享,基于同一集成平臺協調作業[9],加強了信息溝通和數據積累,避免了不合理的投標報價,減少了設計變更帶來的索賠風險;第三,借助BIM數據模型,可實現項目可視化、參數化、虛擬化施工,便于把控工程各階段造價信息;第四,BIM技術能夠實現數據傳遞的完整和真實,克服傳統工程信息傳遞脫節、失真的問題。


      2.2.2標準統一的計價依據利于BIM標準的制定


      BIM技術在輸變電工程造價中推廣應用需要統一的標準。目前,《電力建設工程預算定額》、《電力建設工程概算定額》、《輸變電工程建設預算編制與計算規定》等電力行業定額計價依據,以及包括《輸變電工程工程量清單計價規范》、《建設工程工程量清單計價規范》等統一的工程量清單計價規范,均為制定基于BIM技術的統一的計量和計價標準提供依據。


      2.2.3流程順暢的組織體系便于BIM技術的推廣


      當前,輸變電工程建設仍為電網公司主導下各參建單位共同完成的建設模式。電網公司垂直一體化的運營模式,為BIM技術從上至下的推廣和應用提供了高效的組織環境;在電網“大建設”背景下,集約化、標準化的工程管理方式,以及精益化、過程化工程管理要求的不斷滲入,為BIM技術的推廣提供基本的運行環境;電網公司內部標準清晰的電網基建通用制度,則為BIM技術在電力行業的推廣提供良好的制度環境。


      3基于BIM技術的輸變電工程造價管理應用推進策略


      輸變電工程造價工作涉及電網公司、施工單位、設計單位、咨詢單位、監理單位等,需針對不同參與單位不同建設階段開展相應深度的工程造價工作。基于BIM技術的工程造價管理可實現對決策、設計、招投標、施工、竣工五個階段造價管理工作的流程再造和數據共享。本文在分析BIM技術在輸變電工程造價管理中應用現狀的基礎上,從圖形算量、三維設計、全過程造價管理三個層次提出BIM技術在輸變電工程造價管理領域中的推進策略。


      3.1BIM技術在輸變電工程造價管理中的應用現狀分析


      作為工程造價管理中便捷、高效、精確的數據化工具,BIM技術能夠滿足輸變電工程造價管理工作要求,而且,輸變電工程造價管理領域中的應用要求、行業標準、組織體系也為BIM技術的應用奠定了基礎。然而,BIM技術在電力行業剛剛起步,在應用過程中還存在或面臨如下幾方面的問題。


      3.1.1輸變電工程BIM技術人才稀缺


      作為BIM技術應用中最重要的要素,BIM人才需要掌握BIM應用軟件、BIM技術標準及應用模式,并在BIM實施中發揮重要作用。《BIM技術在輸變電工程造價中應用情況調查》,其針對輸變電工程建設過程中電網公司、施工單位、設計單位、造價咨詢公司等單位,以輸變電工程建設領域的相關工作人員為調查對象,得到的調查結果顯示:在BIM技術推廣方面,多數受訪者對BIM技術了解較少,約有70.34%的受訪者未接觸過BIM技術。輸變電工程BIM技術人才的稀缺,直接制約BIM技術在電力行業的應用發展。


      3.1.2輸變電工程BIM技術應用體系暫未形成


      BIM技術應用標準是在BIM應用軟件之間共享信息的關鍵,BIM應用模式也直接影響其推廣應用進程。當前,在民用建筑行業,BIM技術應用模式主要有兩類:設計、施工、運維等階段性局部應用和基于BIM技術的全過程應用。通過對電力行業BIM應用調查,在BIM技術應用方面,電力行業對BIM技術的應用較少,尚未形成相關BIM應用體系,受訪者所在單位約有77.12%還未應用相關BIM技術。


      3.1.3輸變電工程BIM技術還未成熟


      目前,發達國家的BIM應用軟件已經相對成熟,部分軟件也陸續出現在國內市場,但僅依靠國外技術推動BIM在國內的發展仍有不足。一方面,國外BIM軟件在建筑設計、實施應用都不能切實符合我國實際;另一方面,國內電力行業的BIM軟件僅有廣聯達公司、博微公司在探索開發,針對輸變電工程建筑、安裝、線路專業的BIM技術銜接、標準構建族庫還有待研究。


      3.2基于工程圖形算量的BIM技術應用推進策略


      考慮到我國輸變電工程造價管理的精細化發展趨勢,以及BIM技術在我國工程造價領域尚未廣泛應用的現狀,首先提出基于工程圖形算量的BIM技術在輸變電工程造價管理中的應用推進策略。即在不改變現有的輸變電工程項目運作模式下,圍繞BIM軟件咨詢單位開展的工程圖形算量模式可實現輸變電工程造價工程量快速準確提取,簡化現階段BIM技術在輸變電工程中的推廣應用。該策略的運行模式基本流程如圖1所示。


      該模式下,在決策階段,仍采取傳統的方式,電網公司相關部門根據估算指標確定工程投資估算;在設計階段和招投標階段,輸變電工程初步設計由設計單位基于CAD平臺完成,并經BIM軟件咨詢公司利用算量軟件進行CAD圖紙的翻模、提量,確定工程概算和預算,輔助制定招標標底,同時也可通過連同招標文件銷售算量模型,輔助投標單位制定更為合理的投標報價;在施工階段和竣工階段,仍采取傳統的施工技術和造價管理辦法,在計算施工預算、工程結算時可借助BIM算量軟件進行提量和出價。


      該模式為典型的“一模一用”模式,通過基于BIM開發的工程算量軟件構建的模型只能用于工程量的提取,從而節省人工計算工程量的時間。該模式下,圖形算量技術是依靠BIM技術咨詢單位完成,在特定階段用于工程造價管理,且僅涉及工程的幾何信息,無法獲取工程的屬性信息、材料信息等,不能用于工程管理、指導施工、協同工作等,未發揮BIM技術的真正價值。雖然如此,但應該看到,基于圖形算量技術的BIM應用模式沒有改變輸變電工程現有的造價管理模式,且可以直接提取工程量,具有精確、省時、效率高的優點,目前國內已有多家軟件公司可以實現BIM軟件算量的功能。因此,從應用和推廣成本來看,該模式是目前推廣BIM技術較為適宜和實用的模式。


      3.3基于三維協同設計的BIM技術拓展應用推進策略


      隨著三維設計軟件的逐步成熟,以及數字化技術的推廣應用,為更多地發揮BIM技術的價值,推進BIM技術在輸變電工程造價管理中的應用,本文提出基于三維協同設計的BIM技術應用推進策略,通過搭建BIM三維設計平臺,將工程量和價格信息融入設計模型,建立“量價通流”的三維設計模型,從而使其應用于多階段的工程造價管理,提高工程造價管理效率。該策略的運行模式基本流程如圖2所示。


      該模式下,在決策階段,仍采取傳統的方式,電網公司相關部門根據估算指標確定工程投資估算;在設計階段,輸變電工程初步設計由設計單位基于CAD平臺設計并經BIM技術咨詢公司翻模完成,或由設計單位直接基于BIM三維設計平臺完成,該設計模型可實現碰撞檢查,提高設計質量和工作效率,可自動提出工程量,并結合已嵌入的造價信息,導出相應的工程概算和預算;在招投標階段,基于BIM的三維設計模型有助于建設單位(電網公司)準確編制工程量清單,確定工程招標標底,同時也統一了投標單位的工程量記取口徑,輔助制定投標報價;在施工階段,通過參照三維設計模型,能夠較為形象地了解工程建設要求,更好地控制施工成本,有利于建管單位對施工單位行為進行管理和監督;竣工階段,仍采取傳統的造價管理辦法,在計算工程結算時可借助基于BIM的三維設計模型件進行提量和出價,輔助完成工程結算。


      該模式基于BIM三維設計平臺完成,將BIM技術拓展應用到造價管理過程中的量價通流,簡化了電網輸變電工程的造價流程,不需要改變電網公司現有的造價管理體系,是對圖形算量技術的進一步深化。但該模式并未實現BIM技術在輸變電工程造價管理中的全過程應用,同時,運作核心為BIM軟件咨詢單位,是依靠第三方咨詢公司利用BIM軟件實現流程的信息化、自動化、可視化管理,無法實現電網部門內部的信息共享、權責共擔。因而,需要從根本上改變現有的人員運作流程,優化電網輸變電工程管理模式,深化BIM技術的全過程應用。


      3.4基于全過程管理的BIM技術全面應用推進策略


      面對逐年增加的電網建設工程,以及電網公司不斷細化的工程管理要求,構建集約化、信息化、智能化的管理模式逐步成為電網基建管理的重要趨勢。基于此,本文提出BIM技術在輸變電工程造價管理中的更深層次的應用——基于全過程管理的BIM技術應用策略,將BIM技術貫穿于輸變電工程各階段的造價管理,改變傳統的輸變電工程造價管理模式,實現BIM技術真正意義上的應用。該策略的運行模式基本流程如圖3所示。


      該模式下,考慮到各類造價數據的可掌控性和規模效益,由電網公司搭建統一的BIM平臺,BIM技術從決策階段的輔助決策到設計階段建立設計模型進行概預算編制,招投標階段工程量清單提取、標底確定、投標報價編制,施工階段基于BIM模型的5D施工管理,直至工程竣工移交,貫穿于工程造價管理全過程。


      (1)在決策階段,借助業務支撐機構(經研院、咨詢公司)的專業作用,利用模型庫對不同的項目方案建立初步的可視化信息模型,快速提取不同建設方案的估算工程量,準確估算出不同方案的投資估算,結合其虛擬建造、方案優化等功能,進行備選方案的詳細對比和分析,避免由于前期規劃深度不夠、可研內容不充分對投資決策的影響,有力支撐投資決策的制定。


      (2)在設計階段,通過已建立的BIM數據庫制定合理的限額設計指標。隨著設計深度的增加,施工圖設計階段,分項工程工程量、施工圖預算、工程進度信息以及設計文件均可直接提取和可視化實時查看,改變了傳統工程造價軟件的文本格式。同時,基于BIM技術的碰撞檢查,使設計成果在交付前就消除各專業之間設計存在的沖突,減少設計變更,極大地提高設計質量和工作效率。


      (3)在招投標階段,建設單位(電網公司)可以根據BIM模型快速提取工程量,準確編制工程量清單,有效防止缺項漏項和計算錯誤,統一了工程量計取口徑,避免了不同參與主體計取工程量不同而產生的糾紛;投標單位通過購買獲得包含BIM模型的招標文件,可快速獲取正確的工程量信息,復核招標文件工程量清單,節省了投標文件編制時間和工作量,便于投標方制定更好的投標策略。


      (4)在施工階段,在BIM技術環境下,利用量價通流和無線射頻技術,根據工程完成進度實時掌握工程造價變動情況,便于建設單位核對工程進度款;施工單位則可利用參數化的模型合理統計各工序工程量,合理安排施工人員、材料、機械設備等施工資源,實現施工階段造價控制的精細化;監理單位可利用BIM技術實現對工程全過程信息進行跟蹤、監督和管理。


      (5)在竣工階段,基于BIM技術,可實現工程量的自動對比、分析,且實際發生的暫估價材料工程量可通過BIM模型進行提取并統一調整。同時,在BIM協作平臺中,項目實施、變更、索賠、進度以及人、材、機價格等信息均有詳實記錄,有效解決了結算資料不全、結算依據混亂等問題,提高了工程結算工作效率。


      基于全過程管理的BIM技術應用模式是BIM技術在建設工程造價領域應用的最理想模式,該模式中各參與方均基于同一個BIM模型,實現了BIM技術“一模多用”的工程項目信息化理念。此外,構建的BIM模型還可以用于指導輸變電工程的運維工作,實現項目全壽命周期信息的共享。然而,該模式是對傳統輸變電工程造價管理方式的流程再造,需要進行大量的前期準備工作,包括BIM平臺的搭建、BIM技術人才的培養、BIM模型標準庫的構建、知識產權的處理等,需要耗費大量的人、財、力,因此,該模式需要經過一段時間的過渡之后才能夠實現。


      4BIM技術在輸變電工程造價管理中的應用保障機制


      結合上述BIM技術在輸變電工程造價管理中的適用性分析和推進策略研究,為促進BIM技術在輸變電工程造價管理中的應用落地,充分發揮BIM技術的應用價值,持續提升輸變電工程造價管理水平,本文就BIM技術在輸變電工程造價管理中的應用保障機制提出如下操作要點。


      4.1加強BIM技術推廣應用的政策引導


      BIM技術的推廣應用需要政府配套政策的引導。近幾年,住建部陸續出臺了促進BIM技術發展與應用的相關指導文件,一些省市也發布了相關指導意見和實施辦法。隨著BIM技術不斷應用于實際工程,還需逐步制定各層面的政策和實施細則,如:(1)不斷完善國內BIM技術的基本應用準則,規范不同行業制定的BIM技術應用標準;(2)補充BIM技術相關的合同法律,明確各方權責關系;(3)建立BIM技術應用的激勵政策,對使用BIM技術的大型工程給予稅收方面的優惠或財政方面的補貼;(4)通過設立專項資金,鼓勵和扶持BIM軟件公司加快相關產品的研發和推廣;(5)鼓勵企業根據造價信息儲備情況制定基于BIM技術的企業定額,以更好地適應工程量清單計價模式要求。


      4.2建立電力行業BIM技術應用標準


      電力行業有著特定的工程計量方式和計價依據,BIM技術在電力行業的深化應用必須嵌入電力工程特色。在電力行業層面,逐步建立BIM技術應用標準以補充和完善現有電力工程造價管理相關標準,包括:(1)建立基于BIM技術的通用標準,對基于BIM技術的工程造價信息建立統一的分類框架、編碼和標識準則,滿足不同BIM平臺或相同BIM平臺不同專業間(建筑、安裝、線路專業等)的數據交互需求;(2)完善基于BIM技術的設計規范和計量規則,包括定義BIM模型對定額計價和清單計價的匹配關聯,確保造價工作的準確、高效;(3)完善基于BIM技術的輸變電工程造價管理標準,包括從工程立項到初步設計,再到施工圖設計,直至竣工各階段的管理規程和標準,提高基于BIM技術的輸變電工程造價成果質量。


      4.3搭建企業級BIM技術協同管控平臺


      BIM技術貫穿于建設工程的整個過程,涉及建設單位、設計單位、施工單位、監理單位等多個主體,考慮到電網公司的運營管理特點,建議構建電網公司主導下的輸變電工程BIM技術協同管控平臺,各參建單位基于BIM協同平臺輔助完成工程數據的交流和交換。結合本文研究,BIM技術平臺的搭建與應用可分階段、有側重點地推廣應用,可首先應用BIM技術的圖形算量工程,然后將圖形算量與三維設計相融合,逐步過渡至基于BIM技術的全過程造價管理應用。同時,在BIM技術協同平臺的應用過程中,電網公司需協助完成電力行業BIM標準化模型族庫、設備材料族庫、輔助構件庫的建立,為設計工作提供基礎支撐;統一數據傳輸標準,構建輸變電工程造價數據庫,實現建設單位、施工單位的成本動態管理和造價數據積累。


      4.4培養電網建設工程BIM技術人才


      基于BIM技術的工程造價管理是對傳統方式的變革,當前,從事電網運行操作管理特別是經濟技術管理的員工較難轉變思維,且缺乏BIM技術應用實際經驗,限制著BIM技術的應用。完全依賴BIM技術咨詢公司提供服務,很難快速推進BIM技術的應用。因此,一方面應提高各參與方對BIM技術的重視,建立BIM技術實訓平臺或者基于典型工程開展BIM技術應用培訓,如:依托特高壓工程的BIM技術應用等;另一方面,加強BIM技術人才的培養,通過咨詢機構與企業合作培訓或是校企聯合培養等方式,培養具備工程能力、BIM技能、管理協同能力的BIM技術人才。


      5結語


      在BIM技術環境下,輸變電工程造價管理的相關信息能夠進行橫向和縱向的交流與共享,可實現工程造價管理工作的實時監控、動態展現、準確分析。本文對BIM技術在輸變電工程造價管理中的應用做了系統性研究,分別論述了BIM技術在輸變電工程造價管理中的適用性、應用現狀以及應用推進策略,同時,提出了BIM技術在輸變電工程造價管理中的應用建議。需要指出的是,作為一項先進的工程管理技術,BIM技術全面應用于輸變電工程造價領域尚需一個過程。BIM技術在輸變電工程造價管理中的綜合應用效益,以及分階段詳細探究BIM技術在輸變電工程造價管理中的應用價值將是下一步研究的重點。


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