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电网工程造价管理中BIM技术的应用研究

发布时间:2019-09-29

  近年来,随着智能电网工程全面推进,以及特高压电网建设投资规模逐年增加,项目投资随之增大,工程造价管理工作日趋复杂,同时,快速发展的外部经济环境也增加了电网工程造价的控制难度[1]。为实现工程造价精细化、信息化、流程化管控,满足电网工程建设持续健康发展的要求,传统电网工程造价管理的各阶段相互独立、计价模式区域性差异、造价信息滞后、造价数据共享难等问题亟待解决[2,3]。因此,研究和探索信息化背景下的电网工程造价管理模式,创新电网工程造价管理思路,具有重要的价值和意义。

  建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)作为一项先进的数字化信息系统,以三维可视化、5D 工程管理方式,通过搭建信息共享平台有效整合了项目决策、设计、招投标、施工、竣工等各阶段的信息,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[4-6],满足了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,上海世博会国家电网企业馆、天津永定河 220kV 变电站、某特高压交流线路组塔等项目建设过程中均引入 BIM 技术[7,8],其主要利用 BIM 技术在设计阶段的优势,并未真正意义上发挥 BIM 技术的价值。同时,缺少 BIM 技术下电网工程造价管理应用模式的系统性研究也直接影响着 BIM 技术在电网工程建设领域的应用与推广。

  基于此,为满足电网工程造价精益化管理要求,促进 BIM 技术在电网工程造价管理中的应用,创新智能电网时代下的电网工程造价管理模式,本文将结合 BIM 技术在民建工程领域的研究和应用,通过分析 BIM 技术在电网工程造价管理中应用的适用性,研究 BIM 技术在电网工程造价管理中的应用模式,并提出 BIM 技术在电网工程造价管理中的应用推进建议,为未来 BIM 技术在电网工程造价管理中应用推广提供有价值的参考。

  1、BIM 技术在电网工程造价管理中的适用性分析

  1.1、电网工程造价管理中 BIM 技术需求分析

  电网工程由于建设条件复杂、程序多、投资大、运营期长、资源消耗量大等因素影响,其工程造价管理呈现出计价规则繁琐、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。同时,随着精益化管理理念不断渗入电网工程造价管理,不同阶段的造价管理工作也面临新的变革要求。

  (1)工程造价准确性要求。虽已考虑电网建设工程的模块化特点,但对已建工程的相关造价信息利用不充分、部分工程出现多方案对比不深入、可研内容不够充分、未建立工程的虚拟模型等问题,均直接影响工程造价的准确性。

  (2)造价管理效率性要求。当前电网工程计价和计量软件主要有博微、鲁班、广联达等,以人工提量和计价为主,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)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,信息交互受限 ;信息共享不充分,造成管理滞后。

  (4)工程量计算精确性要求。由于人工计算产生的错误,同一工程的工程量常出现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增加工程计量精确管理的难度。

  (5)造价管理动态性要求。电网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。

  1.2、电网工程造价管理中 BIM 技术适宜性分析

  (1)BIM 技术下的数据管理满足电网工程造价管理需求

  BIM 作为一种信息技术和管理方法,有助于实现电网工程造价精益化管理。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,提高工程估算、概算、预算的准确性 ;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,BIM 数据表达直观且高效,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)标准统一的计价依据利于 BIM 标准制定

  BIM 技术在电网工程造价中推广应用需要统一的标准。目前,统一的电力行业定额计价依据,包括《电力建设工程概算定额》、《电力建设工程预算定额》、《电网工程建设预算编制与计算规定》等,以及统一的工程量清单计价规范,包括《建设工程工程量清单计价规范》《、输变电工程工程量清单计价规范》等,均对 BIM 平台中嵌入统一的计量和计价标准提供依据。

  (3)流程顺畅的组织体系便于 BIM 技术推广

  当前,电网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,考虑到垄断地位的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不断渗入,为BIM技术的推广提供基本的运行环境;同时,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。

  2、基于 BIM 技术的电网工程造价管理应用模式

  电网建设项目全过程主要包括决策、设计、招投标、施工、竣工验收等五个阶段,其对应的造价管理重点分别为投资估算、初设概算、施工图预算、合同价、工程结算。基于 BIM 技术的电网工程造价管理模式考虑了电网工程造价精益化管理要求,将实现对决策、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。结合我国电网区域化运营管理方式,本文研究并提出了基于BIM技术的电网工程造价管理应用模式。

  2.1、基于 BIM 技术的电网工程造价管理总体框架

  BIM 技术作为一项信息平台,以三维建筑模型为基础,能够连接项目全寿命周期各阶段的信息数据和管理资源,实现数据与模型的有效链接、技术与经济的数字化管理。

  在工程造价管理过程中,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,再到招投标阶段工程量清单提取、标底确定、投标报价编制,再到施工阶段基于 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。结合 BIM 技术在电网工程造价管理中的适用性分析,为充分、合理发挥 BIM 技术在电网工程造价管理中的作用,本文提出基于 BIM 技术的电网工程造价管理框架,如图 1 所示。


图 1 基于 BIM 技术的电网工程造价管理架构 

  通过围绕 BIM 平台构建电网工程造价管理流程,借助 BIM 模型与工程实际进展的链接,进行从上至下、从前到后的管理流程再造。同时,逐步积累电网工程造价数据,构建电网工程造价管理数据库,避免信息孤岛的影响,挖掘并利用工程造价大数据优势[10],从而实现工程不同阶段、不同参与方的组织结构优化和信息交换共享,全面提升电网工程造价管理水平。

  2.2、决策阶段 BIM 技术下的电网工程造价管理模式

  BIM 技术环境下,能够利用相应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,并通过调用造价信息数据关联投资估算与 BIM 模型,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,实现了备选方案的详细对比和分析,可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。

  针对电网工程的投资管理控制,本文提出基于 BIM 技术的决策阶段电网工程造价管理模式,如图 2 所示。


图 2 决策阶段基于 BIM 技术的电网工程造价管理模式 

  该模式下,基于省级电网公司搭建的 BIM 平台,借助业务支撑机构(经研院、咨询公司)的专业作用,通过使用基于 BIM 技术的分析软件和模拟软件,高效地进行各种建筑功能和性能分析及模拟,包括日照分析、能耗分析、室外风环境分析、光污染分析、噪声污染分析、碰撞分析、成本预算、应急模拟等,并结合估算指标,获得更精确的投资估算。此外,基于局部的问题,可借助 BIM 模型可快速准确的得到前期成本估算,实现决策阶段的投资控制。

  同时,BIM 环境下可高效完成电网工程投资决策以及数据积累,将投资决策方面的有关技术、经济信息以 BIM模型信息的形式进行存储,逐步积累具备项目特征的估算造价指标库,真正实现 BIM 技术在电网工程决策阶段的流程再造,从根本上改变了电网工程投资估算模式,也为电网工程投资管理后续工作的开展奠定了良好基础。

  2.3、设计阶段 BIM 技术下的电网工程造价管理模式

  设计阶段包括初步设计、技术设计、施工图设计三个阶段。在初步设计阶段和技术设计阶段,通过已建立的 BIM 数据库制定合理的限额设计目标,利用 BIM 模型快速实时的对比设计限额指标。随着设计深度的增加,施工图设计阶段,工程相关工程量、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,极大地提高了设计质量和工作效率。针对电网工程设计阶段造价管理,本文提出基于BIM技术的设计阶段电网工程造价管理模式,如图 3 所示。


图 3 设计阶段基于 BIM 技术的电网工程造价管理模式 

  该模式下,通过对电网工程造价管理在设计阶段进、行流程再造,基于省级电网公司搭建的 BIM 平台,在初步设计阶段,可利用 BIM 模型关联数据库,快速获取设计过程中工程基础造价数据,为限额设计提供支持 ;在施工图设计阶段,可借助 BIM 模型所包含的工程信息、进度计划及图形信息等制定精确的施工图预算,并且便于施工进度款支付、设备材料采购、限额领料等工作。

  3、基于 BIM 技术的电网工程造价管理应用建议

  结合上述 BIM 技术在电网工程造价管理中的适用性分析和应用模式研究,为促进 BIM 技术在电网工程造价管理中的应用落地,充分发挥 BIM 技术的应用价值,持续提升电网工程造价管理水平,本文从政策引导、行业标准,以及 BIM 平台建设、BIM 人才培养四个方面提出BIM 技术在电网工程造价管理中的应用建议。

  3.1、完善 BIM 技术的政策引导机制

  BIM 技术的推广应用需要政府配套政策的引导,近几年,住建部陆续出台了相关促进 BIM 技术发展与应用的指导文件,辽宁、山东、广东、上海等多省市也发布了相关指导意见和实施办法[12]。随着 BIM 技术不断应用于实际工程,相关引导政策还需补充和完善,逐步制定各层面的政策和实施细则以推动 BIM 技术应用,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,明确各方全责关系 ;(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,或是财政方面的补贴,以激励 BIM 技术的应用和推广 ;(4)通过设立专项资金,鼓励和扶持 BIM 软件商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,以更好的适应工程量清单计价模式要求。

  3.2、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,建议逐步建立 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 技术的电网工程造价管理标准,包括从工程立项到初步设计,再到施工,直至竣工各阶段的管理规程和标准,提高基于 BIM 技术的电网工程造价成果质量。

  3.3、搭建企业级 BIM 技术协同平台

  BIM 技术贯穿于建设工程的整个过程,涉及业主单位、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,建议由电网公司主导建立电网工程 BIM 技术协同管理平台,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、有侧重点的推广应用,可首先应用 BIM 技术的图形算量功能,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,构建电网工程造价数据库,实现建设单位、施工单位的成本动态管理和造价数据积累。

  3.4、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,从事电网技经的员工(尤其是老员工)较难转变思维,且 BIM 技术应用案例较少、缺乏实际经验,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,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,另一方面,加强 BIM 技术人才的培养,通过校企联合培养或是咨询机构与企业合作培训等方式,培养具备工程能力、BIM 技能、管理协同能力的 BIM技术人才。

  4、结语

  基于 BIM 技术的电网工程造价管理实现了造价管理信息横向和纵向的共享与协同,有利于实时、动态、准确管控与分析工程造价。从推广应用的角度出发,本文对 BIM 技术在电网工程造价管理中的应用做了系统性研究,分阶段论述了 BIM 技术环境下的电网工程造价管理流程,同时,提出了 BIM 技术在电网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 技术全面应用于电网工程造价领域尚需一个过程。

  BIM 技术在电网工程造价管理中的应用推进策略,以及分阶段详细探究 BIM 技术在电网工程造价管理中的应用价值将是本课题下一步研究的重点。

  参考文献
  [1] 夏晓君 . 构建适应全寿命资产管理的电网工程造价管理体系 [J]. 财经界 ,2015,(18):157-158.
  [2] 卢艳超 , 温卫宁 , 郑燕 . 我国电网工程造价管理模式的发展与完善 [J]. 电力建设 ,2014,35(9):123-127.
  [3]刘靖波,张鸥,史哲.输变电工程造价动态管控[J].中国电力企业管理 ,2015,(21):90-92.
  [4] 杨利丹 . 基于 BIM 的建设工程造价精益管理研究[J]. 建设管理 ,2014,(7):40-42.

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