謝 穎 　 王 哲

(東北林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱　150040)

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基于BIM與PLM技術(shù)的建設(shè)項目投資管理研究

謝 穎 王 哲

(東北林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱150040)

通過分析傳統(tǒng)建設(shè)項目投資控制缺點，提出BLM理念在工程項目投資管理中的優(yōu)勢與可行性，介紹了基于BLM的建設(shè)項目投資控制模式，從導(dǎo)入環(huán)路、參與方環(huán)路、功能環(huán)路和建設(shè)階段環(huán)路四方面闡述了該模式的構(gòu)建方式，并設(shè)計了模式的功能模塊，指出模式運行中采用“導(dǎo)入對接法”，可避免信息重復(fù)輸入，提高投資管理效率。

建設(shè)項目，BIM，PLM，投資控制模式

0　引言

由于項目建設(shè)中參與單位、風(fēng)險因素及建筑信息量的增多，項目投資管理難度不斷增大。業(yè)主如何有效控制工程投資，以減少建設(shè)成本，成為項目管理的核心目標?！?011—2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》明確要求：“加快建筑信息模型(BIM)等新技術(shù)在工程中的應(yīng)用，積極探索項目全生命周期(PLM)技術(shù)的研究和應(yīng)用”。建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)具有智能化、三維化、可視化等特點，在工程造價領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用。

許多學(xué)者從不同角度進行了研究，如張樹捷從BIM不同功能分析其在工程造價管理中的應(yīng)用[1]；汪茵等從前期造價管理角度分析BIM價值[2]；陳祥赟等通過實例工程分析BIM技術(shù)對工程進度和成本控制的實際價值[3]。但在已有研究中，以BIM技術(shù)為核心、以項目全生命周期(Project Lifecycle Management，PLM)技術(shù)為輔助的建設(shè)工程生命周期管理理念(Building Lifecycle Management，BLM)，在項目投資管理中的應(yīng)用分析卻很少，因此有必要對其進行研究。

1　建設(shè)項目投資管理現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

1.1傳統(tǒng)建設(shè)項目投資管理存在的問題

1)精細化程度低，投資管理粗放。傳統(tǒng)建設(shè)項目投資管理注重經(jīng)驗，決策階段投資估算準確性偏低，導(dǎo)致估算不能很好地起到控制工程總投資的作用；設(shè)計階段設(shè)計深度往往不夠；招投標階段易出現(xiàn)工程量計算偏差；施工及竣工驗收階段易產(chǎn)生工程量重復(fù)計算問題，較難保證審核結(jié)算質(zhì)量。在二維顯示下，建筑物中的空間信息、設(shè)備信息與人員信息得不到充分的顯示[4]，投資管理達不到精細化要求。

2)信息化水平差，數(shù)據(jù)易丟失。建設(shè)項目生命周期管理常被分成彼此獨立的前期策劃管理階段(Development Management，DM)、實施期項目管理階段(Project Management，PM)及使用期設(shè)施管理(Facility Management，F(xiàn)M)階段。項目參與方在各階段只能創(chuàng)建局部共享信息，彼此易形成“信息孤島”， 階段控制連貫性差，且數(shù)據(jù)由電子形式轉(zhuǎn)變成紙質(zhì)過程中極易丟失。

3)動態(tài)化應(yīng)用少，管理缺乏預(yù)見性。傳統(tǒng)投資管理依賴被動式控制，當(dāng)項目資金流出現(xiàn)問題后才采取控制措施，資金管理缺乏預(yù)見性。多數(shù)投資控制以固定參數(shù)和靜態(tài)圖(如成本偏差分析、限額設(shè)計、標有資金使用情況的網(wǎng)絡(luò)計劃圖等)的形式體現(xiàn)資金使用過程，無法滿足當(dāng)前投資管理動態(tài)、高效化的要求。

1.2基于BLM的建設(shè)項目投資管理理念的提出

基于BIM與PLM技術(shù)的BLM理念是目前建筑業(yè)信息化發(fā)展方向之一。BLM理念是PLM與BIM技術(shù)的創(chuàng)新結(jié)合，要求項目各階段數(shù)據(jù)、不同參與方所掌握的工程信息等均在同一數(shù)字化平臺中交換與流轉(zhuǎn)。建設(shè)工程生命周期貫穿建設(shè)項目全過程，即從概念設(shè)計到拆除或拆除后再利用，通過數(shù)字化方法創(chuàng)建、管理和共享所建造資本資產(chǎn)的信息[5]。BLM理念的核心是建立虛擬的建筑信息模型并管理模型信息，使項目各階段有效集成，最大化項目價值。

BIM是BLM理念的技術(shù)核心，應(yīng)用BIM技術(shù)可為BLM理念的實施提供數(shù)字化模型與技術(shù)支撐。BIM是一個設(shè)施(建設(shè)項目)物理和功能特性的數(shù)字化表達；是一個共享的知識資源，是分享有關(guān)這個設(shè)施的信息，為該設(shè)施從概念到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據(jù)的過程；在項目不同階段，不同利益相關(guān)方通過在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責(zé)的協(xié)同作業(yè)[6]。因此，BIM技術(shù)可使項目投資動態(tài)化，為可視化控制項目投資提供技術(shù)平臺。

2　BICM模式的構(gòu)建

2.1BICM模式的結(jié)構(gòu)

針對目前項目投資管理出現(xiàn)的問題，本文提出了基于BLM的建設(shè)項目投資控制模式(Building Investment Control Mode，BICM)。在模式建立中，引入BIM與PLM技術(shù)。BICM模式通過創(chuàng)建5D參數(shù)化模型(3D模型+時間維度+成本信息)，加強工程信息在項目各階段、各參與方間的共享程度，減少信息在流轉(zhuǎn)時的損失，從而提高項目前期投資估算精度，加快項目建造期信息處理速度，減少項目后期運營管理難度。本文通過Revit，Navisworks及Excel軟件，構(gòu)建了基于BLM的建設(shè)項目投資控制模式應(yīng)用框架，該模式由四個環(huán)路構(gòu)成，如圖1所示。

1)導(dǎo)入環(huán)路。在導(dǎo)入環(huán)路中，圖紙信息、模型信息、進度信息和成本信息得以充分流轉(zhuǎn)、共享，數(shù)據(jù)間互操作性增強，減少信息流失。該環(huán)路具體實現(xiàn)方法以Revit軟件為核心數(shù)據(jù)庫，對建筑物進行三維建模。通過導(dǎo)入法使外圍兼容軟件Navisworks對模型進行識別并再創(chuàng)建，最終在Excel軟件中形成建設(shè)項目隨時間進度的資金流曲線圖。

2)參與方環(huán)路。在參與方環(huán)路中，業(yè)主、設(shè)計方或施工方通過功能環(huán)路及階段環(huán)路反饋的信息，持續(xù)監(jiān)控項目投資或成本。業(yè)主主要承擔(dān)項目總投資監(jiān)控和管理工作，施工方則配合業(yè)主進行投資管理，并最大限度地節(jié)約使用資金。

3)功能環(huán)路。BICM模式的功能環(huán)路由五大功能模塊構(gòu)成，分別是精細化建模、建立信息平臺、制訂資金使用計劃、可視化跟蹤和動態(tài)化管理。五大功能模塊保證該管理模式有效運行，并連接參與方和建設(shè)階段環(huán)路，以增強模式的功能性、整體性。

4)建設(shè)階段環(huán)路。建設(shè)階段環(huán)路由DM,PM,FM階段構(gòu)成。DM階段投資控制方為業(yè)主；PM階段投資控制方包括業(yè)主、設(shè)計方、施工方及監(jiān)理方等；FM階段投資控制方為項目最終使用者。該環(huán)路充分體現(xiàn)PLM思想，可實現(xiàn)項目投資全生命周期管理，即實現(xiàn)項目決策、設(shè)計、施工、運營管理等過程的集成。

該投資控制模式四個環(huán)路的構(gòu)建，符合全生命周期項目管理的思想，即建立系統(tǒng)化的管理體系。該模式可實現(xiàn)業(yè)主、設(shè)計方及施工方對項目投資或成本實時控制，并從項目不同階段全面反饋資金管理效果?；贐LM的投資控制模式也可結(jié)合Microsoft project項目管理軟件、魯班PDS系統(tǒng)及基于BIM的廣聯(lián)達等擴展性軟件來實現(xiàn)。

2.2BICM模式功能模塊分析

1)精細化建模。BIM三維模型以圖元構(gòu)件或族的形式搭建實例化建筑物數(shù)字模型，模型綜合包括建筑物各部位尺寸、材料、定價等信息，克服傳統(tǒng)CAD圖形建模技術(shù)只以點、線、面等幾何圖元表達建筑物信息的缺點。

2)建立信息共享平臺。以往專業(yè)人員只能在項目各個階段采取獨立的設(shè)計和建造方法，但BIM技術(shù)則注重信息共享，在建筑全生命周期中形成一個共有的數(shù)據(jù)知識庫，在建筑行業(yè)中許多復(fù)雜項目也需要一個包含多數(shù)據(jù)和交換規(guī)則的大型建筑信息系統(tǒng)[7,8]。因此建立基于BIM的信息共享平臺，將項目不同階段的投資信息輸入BIM模型及基于互聯(lián)網(wǎng)的局部服務(wù)器中，形成BICM信息數(shù)據(jù)庫，改變傳統(tǒng)投資控制信息重復(fù)輸入情況，提高項目投資管控水平。

3)制訂資金使用計劃。在編制資金計劃時，根據(jù)綜合了建筑信息、時間信息、成本信息的5D參數(shù)化模型，將投資計劃不斷細化，利用模型高效的計算分析能力，快速計算項目工程量并實時查看任意時間節(jié)點的成本費用，以最低的總成本達到工程預(yù)期建設(shè)目標。

4)可視化跟蹤。項目各參與方通過模型接口，隨時獲取一致的工程信息，最終實現(xiàn)網(wǎng)上交流與協(xié)同工作。業(yè)主可隨時查看共享平臺中項目資金運用情況，監(jiān)控施工方預(yù)算；設(shè)計方可在平臺中輸入建筑設(shè)計信息，供業(yè)主與施工方參考；施工方則根據(jù)平臺中資金流信息及時調(diào)整施工方案，避免費用超支。

5)動態(tài)化管理。由于BICM信息數(shù)據(jù)庫具有完備性、易用性等特點，能及時發(fā)現(xiàn)項目投資超支環(huán)節(jié)，分析產(chǎn)生的原因并采取預(yù)防措施，在資金流出現(xiàn)狀況前予以解決。BICM數(shù)據(jù)庫利于人員在共享平臺中交流溝通，例如現(xiàn)場管理人員可每周召開例會，比對BICM共享平臺中的信息與工程實際投資情況，衡量投資管理效果，動態(tài)分析資金使用情況。

2.3BICM模式的實施步驟

BICM模式實施的關(guān)鍵是構(gòu)建5D參數(shù)化模型，即三維實例化模型附加時間維度和成本信息，最終得到項目工程量和成本等數(shù)據(jù)。根據(jù)項目實際情況，通常有3種方法計算工程量和成本數(shù)據(jù)：利用應(yīng)用程序界面(Application Programming Interface，API)在BIM軟件和成本預(yù)算軟件間建立連接；利用開放數(shù)據(jù)庫互聯(lián)(Open Database Connectivity，ODBC)直接訪問BIM軟件數(shù)據(jù)庫；將計算結(jié)果輸出到Excel。

針對目前已開發(fā)的從Revit設(shè)計軟件導(dǎo)入BIM模型的API，在實際應(yīng)用中仍存在信息利用障礙；應(yīng)用ODBC直接讀取BIM模型信息前需進行復(fù)雜的構(gòu)件編碼，并重新設(shè)計工程量計算規(guī)范等問題。本文采用第3種方法，將5D模型資金信息直接輸出到Excel軟件。此方法不需二次開發(fā)相應(yīng)軟件系統(tǒng)，節(jié)省軟件開發(fā)成本。BIM 5D模型創(chuàng)建及BICM模式的實施分為以下幾個步驟：

1)將兼容的CAD圖紙導(dǎo)入Revit軟件中，在圖紙基礎(chǔ)上創(chuàng)建BIM 3D模型；

2)根據(jù)已計算的工程量、定額、工作邏輯順序等信息，編制工程初始進度計劃；

3)將創(chuàng)建的BIM3D模型導(dǎo)入Navisworks軟件中，并在Timeliner界面對模型各構(gòu)件添加初始進度計劃信息，設(shè)置任務(wù)性質(zhì)(構(gòu)造、拆除、臨時)；

4)提取階段成本信息，編制工程初始投資計劃，將投資計劃信息導(dǎo)入Excel軟件中，繪制項目實際資金流與計劃資金流對比曲線圖。

建立在Navisworks軟件模擬施工進度計劃基礎(chǔ)上的資金流對比曲線圖，可作為項目投資管理的工具之一。本文提出的投資控制模式采用“導(dǎo)入對接法”，使項目信息在軟件輸入與輸出端實現(xiàn)對接，體現(xiàn)BLM理念中“一次輸入，多次利用”思想。

3　結(jié)語

本文針對目前建設(shè)項目投資管理出現(xiàn)的問題，將基于BIM與PLM技術(shù)的BLM理念引入建設(shè)項目投資管理中，構(gòu)建基于BLM的建設(shè)項目投資控制模式，將Revit,Navisworks及Excel軟件相互搭接，可視化呈現(xiàn)項目資金流。在保證工程質(zhì)量和工期前提下，投資可控制在合同限額內(nèi)，解決了建設(shè)項目傳統(tǒng)投資管理方法存在的問題。目前，隨著建筑業(yè)廣泛應(yīng)用BIM技術(shù)，以其為核心的BLM理念在建設(shè)項目投資控制中將具有更大的應(yīng)用價值。

[1]張樹捷.BIM在工程造價管理中的應(yīng)用研究[J].建筑經(jīng)濟，2012(2):20-24.

[2]汪茵，高平，宋蓉.BIM在工程前期造價管理中的應(yīng)用研究[J].建筑經(jīng)濟，2014(8):64-67.

[3]陳祥赟，董娜，熊峰.基于BIM的某項目進度與成本控制研究[J].施工技術(shù)，2014(43):580-583.

[4]林天揚，王佳，周小平.基于BIM的可視化消防管理平臺研究[J].建筑科學(xué)，2015，31(6):152-155.

[5]丁士昭，馬繼偉，陳建國.建設(shè)工程信息化導(dǎo)論[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2005.

[6]何關(guān)培，應(yīng)宇墾，王軼群.BIM總論[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2011.

[7]Franco K.T. Cheung，Jothan Rihan，Joseph Tah，et al.Early stage multi-level cost estimation for schematic BIM models[J]. Automation in Construction,2012,27(7):67-77.

[8]Vishal Singh，Ning Gu，Xiangyu Wang. A theoretical framework of a BIM-based multi-disciplinary collaboration platform[J]. Automation in Construction，2011，20(2):134-144.

Study on construction project investment management based on BIM and PLM

Xie YingWang Zhe

(SchoolofCivilEngineering，NortheastForestryUniversity，Harbin150040，China)

Analysing the shortcomings of the traditional investment control, indicating that the advantages and feasibility of BLM in the investment management of the construction project, and introduce the pattern of the project investment control that based on BLM. Elaborating the foundation of the mode in four areas, including import circurt, participant circurt, function circurt and construction phase circurt, and designing the function module of the mode, point out using “the method of importing butt joint” when the pattern is run, and it can avoid information input repeatly and increase the managerial efficiency of investment management.

construction project， BIM， PLM， investment control mode

1009-6825(2016)08-0240-03

2016-01-09

謝穎(1970- )，女，博士后，副教授；王哲(1991- )，女，在讀碩士

F283

A