陳婧 CHEN Jing；賀成龍 HE Cheng-long；張柱 ZHANG Zhu；甘雪怡 GAN Xue-yi；何磊 HE Lei；張藍(lán)文 ZHANG Lan-wen

（嘉興學(xué)院建筑工程學(xué)院，嘉興 314001）

0 引言

現(xiàn)階段工程材料采購(gòu)管理一般采用的都是傳統(tǒng)采購(gòu)模式，在傳統(tǒng)采購(gòu)模式下，業(yè)主必須按照設(shè)計(jì)-招標(biāo)-建造的順序進(jìn)行，只有在上一工作內(nèi)容完成以后才能夠進(jìn)行下一階段的工作，這是傳統(tǒng)采購(gòu)模式最大的特點(diǎn)。在這種模式下，首先很容易導(dǎo)致整個(gè)的建設(shè)周期變長(zhǎng)，成本的可控性變差，且由于參與項(xiàng)目的三方信息交流難度大，各方都難以協(xié)調(diào)，很容易導(dǎo)致設(shè)計(jì)的“可施工性”差，設(shè)計(jì)變更十分頻繁。其次使用人工方式對(duì)材料進(jìn)行整體管理的傳統(tǒng)滯后的采購(gòu)管理方式，對(duì)材料的及時(shí)需求不夠準(zhǔn)確，并難以避免采購(gòu)工作的疏漏與失誤。最后在材料采購(gòu)過(guò)程中承包商與供應(yīng)商的信息不對(duì)稱也是現(xiàn)階段的主要問(wèn)題，材料供需雙方之間信息交流與溝通出現(xiàn)障礙，結(jié)果帶來(lái)交易成本提高，風(fēng)險(xiǎn)增加的結(jié)果。綜上所述，這些問(wèn)題的存在使得材料的采購(gòu)工作難以進(jìn)行或需浪費(fèi)大量的人力物力財(cái)力。在此基礎(chǔ)上，整個(gè)項(xiàng)目的質(zhì)量、成本和進(jìn)度在一定程度上都會(huì)受到影響，業(yè)主的利益也難以得到保障。

建筑信息模型技術(shù)（Building Information Modeling，BIM）是建筑的物理和功能特性的多維可視化數(shù)字集成，集成該建筑從概念、設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)維乃至拆除全壽命周期的信息，將BIM技術(shù)應(yīng)用于建設(shè)工程項(xiàng)目中，可將其中相關(guān)設(shè)施的物理與功能，利用數(shù)字信息化的方式予以表達(dá)。在采購(gòu)管理過(guò)程中，BIM技術(shù)能將進(jìn)度信息、成本信息、質(zhì)量信息集成在建筑信息模型里，構(gòu)建三維立體模型，作為一個(gè)直觀有效的載體，進(jìn)一步確定材料的采購(gòu)需求，通過(guò)準(zhǔn)確的采購(gòu)需求所制定的采購(gòu)計(jì)劃直接提高了采購(gòu)的效率。BIM信息的集中和采購(gòu)模型的搭建，為選擇供應(yīng)商提供了參考。而追蹤、驗(yàn)收過(guò)程中，BIM技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合運(yùn)用，將材料的流動(dòng)管理實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程可視化，各方可以借助BIM進(jìn)行信息共享，準(zhǔn)確掌握物資去向，加快工程材料驗(yàn)收的進(jìn)度。在采購(gòu)管理的整個(gè)過(guò)程中，通過(guò)BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)成本控制、進(jìn)度控制以及質(zhì)量保證，優(yōu)化采購(gòu)管理，提高采購(gòu)效率。

1 基于BIM工程材料采購(gòu)管理的應(yīng)用流程

通過(guò)BIM技術(shù)與設(shè)計(jì)方提供的項(xiàng)目圖紙，并基于BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，建立采購(gòu)模型，并通過(guò)相關(guān)軟件進(jìn)行精確算量。從而得到項(xiàng)目所需材料的采購(gòu)需求，通過(guò)BIM信息平臺(tái)將采購(gòu)材料需求進(jìn)行同步建檔，根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃實(shí)時(shí)編制采購(gòu)計(jì)劃?；贐IM模型篩選合適的供應(yīng)商，便于材料的采購(gòu)，對(duì)后續(xù)擬定采購(gòu)合同奠定基礎(chǔ)。在材料追蹤和驗(yàn)收階段以BIM模型為基礎(chǔ)，與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，保證材料交付的準(zhǔn)確。其具體應(yīng)用流程見(jiàn)圖1。

圖1 基于BIM的工程材料采購(gòu)管理應(yīng)用流程

1.1 確定采購(gòu)需求

BIM技術(shù)可根據(jù)圖紙?jiān)赗evit等軟件構(gòu)建三維實(shí)體模型，該模型能將建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的具體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出來(lái)，并且能在三維視圖中實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)中不同構(gòu)件的直觀展示。利用Revit等軟件建模時(shí)輸入項(xiàng)目總體信息與細(xì)節(jié)信息，包括樓層數(shù)、鋼筋級(jí)數(shù)、混凝土等級(jí)、抗震等級(jí)等。在完成信息輸入、建立好軸網(wǎng)之后，可以進(jìn)行構(gòu)件的布置，完成項(xiàng)目簡(jiǎn)易建模。還可以通過(guò)BIM進(jìn)行模型的碰撞檢查，對(duì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)有矛盾的地方及時(shí)與設(shè)計(jì)方溝通與改正，保障圖紙的可施工性，從而進(jìn)一步確定相關(guān)材料的數(shù)量。同時(shí)可以針對(duì)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)進(jìn)行單獨(dú)建模，提高建模的準(zhǔn)確性，便于對(duì)后期材料用量采購(gòu)成本的控制。以某幼兒園教學(xué)樓遷建項(xiàng)目為例，進(jìn)行BIM建模，如圖2所示。

圖2 三維實(shí)體模型

用廣聯(lián)達(dá)GTJ軟件進(jìn)行BIM土建和鋼筋算量建模，最后可以系統(tǒng)的生成項(xiàng)目工程量，方便提取使用。直觀的展示出項(xiàng)目所需要的構(gòu)建材料的數(shù)量，對(duì)于一些特殊構(gòu)件也能清楚展示出來(lái)，能更加精準(zhǔn)指導(dǎo)后續(xù)采購(gòu)材料。如該項(xiàng)目的混凝土、門窗的匯總工程量分別如表1、表2所示。

表1 混凝土工程量匯總表

表2 門窗工程量匯總表

根據(jù)BIM模型，也可以很方便的得到某一樓層、某一構(gòu)件的工程量，比如二層矩形梁的工程量，如表3所示。

表3 二層矩形梁的工程量

傳統(tǒng)算量的過(guò)程是基于圖紙進(jìn)行手工計(jì)算，而B(niǎo)IM算量軟件是基于三維模型，能更直觀的表達(dá)各類構(gòu)件的位置關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了立體空間體的三維扣減，扣減計(jì)算較繁雜的三維體時(shí)誤差較小，保證了構(gòu)件工程量的準(zhǔn)確性，高效性。相比于人工計(jì)算操作更為簡(jiǎn)單，提高了工作效率及有效性。相較于傳統(tǒng)算量，借助BIM技術(shù)的軟件計(jì)算工程量更加精準(zhǔn)，但是通過(guò)比較分析，Revit軟件和廣聯(lián)達(dá)GTJ軟件算量存在減扣規(guī)則不統(tǒng)一、繪圖方式不一致的問(wèn)題，造成了兩個(gè)軟件繪制出來(lái)的建筑物整體三維模型一致，而單個(gè)構(gòu)件可能產(chǎn)生區(qū)別導(dǎo)致最終算量結(jié)果產(chǎn)生較大誤差。

綜上，根據(jù)設(shè)計(jì)方提供的項(xiàng)目圖紙通過(guò)BIM技術(shù)建立三維實(shí)體模型，并通過(guò)相關(guān)軟件進(jìn)行精確算量?；贐IM模型和導(dǎo)出的算量模型，初步確定了材料的種類、數(shù)量、尺寸、質(zhì)量規(guī)范等。確定好工程所需材料，通過(guò)軟件生成材料需求計(jì)劃表并進(jìn)行分類，保證工程采購(gòu)中材料適配的精準(zhǔn)性，為后續(xù)材料采買提供了依據(jù)。

1.2 編制采購(gòu)計(jì)劃

基于BIM技術(shù)對(duì)建筑相關(guān)構(gòu)件建模與精準(zhǔn)算量，自動(dòng)生成工程采購(gòu)清單。在此基礎(chǔ)上通過(guò)BIM技術(shù)計(jì)算所需成本，精準(zhǔn)控制材料的成本與用量。同時(shí)將采購(gòu)材料進(jìn)行同步建檔，以BIM 5D模型中的數(shù)據(jù)信息和結(jié)合工作分解結(jié)構(gòu)（WBS）進(jìn)行材料采購(gòu)總計(jì)劃的制定，并根據(jù)所確定的施工進(jìn)度計(jì)劃實(shí)時(shí)編制階段性采購(gòu)計(jì)劃，配合實(shí)際工程的施工進(jìn)度，采購(gòu)適量的工程材料，盡量減少材料的庫(kù)存費(fèi)用與材料管理費(fèi)用，也降低材料的損耗，保證材料的質(zhì)量。同時(shí)通過(guò)BIM技術(shù)的信息共享功能，在選擇完材料供應(yīng)商后，對(duì)于供應(yīng)商來(lái)說(shuō)，也可以結(jié)合BIM模型展現(xiàn)的有關(guān)信息與施工方的采購(gòu)計(jì)劃清單進(jìn)行全方面的分析對(duì)比，判斷當(dāng)時(shí)所處時(shí)間段的需求方向與需求量，提高采購(gòu)效率。

1.3 后續(xù)采購(gòu)工作

在供應(yīng)商的選擇方面，基于BIM的工程材料采購(gòu)管理供應(yīng)商的選擇就更加快捷，并且材料采購(gòu)的質(zhì)量和采購(gòu)的效率也相應(yīng)提高。為了解決建筑施工企業(yè)和供應(yīng)商信息不對(duì)等的問(wèn)題，可以通過(guò)BIM技術(shù)搭建一個(gè)信息平臺(tái)，將工程相關(guān)信息錄入，建立相關(guān)工程的BIM模型，將工程相關(guān)信息共享。基于這個(gè)模型，施工方可以將供應(yīng)商的信息錄入，通過(guò)直觀對(duì)比篩選，判斷合適的供應(yīng)商，降低合作方的交易風(fēng)險(xiǎn)。還可以通過(guò)BIM模型顯示特殊配件，通過(guò)BIM中的信息篩選較好的特殊材料構(gòu)件的供應(yīng)商，便于特殊材料構(gòu)件的采購(gòu)。BIM可以長(zhǎng)時(shí)間保存供應(yīng)商信息，同時(shí)也可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)供應(yīng)商的基本信息進(jìn)行收集和記錄，及時(shí)更新BIM搭建的供應(yīng)商信息數(shù)據(jù)庫(kù)，使BIM的信息庫(kù)能更好的為供應(yīng)商的選擇提供參考。確定好供應(yīng)商后，便可通過(guò)雙方協(xié)議，簽訂采購(gòu)合同。

在材料追蹤階段，在BIM模型的基礎(chǔ)上，利用BIM模型的交互作用可實(shí)現(xiàn)買賣雙方進(jìn)行物資的查詢和材料管理，同時(shí)以物聯(lián)網(wǎng)智能定位對(duì)材料進(jìn)行定點(diǎn)管理，上傳至管理平臺(tái)后可隨時(shí)隨地對(duì)物料進(jìn)行查詢和跟蹤，對(duì)材料的追蹤與管理實(shí)現(xiàn)全程透明可視化。在整個(gè)工程材料采購(gòu)管理階段，實(shí)現(xiàn)了BIM模型和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合應(yīng)用，為各方提供及時(shí)、精準(zhǔn)的反饋信息，大大提高了工程材料采購(gòu)管理的準(zhǔn)確性和智慧化程度，在一定程度上降低了材料采購(gòu)成本、提高了材料質(zhì)量與采購(gòu)效率。

材料驗(yàn)收階段存在驗(yàn)收不符合相關(guān)規(guī)定、材料驗(yàn)收數(shù)量與采購(gòu)數(shù)量不符、驗(yàn)收質(zhì)量與采購(gòu)計(jì)劃質(zhì)量不符、材料采購(gòu)價(jià)格失真、結(jié)算不符合有關(guān)規(guī)定等風(fēng)險(xiǎn)。利用BIM技術(shù)可以建立采購(gòu)驗(yàn)收信息化平臺(tái)，可以更加立體、多渠道的實(shí)現(xiàn)對(duì)材料驗(yàn)收的管理，而且可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過(guò)軟件標(biāo)記驗(yàn)收存在差異的地方，實(shí)施重點(diǎn)監(jiān)督檢查，可實(shí)現(xiàn)材料最終交付的準(zhǔn)確性和規(guī)范性，提高采購(gòu)效率與管理。

2 結(jié)論

通過(guò)對(duì)建筑業(yè)工程材料采購(gòu)管理現(xiàn)狀的分析以及現(xiàn)階段所面臨的問(wèn)題，BIM作為數(shù)據(jù)載體，BIM技術(shù)的運(yùn)用在采購(gòu)方面凸顯出了很大的價(jià)值，首先可以幫助解決傳統(tǒng)模式下的信息不對(duì)稱，打通施工方、供應(yīng)商等不同參與方的信息壁壘，打通設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工與運(yùn)維各階段的相應(yīng)業(yè)務(wù)，解決數(shù)據(jù)無(wú)法共享的問(wèn)題。其次BIM技術(shù)的信息集成優(yōu)勢(shì)，則可以準(zhǔn)確地獲得相關(guān)工程信息數(shù)據(jù)，對(duì)整個(gè)工程所需材料的信息，通過(guò)精確的建模，從而得到精確的采購(gòu)需求，采購(gòu)管理人員可以根據(jù)這些信息準(zhǔn)確編制采購(gòu)計(jì)劃，有效降低傳統(tǒng)管理模式中應(yīng)項(xiàng)目信息獲取不夠準(zhǔn)確而造成的難以控制的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)減小對(duì)大庫(kù)存的依賴，降低庫(kù)存成本。

利用BIM技術(shù)，通過(guò)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行建模和量化，為制定合理的材料采購(gòu)計(jì)劃提高信息技術(shù)支撐，提高采購(gòu)的效率。在之后的采購(gòu)管理中，選擇供應(yīng)商，采購(gòu)合同的擬定，最后進(jìn)行材料的追蹤與驗(yàn)收，每一階段的流程都基于BIM技術(shù)或附加物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)，從不同程度的控制整個(gè)工程的成本，保障材料的質(zhì)量，提高工程進(jìn)行的效率。