基于4D模式的造价精益管控系统的开发及应用

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　　【摘 要】基于4D模式（三维模型+时间维）的造价精益管控系统，以全面提升工程造价控制水平，实现对工程造价的高效、精准控制。该系统将BIM技术引入造价信息控制系统中，使二者有机融合。兼有BIM技术的可视化、模拟性等特点，同时具备动态控制、价格预测、精准支付、自动结算等功能，从而达到工程项目造价控制的最优效果。
　　【关键词】4D模式;工程造价;精益管控;价格预测;精准支付
　　中图分类号： F280-4;G642 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）22-0072-002
　　0 引言
　　输变电工程造价控制贯穿工程实施全过程，且需要多专业协作完成。目前我国造价控制普遍存在与其他专业割裂、不同步（滞后）等问题，精确性差，造价管理成本高。
　　而BIM技术（基于3D模式）作为一种新的理念和生产工具在工程建设领域得到了广泛的应用。如何将BIM技术应用在工程造价控制中，是一個值得研究的课题。目前国内外对BIM技术在造价信息管理系统的功能定位、接口设置、模块设计等方面无相应的研究，BIM（3D）加时间维的造价控制系统开发尚无先例。
　　1 精益管控系统（4D模式）的概念及意义
　　为落实国家高质量发展要求，推进工程造价管理从事后控制向事前、事中控制转变，结合BIM技术，开展输变电工程“基于4D模式的工程造价精益管控系统”的开发及研究。4D是指在“三维”基础上增加一个“时间维”。造价管理从“线”上来讲，始终贯穿工程实施全过程，从“点”（时间点）来讲，涉及到工程实施每一个节点的事前、即时、事后的控制。通过“三维模型+时间维”的精确控制，可以实现对工程造价的高效、精准管理，全面提升工程造价控制水平。
　　从工程项目造价管理上来看，采用BIM技术，将项目从可行性研究阶段到工程竣工结算阶段的一系列工程项目造价过程作为一个有机整体进行控制，在全过程、全方位、动态的理念下，以BIM为基础发展成为4D模式，以信息技术、数字技术为依托，集成项目造价管理的各项职能。
　　BIM技术的发展从平面手工绘图到基于2D的CAD绘图技术。2D电子绘图即是对手工绘图的电子模拟，利用点、圆、线等几何图形，在计算机上绘出施工图，目前使用的各类方案图、初步设计图和施工图基本上都采用2D模式。现阶段所研究的BIM技术建立在3D的基础上，它不仅能实现可视化展示功能，还能够实现虚拟施工模拟、工程项目信息全共享、协调项目发展等多重功能。
　　在以上基础上，融入“时间信息”与“造价数据”，针对工程造价形成由实体+时间的四维建筑模型（4D模式），集成工程量、进度、造价等数据，系统不仅能自动计算工程量，还能将建筑物模型与施工进度的各种工作相链接，动态地模拟施工变化过程，实现进度控制和成本造价的实时监控。4D造价管控系统应用可在三维建模和进度控制目标的基础上，实现工程项目造价控制的最优。当前造价控制可以分为两个方面，一方面，从工程项目预算入手，预算越准确，对项目的控制越有效，则工程项目造价控制效果越好;另一方面，从建设工程项目施工入手，通过对工程项目建设成本进行严格的控制和对人力、物力、财力的科学管理，使资源分配达到最优。综合上述，4D模式即是在三维建模和即时造价控制基础上，实现工程项目的精细化预算和施工过程中造价精准控制的最优模式。
　　2 管控系统（4D模式）的构建基础及原理
　　研究以某电网工程造价控制为载体，以三维技术为基础，从时间维度对工程造价实施即时、在线管控，并建立4D造价管控系统。
　　2.1 管控系统（4D模式）实现基础
　　本系统的实现依托于BIM模型搭建技术和模型算量计价算法。通过数字化技术的运用，在计算机系统内建立工程3D模型，将该工程直观、立体地展现出来。通过建立三维实体模型进行结构计算，并根据建筑模型信息，统计工程量，计算工程总造价，进行动态管理。
　　2.2 管控系统（4D模式）工作原理
　　根据施工图纸提前构建“基础模型”，以时间为单位（时、天、周、月等），根据拟发生施工方案或材料变化等信息搭建“即时模型”、“预测模型”，将“即时模型”、“预测模型”计算的工程量及造价，与基础模型的造价数据进行比对，选择合适的施工调整条件和管控方式，实现方案最优、费用最低。
　　3 管控系统（4D模式）实现的功能
　　3.1 实现一键算量计价取费
　　在基于4D模式的输变电工程造价精益管控系统中，通过模型算量技术对BIM模型进行造价转换，将项目施工过程用数字化的方法表达出来，按施工进度分阶段通过计算规则汇总统计出实时工程量，并自动套用相应的定额，实现一键算量计价取费的功能，生成详细的造价信息文件，大幅减轻造价人员的工作量，提高量、价、费计算的准确性和效率。
　　3.2 实现方案变更费用预测
　　由于工程建设存在周期较长、不确定因素多、政策变化频繁（价格调整、税费调整）等诸多因素的影响，会导致工程量、价、费出现多次、反复的改变。在4D模式下，施工中的设计优化、施工方案变更或者其他方面的调整变化，都可以采用4D模式模拟出变更前后的工程量，同时对相应的费用进行模拟，预测实际将发生的费用，有利于将多种方案的预测费用进行对比审核，选择最佳方案，不断提升方案的科学性，降低工程造价。
　　3.3 实现材料价差预测
　　工程材料具有门类复杂、来源不一且数量大的特点，在工程造价的构成中，材料费是占比重最大的部分，通常占建安费用60%左右，在结算过程中，经常会遇到材料价差调整的问题，是影响工程建设投资的重要因素。本系统针对材料价差设置价格预测功能，通过价格信息系统和其他各种渠道，系统、全面收集预测所需材料价格信息和相关数据，采用有效的预测方法，如移动加权平均法、归纳预测法等，做出预测，并进行判断和预警，根据预警信息，采取相应的措施减少或避免大规模价差调增事件的发生。 　　3.4 实现工程造价动态监控
　　通过即时对系统进行信息的输入，将设计变更、签证等影响工程造价的信息录入系统，系统自动将实际产生的费用与计划费用进行对比分析，计算出两者之间的偏差，当偏差超过了预先设定的限额，系统将报警。提醒相关单位及时采取相应的纠偏措施。当结算发生纠纷时，通过调取数据信息，标定责任单位和责任人。
　　3.5 实现工程进度款精准支付
　　在支付工程进度款时，为了计算方便，大部分预算人员只是粗略估算实际完成工作量，且一般不考虑变化的因素，这很容易导致工程款超付现象的发生，增加了建设单位的资金成本（利息等支出）和最终结算的难度。4D造价管控系统实现了对造价信息，如完成工程量、设计变更等内容的同步更新，可以直观、准确地计算出施工的实际进度情况及对应的费用，精准地完成月度、阶段进度款的支付工作。该功能还可以实现与目前大力推行的“三率合一“相关控制指标和数据对接，并设置预警功能。
　　3.6 实现自动生成分部结算、工程结算数据表
　　由于4D系统中的量、价、费实时进行更新，在工程某个阶段，如完成分部工程或竣工后，无须再花费大量的时间进行繁琐的工程量核对工作，系统自动生成分部结算、工程结算相应的数据，提高结算效率，保证在规定的时限内完成相应的工作，同时有效地节约工程结算阶段的高昂成本。另外，根据预先设置各分部结算节点和工程结算节点，4D系统可以自动统计已经支付的工程款，自动分类计算单位、单项、建设项目的工程结算价款。4D系统中的部分造价信息分权限和层级对相关单位和人员开放，相关人员可以随时进行查询、核对。
　　3.7 建立造价数据库的存储、查询、分析功能
　　该系统为集造价数据资料存储、共享、查询、分析等功能的综合性平台，实现造价数据的动态采集、数据查询、数据管理、数据分析及后台管理等功能，为各种规模的输变电工程造价数据管理工作提供高效、可行的解决方案，达到信息查询、研究应用的目的，也为挖掘造价数据的潜在价值提供有效的途径。
　　4 结语
　　基于4D模式的造价精益管控系统的开发依托上述功能开展，在时间维度上再进行时间节点的细分，对某一结点的过去、现在、未来进行链式管控。通过对已搭建的基础模型进行结构计算，估算工程量和工程总造价，对重大费用预设管控区间;对即将实施的方案（即根据变更等因素进行调整后的预期模型）进行预结算，将预期造价数据与基础数据進行比对，研究偏差的幅值和影响，追溯引起偏差的因素，采取管控手段进行纠偏。通过以上体系构建，完成工程造价的动态控制、价格预测、精准支付和自动结算等功能目标，大幅提升造价管理信息化管理水平及管理效率和效果。
　　【参考文献】
　　[1]陆申.BIM对工程造价的作用[J].中国集体经济，2018，26（09）：148-149.
　　[2]柴鑫伟.基于BIM的建筑工程动态造价信息库构建与实施研究[J].科技与管理，2013（05）：67-70.
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