基于BIM 平臺的工程量自動結(jié)算系統(tǒng)應(yīng)用

申慧娟

1 前言

項目成本管理是工程建設(shè)企業(yè)管理的基礎(chǔ)和核心，在施工階段做好成本控制是項目經(jīng)營活動的重要環(huán)節(jié)[1]。在項目管理過程中，做好施工階段的成本控制是實現(xiàn)項目建設(shè)目標的重要保障，提高成本核算水平是控制項目凈現(xiàn)金流的有效手段。截止目前，我公司已有53 個EPC 工程項目應(yīng)用自主開發(fā)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦能與服務(wù)平臺（以下簡稱“BIM平臺”），實現(xiàn)了項目工程量自動結(jié)算功能，提高了項目成本管理水平。BIM平臺中，工程管理板塊包含施工進度、成本、合同、質(zhì)量、采購、安全等管理模塊，合同管理模塊含有“施工工程量月結(jié)”和“施工合同付款”等功能。

應(yīng)用BIM平臺前，工程施工工程量月結(jié)工作未完全實現(xiàn)線上全過程操作，項目現(xiàn)場仍采用“分包商線下申請，總包商審核紙質(zhì)清單”的方式進行管理。在實際操作中，由于工程量難以精確判別，人為失誤導(dǎo)致的審核工程量錯誤較多，如多報漏報、重復(fù)審核、審批程序不嚴謹?shù)?，工程量管理較為困難。針對此問題，公司設(shè)計了BIM平臺施工工程量自動月結(jié)管理模塊，該模塊可根據(jù)工程建設(shè)三維模型和實際工作任務(wù)反饋時間，提取相應(yīng)模型工程量，精準填報工程量并自動計算金額，總包方只需結(jié)合模型工程量和項目實際進展情況進行審核，有效提升了項目管理效率。

2 BIM平臺施工工程量自動月結(jié)功能介紹

隨著數(shù)字化和智能化的發(fā)展，BIM技術(shù)與傳統(tǒng)人工智能技術(shù)融合，可以實現(xiàn)設(shè)計方案和施工方案的合理選擇和優(yōu)化，解決成本管理等問題[1]。項目分包商施工工程量月結(jié)工作是項目建設(shè)過程成本控制的一項重要工作，圖紙工程量和合同工程量是審核的重要依據(jù)。傳統(tǒng)的作業(yè)模式主要以2D平面圖紙為參考，項目工程量信息由預(yù)算人員負責(zé)收集，數(shù)據(jù)之間無法共享，不利于工程量結(jié)算。依托BIM 技術(shù)的施工工程量自動月結(jié)功能則可以自由拆分項目及其工作量，結(jié)算具體工程進度款[2]。在項目的BIM平臺上，各參與單位均有BIM平臺公共賬號且均開通了模型查看及工程量查詢等功能，為日常工作中各參與單位查看三維模型、進行技術(shù)交底、查詢材料量及使用量、進行設(shè)備及材料出入庫管理等提供了便利，實現(xiàn)了業(yè)主、總包商、分包商、供應(yīng)商的線上協(xié)同辦公。施工工程量自動月結(jié)功能的開發(fā)，進一步增強了項目信息化管理水平，更好地發(fā)揮了BIM平臺數(shù)據(jù)的使用價值。

項目分包商月結(jié)的工程量取自BIM 平臺的項目建設(shè)三維模型工程量，首先需保證模型工程量的準確性。項目三維模型分“初始模型”、“中間模型”和“成品模型”三階段模型依次提交上傳至BIM 平臺，設(shè)計深度逐步提升，成品模型為最終模型，清單工程量最為準確可靠。

我們選取“某5 000t/d 水泥熟料生產(chǎn)線技改項目”為例，按照合同簽訂的固定清單，對項目的費控工程量、模型工程量、結(jié)算（造價部）工程量進行對比，結(jié)果如圖1所示。經(jīng)比較模型工程量和結(jié)算工程量數(shù)據(jù)，清單中的“混凝土工程”、“門工程”、“窗工程”、“非標制作”、“非標安裝”差值在4%以內(nèi)，“防水工程”、“吊頂工程”、“其他”經(jīng)單位換算后，差值同樣控制在4%以內(nèi)，屬于可接受的誤差范圍，表明這些三維模型工程量計算比較準確；“土石方工程”、“電纜敷設(shè)”、“廠區(qū)照明”部分在三維模型中無法繪制出實體構(gòu)件，導(dǎo)致此類工程量無法體現(xiàn)，在月結(jié)過程中需工程師根據(jù)圖紙進行計算；其余清單工程量差別較大是由于三維模型設(shè)計深度尚未完全達到成品模型標準，此項目尚在執(zhí)行過程中，此類工程量以“混凝土工程量”推算，成品模型工程量相對準確。綜合來看，項目模型工程量和結(jié)算工程量整體接近，證明以模型工程量作為施工工程量月結(jié)的依據(jù)比較可靠。

圖1 模型工程量、費控工程量、結(jié)算工程量對比

施工工程量月結(jié)的一項重要依據(jù)是施工合同。在BIM 平臺中，要進行施工合同定義（如圖2 所示），確定各合同車間子項，對應(yīng)的車間，鏈接各車間子項模型，將模型工程量和施工月結(jié)工程量相關(guān)聯(lián)，按照“施工定義明細清單”，分車間子項錄入平臺的“合同細項”。

圖2 施工合同定義

BIM 平臺中施工工程量月結(jié)流程如圖3 所示，主要包括通常頁、月結(jié)清單定義（車間工程量錄入）、其他月結(jié)清單、月結(jié)清單匯總等表單界面。施工工程量月結(jié)流程由分包單位發(fā)起，第一步：進入通常頁，錄入基本信息。通常頁包含請款時間、請款匯總金額（自動計算）、附件三部分，分包單位只需錄入請款時間，其余數(shù)據(jù)由系統(tǒng)自動生成。第二步：錄入工程量。工程量分為車間工程量錄入、其他月結(jié)清單、月結(jié)清單匯總表三個表單，其中，“車間工程量錄入”的車間范圍在頁面左側(cè)自動顯示，來源于分包合同定義時鏈接的“模型關(guān)聯(lián)信息”車間。分包商選擇車間后，僅需在右側(cè)列表錄入對應(yīng)的“當(dāng)月分包工程量”，根據(jù)分包商反饋的工程實際完成時間，通過BIM 平臺的自動獲取功能，即可顯示“累積反饋工程量”和“模型工程量”，基于BIM平臺自動獲取工程量的功能如圖4 所示；“當(dāng)月分包工程量”上報可以以“累積反饋工程量”為參照，系統(tǒng)自動匹配分包單價，計算“當(dāng)月分包金額”；“其他月結(jié)清單”可以錄入特殊項清單的工程量；“月結(jié)清單匯總”自動匯總所有車間和其他項的工程量和分包商請款金額等信息；分包商完成錄入操作并檢查無誤后發(fā)送給總包方工程師審核。

圖3 施工工程量月結(jié)流程

圖4 基于BIM平臺自動獲取工程量

如圖5 所示，總包方工程師在進行月結(jié)審核時，只需在“月結(jié)清單定義”中，從分包商實際反饋的工作任務(wù)中提取“累積反饋工程量”為參考依據(jù)，審核分包商上報的工程量，錄入“當(dāng)月審核工程量”。系統(tǒng)自動匹配合同單價，計算得出“當(dāng)月審核金額”；同理，審核“其他月結(jié)清單”，系統(tǒng)自動計算“月結(jié)清單匯總表”，計算月結(jié)金額。工程師審核后，按照項目管理要求、規(guī)范流程設(shè)定繼續(xù)進行審批，審批流程如圖6所示。

圖5 總包方月結(jié)工程量審核流程

圖6 月結(jié)審批流程

施工工程量月結(jié)流程頁面按照各車間列表排布，簡明易懂，工程師可根據(jù)現(xiàn)場實際施工進度，直觀對比“累積反饋工程量”和“累積工程量”，進而審核當(dāng)月工程量是否合理，使得審核量更加準確，同時通過計算機自動計算匯總金額，避免了人工計算導(dǎo)致的工程量錯誤。

3 施工月結(jié)功能應(yīng)用實例

選取公司重點項目“某5 000t/d 水泥熟料生產(chǎn)線技改工程”為例，將BIM 平臺的施工工程量月結(jié)功能在具體項目上的應(yīng)用進行詳細介紹，此項目涵蓋車間范圍較全面且數(shù)據(jù)較完備。結(jié)合本項目現(xiàn)場實際BIM應(yīng)用進度反饋情況，按照土建和安裝類別劃分，選取土建C標段（水泥粉磨部分）和安裝B標段（熟料煅燒部分）進行介紹，這兩個標段進度和工程量數(shù)據(jù)更為準確。

首先，按照BIM 平臺施工定義明細清單的“工程量錄入”列表，分別對土建C 標段各車間工程量月結(jié)申請的數(shù)據(jù)進行分析。本文僅選取有代表性的車間（土建416 水泥粉磨車間和安裝316 燒成窯中車間）的數(shù)據(jù)結(jié)果，如圖7、圖8所示。

圖7 416水泥粉磨車間土建工程量對比

圖8 中的“累積工程量”是指分包商月結(jié)審核后的累積工程量，“累積反饋工程量”是基于BIM平臺自動計算獲取的車間開始施工的實際時間到當(dāng)月月底的反饋工程量。因為獲取模型工程量需選取一個時間段，生產(chǎn)實際中存在跨月完成工作的情況，所以通過對比累計工程量審核跨月工程量更為準確；也可用累計工程量對比審核當(dāng)月工程量。

圖8 316燒成窯中車間安裝工程量對比

選取從項目開始到2021年2月的累積數(shù)據(jù)，對比分析每項清單的各月“累積工程量”和“累積反饋工程量”，根據(jù)圖7、圖8的對比情況，數(shù)據(jù)初步對比結(jié)果見表1。

4 應(yīng)用結(jié)果分析

從表1 可以看出，應(yīng)用結(jié)果分為兩大部分：第一部分清單的模型工程量相對準確，可直接用于月結(jié)，為工程師審核工程量提供參考依據(jù)。第二部分模型工程量存在差異，分為三類（如圖9 所示）：第一類模型缺失項（無法畫出三維圖形），第二類模型清單不匹配，第三類模型構(gòu)件不全（模型漏畫）?？赏ㄟ^查閱對比分包商的工程量詳細說明，再結(jié)合現(xiàn)場實際施工情況，深入分析三類結(jié)果的產(chǎn)生原因并尋找解決途徑。

圖9 應(yīng)用結(jié)果分類

表1 數(shù)據(jù)初步對比結(jié)果

第一類模型缺失項，即模型中無法體現(xiàn)土石方工程以及制作類的清單，可以根據(jù)現(xiàn)場實際施工情況，以圖紙計算的工程量作為累積工程量的控制依據(jù)。

第二類模型清單不匹配，可以根據(jù)項目三維模型質(zhì)量實際情況，主要從兩方面解決，一是設(shè)計者繪制三維模型時選準族類型，保證工程量和清單的正確性；二是調(diào)整數(shù)字插件，模型賦碼后構(gòu)件能夠準確匹配到對應(yīng)的清單項。

第三類模型構(gòu)件不全，主要體現(xiàn)在成品模型準確性和設(shè)計變更上，三維模型是生成清單及工程量的依據(jù)，也是所有后續(xù)工作步驟的基礎(chǔ)。在設(shè)計階段，需加強三維模型的自檢和審核，保證成品模型的完整性和準確性；當(dāng)設(shè)計發(fā)生變更時，設(shè)計者應(yīng)及時更新提交模型，由賦碼工程師進行賦碼，上傳至BIM平臺。

第二類、第三類問題解決后，可得到新的數(shù)據(jù)對比結(jié)果，如表2 所示?？梢?，施工工程量月結(jié)時可以直接進行累積工程量對比。

表2 數(shù)據(jù)完善對比結(jié)果

此外，根據(jù)項目的三維車間模型，BIM 平臺會自動進行結(jié)構(gòu)分解，劃分WBS 并生成對應(yīng)任務(wù)編碼，根據(jù)現(xiàn)場WBS 工作的實際進度反饋時間獲取反饋的工程量。如某項施工工作任務(wù)開始，通過手機APP 掃碼反饋實際開始時間并同步到BIM 平臺中，同理反饋實際結(jié)束時間，平臺自動獲取的累積模型工程量是所有已完成工作對應(yīng)的清單工程量。如果某項任務(wù)持續(xù)時間較長，本月未完成，在月結(jié)時，分包單位上報本月工程量時，會上報此部分工程量，但是模型工程量不能獲取，所以會出現(xiàn)一個工程量存在差異的問題，尤其是在安裝工程中，此問題更為凸出。例如，“3.16混凝土（框架）有梁板”即屬于此種情況，導(dǎo)致“累積工程量”大于“累積反饋工程量”。針對此種情況，將“模型工程量”，即車間的所有工程量列入“月結(jié)清單定義”表格中，審核人員審核工程量時，可根據(jù)實際施工完成比例進行控制，將“累積審核工作量”控制在“模型工程量”以內(nèi)即可。

5 結(jié)語

BIM 信息化管理平臺有利于項目的精細化管理和工程費用過程控制，可有效提高公司的核心競爭力，在實際項目應(yīng)用過程中，基于BIM 平臺的施工工程量自動結(jié)算系統(tǒng)能夠產(chǎn)生多方面的價值效益。

（1）分包單位在BIM平臺請款流程分車間錄入時，按清單項對比申報工程量和模型工程量的數(shù)據(jù)，提高了申報工程量的準確度，避免了人為原因?qū)е碌奶崆皥罅俊⒀雍髨罅炕蛑貜?fù)報量等，同時系統(tǒng)自動計算產(chǎn)值，減少了計算差錯。

（2）結(jié)算流程與進度管理密切相關(guān)，分包單位在月結(jié)時，若發(fā)現(xiàn)申報項工程量和獲取對應(yīng)的工程量存在差異，可反向促進分包單位對實際進度的反饋工作，有助于分包單位和總包單位的BIM應(yīng)用協(xié)同。

（3）為審批人員提供可直觀參考的模型累積工程量數(shù)據(jù)，提高了審核量的準確性。

（4）將紙質(zhì)審核流程轉(zhuǎn)到線上平臺進行，通過固化審批處理程序及標準化審核流程，規(guī)范了項目現(xiàn)場月結(jié)審核過程和操作流程，提升了項目成本過程控制水平，同時永久留存月結(jié)審核全過程資料，為后期查閱和發(fā)揮數(shù)據(jù)價值作用提供了便利。