基于bim的施工项目成本管理研究

'类号学号M201373122学校代码10487密级硕士学位论文基于BIM的施工项目成本管理研究学位申请人：李波学科专业：建筑与土木工程指导教师：周迎副教授答辩日期：2015年5月25日 AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonConstructionProjectCostManagementbasedonBIMCandidate：LiBOMajor：ArchitectureandCivilEngineeringSupervisor：AssociateProf.ZhouYingHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015 独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在___年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日 华中科技大学硕士学位论文摘要建筑业作为国民经济的支柱产业之一，随着房地产和政府投资及市场化的高速发展，规模也在不断扩大。但是作为一个相对粗放的传统行业，在市场化和国际化的竞争中，无论是建筑企业还是房地产企业都必须以更加精细化的理念进行项目建设，以提高企业的竞争力。施工成本的管理，依赖于从概预算到决算的整个项目建设过程中，采取主动和被动措施，降低各种风险带来的不可控性，实施全过程的成本管控。但是在实际项目建设过程中，信息断层、人材机消耗超定额、成本超支、把控不严、响应滞后等现象普遍存在。虽然限额设计、挣值法、量价分离、成本核算等诸多管理方法的提出和利用很大程度上改变了上述现状，但是成本管理中的三超现象仍然存在。建筑信息模型(BIM)的提出与应用，打破了各项目参与方之间的信息隔阂，解决了项目全生命周期的信息孤岛问题，为解决传统成本管理中信息断层、效率低下、响应滞后等问题提供了一个可以协同工作、信息共享的应用管理平台。本文以此为研究背景，通过文献研究、对比分析、理论与实践相结合等研究方法，从信息管理的角度对BIM技术在施工项目成本管理中的信息建立、传输、加工利用等内容进行探讨，得到了以下结论：1、提出了BIM成本管理信息的表达需求模型，并研究了BIM技术对成本管理信息的表达和交互支持，验证了BIM应用于施工项目成本管理的技术可行性；2、建立了BIM成本信息模型的建模标准及对成本信息的补充完善机制；3、对BIM成本信息的几种提取利用方式的原理、优势、劣势进行了对比分析，为实际工程应用中的选取提供了参考；4、从成本计划、控制、核算和分析的角度，对基于BIM的成本管理的应用点进行了探讨并建立了基于BIM的成本管理工作流程。证明了BIM技术应用于施工成本管理可以有效提高成本管控水平，值得在工程项目实施过程中推广使用。关键词：建筑信息模型施工项目成本管理信息管理工作流程I 华中科技大学硕士学位论文AbstractTheconstructionindustryisoneofthestrutindustryinnationaleconomy,withthehighspeeddevelopmentoftherealestateandthemarketizationofgovernmentinvestment,itsscaleisconstantlyexpanding.Butasarelativelyextensivetraditionalindustry,withthemarketizationandinternationalizationofcompetition,bothconstructioncompaniesandrealestatecompaniesmustmanagetheconstructionprojectmoresophisticated,inordertoimprovethecompetitivenessoftheenterprise.Constructioncostmanagementrelyontakingactiveandpassivemeasuresinthewholeprocessfromprojectbudgettofinalbuildingcost,reducethevariousriskswhichisnotcontrollable.Butintheactualconstructionprocess,thesephenomenonexistsgenerally:informationfaulting,consumptionofartificial,materialandmachineryexceedingthequota,costoverruns,costcontrollingisnotstrictandresponselaggingetc.Althoughvariousmethodsofmanagementwereusedincostcontrol,suchasthequotadesigning,EarnedvalueManagement(EVM),separationofquantityandprice,costaccounting,andthesemethodsresolvedaboveproblemstoalargeextent,butthe“threeextra”phenomenonincostmanagementstillexists.TheproposingandapplicationofBuildinginformationmodeling(BIM),brokedowntheinformationgapamongprojectparticipants,solvedtheproblemsofinformationisolatedislandintheprojectlifecycle,providesaplatformforworkingtogetherandinformationsharing,whichcansolvetheproblemsofinformationfaulting,managementisnotefficiency,responselaggingetc.Thispaperbasedonthisbackground,withtheresearchmethodsofliteratureresearch,comparativeanalysis,combinationoftheoriesandpractice,discussedthecostmanagementbasedonBIMfromtheperspectiveofinformationmanagement,includingtheinformationbuilding,transmission,processingandapplying,obtainedthefollowingconclusions:1,PutforwardtheexpressiondemandmodelofcostmanagementinformationbasedII 华中科技大学硕士学位论文onBIM,anddiscussedwhethertheBIMTechnologycanexpressandtransmittheseinformation,verifiedthetechnicalfeasibilityoftheapplicationofBIMinconstructionprojectcostmanagement;2,EstablishedthestandardofmodelingaBIMcostinformationmodelandthesupplementaryandimprovemechanismforthecostinformation;3,Comparedandanalyzedtheprinciple,advantagesanddisadvantagesofthreekindofBIMcostinformationextraction,providesreferencesfortheselectionofpracticalengineeringapplication;4,DiscussedthepointofapplicationforthecostmanagementbasedonBIMfromtheperspectiveofcostplanning,control,accountingandanalysis,establishedtheworkflowofcostmanagementbasedonBIM.ProvedthattheapplicationofBIMTechnologyinconstructioncostmanagementcaneffectivelyimprovethelevelofcostmanagement,andit’sworthytobepopularizedintheprojectimplementationprocess.Keywords：BuildingInformationModeling,ConstructionProject,CostManagement,InformationManagement,WorkflowIII 华中科技大学硕士学位论文目录摘要...................................................................................................(I)Abstract...................................................................................................(II)1绪论...................................................................................................(1)1.1研究背景..........................................................................................(1)1.2研究的目的和意义...........................................................................(1)1.3国内外研究现状综述........................................................................(2)1.4本文研究的主要内容和方法............................................................(8)2BIM对成本管理信息的表达支持....................................................(10)2.1传统施工项目成本管理的主要工作...............................................(10)2.2基于BIM的成本管理的主要工作..................................................(13)2.3BIM成本管理信息的表达需求......................................................(16)2.4BIM对成本管理信息的表达支持..................................................(19)2.5本章小结........................................................................................(27)3BIM成本信息模型的建模标准研究................................................(28)3.1BIM成本信息模型建模中存在的问题...........................................(28)3.2BIM成本信息模型建模标准的建立...............................................(37)3.3BIM成本信息的完善与补充..........................................................(40)3.4本章小结........................................................................................(46)4BIM成本信息的提取.......................................................................(47)IV 华中科技大学硕士学位论文4.1基于明细表导出的信息提取..........................................................(47)4.2基于开放式数据库连接的信息提取...............................................(50)4.3基于应用编程接口的信息提取.......................................................(52)4.4BIM成本信息的提取方式对比分析..............................................(54)4.5BIM成本建模和信息提取实证研究..............................................(56)4.6本章小结........................................................................................(64)5BIM成本信息的加工和利用...........................................................(65)5.1基于BIM的成本预测与成本计划..................................................(65)5.2基于BIM的成本控制....................................................................(68)5.3基于BIM的成本核算与成本分析..................................................(77)5.4基于BIM的成本管理工作流程.....................................................(79)5.5本章小结........................................................................................(82)6结论与展望......................................................................................(83)6.1结论................................................................................................(83)6.2展望................................................................................................(84)致谢...............................................................................................(85)参考文献...............................................................................................(86)V 华中科技大学硕士学位论文1绪论1.1研究背景建筑业作为国民经济的支柱产业之一，伴随着房地产和政府投资、市场化的高速发展，规模也在不断扩大。但是作为一个相对粗放的传统行业，在国内经济结构由政府投资主导向市场和消费拉动为主导的转变过程中[1]，无论是建筑企业还是房地产企业都必须以更加精细化的理念进行项目建设，以提高企业的竞争力。施工成本的管理，依赖于从概预算到决算的整个项目建设过程中，采取主动和被动措施，降低各种风险带来的不可控性，实施全过程的成本管控。但是项目设计未能从全生命周期的角度考虑工程造价；在实际施工过程中项目部对成本支出心中无数，对成本计划控制不严格，人材机消耗超出定额，成本核算低效滞后，无法及时对项目建设过程中的成本管控效果进行评价和改进等现象普遍存在[2]。针对以上在施工成本管控中存在的问题，已经有一些被广泛运用的成本管理方法：成本控制的方法如人材机的量价分离控制、赢得值（EVM）法；成本核算方如会计核算、业务核算；成本分析的方法如对比分析法、连环置换法差额计算法；还有设计阶段的标准化设计和限额设计等。但是这些成本控制方法仍有一定的缺陷：成本管理人员很难有效的得到实时的计划、实际成本和进度信息来进行比较分析[3]；对于限额设计来说，很难合理分解其设计指标，经济与技术的统一与平衡对于设计师来说也是很难做到等[4]，所以这些方法在实际工程中并不能有效的控制施工成本的三超现象。为了从根本上提高施工项目的成本管理水平，解决传统成本管理手段低效滞后、信息断层等问题，实现全过程的工程成本控制，行业急需一种更为高效的管理工具和手段，保证成本管理的高效、准确和智能化。1.2研究的目的和意义建筑信息模型（BIM）的提出与应用，打破了各项目参与方之间的信息隔阂，解决了项目全生命周期的信息孤岛问题，为解决传统成本管理中信息断层、效率低1 华中科技大学硕士学位论文下、响应滞后、不可预见费高等问题[5]提供了一个可以协同工作、信息共享的应用管理平台。本文以此为切入点，通过相关研究力争实现以下目的：1、通过对基于BIM的成本管理工作内容和信息需求的分析，研究BIM技术对成本管理信息的表达和交互支持；2、研究建立BIM成本信息模型的建模标准及对成本信息的补充完善机制；3、对比分析BIM成本信息的提取方式和各种方式的原理、优势、劣势，为实际工程应用中的选取提供参考；4、从成本计划、控制、核算和分析的角度，对基于BIM的成本管理内容的应用点进行探讨。5、建立基于BIM的成本管理工作流程。1.3国内外研究现状综述1.3.1成本管理方法研究现状近几十年来，各国专家和学者从不同侧面对传统的成本管理方法进行了研究和修正，其中美国、日本和德国的研究比较有代表性[6]。1、作业成本管理作业成本管理(Activity-basedCostManagement,ABCM)是美国成本管理的代表模式，是基于作业成本计算的成本管理[7]，这种方法认为对作业的管理才是成本管理的核心和关键。20世纪80年代，美国会计事务界逐渐认识到，计算机集成制造系统的发展，使产品成本信息经常与现实不符。因此，库珀和卡普借鉴斯坦伯斯的思想[8]提出了“作业成本计算”方法[9]。作业成本管理法具有不少的先进性：作为一种成本管理的工具，使成本信息的分配更准确，实现了根据因果关系对资源进行分配，将成本管理的重点转移到了成本发生的因果关系上[7]。综上所述，作业成本管理是成本管理中一次突破性的进展，引入了价值链这个概念，但是它仍然属于传统的成本管理体系。2、成本企画2 华中科技大学硕士学位论文成本企画(TargetCosting)是日本成本管理的代表模式，这种方法重控制、轻核算，所以本质上属于成本控制的方法，是指通过先期确定允许的目标成本，在各部门的配合下降低产品的全生命周期成本。更主要地是为了激励职员采取与公司长期生产策略相一致的行为，而不是为了给高层管理当局提供有关成本、差异和利润的精确数据[10]。也就是说，日本的企业管理人员更关心的是成本管理制度如何提高所有参与人员的成本削减意识，而不是该制度是不是体现了产品对资源的需求，所以更多的是主观层面的成本控制意识的管理和提高。3、成本位置管理成本位置管理(KostenstellenrechnungandControlling)是德国成本管理的代表模式，包括成本核算和成本控制两方面。其中成本核算包括成本种类核算、位置核算和承担者核算三类[11,12]；成本控制则包括完全成本控制和部分成本控制，具体分为平均成本控制，标准成本控制和计划成本控制。上述工作中成本位置核算工作是成本位置管理的重中之重，也是核心工作[12]。成本位置管理虽然仍然属于传统的成本管理体系，但是已经有了很大的先进性[7]。4、我国的成本管理方法研究现状20世纪90年我国建筑成本管理与控制研究才逐步兴起，起初是通过翻译和引进国外已有研究成果，如于富生教授的《引入作业观念，改变成本计算方法》一文[13]，就是对国外的作业成本法进行了翻译和总结，1995年清华大学的吴之明教授的《网络进度-费用的联合管理》一文，提出将赢得值理念从单纯的成本控制扩大到项目的建设全过程管理中[14]，也是这一时期的代表性研究之一。进入21世纪，我国学者开始了对定额成本管理模式的研究。通过收集和统计项目建设过程中各种人材机的消耗量，各地的行业管理部门建立地方定额标准，各施工行业以此为基础对施工成本进行调控，对成本进行动态管理[15]。与此同时，国内学者还引入并开始了项目全生命周期成本管理[16]等全过程成本管理相关理论的研究，至今仍是行业研究和应用的一大热点。随着我国加入WTO，为了适应市场化和日益开放的国际竞争，工程量清单计价在我国开始使用并推广[17]。以清单计价为基础的成本管理模式，使我国建筑业的成本管理更加市场化也更实用，加快了行业的整体发展。3 华中科技大学硕士学位论文综上所述，成本管理方法的研究始于上世纪60年代，已经取得了较大的进展。然而，国内外的研究方法和成果，都只是对传统成本管理方法和体系的完善，使得这些传统的成本管理方法存在某些局限性，例如对成本管理和控制的协同性不高，信息化管理程度落后，造价和管理过程需要大量重复繁杂的人工计算等，因此行业需要适应新时代、新环境并且消除了国家和地域隔阂的更加高效的方法或者工具，来彻底改变这种局限性。建筑信息模型(BuildingInformationModeling，BIM)的提出与发展，为行业的信息化发展注入了新的活力，在成本管理方面也提出了一种全新的方法与思路，即通过协同工作、信息共享的应用管理平台，打破各项目参与方之间的信息隔阂，解决项目全生命周期的信息孤岛问题，为克服传统成本管理的局限性提供了理论和技术支持。1.3.2BIM技术及其研究应用现状1、BIM技术简介BIM思想是CharlesEastman在20世纪70年代提出的，此后JerryLaisterin等学者先后对BIM进行了定义，当前比较完整是美国国家BIM标准：BIM是一个设施的物理和功能特性的数字表达，为该设施的全生命周期提供决策支持的一个信息共享资源，其前提是在项目的全生命周期，不同的利益相关方在BIM中对设施的信息进行插入、提取、更新等操作，以支持或影响各自角色的职责[18]。BIM特征通常有以下5方面[19]：（1）模型信息的完备性：BIM不仅包含工程对象的三维物理、几何、空间等信息，还包括完整的工程信息描述。（2）模型的信息化：在BIM模型中，建筑构件是参数化的，是以建筑构件（门、窗、柱、梁等）为基本对象，而不是二维的点、线、面等元素。（3）模型信息的关联性：根据BIM模型中对象的可识别、互关联性对其进行信息的统计与分析，若有需要，也可以生成相应的图形和文档，同时保证整个模型的整体性。4 华中科技大学硕士学位论文（4）协同作业：包括设计协同、施工协同、运营协同。设计阶段进行的各专业间文件、数据的交互、沟通等属于设计协同。项目业主、设计方、施工方、监理方、材料供应商、运营商等与项目相关各方进行的交互、沟通交流工作属于施工、运营协同。（5）遵照统一标准：不同的BIM软件之间进行信息传递时采用统一的传输标准IFC（IndustryFoundationClasses,工业基础分类标准）格式，以保证信息传输的完整性和不同软件间的兼容性。上述特性是BIM技术能够在建筑领域获得成功的关键，也保证了项目的信息管理需求得以满足。2、BIM技术国内外研究及应用现状目前BIM技术在国内外被广泛运用于建筑设计、施工协同等方面。美国作为信息化应用较早的国家，BIM技术已经在大部分项目中被利用，国际上目前的BIM标准也由美国编制，当前美国主要的BIM研究机构有美国总务署、美国陆军工程兵团、BuildingSMART联盟等。有调研指出[20]，BIM技术在美国工程建筑行业的应用比例逐年上涨，到2012年时整个行业的使用比例已经从2007年的28%增长到了43%。各项目参与方中，总承包商对BIM的使用比例最高，已经达到了74%。在英国，2014年8月NBS的相关调研分析得出，在1000名受访者中有54%在自身专案上采用BIM，而有95%的受访者会于5年内采用。有88%的受访者同意听到越来越多关于BIM的资讯，而有81%认为政府将于公共工程上采用BIM技术[21]。韩国在BIM技术上也处于领先地位，2010年该国的一份调研报告指出，通过对34家建筑企业的采访，其中76%的企业在使用BIM技术进行项目管理，有11%的公司表达了他们的使用意愿，也有13%的企业表示在全公司的项目上使用BIM还有待考虑，但是已经有各别项目尝试使用过BIM[22]。在北欧国家，受气候条件的推动和信息技术发展的客观优势，BIM的发展和使用几乎成为企业自发的一种行为，政府反而并未强制要求。如荷兰一家物业资产管理公司SenateProperties曾提出了公司自己的BIM使用要求[23]：对于自己公司的建设项目，建筑设计必须使用BIM完成，其他专业虽然不强求但是最终的目标是项目建设中全面使用BIM。5 华中科技大学硕士学位论文在新加坡，政府大力推动BIM技术的推广和应用，其建筑管理署（BuildingandConstructionAuthority，BCA）在2011年发布的BIM发展路线规划中提出，新加坡将在2015年将BIM技术广泛应用于建筑业。规划中还提出了可能面临的挑战及应对策略，例如排除障碍，激励BIM先行者，公共资源引领下创造需求，行业人才储备及积极推广成功案例等[24]。目前国外关于BIM的理论研究已经较为成熟，政府及行业也大力倡导和要求企业对BIM技术的研究和应用，现在的研究重点侧重于BIM技术在实际工程中的推广应用[25]。在国内，在政府的推动和行业的共同努力下，BIM理念正逐步被我国建筑行业知晓和应用。2011年5月住房和城乡建设部发布的《2011-2015年建筑业信息化发展纲要》中9次提到建筑信息模型(BIM)，对BIM在我国建筑业的发展起到了直接的推动作用[26]。与此同时，国内先进的建筑设计机构和地产公司纷纷成立BIM技术小组以推进BIM技术的研究和应用，如中国建筑设计研究院、中信建筑设计研究院等，北京、上海、广州等地的专业BIM咨询公司在建筑项目生命周期的各个阶段都开始了BIM技术的应用[27]。此外，为了培养BIM技术方面的专业人员，BIM工程硕士班也在国内的大学中开展起来[25]。近几年来，BIM技术的应用已经不仅仅是设计院和咨询单位，更多的业主开始意识到BIM带来的项目管理优势并积极推动BIM在企业和项目的应用，期望BIM成为企业未来的核心竞争力之一[25]。1.3.3基于BIM的成本管理研究现状虽然我国采用的以清单定额为基础的造价模式与国外有较大差异，而且国外的BIM成本管理软件整体发展比国内起步早、发展快，但是我国当前在这方面的研究跟国外的思路大致相同，都是以IFC标准为基础的本土化研究为主。2000年时国外便有研究者提出将图纸导入到预算软件中让软件进行识别，以便进行高效预算，但是大部分信息并不能被识别出来，需要手动添加，并没有从根本上提高工程预算的效率[30]。接着，IFC标准的兴起提供了一种新的方法来提高信息的集成度，代表性的如基于WEB和IFC标准的管理平台WISPER，能有效的将各种设计、进度、成本等信息进行集成和共享[31]；Sheryl等人开发的以IFC为交换基础的预算管6 华中科技大学硕士学位论文理软件，可以通过输入的设计信息自动套用定额来进行工程预算[32-34]。如何以IFC标准为基础提高所开发的软件的兼容性和通用性，是学者和商家接下来需要探讨的重点。国内学者对基于BIM进行造价的理论研究已经有了一定的成果，在设计、施工等阶段都进行了较为详细的讨论，得出了相应的思路和方法，各软件厂商也开发了诸多成本软件，证明了BIM在成本管理中具有明显的优势，当然也存在一些亟待解决的问题。在理论和方法的研究方面，清华大学BIM课题组在2010年提出了中国建筑信息模型标准(CBIMS)框架，对国内BIM应用框架和内在逻辑关系等进行了介绍[35]。马智亮等人通过对IFC标准在我国成本预算工作中的信息需求和表达等基本问题探讨，建立了IFC标准对成本预算信息的表达机制[36]。设计阶段，何关培提出利用BIM做设计，可以对设计方案进行直观的比选，并且将设计信息应用于整个项目过程[37]。李春霞曾提出在BIM系统中建立工程成本预算层，以便计算模型构件工程量并套用定额进行工程成本预算[38]。在施工阶段，项目部应当成立BIM中心来协助成本部完成项目全程成本控制，完善成本完成及时预警机制。BIM的引入会让项目施工过程中减少浪费提高成本管控效率，但是由于在设计阶段要构建BIM模型，所以初期投入会增加[39]。马智亮等人在对国内外预算软件特征和功能需求进行了对比分析的基础上，建立了适用于我国的建筑工程预算软件框架，为相应软件的研发奠定了基础[40]。王柯在2007年介绍的PKPM软件[41]以及牟茗在2009年提到清华斯维尔软件公司所开发的三维预算软件[42]，其实原理和二维软件差异不大，通过将图纸导入到软件中进行识别，得到三维模型，然后计量和计价。但是这些软件对很多构件无法有效识别，还需要另行建模，并不能完全体现BIM的自动化和智能化。目前，BIM在中国建筑业的应用已经起步，但是具体的应用方法、流程及应用标准等仍然比较缺乏，急需对BIM进行本土的标准化研究，方便建设项目各参与方和项目全生命周期共享和应用BIM。7 华中科技大学硕士学位论文1.4本文研究的主要内容和方法1.4.1主要研究内容本文主要对BIM技术在成本管理中几个主要的应用原理、应用点和应用方法进行研究。首先从国内外有关成本管理和BIM技术的研究现状入手，建立基于BIM的成本管理工作流程，然后基于此流程，对基于BIM的成本管理主要工作任务一一进行研究，包括预算和成本动态控制两个部分，并在完成基本研究后以实际项目为依托对研究成果进行验证。1、绪论提出研究背景和意义，从成本管理理论和BIM技术以及基于BIM的工程项目成本管理三个方面阐述国内外研究现状，详细阐述本文的研究内容和研究方法，并提出本文研究的技术路线。2、BIM对成本管理信息的表达支持对传统成本管理工作内容和基于BIM的成本管理工作内容及相关信息进行分析，在此基础上建立成本预算和成本控制的信息表达与交互需求模型并验证BIM对成本信息的表达支持，证明BIM技术应用于施工项目成本管理的可行性。3、BIM成本信息模型的建模标准研究通过研究并解决建模工作对基于BIM的计量和计价的影响，建立BIM成本信息模型的建模标准，并提出一套建模完成后的信息完善机制。4、BIM成本信息的提取对基于BIM的几种成本信息提取方式进行研究，并对比分析几种方式的原理、优势和劣势，为实际应用中的模式选择提供了参考；在此基础上选取某实际工程项目进行实证研究，验证本文建立的建模标准以及提出的信息完善机制和信息提取方式，对提高BIM造价的准确性和高效性的效果。5、BIM成本信息的加工和利用从成本信息加工和利用的角度，通过理论和实际软件、工程相结合的方式，对基于BIM的成本管理工作研究，证明BIM技术应用于施工成本管理的效果6、结论与展望8 华中科技大学硕士学位论文对本文的研究成果进行总结归纳，提出存在的不足及未来可能的研究方向。1.4.2主要研究方法本文采用的研究方法主要有：1、文献研究法对国内外的相关文献进行收集、阅读、整理与分析，为本文的研究奠定基础。2、对比分析法对于基于BIM的信息提取方式研究，需要对各种方式的操作效率、造价准确性、适用性等优劣性进行评价和分析。3、调查法和实证研究法调查法是本研究采用的主要方法，通过实例对基于BIM的成本管理工作流程和实现方法进行验证。1.4.3研究技术路线本文的研究路线如图1-1所示：研究背景传统施工成本管理存在问题BIM-新技术、新思路基于BIM的成本管理研究BIM成本信息模型建模标章节划分BIM成本管理信息的表达BIM成本信息的提取BIM成本信息的加工和利用准研究关键内容信息表达需求与满足建模标准建立成本信息提取交互基于BIM的成本管理基于BIM成本管理工作建模对基于BIM的算成本预测与计划内容与相关信息量的影响基于EXCEL成本控制建模对基于BIM的计BIM成本信息表达需求价的影响基于ODBC成本核算与分析BIM对信息的表达支持BIM成本信息的完善基于API工作流程建立实例模拟基于BIM的成本管理案例图1-1本文技术路线9 华中科技大学硕士学位论文2BIM对成本管理信息的表达支持为了研究基于BIM的成本管理信息的管理，本文将首先研究基于BIM的成本管理中需要表达哪些信息，BIM技术对这些信息的表达需求能否满足，为后续的信息管理流程打下基础。研究BIM对成本管理信息的表达支持，需要解决以下三个问题：1、传统的成本管理和基于BIM的成本管理工作主要有哪些；2、基于BIM的成本管理工作主要涉及哪些信息，BIM能否对这些信息进行完整表达和传输；3、在BIM应用过程中，这些信息以什么样的流程或标准进行流动和协调。基于这三个问题，本章将首先分析传统工程项目成本管理的主要工作和成本管理中存在的问题，以及基于BIM的成本管理的主要工作和所涉及的信息流动标准，并针对传统成本管理中存在的问题分析BIM应用于成本管理的优势；其次根据基于BIM的成本管理工作内容和信息流动，总结成本管理中的主要信息并建立成本信息表达需求模型；最后研究BIM技术对成本管理信息的表达和交互支持，这包括BIM软件体系和IFC标准对成本信息的表达与传输两个方面。2.1传统施工项目成本管理的主要工作施工项目成本管理是指施工企业结合建筑行业的特点，以施工过程中直接消耗为对象，以货币为主要计量单位，对项目从开工到竣工所发生的各项收支进行全面系统的管理，以实现项目施工成本最优化目的的过程[43]，是工程项目管理的核心。2.1.1施工项目成本的构成施工项目成本由直接成本和间接成本构成[44]，如图2-1所示。10 华中科技大学硕士学位论文人工费材料费直接成本机械使用费其他直接费工程成本现场经费企业管理费间接成本工具用具使用费财务费用图2-1施工项目成本划分直接成本是指施工过程直接耗费的构成工程实体或有助于工程实体形成的各项费用支出，其是可以直接计入工程对象的费用，如人工费、材料费、机械使用费和其它直接费等。间接成本是指为施工准备、组织和管理施工生产的全部费用的支出，是非直接用于也无法计入工程对象，但为进行工程施工所必须发生的费用，包括管理人员的人工费、资产使用费、工具用具使用费、工程保修费、工程排污费以及其它费用等。2.1.2施工项目成本管理的主要工作工程项目成本管理是项目管理系统中一个重要组成部分，主要工作有：成本预测、成本计划、成本控制、成本核算、成本分析、成本考核等。项目经理部需要在施工过程中，对各种成本信息有组织、有系统地进行预测、计划、控制、核算和分析工作，使施工项目的实际成本控制在计划成本范围内。1、成本预测：是指利用历史资料，通过统计分析和数学模型等方式，对项目将要发生的成本进行预测，以便为计划成本提供基础数据，提高预见性。2、成本计划：是指在成本预测的基础上，由项目经理负责，预先规定施工生产中耗费的计划总水平，并以货币形式表现出来。通过成本计划可以确定项目中标额应该实现的计划成本降低目标，并对这一目标按照成本管理层次、项目阶段进行分11 华中科技大学硕士学位论文解，指定详细的成本实施方案。3、成本控制：是指在成本发生和形成的过程中对工程项目成本的全过程进行动态控制，根据项目的动态进行，对成本进行动态的监督检查，随时发现偏差，纠正偏差。成本控制是一个实时对比、检查、控制的过程，也是成本管理的重点。4、成本核算与分析：即对施工过程中发生的各项成本进行及时正确的核算，计算实际成本，并对成本形成过程和影响成本升降的因素进行分析。核算信息是成本管理中其他各个环节的基础，分析是采取成本控制措施的前提，所以这两项工作非常重要。2.1.3传统施工项目成本管理的缺陷1、价格数据量大，计算准确性不足由于建筑工程本身的复杂性，加上人材机种类多、价格变化大，所以计量计价工作数据量非常大，耗费造价人员大量的时间和精力，计算结果也有待进一步提高。2、计价区域性问题突出，清单和定额模式并存首先，我国各个地区省市有自己的清单和定额计价标准，造成造价行业的机构和人员在一个省市的经验和数据积累在其他地区很多不再适用；其次，我国的的造价管理模式是定额计价和工程量清单计价共存的局面，很多地方采用在投标报价中强制采用当地定额，建设单位和施工单位都采用统一的定额，根据主管部门定期不定期公布造价指导性系数，再进行工程造价调整。再次，以定额计价模式为依据形成的工程造价属于社会平均价格，不能反映参与竞争企业的实际消耗和技术管理水平，限制了企业的公平竞争。3、成本管理过程孤立工程成本管理过程普遍存在着各阶段独立和被动管理的现象，各阶段的成本信息仅为了满足本阶段业务需求而简单使用，其他项目参与方只是得到最终的结果，其对成本管控的巨大潜力没有得到发挥，但是实际上在成本管理过程中一系列重要数据是可以为项目工期、质量、安全等提供参考，并在整个生命周期中利用的。4、缺乏企业定额，缺少计价依据支撑大部分的企业并没有建立企业定额和清单数据库，这和宏观环境、企业能力、12 华中科技大学硕士学位论文成本都有关系，特别是国家地区定额的发布和普遍使用，使企业没有动力去做，背离了工程量清单计价模式的本质要求。5、信息化管理手段落后成本管理的信息化一般都集中在工程量计算和计价两个方面，缺乏成本数据管理的信息化手段，没有实现对历史信息和关键要素的积累、利用和更新的高效管理。6、设计变更带来大量的重复工作传统的工程成本管理中，设计变更次数多，一旦发生设计变更，需要手动在设计图纸中确定关于设计变更的内容和位置，并进行设计变更所引起的工程量的增减计算。这样的过程不仅耗时长而且结果不可靠。同时，对变更图纸、变更内容等数据的维护工作量也很大，如果没有专门的软件系统辅助，查询非常麻烦。2.2基于BIM的成本管理的主要工作前文分析了传统成本管理的主要工作内容及成本管理中存在的一些缺陷，本节将根据成本管理的概念，分设计阶段、投标及工程预算阶段、施工阶段和竣工阶段对BIM技术在成本管理中的主要工作任务进行梳理，分析各项工作任务的相关信息输入和输出，最后总结BIM技术应用于成本管理，相较于传统的成本管理具有哪些优势。2.2.1设计阶段设计阶段是BIM应用的基础，本阶段会以设计师的设计理念，输出施工所需要BIM基本三维信息模型。基本信息模型是实施BIM的基础，也是基于BIM的工程成本管理的核心模型。本阶段输出的信息模型应当包含以构件实体为基本单元的建筑对象的几何尺寸、空间位置以和各构件之间的关系信息，以及工程项目信息。根据设计专业不同，输出的模型可以分为建筑模型、结构模型、机电模型等。2.2.2投标及工程预算阶段在投标阶段，准确的进行工程量计算和工程计价是两大重点。在本阶段的信息13 华中科技大学硕士学位论文输入主要是设计阶段的三维BIM模型，在此基础上，搭建三维算量模型，可以快速准确地计算工程量，并通过计价软件进行合理组价，自动将量和价的信息与模型绑定，为后续的成本控制提供基础。本阶段需要输出预算模型，即在设计模型上增加预算信息，形成具有造价信息和工程量信息的预算模型。2.2.3施工前准备阶段在项目施工准备阶段，成本管理工作与项目策划密切相关，即对项目的施工过程进行总体策划，包括施工组织设计、重要的施工方案设计比选、进度计划、资源配套计划等内容。本阶段信息的输入是前一阶段的算量模型或预算模型，通过对进度计划和资源计划的绑定，形成5D（3D+时间+成本）模型，也可以叫资源模型，通过资源模型完成施工方案和资源计划的模拟和优化等工作，所以本阶段的输出模型是资源（5D）模型。2.2.4施工阶段施工阶段的成本管理主要包括变更管理、计量支付、材料控制、分包管理等。当发生设计变更时，直接修改BIM模型，修改记录将会被BIM平台记录，形成变更模型。在材料控制过程中，利用BIM技术快速获得不同部位的工程量信息，以便进行限额领料控制。对于计量支付工作，按照工程进展情况，BIM平台形成动态的进度模型，与计划进行对比，自动分解出报告期的已完成进度计划项，并得到已经完成的工程量，及时准确进行进度款申报和对分包支付的控制。如果有分包商参与，还可以通过BIM生成的任务单及工程量等数据，完成分包管理工作。本阶段输出变更模型、分包模型等施工成本模型。2.2.5竣工阶段本阶段主要工作是工程结算。工程结算需要依据竣工图纸、索赔签证、工程计量、价差调整、暂估价认价等单据，这些资料非常繁多使得结算工作任务重、耗时14 华中科技大学硕士学位论文长。BIM模型与项目管理系统相集成，上述的资料都可以记录集成在BIM模型上，使这些资料具备了量、价和时间多重属性，在工程结算时，BIM系统将对所有的结算信息进行汇总，形成结算模型，并输出所需资料，所以竣工模型是本阶段的输出信息。2.2.6BIM技术应用于成本管理的优势针对2.1.3节中提到的传统成本管理中存在的诸多问题，BIM在施工项目成本管理中的应用价值主要包括以下几点：1、提高成本预决算和成本控制的效率BIM的自动化工程量计算为造价工程师带来的价值主要包括以下几个方面：首先，提高了算量工作的效率，为造价工程师节省更多的时间和精力用于更有价值的工作，如造价分析等。其次，基于BIM的自动化工程量计算方法比传统的计算方法更加准确，摆脱了人为因素的影响，得到更加客观准确的数据。最后，BIM可以通过多算对比提高成本管理的高效性和准确性。2、降低计价区域性和清单定额共存带来的不便在现行体制和政策下，计价区域性和各地计价标准的差异暂时还无法完全避免，不同的省份和地区有自己的指导价格，在当地竞标和预结算时都不得不考虑本区域的计价标准。但是基于BIM的计价和成本管理，可以在一定程度上降低这种差异带来的不便。首先，基于BIM的计价软件集成了全国各地的清单和规范数据库，在算量和预算上，省去了造价机构和人员到新的地方后需要熟悉和适应新的计价标准，因为基于BIM的成本管理没有手工计价这个过程，是由软件直接完成算量和计价的。其次，基于BIM的预算可以共享企业或个人在长期工作中积累的工程数据和经验，逐渐形成企业自己的定额和清单数据库，在投标竞标中形成自身的竞争优势，也从另一个侧面推动了整个行业的发展。3、提高成本管理工作的连续性BIM模型丰富的参数信息和多维度的业务信息能够辅助不同阶段和不同业务的成本控制。在项目投标过程中，结合项目信息和BIM数据库积累的历史造价信息进15 华中科技大学硕士学位论文行成本快速的成本预算和报价。在设计交底和图纸会审阶段，BIM综合模型可以利用BIM的可视化模拟功能，进行各专业碰撞检查，降低设计错误数量，避免了工程实施中可能发生的各类变更，做到了成本的事前控制。在施工过程中，利用BIM技术可以快速准确的统计和对比实际成本与计划成本，提高成本管理的信息化水平和管理效率，真正做到实时的成本过程控制。4、施工成本数据的积累与共享BIM技术支持带有各种设计和施工全部数据的三维模型资料库，并通过统一的模型入口进行调用和分析，实现最大化的信息共享。同时，企业可以建立企业级BIM数据库，通过项目和成本数据的积累，为同类工程提供对比指标，形成自己的清单和定额数据库，实现了成本数据的积累与共享。5、提高成本管理的信息化水平BIM成本信息模型可以看做是一个可视化的项目成本信息库，且这个数据库的信息会随着施工进展和市场变化进行动态调整，当模型数据发生变化时各项目参与方均可实时的共享更新后的数据。BIM这种富有时效性的共享数据平台，提高了整个行业的信息化管理水平，改善了沟通方式，打破了各参与方、各项目实施阶段之间的信息壁垒，对提高成本管理水平和管理效率作用巨大。6、高效地控制设计变更利用BIM技术，在设计阶段和施工前期对大部分设计缺陷通过碰撞检查、施工方案模拟等予以消除，个别设计缺陷在施工阶段也将更高效的进行设计变更管理。当发生设计变更时，修改模型即可直观地在BIM系统中显示变更结果并记录变更的时间、参与人、工程量价变化等信息，为成本对比分析和索赔、竣工结算等提供带有时间信息的数据支持。2.3BIM成本管理信息的表达需求根据2.2节中提出的基于BIM成本管理主要工作和信息模型的流动分析，可以得到在整个成本管理过程中会设计到大量的信息，如三维模型中的构件几何、空间、物理、工程信息等，造价涉及的清单定额信息、工程量信息等，施工过程16 华中科技大学硕士学位论文中的变更信息、支付信息、结算信息等等，为了便于分析本文将成本管理工作分成预算阶段工作和成本动态控制阶段的工作，下面分别对这两个阶段的信息进行汇总，并针对BIM技术，提出BIM需要表达的信息。2.3.1预算信息的表达需求在成本预算阶段，按照我国目前的工程造价模式，主要是定额计价方式和清单计价模式，两种模式直观的解释其实都是将工程项目按照一定的规则划分至单个清单（定额）项目，然后计算出这些项目的工程量，再结合国家或地方、企业资源消耗标准（定额）得出各个项目的消耗量或费用，最后汇总得到总成本，并以此为基础展开后续的成本管理和控制工作。基于此原理，本文构建如图2-2所示的基于成本预算信息需求模型。BIM模型进度信息项目构件信息分部分项信息数学逻辑清单（定额）子目信息定额关系关系清单规范算量规则算量规则工程量信息套用定额资源信息图例：价格信息流程市场/企业汇总的预算信息数据引用关联选择关联图2-2成本预算信息需求模型从图2-2的信息需求模型可以看出，基于BIM的预算工作，除去价格信息一般来自市场或企业自有，剩下的主要有七种信息需求：构件信息、分部分项信息、清单（定额）子目信息、工程量信息、资源信息、汇总的预算信息和进度信17 华中科技大学硕士学位论文息。其中进度信息用于后期建立5D模型以便进行基于时间的动态进度管理；项目构件信息是设计阶段的成果，还需要对建筑进行分部分项工程划分，以便形成分部分项工程信息，并以此为基础划分清单定额子目信息，计算工程量信息和资源信息，最后汇总得到整体的预算信息。2.3.2成本控制信息的表达需求在成本管理和控制阶段，项目管理人员需要根据项目的实施和推进，主要的成本管理工作如下：对施工方案进行设计并优化比选，施工过程中对发生的设计变更进行管理和记录，对项目所需的人材机等资源进行使用控制，按照合同支付要求，按照施工周期进行进度工程量统计和进度款支付，竣工后完成支付和结算工作，整个施工过程中对各类资源消耗实施多算对比并实时控制施工成本等，如果是总包项目还需要对分包方进行任务单和支付结算等工作。基于以上的分析，在预算信息的基础上，本文提出在BIM成本管理和控制过程中的信息需求：方案设计和比选信息、变更信息、材料信息、支付信息、任务信息、结算信息等，并建立如图2-3所示的成本控制信息需求模型。几何信息空间信息清单信息流水段工程量信息定额信息任务项类型信息资源信息时间信息其他信息材价信息进度3D模型预算5D信息模型图例：流程数据引用关联方变材支任结选择关联案更料付务算信信信信信信息息息息息息图2-3成本控制信息需求模型18 华中科技大学硕士学位论文2.4BIM对成本管理信息的表达支持上一节建立了成本管理的信息表达需求模型，本节将研究BIM技术对这些表达需求的支持情况。这种支持表现在两个方面，一是现有的BIM软件体系是否对成本信息的表达提供软件支持，二是当这些成本信息在不同的BIM软件之间传递时，IFC标准能否对成本信息提供数据交互支持。2.4.1BIM软件体系对成本信息的表达作为BIM技术应用的工具，BIM的各类软件决定了成本管理过程中如何实施具体的管理工作，因此成本信息的表达离不开BIM软件，BIM的实施也离不开BIM软件。所以本节将重点对BIM的信息表达工具——软件体系进行分析和探讨。BIM的应用离不开BIM相关软件，从方案设计到BIM建模再到后期对模型的分析和信息利用，都是通过各种专业BIM软件来实现的。图2-4所示为BIM软件体系的归类图：发布审核运营管理软件软件几何造型施工组织设软件计软件模型检查造价管理软件软件BIM核心BIM方案设碰撞检查建模软件计软件软件可持续分析深化设计软件软件机电分析可视化软件软件结构分析软件图2-4BIM主要软件分类[45]根据上图中的软件类型，下面对主要的几个与成本管理相关的种类进行具体的分析：19 华中科技大学硕士学位论文1、BIM核心建模软件BIM最基础的软件便是核心建模软件，没有BIM核心建模软件，后期的各类软件也就无从谈起，这些软件是BIM技术应用的基础。国际上现行的BIM建模软件可以主要总结为表2-1中四类：表2-1BIM核心建模软件对比分析软件类别软件优势软件弱势直观、易学；软件自身缺陷导致当模型超相对完整的各专业模块；过300MB时操作速度会明显可自行建立或通过第三方获得丰富的族库；Revit系列软件下降；可以使用嵌入其它工具创建更多的造型；参数规则有诸多限制；由于其市场占主导地位，其它BIM工具都把对复杂曲面的支持不完整。它作为首选平台进行二次开发。建模工具十分广泛，支持建筑行业的几乎所产品由多模块集成，学习难Bentley建筑、结有方面；度大；构和设备软件支持贝塞尔曲线和B样条等复杂曲面；异构功能模块较复杂，不容支持开发自定义参数对象和组件。易掌握自定义参数化建模有限制；界面直观、使用简单；ArchiCAD/AllPL建筑功能较强，但其它模块支持设计各阶段的详细设计；AN/VectorWorks较弱，只适合单专业建筑事支持Mac平台。务所用参数化建模能力强大且完整；陡峭的学习曲线；CATIA、Digital支持大型模型；用户界面复杂；Project可通过三维参数化建模完成几乎任何造型；初始成本较高；提供了功能强大的平台级BIM解决方案。建筑绘图功能不足以上只是对核心建模软件的大致分类，其优势和弱势也只是一个参考，在实际应用中仍需结合企业和项目的具体情况综合考虑，再确定使用哪种软件进行建模。对于成本管理工作而言，建模软件最重要的是将设计信息和工程信息表达完整，而BIM核心建模软件系统对基本的设计信息如几何、空间、材质等信息以及工程相关信息都是可以完整表达的。2、BIM施工组织设计和深化设计软件在施工准备阶段需要进行施工场地设计、施工过程4D模拟、资源及进度计划的5D模拟；重点难点施工工艺模拟、主要物资计划以及深化设计等工作，本文经过对工程中可能用到的软件工具进行实际验证，列出基于BIM进行施工组织设计的20 华中科技大学硕士学位论文主要工具分析表（表2-2）和基于BIM的深化设计工具分析表（表2-3）。篇幅所限，本文只对这些BIM工具进行对比分析，以供具体项目实施时参考，具体如何进行施工模拟、物资计划、深化设计的软件操作问题，在具体使用时使用者可以参见具体的软件使用手册，所以此处不再展开。表2-2基于BIM的施工组织设计工具分析BIM工具施工组织公司软件场地设计4D模拟工艺模拟物资计划Revit●●Navisworks●●●AutodeskInventor●Civil3D●GraphisoftArchiCAD●●ProgmanOyMagiCAD●●AECOsimBuildingDesigner●BentleyNavigator●●●ConstructSim●TrimbleTeklaStructure●FORUM8UC-win/Road●表2-3基于BIM的深化设计工具分析BIM工具深化设计公司软件钢结构深化设计幕墙深化设计机电深化设计RobertMcNeelRhino○AutoDesSysBonzai3D○Revit●AutodeskInventor●AutoCADMEP●ProgmanOyMagiCAD●AECOsimBuildingDesigner●BentleyProSteel●TrimbleTeklaStructure●GehryTechnologiesDigitalProject●●ModelChecker●SolibriModelViewer●●●IFCOptimizer●●●注：○表示该软件为次要应用或需要定制、二次开发；●表示该软件完全支持该项工作。21 华中科技大学硕士学位论文通过以上分析可以发现，虽然某一个软件很难完成所有的施工组织设计和深化设计工作，但是结合不同的软件，BIM软件体系可以满足成本管理工作的需求，通过可视化的施工模拟、施工组织设计优化等工作，优化施工方案，提高计划的合理性，消除设计缺陷，提高资源利用率，从而预见性的尽可能减少在施工阶段返工的可能性，减少了潜在的经济损失，主动对施工成本进行控制。3、BIM模型碰撞检查软件设计阶段和施工前的准备阶段，甚至在施工过程中，各项目参与方尤其是设计单位和施工单位需要一个平台将建筑、结构、机电等专业模型整合为一个综合模型进行碰撞检查，以便提前发现设计中由于各专业分开设计而造成的碰撞问题，将设计缺陷尽可能消灭在施工前，减少施工过程中的设计变更和成本管控难度。这些工作靠核心建模软件是无法完成的，因此需要一款模型整合和碰撞检查的BIM软件来完成这些工作。BIM模型碰撞检查软件除了碰撞检查外，还应当可以将模型和进度成本等信息集成进行动态的进度和施工成本模拟，从而进行工程项目的各种指标的评估、审核。本文经过研究发现，AutodeskNavisworks、BentleyProjectwiseNavigator、SolibriModelChecker等都可以完成这些碰撞检查和资源模拟工作。4、BIM造价管理软件造价管理软件利用BIM模型中的相关信息进行工程量计算和造价管理，基于BIM模型数据的结构化特点，基于BIM的造价管理软件根据施工进度计划动态的提取成本管理需要的信息，就是所谓的5D管理技术。国外BIM成本管理软件主要有Innovaya和Solibri，国内成本管理软件中代表性的是鲁班、广联达、清华斯维尔等软件[45]，这些软件厂商提出针对以项目或业主为中心的基于BIM的造价管理解决方案，通过将BIM软件导入到开发的算量管理系统和造价咨询系统完成造价管理工作，再结合全过程造价分析系统（成本管理系统）或者更全面的项目管理系统，对整个项目的成本数据进行自动化的分析管理和协同共享，对BIM在造价管理中的应用水平起到了推动性的作用，他们的很多造价管理软件在国内外实际项目中也有诸多应用，是提升BIM对工程建设行业整体价值的有效实践。22 华中科技大学硕士学位论文通过本小节的研究可以发现，通过不同软件的组合使用或二次开发，BIM丰富的软件体系，可以满足成本管理过程中对成本信息表达的需求。2.4.2IFC标准对成本管理信息的表达与交互从2.4.1节的研究可以发现，现行的BIM软件有几十种之多，由于语言、政策、商业竞争及知识产权等多方面的影响，不同软件之间的互通及接口问题是诸多研究人员和工程人员所关注的重要问题之一，而本文所研究的基于BIM的成本管理，不仅需要关注BIM软件之间的互通机制问题，又要关注这种互通机制对成本信息的表达和交互是否能够支持。面对软件之间的互通问题，理论上讲有两种方案予以解决，一是使用同一公司的全套软件，完成项目全生命周期管理工作。当前主要的软件公司如Autodesk、Bentley等也基本上提供了全套的BIM解决方案，决策人员可以在项目前期便确定整体的BIM解决方案和软件平台，这样便基本上不存在软件间成果不兼容的问题。但是实际工程建设过程是极为复杂的，例如有时结构和机电工程比较复杂时，设计人员会提出使用两种软件进行多次碰撞检查和验证，某项目在AutodeskRevit中完成的设计模型，除了在Navisworks中进行碰撞检查外，还需要在BentleyProjectwiseNavigator中完成碰撞检查工作；甚至某项工程在设计阶段使用CATIA软件而在运营阶段需要运用ArchiBUS软件。这时便需要一个能被所有软件所兼容的数据格式，来完成设计模型、碰撞检查结果、成本管理方案等产品数据的传递和使用——IFC格式便成为第二种解决方案。IFC(IndustryFoundationClasses)是一个计算机可以处理的建筑数据表示和交换标准，使用形式化的数据规范语言EXPRESS来描述建筑产品数据[46]，其目标是提供一个不依赖于任何具体系统的，并且能够描述建筑项目所有信息的中性机制，以便支持全生命周期的建筑信息的数据交换和数据管理[47]。IAI在1997年1月发布了IFC信息模型的第一个完整版本，之后又陆续对IFC标准进行了更新和发布，当前最新的版本是IFC2x4，如图2-5所示，其覆盖范围，应用领域、模型框架都有了很大的完善。23 华中科技大学硕士学位论文IFC2×22004/Q4通过认证开始认证IFCIFCIFCIFCIFC范围1.01.51.5.12×2×1stAdd通过认证1997199819992000200120022003实施实施当前软件当前IFC模型新增功能发展图2-5IFC标准的发展历程[41]IFC2x模型的体系结构从下到上有四个层次：资源层(ResourceLayer)、核心层(CoreLayer)、交互层(InteroperabilityLayer)、领域层(DomainLayer)。每个层次的信息资源只能被本层次或上一层次引用，而不能被下层次引用，当本层次信息发生变动时也不会对下层的资源产生影响，保证了信息描述的稳定性和可靠性。基于2.3节提出的BIM成本信息表达需求，下面将分别研究IFC对项目构件信息、分部分项信息、进度信息及成本预算信息的表达方式及完整性，然后以文献和现有成果研究IFC对成本控制工作中相关信息的支持。（1）IFC对项目构件信息的表达在IFC标准中，项目构件由实体IfcProduct进行定义，所有构件或其附属元素，则通过建筑构件的抽象实体IfcBuildingElement进行表达。本文根据IFC相关标准，列出如图2-3所示的IFC标准中的实体与建筑构件的对应关系。24 华中科技大学硕士学位论文表2-3IFC标准实体与建筑构件信息的对应表达关系马智亮等人在研究中提出了建筑墙及其附属信息的EXPRESS_G语言信息模型[36]，对墙和附属的装饰、开洞等进行了完整的表达并建立了各实体之间的相互关系。由此可见，建筑构件或其他功能附属构件均可用IFC实体进行具体的表示。（2）IFC对分部分项信息的表达我国的成本预算模式决定了在进行预算前需要对建筑构件进行分部分项划分，也就是按照构件的几何特征、材料、设备类别、施工工艺等特征确定成本子目。例如柱首先按照材质及工艺分为现浇砼柱、砖柱等，而现浇砼柱又可以进一步分为结构柱、构造柱等。所以要想表达分部分项信息，首先应准确表达构件类型和构件属性信息，本文通过对IFC标准的研究，发现在IFC标准中实体构件的类型由实体IfcBulidingElementType及其继承实体实体IfcPropertySet进行表达，构件属性由抽象实体IfcProperty及其派生实体进行表达，但是研究中也发现，IFC中预定义的实体类型有限，只能覆盖大部分构件类型。马智亮等人的研究也提出了用自定义属性的形式表达项目构件属性集的方法[36]，在该研究中他们同样提出，IFC标准还没有对自定义属性集进行深入的支持，所以在我国实际的推广中，IFC对清单定额子目的表达支持也不是很深入，急需对IFC标准进行完善，以便适应我国建筑行业对分部分项信息表达的需求。（3）IFC对进度信息的表达25 华中科技大学硕士学位论文IFC标准对进度信息的表达是比较完整的，进度计划和工程施工任务由抽象实体IfcProcess及其继承实体IfcTask表达；各任务之间的关系通过关系实体IfcRelSequence表达；施工进度的控制通过实体IfcWorkSchedule表达；而施工进度控制一般会控制多个施工任务，这种一对多的关系通过关系实体IfcRelAssignsTasks表达。马智亮等人的研究提出了用EXPRESS-G表达的进度信息模型[36]，验证了IFC对进度信息表达的可行性与完整性。（4）IFC对工程量、清单（定额）子目和资源信息的表达本文通过对IFC标准的研究发现，在IFC标准中，实体构件的工程量信息通过实体IfcElementQuantity进行完整的表达；清单（定额）子目信息由实体IfcCostItem表达，清单（定额）子目信息内部存在的逻辑关系和数学关系，分别通过关系实体IfcRelNests和IfcRelAssociatesAppliedValue、IfcAppliedValueRelationship表达；资源信息由实体IfcResource及其派生实体IfcConstructionResource来描述，主要包括人员、材料、机械、劳动力、分包商、产品等6类资源。娄喆的研究中建立了用EXPRESS-G表达工程量信息、清单（定额）子目信息和资源信息的模型[48]，验证了IFC对成本预算信息表达的可行性和完整性。2.3.1节中提出的七类信息表达需求，除了以上六类，还有价格信息，但是价格信息一般是通过市场或地方定额提取，故不需要用模型来表达。以上从理论上分析了IFC对成本管理信息的表达，而有关2.3.2节中的成本控制信息表达需求，本文通过文献和案例分析进行验证：IFC标准在工程项目成本控制中的应用，国内外已经有相关的案例和成果。Faraj[35]等人以IFC为基础开发的WISPER（Web-basedIFCSharedProjectEnvironment）共享环境，实现了将项目设计、施工、成本等信息的集成与共享，在施工成本控制中发挥了巨大作用；CharlieFu[49]等人提出了基于IFC标准的项目全生命周期成本评估，也证明了IFC标准对成本控制信息的表达支持；Tanyer[50]等则开发了一个基于IFC标准的4D进度计划模拟系统，并提供了根据4D模拟进行施工预算的功能。Sheryl和Fischer通过研究IFC标准在成本预测中的研究，提出了基于IFC标准的成本预测工具，为施工过程中成本管理提供了数据支持[51,52]。通过本小节的研究可以发现：IFC标准作为BIM技术信息交互的基础，保证了26 华中科技大学硕士学位论文BIM成本信息在不同软件之间传递时的互通性和兼容性，而且IFC标准为基于BIM的成本管理提供了数据表达和交换的基本支撑，保证了成本信息表达的可行性和完整性。本节通过对BIM软件体系和IFC标准研究，可以发现BIM对成本管理信息的表达和交互是完整和准确的，可以将BIM技术应用于施工项目成本管理。2.5本章小结本章主要研究了BIM技术对成本管理信息的表达支持，主要成果如下：1、从成本管理的基本概念入手，对传统成本管理工作内容和基于BIM的成本管理工作内容进行分析，总结了传统成本管理中存在的缺陷及BIM技术应用于成本管理的优势。2、根据基于BIM成本管理的工作内容和相关信息，提出了基于BIM的成本预算和成本控制的信息表达与交互需求模型。3、通过对BIM软件体系和IFC标准的研究，验证了BIM能够满足成本管理信息的表达和交互需求。27 华中科技大学硕士学位论文3BIM成本信息模型的建模标准研究本文第二章研究了BIM技术对成本信息的表达支持，验证了BIM应用于施工项目成本管理的技术可行性。根据信息管理的流程，信息管理分为信息的收集、传输、加工利用和存储，本章将对BIM成本信息的收集进行研究，也就是成本信息模型的建立完善，主要解决以下两个问题：1、BIM成本信息模型建模中存在哪些问题，模型的建立应当遵循怎样的标准？2、遵循这样的标准建立的模型，对成本信息的表达是否完整，是否需要进一步完善？为了解决这两个问题，本章将首先分析解决建模工作对基于BIM的工程量计算和计价的影响，并基于此提出一套基于BIM进行成本管理的建模标准；然后针对性的对BIM成本信息进行完善。3.1BIM成本信息模型建模中存在的问题实际利用BIM进行成本管理时，普通的设计模型是无法满足基于BIM的预算、5D管理等要求的，会遇到各种因为模型不标准或不符合要求的问题，而这些问题的解决办法，主要有两个：一是在设计阶段便从根本上对这些建模问题予以解决，二是利用插件或二次开发的计量计价软件在后期进行完善和补充。第二种解决办法将在下一节具体介绍，3.1和3.2节重点对第一种解决方法进行研究：分析普通的BIM建模，对基于BIM的施工项目成本管理会造成哪些影响，从而建立BIM成本信息模型的建模标准，帮助建筑设计师更好地用BIM模型进行设计并控制设计成本和整个项目的总投资，为后期的成本管理工作打好基础。3.1.1建模对基于BIM的工程量计算的影响三维模型是基于BIM进行工程量计算的基础，从BIM应用和实施的基本要求来讲，工程量计算所需要的模型应该是直接利用设计阶段各专业模型。然而，当前BIM的应用现状是，实际工作中专业设计对模型的要求和依据的规范等与预算对BIM模型的要求不同，同时，设计时也不会把造价管理需要的完整信息放到设计28 华中科技大学硕士学位论文BIM模型中去，所以，设计阶段模型与实际工程成本管理所需模型存在差异，这主要包括：1、工程量计算所需要的某些数据在设计模型中没有体现，例如设计模型没有内外脚手架搭设设计；2、某些设计简化表示的构件在算量模型中没有体现，例如做法索引表等；3、算量模型需要区分做法而设计模型不需要，例如内外墙设计在设计模型中不区分；4、设计BIM模型软件与工程量计算软件计算方式有差异，例如在设计BIM模型构件之间的交汇处，默认的几何扣减处理方式与工程量计算规则所要求的扣减规则有时是不一样的。以上是BIM设计模型用于工程量计算的天然缺陷，因此，预算人员有必要在设计模型的基础上建立算量模型。基于以上原因，本节将讨论除了设计模型本身存在的问题外，还有哪些建模过程中以及建模软件自身存在的缺陷，会对基于BIM的算量造成影响，并给出解决方案。为便于讨论，本文以当前各大工程和设计单位常用的BIM建模软件AutodeskRevit为例进行说明。1、工程量统计方式的问题。国外的工程量计算并没有统一的规则，一般只是以构件类型为分类依据，从BIM模型中直观统计构件的面积、体积等数据作为工程量，进行工程预算[53]。但是我国的定额和清单模式中工程量计算的类别、标准都已规定好，比较完整也比较成熟。所以以Revit为代表的诸多BIM建模软件在我国面临着本土化的问题，也就是如何让这些软件自动生成的清单项目和名称，能与我国的相应规范和标准匹配，让其工程量计算方式在我国的工程实际中适用。例如，我国的计量模式对混凝土梁板柱计算体积，对门窗计算面积，对扶手计算长度，Revit中导出的工程量是否与清单定额标准适用，还需进一步验证；再如，在Revit建模中生成的两道砖墙，我们将其命名为“2F-Brickwall”，但是其中一道是承重砖墙，另一道是空心砖填充墙，Revit在统计中只会将两道墙统计为一个类别“Brickwall”，但这在我国的清单或定额的工程量统计中是错误的。2、门窗洞口及梁板柱搭接处的工程量计算问题。我国的清单和定额计量标准中对孔洞和搭接的扣减基本都有详细的说明，当然其目的也是为了让计量结果更准确29 华中科技大学硕士学位论文更符合实际工程用量。那么Revit建立的BIM模型，其统计出的工程量中对门窗洞口及梁板柱的搭接处是否进行了精确地扣减，这些都有待验证。3、构造柱、过梁、压顶、脚手架、装饰等构件的计算问题。设计人员在利用Revit进行BIM建模时，这些构件并不像普通的墙门窗梁板柱那样可以直接添加，而且如构造柱、过梁等构件一般不会在建模阶段表达出来。但是这些构件在工程量统计中是非常重要的一部分，如果不将其统计在内，那么从Revit中得到的工程量便不能发挥足够的作用，只能作为一个参考值。4、场地、土石方等构件工程量的计算准确性问题。其实Revit可以计算出土石方的工程量，但是其计算原理决定了其计算出的工程量并不是很准确的。在工程人员对工程量结果要求不高时，其结果可以作为一个参考，但是如果对结果精确度要求高的话，Revit便不能满足需求。5、统计结果的输出形式的问题。Revit对BIM模型的计算细化到了构件的工程量，而且只要构件间的任何一个属性不同甚至只是构件名的某个字母大小写不同，系统都会默认为不同的两个构件并分列出来。所以Revit自动生成的工程量表非常庞大，列出的项目非常细非常多并且杂乱无序。以Revit为代表的BIM建模软件自身一般可以计算出工程量，经过整理后可以作为最后的工程量清单表，所以首先要求所计算的工程量需要有足够的精确度。下面本文将针对以上五个问题，对Revit的计算规则进行一定的研究后，分别给出以下解决方案：1、针对BIM工程量统计方式的问题，首先应在建模之前根据计价规范中的条目统一规定构件命名规则，免去清单生成后再一一改动的麻烦。例如在建模前的沟通会议上确定模型构件的命名规则，构件以“楼层-构件类别-材质-尺寸”组合命名。其次，关于计算方式的问题，通过一一验证可以发现，Revit的清单统计内容，是可以根据构件的参数进行添加和删除的，只要构件族文件中定义了的参数，以及可以通过这些参数和实际工程数据计算或统计出的结果，都可以作为清单表中的统计项目。例如窗明细表，Revit默认统计数量、窗说明、类型、宽度和高度，但是我们需要统计面积，可以通过插入列，插入计算值“面积”，定义为“宽度*高度”即可（图3-1）。通过以上这种方式，Revit保证清单表内容与国内的计价规范是吻合的，即梁30 华中科技大学硕士学位论文板柱对应体积，门窗洞口对应面积，扶手栏杆对应长度等等，其统计结果可以作为定额清单统计使用的基础数据。图3-1自定义明细表字段但是此处仍要留一个问题：实际建模过程是比较复杂的，尤其是当工程项目本身比较复杂时，即便在建模过程中做到了按照上述方法进行构件命名，且不考虑大量构件的人为命名过程中可能出现的诸如字母大小写、多输或少输入空格、中英文标点符号等等的差错导致的清单条目繁杂，但我们得到的清单最终是为了自动计价工作，如何让统计结果被定额清单中的相应条目识别，得到成本数据？这个问题将在3.2节中进行讨论解决。2、对于门窗洞口及梁板柱搭接处的工程量计算的问题。Revit统计的工程量是不是就是完成了搭接扣减等工程量的实体工程量呢？下面通过实际模型来进行验证。图3-2是某别墅项目中的一面300mm的有窗的墙，从属性列表中得到建模数据和软件自动统计的工程量数据：长12200mm，厚300mm，高2650mm，面积25.13m2，体积7.539m3。31 华中科技大学硕士学位论文图3-2Revit中模型查看与几何属性提取假设不扣除窗户洞口面积和体积，用其高度乘以长度得到的面积为2.65×12.2=32.33m2，面积乘以厚度得到体积为32.33×0.3=9.699m3。可见这个结果与Revit显示的面积体积不符，那么Revit显示的是不是已经精确的扣减了窗户洞口的面积和体积呢？计算如下：图3-3窗户属性表32 华中科技大学硕士学位论文三个窗户的面积分别为：1.8×1.5=2.7m2，1.8×1.5=2.7m2，1.2×1.5=1.8m2三个窗户洞口应该扣减的墙体体积为：（2.7+2.7+1.8）×0.3=2.16m3；因此，这面墙的实际面积应该是32.33-2.7-2.7-1.8=25.13m2；这面墙的实际体积应该是：9.699-2.16=7.539m3。以上计算结果正好与Revit中自动生成的构件面积和体积相一致，说明Revit自动生成的构件工程量中已经扣除了门窗洞口的工程量，是净工程量。同理，对于构件搭接处的工程量，本文也通过类似方法进行了实际计算对比，发现Revit对搭接处的工程量扣减也足够准确，对于搭接处只计算一次重复工程量，统计出的结果与实际工程量一致。也就是说建模时不管设计人员是以墙中心线还是边线为准，都不会影响工程量的计算结果。综上所述，Revit自动统计出的工程量在门窗洞口处都能够按照实际工程用量进行准确的扣减。但是此处仍要留一个问题：Revit给出的工程量完全是模型中或实际工程中存在的工程量，其计算和扣减规则与计价规范中复杂的计算扣减规则并不是完全相同的，在我国当前的工程量计算体系中，工程量计算是有规则的，同时，各省或地区的计算规则也不尽相同。例如，混凝土过梁伸入墙内部分工程量不扣，但构造柱、独立柱、单梁、连续梁等伸入墙体的工程量要扣除。除建筑工程量之外，还包括相交部分的钢筋、装饰等具体怎么计算，这些都需要按照各地的计算规则来确定，这个问题将在3.2节中讨论解决。3、针对构造柱、过梁、压顶、脚手架、装饰等构件的计算问题。通过对Revit操作界面的研究，软件本身并不支持这些构件的布置，但是BIM软件最大的特点之一便是其模型是参数化的，设计人员可以根据需要增加任何所需的构件，并且这些构件都是参数化的。参数化保证了只要定义了新增构件的相关参数（属性），其工程量就是可计算的。所以不管是上述的构造柱、过梁、压顶、脚手架等建筑构件还是其它异形的自创构件，只需要建模人员新建族并定义相关属性，Revit就可以计算其工程量。例如建模人员需要增加过梁，可以从外部直接导入已经建好的“**.rfa”或“**.adsk”族文件，也可以新建族文件。因为过梁本质上属于梁，所以其参数都可以以普通结构梁为参考，以矩形梁为例，只需定义材质、宽度（b）、高度（h）、厂商33 华中科技大学硕士学位论文等参数即可。再如，假设因设计需要，在模型中建立一辆30度角的自动扶梯，此时可以从外部导入已有的族，也可以新建一个族，并定义材质、围裙板间距、扶手带间距、扶梯宽度、两端过渡段长度等参数（图3-4）。图3-4导入外部族并定义参数通过以上分析可以发现，BIM建模软件通过增加参数化的族库能满足几乎所有建模需求，只是不同的软件对不同领域的支持和建模效率不同，例如在建筑完全异性时，使用CATIA建模效率会更高，使用Revit效率低且难度会很高，具体不在此展开。但是，正如前文提出问题时描述的那样，构造柱、过梁、压顶、圈梁这些构件，虽然完全可以通过Revit实现建模，但是设计阶段一般是不会在模型中出现的，那么如何保证算量的准确性和完整性呢？要求建模人员在设计阶段或预算阶段一个个添加进模型中当然是一种方法，但是这样的话将很大程度上抵消自动化算量计价带来的优势。这个问题将留3.2节中进行讨论解决。4、对于土石方等无法用Revit统计工程量或统计结果不精确的问题，本文经过分析发现，Revit在计算土石方时，是按照一定的步长近似计算的，把地形面按照一定的步长划分网格，计算出每个网格的立方后再做加减计算，因此并不是计算的精34 华中科技大学硕士学位论文确值，所以土石方这部分工程量计算不精确的问题是Revit软件计算原理的缺陷。如果需要计算精确值，Autodesk的另一系列软件Civil3D会给出比较准确的结果，但是也需要在Civil3D中重新建模，但是这样会带来大量的重复工作量，实际工作中需要综合考虑。5、针对清单表中各项条目分散无序的问题，目前的解决办法还是需要通过分类汇总的办法对明细表进行二次整理。由于Revit的清单表中是以各分项工程为基本单元来分别统计工程量总量的，所以对明细表进行分类汇总会相对容易一些。这种分类汇总二次整理的方法在一定程度上解决了清单表中条目分散无序的问题，但是属于补救性的措施，碍于我们不能改变Revit的统计方式，所以如果想从根本上解决这个问题，一是寄希望于下一版本甚至更久的将来Autodesk公司会对软件做出改变；二是通过别的办法，以Revit的统计为基础，进行自动的分类汇总，本文将在3.2节中进行分析介绍。上述基于BIM的工程量计算中存在的问题、相应的解决办法以及仍需进一步探讨的问题，可以用表3-1进行总结：表3-1基于BIM的工程量计算中存在的问题及解决办法（以Revit为例）存在的问题解决方案仍需进一步探讨的问题BIM工程量统计方统一规定构件命名规则；如何让统计结果被定额清单中的相1式的问题增删明细表统计字段应条目自动识别，以便得到成本数据Revit计算和扣减规则与计价规范中构件搭接及门窗洞系统就会自动进行相应复杂的计算扣减规则并不完全相同，2口扣的减工程量计的工程量扣减或搭接计所以其结果与套定额或套清单价之算问题算间仍存在障碍载入或新建所需的族文构造柱、过梁、压件进行布置；设计阶段一般不会布置的构造构件，3顶、脚手架、装饰只要进行了布置，Revit如何在预算阶段时高效布置等构件的计算问题即可以计算其工程量无法用Revit模型计算精度要求不高时仍计算出来或用Revit可用Revit计算；4如何以更简单的办法解决计算出来的结果不借助Civil3D、3DMax等精确的构件软件计算清单表中各项条目通过分类汇总的方式，对分类汇总属于补救性措施，如何从根5分散无序工程量表进行二次整理本上保证统计结果高效有序35 华中科技大学硕士学位论文3.1.2建模对基于BIM的计价工作的影响计量和计价是工程项目成本预算的两个基本阶段，上一节对BIM建模对工程量计算的影响进行了探讨并给出了解决方案。本节将分析BIM建模对计价工作的影响并同样给出可行的解决方案。1、算量结果与清单定额匹配性问题。国外的很多国家包括美国在内，并没有统一的类似于清单或定额的指导性文件，所以其计价工作一般是以市场单价为指导进行的。而在我国，有各个版本的清单和定额供招投标单位和承发包单位选择和使用，大到国标清单，小到地区清单、定额和行业、企业定额，尤其是在招投标过程中，投标单位必须按照清单规范编制投标报价。所以，对于将Revit等国外BIM软件与我国清单定额计价规则的匹配性问题仍需探讨。2、清单表的完整性问题。首先，根据清单计价规范的规定，清单表中必须有完整的项目编码、项目特征等描述，否则将无法准确的套取定额单价。但是笔者经调查发现，国内很多BIM建模都是根据CAD图纸进行翻图，这不仅违背了BIM应用的初衷，而且为了提高建模速度，负责建模的人员一般不会将项目编码、特征描述等信息一项项在图纸中找出来并编辑到模型中，严重影响了后续的计价工作。其次，计价要求清单表中的项目特征描述是相当精确的，但是BIM建模过程中，某些项目信息是无法输入的，例如土方工程中的土壤类别、地下水位深度，项目周边情况（涉及土方开挖、安全文明施工）等，而这些信息都会影响到施工成本。对于以上问题，本文经过研究提出以下解决方案：1、对于算量结果与清单定额匹配性的问题。虽然国外没有统一的计价依据，但上一小节已经分析过，BIM软件生成的工程量清单条目，与国内清单定额基本匹配，可以直接以其为基础，根据需要来依照相应的地方定额或直接国家定额进行计价。当然这只限于分部分项工程费用的计算，而清单计价中的措施项目费用，其他费用（规费、税金有固定计算费率，所以暂且不考虑）等设计招投标和预结算的费用，仍然无法通过建模软件直接得出。2、针对清单表的完整性问题。首先是在建模之前规定项目构件的完整命名规则，例如构件名中是否要包含构件材料、构件尺寸等信息，并规定这些信息的先后顺序；其次，在构件命名中应当尽量以清单或定额子目中的项目名称为关键字，以便自动36 华中科技大学硕士学位论文化和智能化地套取定额；再次，在建模过程中对清单项目的描述应尽可能详细，包括材料、做法、生产及出厂信息等。这样不仅是为了计价工作的方便，更是为了发挥BIM本身的优势，将设计信息、成本信息等进行集成，为后续的成本、进度、质量管理提供方便，更为项目的运营管理提供信息支撑。最后，针对建模中无法加入的项目信息，这部分信息缺失带来的计价虽然重要，工作量却不是很大，可以在计价过程中通过插件或人为设定和加入。但是问题2中提到，当前的BIM发展形势是，建模工作大部分是以翻图为主，即以CAD设计图纸为基础，将其导入到Revit中并在Revit中根据二维图纸建立三维模型。这种二维设计，三维建模并在建模过程中增加大量的构件信息编辑工作是不符合BIM的理念的，而且会大大降低生产的效率。在这种大环境暂时无法改变的情况下，如何更高效的完成建模和算量计价工作，仍需进一步探讨，本文将在3.2节中具体展开研究。上述基于BIM的计价工作中存在的问题、相应的解决办法以及仍需进一步探讨的问题，可以用表3-2进行总结：表3-2基于BIM的工程量计算中存在的问题及解决办法（以Revit为例）存在的问题解决方案仍需进一步探讨的问题算量结果与清BIM软件生成的工程量清单与国内清单措施项目费用、其他费用、1单定额匹配性定额基本匹配，可以直接以其为基础，根规费、税金的计算问题。的问题据定额标准进行计价。建模之前规定项目构件的命名规则；构件命名中应当尽量以清单或定额子目在当前二维设计、三维建模中的项目名称为关键字；的畸形大环境下，如何在保清单表的完整2在建模过程中对清单项目的描述应尽可证清单表完整性的前提下，性问题能详细；提高建模和计价工作的效个别建模中无法加入的信息，计价过程中率。通过插件或人为设定和加入。3.2BIM成本信息模型建模标准的建立前面两小节中通过对基于BIM模型的工程量计算和计价中存在的问题的分析，可以发现这些问题归根结底其实都是因为BIM软件来自国外，在国内应用时不可避37 华中科技大学硕士学位论文免的存在本土化的问题。国内很多学者和研究人员对BIM的本土化问题也有诸多的研究，但是在实际推动过程中仍然存在一些障碍：BIM的应用优势无可争议，但是实际工程中具体怎么用，却缺乏相应的标准、案例和实际经验。所以，本文下面将根据前文中提出的解决方案，建立BIM成本信息模型的建模标准，基于这个标准，将能有效的解决现存的一些问题，为BIM的本土化提供一些借鉴。基于BIM的成本管理数据模型，首先应满足国家和行业对于设计、绘图和出图的基本规范要求，例如《总图制图标准(GB/T50103—2001)》、《建筑制图标准(CB/T50104-2001)》、《房屋建筑制图统一标准(GB/T50001-20001)》、《建筑采光设计标准(GB/T50033-2001)》、《建筑隔声评价标准GBJ121-88》、《绿色建筑评价标准GB/T50378-2006》、《国家建筑标准设计图集》、《建筑构造通用图集》、《建筑设计资料集》等等[35]。除了要满足上面的基本的建模制图要求外，建模过程应当对建模工具、构件命名、建模设置、建模深度等制定标准。前文研究的工程计量和计价实际上是分别从两个方面对BIM建模提出了要求，所以，在这里可以对上面的研究进行分类汇总来对基于BIM的成本管理模型建立提出要求（如表3-3所示）。表3-3基于BIM成本管理的建模标准构件类型建模标准建议建模工具计算精度要求较高时用3DMax、设定土壤类别、基坑开挖形式、坑槽开挖形式、挖土机械、地1土石方工程Civil3D等，否下水位深度等基础信息，建立定位点及标高。则用Revit、Bentley等①模型轴线、尺寸、位置、连接等设置准确，族库选择合适，与其他专业分部分项工程衔接合理；根据项目复杂程②构件命名应完整、准确，如“水泥标砖-M5-混合砂浆”；度和预算等实际③构件命名中应当尽量以清单或定额子目中的项目名称为关情况综合考虑，键字；2砌体工程可以选择④在建模过程中对构件的属性设置应与清单表中对应的分部AutodeskRevit、分项工程特征描述尽可能一致，且详细；Bentley、CATIA⑤对门窗洞口及构造构件如构造柱、过梁、压顶、圈梁等应根等系列软件据设计要求精确布置，以确保清单量中对洞口工程量的扣减和构造工程量的统计；38 华中科技大学硕士学位论文续表3-3构件类型建模标准建议建模工具根据项目复杂程⑥根据清单规范和算量需求对清单明细表的统计字段进行设度和预算等实际置，如混凝土空心砌块墙必须统计体积（m3），门窗必须统计情况综合考虑，面积（m2）和个数等，以保证计价所需的工程量能够详细统2砌体工程可以选择计；AutodeskRevit、⑦个别建模中无法加入的信息，计价过程中通过插件或人为设Bentley、CATIA定和加入。等系列软件①模型轴线、尺寸、位置、连接等设置准确，构件族库选择合适，搭接合理，与其他专业分部分项工程衔接合理；根据项目复杂程②构件命名要求与砌筑工程相同，以定额子目名称为关键字命度和预算等实际名且命名完整准确；承台、垫层、情况综合考虑，③建模过程中对构件的属性设置应与清单表中分部分项工程梁板柱等混可以选择3特征描述尽可能一致；凝土结构工AutodeskRevit、④门窗洞口建模准确，构造构件根据构造要求进行建模；程3DsMax、Bentley⑤确认清单明细表中对混凝土构件必须统计体积，否则应予以CATIA等系列软增加；件⑥个别建模中无法加入的信息，计价过程中通过插件或人为设定和加入。①族库选择合适，钢筋规格、位置设置准确；根据项目复杂程②命名要求与砌筑工程和混凝土工程要求相同，且应注明现浇度和预算等实际结构用钢还是预制结构用钢；情况综合考虑，③在清单明细表中增加钢筋体积和重量（体积*密度）字段并选择Autodesk4钢筋工程予以统计；Revit、鲁班、广④除设计要求外还应根据构造要求进行建模，如加密钢筋、构联达、PKPM、造钢筋等；Bentley等系列⑤根据搭接要求对搭接处准确建模，如搭接位置、搭接长度、软件搭接方式等都应在建模中体现。AutodeskRevit、①基本设置、命名、属性设置要求同2；装饰及屋面3DMax、5②详细设置构件属性，尽可能根据清单表的要求挂接具体做工程Bentley、CATIA法。等系列软件AutodeskRevit、6门窗及其他要求同23DMax等通过以上的分析可以发现，通过BIM成本信息模型的建模标准建立的成本信息39 华中科技大学硕士学位论文模型，仍然存在一些缺陷，对成本预算和管理工作影响甚大，需要在预算阶段进行信息的完善和补充，尽可能保证预算的高效和准确性。3.3BIM成本信息的完善与补充本节针对3.1节中遗留的建模问题，提出一套对BIM成本信息的完善机制。由于基于BIM的成本管理是以BIM软件为实现基础，所以本节提出基于Revit开发一款建模和算量插件，来完成信息完善与补充工作。3.3.1建立关键字识别库完成构件识别针对Revit工程量统计结果在分类汇总时无法被定额和清单中的条目识别的问题，可以为软件内置关键字识别库，并可以在实际应用时手动增删或更改。通过研究现行国标定额库与清单表，本文建立如下初始的关键字识别库，如表3-5所示。“构件名称”列表示软件可以对这些构件名称与清单定额进行对接，并对其挂接做法，为后续的算量计价做好准备；“构件关键字”列表示建模时建模人员可以用这些关键字或缩写对构件进行命名，构件名只要包含这些关键字，软件就可以对构件进行识别、映射。表3-4初始关键字识别库构件类型编号构件名称构件关键字1桩基桩基，桩2垫层垫层，DC3独立基础独立基础，独基，承台，DJ，ZJ，CT4筏板承台筏板承台，FBCT5带型基础带型基础，条形基础，条基，TJ基础6基础主梁基础主梁，基础梁，JZL，JL7基础次梁基础次梁，JCL8地下框架梁地下框架梁，DKL9基础连梁基础连梁，JLL10承台梁承台梁，CTL40 华中科技大学硕士学位论文续表3-4构件类型编号构件名称构件关键字11集水井集水井，集水坑，JSJ，JSK基础12电梯井电梯井，电梯坑，DTJ1圈梁圈梁，QL2过梁过梁，GL3框架梁框架梁，KL4普通梁梁，L5屋面框架梁屋面框架梁，WKL梁6悬挑梁悬挑梁，XL7边框梁边框梁，BKL8连梁连梁，LL9楼梯梁楼梯梁，TL10预制过梁预制过梁，YZGL11暗梁暗梁，AL1墙洞墙洞，门洞，窗洞，洞，QD，MD，CD2门门，M，FM门窗3窗窗，C4飘窗飘窗，PC1板洞板洞，BD2悬挑板悬挑板，XTB3有梁板有梁板，YLB4无梁板无梁板，板，B，LB板5屋面板屋面板，屋顶，WB6阳台板阳台板，YTB7井式板井式板，JB8楼梯平台板楼梯平台板，楼梯板，平台板，PTB41 华中科技大学硕士学位论文续表3-4构件类型编号构件名称构件关键字1暗柱暗柱，AZ，2构造柱构造柱，GZ3柱帽柱帽，ZM柱4框架柱框架柱，KZ5普通柱柱，Z6预制柱预制柱，YZZ1填充墙填充墙，TCQ2幕墙幕墙，MQ墙3砼墙混凝土墙，砼墙，剪力墙，TQ4砌体墙砌体墙，加气砼，砌块，砌体，墙，QT，Q1阳台阳台，YT2栏杆栏杆，LG3梯段梯段，TD4楼梯楼梯，LT5栏板栏板6压顶压顶，YD7台阶台阶8坡道坡道，PD其他9散水散水，SS10沟槽沟槽，GC11建筑面积建筑面积，JZMJ12挑檐天沟挑檐，天沟，TG13后浇带-墙后浇带墙，HJDQ14后浇带-梁后浇带梁，HJDL15后浇带-板后浇带板，HJDB16后浇带-筏板后浇带筏板，HJDFB17后浇带-条基后浇带条基，HJDTJ42 华中科技大学硕士学位论文以上映射规则只是一个初始的参考，在实际建模和预算时，预算人员还可以手工对关键字识别库进行更改，可以导出更改后的识别库以备下次使用，也可以导入企业已有的识别规则，提高工作效率。3.3.2集成符合清单定额的计算规则仍以Revit为例，前文提到，Revit导出的工程量足够准确，但是其计算扣减规则与清单定额的规则并不是完全相同的，这就需要基于Revit的算量软件适当放弃Revit自带的算量功能，自己将清单定额库中的扣减规则集成进来，并且克服Revit只能看明细表不能看细节的缺陷，对每一项计算结果提供核对的功能，例如点击某项柱混凝土体积，应该可以显示这个结果是哪个或哪几个柱子（三维模型显示）的体积，使用了哪些数据进行计算，每个数据代表什么，调用了什么计算规则，扣减了哪些体积等等，如果核对人员发现这样的计算扣减规则与实际不符，软件还应当提供对规则的修改功能。3.3.3构件自动布置针对建模阶段并不会建立的很多构件，对算量和计价会有很大影响的问题，建议基于Revit的算量软件增加某些构件的智能布置功能，节省在建模时一一进行手动布置耗费的大量时间。建议需要增加的项目包括：构造柱、过梁、压顶、圈梁、垫层、坑槽、砖模、大基坑等，以及如果需要对装修阶段进行算量和成本管理，还应当有外墙装饰、房间、墙面、墙裙、踢脚、地面、天棚等的智能布置。这些构件在布置前应当根据设计规范的构造要求或者实际工程施工情况等手动设置布置规则。以构造柱的自动布置规则设置为例，应当包括构造柱大小规则和构造柱生成规则，本文研究建立了如图3-5所示构造柱布置方案：43 华中科技大学硕士学位论文构造柱智能布置规则构造柱大小规则编号材料墙宽（≥）墙宽（≤）顺墙宽H顺墙长B马牙槎长GZ1C20100250同墙宽30060构造柱生成规则布置楼层1F；2F；3F；4F；5F；6F···1、墙相交处布置构造柱；m时，门窗洞口边布置构造柱；2、门窗洞口宽度＞=100m时，门窗洞口边布置构造柱；3、窗洞口宽度＞=3m时，窗台下布置构造柱，且间距＜=2.5m；4、窗间墙长度＜5m时，窗间墙两端布置构造柱；5、构造柱间距＜5m；构造柱截面高H小于墙宽时，平墙内边布置图3-5构造柱智能布置规则设置方案图中的下拉选项和斜体字可以根据实际工程和构造需求进行选择和填写，以便使构造柱的布置更高效且符合实际需求。构造柱生成规则具体解释是：1、墙相交处指的是墙与墙的转角处、丁字相交处、十字相交处、斜交处等连接部位，如果勾选此生成规则，则在墙与墙的连接部位生成构造柱；2、如果勾选此生成规则，当门、窗、洞口宽度大于指定数值时，会在门、窗、洞口两侧部位生成构造柱；3、如果勾选此规则，当窗、墙洞口宽度大于指定数值时，会在墙、窗洞下布置构造柱，构造柱的顶高到窗、墙底部，且构造柱按照本规则指定的间距生成；4、如果勾选此生成规则，当窗与窗之间的墙体长度小于指定数值时，会在窗与窗之间的墙两端生成构造柱；5、当墙长度大于此规则指定的数值时，墙体才生成构造柱，生成的构造柱之间的间距为指定数值。篇幅所限，此处对过梁、压顶等其他构件的智能布置规则不做具体的展示，可以以构造柱的规则为参考，根据设计和布置的参数需求进行规则设置。3.3.4完善报表导出功能即在软件中设置导出选项，根据不同需求输出不同的统计报表。实际预算工作中，预算人员可能根据需要查看工程量做法汇总表、做法明细表、实物量汇总表、实物量明细表，也可能需要查看砼、模板等工程量指标，这些工作仅由BIM建模软44 华中科技大学硕士学位论文件是无法完成的，如果基于Revit的算量软件能够根据分类汇总需求，导出各种详细的表格，将大大降低汇总计算的工作量。本文列出图3-6所示常见的报表目录。分部分项工程量清单定额汇总表（不含措施）清单定额展开表定额汇总表（措施）做法汇总表(图形)定额汇总表(分楼层)(图形)分部分项工程量清单(图形)措施项目清单(图形)清单汇总表(分楼层)(图形)清单定额汇总表(分楼层)清单、定额明细表定额明细表(清单模式)(图形)清单明细表(不含定额)工程量报表做法明细表(图形)清单明细表(分章节列)(图形)清单明细表(分楼层)(图形)定额明细表(分楼层)(图形)清单定额明细表(分楼层)(图形)实物量汇总表(图形)实物量汇总表(砼)报(图形)实物量汇总表(模板)实物量汇总表表(图形)实物量汇总表(建筑)目录(图形)门窗报表(图形)实物量汇总表(分楼层)(图形)实物工程量明细表(图形)实物工程量明细表(模板)(图形)实物量计算表(基础)实物量汇总表(图形)实物量计算表(柱)(图形)实物量计算表(砼墙)(图形)实物量计算表(梁)(图形)实物量计算表(板)(图形)砼指标表(实物量)(图形)砼指标表(分楼层)指标报表工程量指标(图形)模板指标表(实物量)(图形)模板指标表(分楼层)图3-6常见工程量报表目录45 华中科技大学硕士学位论文3.3.5清单定额的集成与套取设计模型到预算模型之间，存在着算量和套价这两个沟壑，如果能在设计模型中集成全国和各省市地区的清单定额规则，识别构件之后将清单定额信息与各个构件一一挂接，将项目特征和施工做法与构件进行对应，则免去了二次计算的问题，可以直接对设计模型完善后进行后续的预算等工作。3.4本章小结本章主要对BIM成本信息模型的建立和成本信息的完善进行了研究和探讨。主要研究内容及成果有：1、对基于BIM的工程计量和计价中存在的与建模有关的问题进行了分析，并通过实际验证提出了相应的解决办法，在此基础上建立了BIM成本信息模型的建模标准，从建模阶段解决了算量计价中可能出现的主要问题。2、按照BIM成本信息模型建模标准建立的模型，仍然存在信息缺项和预算工作复杂的问题，本章建立了一套对BIM成本信息的完善和补充方案。46 华中科技大学硕士学位论文4BIM成本信息的提取第三章的研究解决了怎样高效准确的建立用于预算工作的BIM成本信息模型，本章将进一步深入研究第二个问题：建立了BIM成本信息模型后，如何将模型中的成本预算所需的信息提取出来？通过对相关文献和理论的研究，本文提出对BIM模型中成本预算所需信息的提取方式主要有一下几种：导出工程量清单到EXCEL后完成汇总和组价；基于开放式数据库互联提取成本信息并进行组价；利用BIM软件的API接口提取工程信息并交互，进行组价；利用建模软件导出的包含工程信息的IFC文件进行基于IFC的预算。下面分别对这几种模式进行研究：4.1基于明细表导出的信息提取这种方式应用最多的是明细表导出到Excel进行信息提取和工程预算，所以一下将这种方式统称为基于EXCEL的信息提取。基于MicrosoftExcel的计价是现在国内使用最多也是最简单的一种计价方法。由于Revit可以自动生成工程量清单明细表，并且支持明细表导出（只能导出为.txt格式，但可以用Excel打开），中间不需要借助其他软件，只需要在Excel中对明细表进行汇总和整理即可用来进行成本预算，所以这种方法看似平淡无奇，却非常容易操作，是当前国内研究和应用中最常用的方式。下面以某别墅项目为例，对基于Revit明细表导出的BIM预算进行简单介绍：如图4-1所示，为Revit自动生成的某别墅项目的窗户明细表，表中列出了该项目中所有窗户的类型、数量、几何尺寸、面积、成本等信息，本文在研究中将不需要的诸如部件代码、制造商、URL等属性列隐藏，并增加了预算所需的面积、成本等属性列。47 华中科技大学硕士学位论文图4-1Revit生成的窗户明细表在Revit明细表视图下（只能在明细表视图中才能将该明细表导出，在其它视图中明细表导出选项不可用），点击Revit左上角菜单，然后选择“导出--报告--明细表”。选择保存位置，然后弹出导出明细表设置对话框。需要注意的是在输出选项中最好不要做任何改动，其中可以设置字段分隔符和文字限定符，如果将这两项修改为其它样式，可能导致EXCEL不能识别导出的TXT文档，比如将字段分隔符改成空格的话，WPS软件就不能正确将该TXT明细表识别为XLS电子表格文档并正确打开（图4-2）。将导出的TXT格式明细表用EXCEL处理软件打开时候可能会提示，直接确定即可，然后将文件另存为XLS文档即可得到EXCEL电子表格明细表（图4-3）。实际使用时还可以利用一些Revit导出EXCEL的插件，直接将明细表导出为EXCEL文档，比如一款名为WhiteFeet.RevitRibbonPanel的插件就具有将明细表直接导出为EXCLE的功能。该导出方式的原理其实很简单：Revit自带了内部的统计功能，通过布尔运算、几何运算等方式，对项目构件的工程量进行自动或用户定义的统计，生成明细表，然后通过简单的导出功能将这些明细表导出到本地。导出EXCEL表格后，将表格中的工程量发送给预算人员进行计价，省去了大量的工程量计算工作，可以让造价和预算人员将更多的精力放在利用自己的专业知48 华中科技大学硕士学位论文识进行组价和预算工作上。图4-2导出Revit窗户明细表到Excel图4-3在Excel中打开Revit导出的窗户明细表从上面的分析可以看出，基于EXCEL的BIM预算优势是很明显的：不需要借助其它工具和软件，不需要考虑软件的兼容性问题，操作简单易行且易于学习掌握，49 华中科技大学硕士学位论文导出的数据即时可用等。但是这种计价模式的缺点也是显而易见的：1、在没有经过详细设置的情况下，尤其是对于大型或复杂工程，Revit导出的明细表是杂乱且无序的，需要在Excel中进行大量的汇总和整理工作；2、Revit导出的明细表的准确性完全依赖于建模的完整性和准确性，在3.1节中提出的一些建模中存在的问题，如构造要求的构件布置，会影响明细表中工程量的准确性；3、在Revit中不能计算的工程量（如土石方），仍然需要另外计算；4、设计模型发生变化时，需要重新导出明细表并重新汇总、计价；5、无法自动化和智能化的完成组价计价工作，需要建立项目编码，后期计价工作仍然依赖于人工计算或其他计价软件；6、没有发挥BIM协同工作的优势，建模、算量、计价及后续的成本控制工作仍然是分离的。4.2基于开放式数据库连接的信息提取开放数据库互连（OpenDatabaseConnectivity，ODBC）是微软公司开放服务结构(WOSA，WindowsOpenServicesArchitecture)中有关数据库的一个组成部分，它建立了一组规范，并提供了一组对数据库访问的标准API（应用程序编程接口）[54]。这些API利用SQL来完成其大部分任务。也就是说，SQL可以利用API来对开放的中心数据库进行访问并获取需要的信息。所谓基于ODBC的BIM信息提取，通俗来讲，就是将BIM模型看作是开放的中心数据库，里面存储了建筑、结构、空间、几何、材料、施工、生产等大量的工程项目信息，通过建模软件提供的ODBC数据库接口，即可提取构件实体的信息。ODBC数据库是当前主流的关系数据库，由于关系数据库的技术如今已相当的成熟，所以外部人员可以方便地利用ODBC来获取建筑模型中预算所需的信息，并对信息加以组织利用，达到预算和成本管理的目的。本文篇幅有限，在此不对Revit导出ODBC数据库的具体操作过程进行演示，可以参考重庆大学黄银强的硕士学位论文《基于Revit的绿色建筑信息集成初探》一文的第五章内容[55]，文中对Revit导出ODBC的数据库选择，导出过程，50 华中科技大学硕士学位论文Revit-ODBC数据库的详细构成等内容进行了介绍。从Revit导出的ODBC数据中，会有多达上百张表，这些表可归属为4种类型：一张部件代码表，若干张类型表、实体表和图元表。每个Revit构件都有一个对应的部件代码，这些代码统一存储在部件代码表中；每个模型图元都有一张类型表和一张实体表；类型表存放了该模型图元的所有类型，实体表中记录了该模型图元的所有的实体。澳大利亚Exactal公司的CostX和意大利的ITALYSOFT两款成本预算软件，是基于ODBC的BIM预算的代表。本文不深入讨论软件背后的数据库构建方式和信息查询语句，以CostX为例，简单来讲，就是CostX通过ODBC数据库将Revit模型信息进行集成，使得CostX可以从Revit模型中获取所需的成本属性及空间等信息，CostGeometry功能根据CostX成本预算解决方案中的计算方法，通过内部信息查询和筛选，将成本与空间数据重新组织联系在一起，完成工程量统计和计价工作。当发生设计变更时，CostGeometry便可以自动探测到这些变更并直观的显示变更结果，重新进行快速计价并改动模型的成本预算（如图4-4所示）。准确构建项目Revit模型CostX通过ODBC数据库将模型中的属性及空间等信息进行集成CostGeometry根据成本预算解决方案的信息需求提取和筛选所需信息完成成本预算图4-4基于ODBC的BIM预算流程图从上面的分析可以看出，基于ODBC的BIM预算与前文中导出到EXCEL在原理上有相似之处，只是比导出到EXCEL自动化程度更高，将分类汇总工作交给数据库和数据库查询语言去完成，其主要优势有：1、Revit导出的ODBC数据库上百张数据表，包含了模型中几乎所有图元的信息，实际上是对Revit项目中信息的查询汇总，可以方便的汇总查询数据库中的对51 华中科技大学硕士学位论文象，并且进行深入的分析；2、关系数据库发展保证了导出的数据可以和不同类型的应用（包括成本管理）进行集成，同时有利于BIM模型的轻量化；3、基于ODBC开发的预算管理软件可以提高查询筛选和预算的自动化。主要缺点有：1、Revit-ODBC数据库是对Revit项目信息的汇总，它汇总了常用的信息，但同时也删去了Revit中的大量其他信息，有时甚至会缺少预算所需的重要信息。2、除非有第三方预算软件或手动对结果进行审核和补充，否则由于汇总信息完全来自Revit模型，所以软件的预算准确性仍然依赖于建模的完整性和准确性；3、数据库和BIM模型的变化不能同步，需要人工干预；4、需要第三方软件支持，否则数据库查询和筛选工作量过于庞大，且不能自动化和智能化的完成计价工作；5、需要深入了解所访问的BIM数据库的内部结构，所以目前采用ODBC方式与BIM软件进行集成的成本预算软件（如CostX或ITALSOFT）一般以Revit等比较通用的BIM软件作为集成基础。4.3基于应用编程接口的信息提取API（ApplicationProgrammingInterface,应用程序编程接口）是一些预先定义的函数，目的是提供应用程序与开发人员基于某软件或硬件得以访问一组例程的能力，而又无需访问源码，或理解内部工作机制的细节[56]。基于API的BIM成本信息提取，就是第三方软件利用BIM软件提供的应用软件编程接口，通过API从BIM模型中获取信息也可以逆向操作，把第三方软件中数据传输到BIM模型中。Revit产品致力于基础图形平台的建立和基础数据的覆盖，本身就可以完成大部分的工作，但对于一些更有针对性的工作，例如提取预算所需信息、深入提取底层数据，不同平台接口研究等，则需要运用到Autodesk公司推出的RevitAPI（RevitApplicationProgrammingInterface,Revit应用程序编程接口）。国外Revit的二次开发较为广泛，很多软件厂商如RISA、CSI、CSC、U.S.Cost等，利用RevitAPI开发出结构计算和概预算类应用软件，国内鲁班，天正等原AutoCad52 华中科技大学硕士学位论文二次开发商也运用RevitAPI进行二次开发工作。图4-5所示为RevitAPI开发架构图：Autodesk企业开发人员从Revit的底层平台上，通过内部API构建Revit，再针对Revit开发API，供其它软件编程人员使用。REXFrameworkAPIAutodeskRevitInternalAPIRevitPlatform图4-5RevitAPI开发架构图API可以提供软件应用之间的交互，所以基于API的成本信息提取可以称为是动态的。VisualEstimating（虚拟预算）是Innovaya公司用于预算的核心软件也是实现与BIM的Revit软件进行API链接的基本的软件。它可以与BIM的Revit设计模型进行链接，来将各种装配件及材料等进行分类汇总，直接用于工程预算。不仅如此，因为有了链接，所以对于生成的信息经过点选可以直接看到对应的模型构件及构件的位置等其他信息，支持在BIM模型中直接查看各自物理、材料及成本信息并可生成信息表，从而形成一个互通的链接管理，实现4D（3D+成本）成本管理。通过以上的分析，可以看到基于API的BIM预算对前两种模式的很多缺陷进行了有效弥补，具有以下优势：1、第三方软件不需要了解BIM软件本身的数据结构，可以对信息直接利用。2、第三方软件（扩展件）不仅可以通过API获取BIM模型信息，而且对BIM模型信息进行逆向修改。也就是说预算人员不仅可以通过API对建模中影响算量和预算准确的构件及信息进行增减或修改，例如增加构造构件，添加施工方案、项目特征描述等，还可以对开发的软件设置补充性的预算方案，对土石方等建模软件不能准确计算的工程量进行补充计算，很大程度上解决了算量和造价信息对原始模型过度依赖的问题；3、发挥了BIM最核心的优势，即模型变化时工程量信息和成本信息同步变化，53 华中科技大学硕士学位论文对动态成本管理过程中设计变更、工期变化等带来的问题提供了更为高效的解决方案；4、可以通过开发的第三方软件提供成本解决方案，直接完成成本预算工作，为整个成本管理系统的建立提供了可能。当然，这种信息提取模式仍存在不足之处：1、目前BIM软件的API都还处于快速变化中，API的变化会导致基于API的应用程序做相应升级，这是一个需要考虑的问题。2、对第三方软件的开发要求较高，且对于BIM技术使用者来说存在软件购买费用、软件易用性、兼容性等问题。4.4BIM成本信息的提取方式对比分析前文对三种基于BIM的预算信息提取方式进行了介绍，对其概念、原理、代表软件、优劣势等都进行了分析，其实还有第四种模式——基于数据交互标准的BIM预算，利用IFC等公开或不公开的各类标准或不标准的数据文件实现BIM模型和预算管理软件的信息共享。本文认为，这种模式与ODBC有相似之处，但是数据更加轻量化且通用性和易用性更好，现行的大部分BIM软件也都支持IFC文件的导出和兼容。因为IFC标准发展缓慢，且存在与基于ODBC的BIM预算模式相似的缺陷，所以不对这种方式做深入分析。总体来讲，以上三种方式并没有对错之分，只是各自的优劣势决定了他们的适用性不同，所以不同的项目和企业应根据实际情况选择适合自身条件的预算模式和软件来完成计量计价工作。表4-1对上文中所述的三种方式的原理、优势、劣势进行了对比分析：54 华中科技大学硕士学位论文表4-1基于BIM的成本信息提取方式对比分析原理优势劣势导出BIM建模1、需要在Excel中进行大量的明细表汇总和整理工作；软件生成的明1、不需要借助其它工具和软件，不需要考虑软件的2、准确性过度依赖于建模的完整性和准确性，；基于细表到EXCEL，兼容性问题，操作简单易行且易于学习掌握，导出的3、在Revit中不能计算的工程量(如土石方），仍需要另外计算；EXCEL对明细表进行数据即时可用等。4、设计模型发生变化时，需重新导出明细表并重新汇总计价；分类汇总。5、无法自动化和智能化的完成组价计价工作且不能协同工作；1、Revit导出的ODBC数据库包含了模型中几乎所通过BIM提供1、Revit-ODBC数据库汇总了常用的信息，但也删去了Revit有图元的信息，可以方便的汇总查询数据库中的对的导出ODBC中的大量其他信息，甚至会缺少预算所需的重要信息。象，并且进行深入的分析；基于数据库的接口，2、软件的预算准确性过度依赖于建模的完整性和准确性；2、导出的数据可以和所有不同类型的应用进行集成，ODBC获得模型实体3、数据库和BIM模型的变化不能同步，需要人工干预；对BIM模型的轻量化也非常有利；的信息并用于4、数据库查询和筛选工作量过于庞大，且不能自动化完成计价；3、基于ODBC开发的预算管理软件可以提高查询筛算量和计价。5、需要对所访问的BIM数据库的结构有清晰的了解。选和预算的自动化。1、不需了解BIM软件本身的数据结构，可直接利用第三方软件通信息；过利用BIM软2、第三方软件（扩展件）不仅可通过API获取BIM1、目前BIM软件的API都还处于快速变化中，API的变化会基于件提供的应用模型信息，且可以对BIM模型信息进行逆向修改；导致基于API的应用程序做相应升级。API软件编程接口，3、模型变化时工程量信息和成本信息同步变化，对2、对第三方软件的开发要求较高，且对于BIM技术使用者来从模型中获取动态成本管理提供了更为高效的解决方案；说存在软件购买费用、软件易用性、兼容性等问题。信息。4、可通过第三方软件提供成本解决方案，直接完成成本预算工作，为成本管理系统的建立提供了可能。55 华中科技大学硕士学位论文通过3.2节的内容研究可以发现，虽然几种BIM信息提取方式并没有绝对的好坏之分，具体实施和应用时应当根据资金情况、项目规模、技术实力等综合考虑，但不得不承认的一点是，基于API的预算模式，在理论上更符合BIM的理念，也更有利于开发成本管理系统时外部人员与模型的信息交互。因此，在软件开发方式上，在不考虑Autodesk等软件厂商对各自建模软件的换代开发时添加新功能的情况下，一般工程项目在选择基于BIM进行成本管理时，软件开发工作，建议选择以Revit（也可能是Bentley等其他软件系列的建模软件）为基础的API接口，做基于建模软件的算量、计价、5D成本管理。这种方式除了前文提到的基于API的BIM预算的优势外，更重要的是，不需要考虑文件导出导入时的格式兼容问题、信息丢失问题，使模型更改完善工作、预算工作、成本动态管理工作真正融为一体，使沟通和管理工作更为高效。4.5BIM成本建模和信息提取实证研究4.5.1项目概况本文以贵州某中心小学重建项目为例验证前文建立的BIM成本信息模型建模标准和成本信息提取的方式及工程量计算。该项目由贵阳某建筑设计有限公司进行设计，包括一栋教学楼、一栋宿舍楼及食堂、操场等单位工程。本文主要对一栋6层教学楼进行研究。该教学楼分为地下一层，建筑面积148.5平方米，地上五层，建筑面积1535.94平方米，总建筑面积为1679.44平方米，建筑高度18米。建筑类别为一类高层，结构设计为框架结构，抗震烈度为6度，耐火等级为一级，使用年限50年。4.5.2项目预算工作应用BIM技术的内容和过程基于BIM进行预算的步骤如下：首先需要在了解项目基本情况的前提下建立项目BIM成本信息模型，但是需要注意的是模型必须以3.1节中建立的基于BIM的成本管理建模标准进行设置和建模；然后以3.2节中提出的成本信息完善方法对成本信息模型中的信息进行补充和完善，最后按本章前文提出的基于API的信息提取56 华中科技大学硕士学位论文方式提取BIM模型中的预算所需信息，进行算量和计价工作，。1、BIM成本信息模型的搭建基于以上的思路，本项目首先基于3.1.3中提出的建模标准要求来进行BIM建模，并在模型中根据设计要求把脚手架设置进去。具体建模过程此处不再详述，图4-6所示为该项目的三维BIM模型。图4-6某中心小学教学楼BIM模型对于项目的每个构件实体，本文在建模时都按照第三章建立的建模标准的要求进行了详细的命名、设置和项目特征等的编辑。建模完成后，点击构件即可显示该构件的所有物理、几何、工程属性（如图4-7所示）。57 华中科技大学硕士学位论文物理、几何、施工等属性显示图4-7某中心小学教学楼BIM建模及属性查询2、基于Revit的模型完善和工程量计算基于3.3节研究提出的改进机制，本文选择笔者本人有幸参与开发的某算量软件。由于篇幅所限，具体的开发过程及功能分析此处不做展开。该软件以Revit为基础，以插件的形式集成了全国和各省的清单定额规范，内置了构件自动布置功能，可以根据需要对模型和算量规则进行设置并自动完成算量和报表导出功能，并能够进行简单的5D成本管理。其成本管理的基本流程为：模型建立—工程设置—构件映射—（构件核对/构件布置）—汇总计算—报表生成—4D建模—5D建模—5D成本管理。接下来本文将对工程设置到报表生成五个步骤进行实证研究。（1）工程设置在工程量计算前首先进行工程设置，如图4-8所示，包括①计量模式设置：采用清单模式还是定额模式，套取哪种定额或清单，以及扣减规则等算量规则设置；②映射规则设置：也就是3.2节中提到的关键字识别库，可以导入已有规则也可以对初始规则进行改变，具体内容可以参见3.2节；③结构设置：对构件的砼和砌体材料统一进行分楼层设置，也可以选择用建模时设定好的材质；④工程特征设置：设置好工程的概况、基础土层参数等。58 华中科技大学硕士学位论文计量模式设置映射规则设置砼/砌体材料设置工程特征(工程概况、计算和土方定义)设置图4-8工程设置（2）模型转换将Revit模型的构件转换成算量软件能够识别的具有工程属性的构件，其实就是根据关键字识别库完成构件的映射，并根据映射的结果完成清单编号、挂接做法等工作，为后续的工程量统计做好准备工作。此步骤的关键在于建模时构件的命名以及关键字识别库的完整程度，所以在完成转换后还应对模型进行检查，如果有构件没有识别，应当及时进行手动识别或修改族名或更改映射库，重新进行识别。图4-9所示为对该项目的Revit模型进行构件映射的结果。59 华中科技大学硕士学位论文成功识别并映射的构件列表没有被识别并映射的构件列表图4-9Revit模型转换结果（3）构件布置根据本文3.2节的研究，在进行汇总计算前还应该对构造柱、过梁、压顶等构造构件进行自动布置，本文选择的这款软件正好提供了这项功能，如图4-10所示，笔者利用软件完成了构造柱、过梁和压顶的自动布置，保证了工程量统计的准确性。智能布置选项过梁智能布置压顶智能布置图4-10构件智能布置60 华中科技大学硕士学位论文（4）汇总计算汇总计算是预算阶段最重要的工作，该阶段首先可以根据需要选择是否挂接做法，并对挂接失败的构件进行做法维护，手动挂接做法或修改族名和属性重新挂接，以便汇总清单工程量。从计算原理的角度，基于BIM的算量软件在本阶段主要有五项工作：查找到所有需要计算的构件，对查找到的构件进行分析（包括各种属性的提取），计算工程量，根据清单或定额计算方式进行汇总和归并。图4-11显示了本文在实证研究时工程量汇总计算的过程。图4-11汇总计算过程61 华中科技大学硕士学位论文从项目概况中可以看到，本项目并不复杂，工程量也不庞大，其实对于熟练的预算管理人员，手算或者使用广联达鲁班等算量软件进行算量也并不复杂，基于BIM的算量在此处的优势其实并不是很明显，但这只是因为案例选取的原因，在大型复杂的项目中，本文的研究内容将会有更明显的优势；笔者电脑型号为AcerASPIRE4741G，处理器为inteli5，显卡NVIDIAGT620M，计算过程大概用了五分钟。计算结果如图4-12所示。图4-12汇总计算结果（5）报表生成根据本文3.2节的研究，建议基于Revit的算量软件可以导出各种需求的报表，在完成汇总计算之后，该软件自动生成了各类报表，在实证研究中笔者利用软件导出了该项目的分部分项工程量清单表（2008版），如表4-2所示为清单表的其中一部分（该表完全由软件导出，笔者未做任何修改）。62 华中科技大学硕士学位论文表4-2某中心小学教学楼分部分项工程量清单表（2008）工程名称:实证研究案例共6页金额（元）序计量项目编码项目名称项目特征描述工程量综合合暂估号单位单价价价1.垫层底宽、底面积;2.基础类型:;1010101003001挖基础土方3.弃土运距:;m3195.044.土壤类别:三类土;5.挖土深度:<=2m1.垫层底宽、底面积;2.基础类型:;3.弃土运距:;2010101003003挖基础土方m388.9724.土壤类别:三类土;5.挖土深度:2m<挖土深度<=4m1.夯填(碾压):;2.粒径要求;土（石）方30101030010013.松填;m3137.186回填4.土质要求;5.运输距离:4010301001001砖模m2208.241.空心砖、砌块品种、规格、强度:加气砼砌块;空心砖墙、50103040010012.墙体厚度:0.3m;m3120.726砌块墙3.砂浆强度等级:M5;4.墙体类型:外墙1.空心砖、砌块品种、规格、强度:加气砼砌块;空心砖墙、60103040010022.墙体厚度:0.18m;m363.177砌块墙3.砂浆强度等级:M5;4.墙体类型:内墙1.空心砖、砌块品种、规格、强度:加气砼砌块;空心砖墙、70103040010032.墙体厚度:0.12m;m310.244砌块墙3.砂浆强度等级:M5;4.墙体类型:内墙63 华中科技大学硕士学位论文4.6本章小结针对BIM成本信息提取方式，本文提出了提出基于EXCEL、基于ODBC和基于API的三种常用BIM信息提取方式，并对几种方式进行了对比分析。1、研究了基于EXCEL的BIM成本信息提取方式的原理，操作过程及其优势和劣势。2、研究了基于开放式数据库连接的BIM信息提取方式的原理、操作过程及代表软件的工作原理，最后分析了这种方式的优势和劣势。3、研究了基于应用编程接口的BIM信息提取方式的原理、操作过程及代表软件的工作原理，最后分析了这种方式的优势和劣势。4、以实际案例为依托，对前文建立的BIM成本信息模型建模标准和信息提取方式进行了验证。64 华中科技大学硕士学位论文5BIM成本信息的加工和利用本文前两章研究了利用BIM技术对成本信息进行收集、完善和传输提取的工作，按照信息管理的原理，接下来将是对信息的加工和利用，BIM成本信息的加工和利用即是对施工项目成本的管理控制，根据成本管理的原理和内容，其主要体现在以BIM成本信息模型为基础，通过对不同信息的提取和组合，根据需要在项目实施的不同阶段进行成本预测、计划、控制、核算和分析工作。本章将以此为线索，分别对基于BIM的成本预测和计划、成本控制、成本核算和分析进行研究，并对整个成本信息的管理过程进行总结，建立基于BIM的成本信息管理工作流程，最后以实际案例进行实证研究。5.1基于BIM的成本预测与成本计划5.1.1基于BIM的成本预测建筑工程项目的实施具有单一性、复杂性、流动性等特点，不同的项目成本差别也很大，所以在成本的管理中设定成本目标，开展以目标为基础的成本控制并开展纠偏等工作，显得尤为重要。通过成本预测可以选择成本低、效益好的成本方案，并在施工项目成本形成过程中，针对薄弱环节加强控制。BIM技术的一大优势在于企业可以通过使用BIM技术，建立BIM历史数据库，存储自己或其他企业完工的施工项目的成本管理数据，例如土石方的单位造价，模板的单位使用量及价格等，这些信息都可以作为新项目成本预测的依据并随时调用。其中尤为重要的是，对施工项目计划期内影响成本变化的各个因素进行分析，从BIM历史数据库中提取近期或相似项目的施工成本（单位成本），结合BIM模型预测这些因素对工程成本的有关项目的影响程度，预测出工程的单位成本或总成本。5.1.2基于BIM的成本计划施工成本计划是以货币的形式编制施工项目在计划期内的生产费用、成本水平、成本降低率及为降低成本所采取的主要措施和规划[44]。施工单位可以利用BIM信息65 华中科技大学硕士学位论文集成平台中已建或在建的类似工程的进度数据，及历史数据库中的工程信息，指定详细的进度计划和材料采购计划表等测算相应的成本，并绘制时间成本累计曲线。施工前BIM成本计划的编制，是以BIM工程数据库平台为基础的，是一个对内外部数据整理和再利用的过程。本文将BIM工程数据库平台分为历史数据库和当前工程数据库两个部分，前者对以往的工程信息进行提取和整理，后者对当前工程的成本信息进行收集整理，通过可用信息的对比和施工主要参数相似度分析，对当前工程进行代入式模拟，也就是根据BIM平台中工程数据的统计，建立目标工程的总进度和资源计划、成本影响因素、控制措施等。在这个过程中，BIM技术可以通过进度模拟、施工模拟、资源优化等工作，使成本计划的进度最优，施工方案最合适，资源需求尽可能均衡，资金需求也得到优化等。基于以上分析，本文建立如图5-1所示的基于BIM的成本计划编制流程图。工程合同分解预算清单列表施工条件及技总进度计划编制总成本计划编制阶段成本计划编制术人员测评工程阶段划分对比分析类似工程数据及本项目工程数据及工序分解代入式拟合成本管理数据成本计划优化进度-成本曲本项目BIM成本模型BIM信息平台BIM历史数据库线绘制施工过程成本影成本降低措施响因素分析图5-1基于BIM的成本计划编制流程图1、工期和资源优化工期优化也称时间优化，BIM软件会根据进度计划自动计算计划工期和关键路径并根据需要选择合适的途径进行工期压缩。主要有三种途径：一是根据工作的工程量信息、所属工作面、相关资源需用情况自动进行优化计算，压缩任务项的最短持续时间。二是基于持续时间长的工作相对容易压缩这一原理，先压缩持续时间较长的工作。三是优先选择缩短工作时间所需增加费用较少的工作。66 华中科技大学硕士学位论文工期优化完成后，一般需要进行资源均衡优化。施工过程中一般要求资源的使用需求是尽可能均衡的，即不出现资源的大出大进，资源使用量不出现过多的高峰和低谷，以便施工的组织和管理以及施工费用的节约，因此理想的资源消耗曲线应该是一个矩形。虽然编制这种理想的计划是非常困难的，但是利用BIM的施工和资源模拟功能，利用时差微调进度计划，资源随之进行自动化的调整，系统能够实时显示资源平衡曲线，同时，可以设置优化目标，例如资源消耗的方差R最小，达到目标自动停止优化等。图5-2是某工程资源优化前和优化后的对比图。图5-2某工程资源优化前和优化后对比2、施工方案的成本分析及优化BIM成本信息模型绑定了工程量和造价信息，所以当我们需要对比验证几个不同方案的费用时，可以按照每种方案对模型进行修改，系统将会根据修改情况自动统计变更工程量，同时按照智能化的构件项目特征匹配定额进行快速组价，得到造价信息。这样可以快速得到每个方案的费用，可采用价值最低的方案为备选方案。例如某框架结构的框架柱内的竖向钢筋连接，施工方案可以采用电渣压力焊、帮条焊和搭接焊三种，根据方案的不同，修改模型和做法，自动得到用量和造价信息，一目了然。此外，还可以综合考虑进度和成本，运用施工模拟和价值工程分析法来优选方案。67 华中科技大学硕士学位论文5.2基于BIM的成本控制施工成本控制是指在施工过程中，对影响成本的各种因素加强管理，并采取各类措施将实际发生的各项消耗和支出控制在成本计划范围内，及时反馈并严格审查各项费用是否符合标准，计算实际成本和计划成本之间的差异并进行分析，进而采取多项措施消除施工中的损失浪费现象[57]。因此，基于BIM的成本控制基本原理可以总结为：以工程承包合同为依据，根据制定的成本控制目标和成本控制措施，定期地利用BIM技术快速生成多算对比文件，进行成本实际发生值与目标值的比较，采取有效措施对成本进行动态控制。如图5-3所示，成本控制涵盖了整个施工项目全生命周期，因此，BIM在成本控制中的工作也将涉及不同的项目阶段和不同的项目参与方。对于本文研究的施工成本控制来讲，本文认为主要的成本控制工作除了前文中提到的在施工前预算和准备阶段的工程算量计价、施工方案模拟优化外，施工过程中主要有变更管理、材料控制、支付管理和分包管理和结算管理等，本节也将对BIM在这些成本控制工作中的应用展开研究。BIM三维模型工程结算BIM算量模型算量/计价成本动态BIM模型方案优化分析核算数据库施工模拟材料控制计量支付变更管理施工管理图5-3基于BIM的成本过程控制68 华中科技大学硕士学位论文5.2.1基于BIM的变更管理工程变更管理贯穿于工程实施的全过程，工程变更是编制竣工图、编制施工结算的重要依据，对施工企业来讲，变更也是项目利润开源节流中开源的重要手段，对于项目二次经营具有重要意义，工程变更在伴随着工程造价调整过程中，成为甲乙双方利益博弈的焦点。在传统方式中，工程变更产生的变更图纸需要进行工程量重新计算，并经过三方认可，才能作为最终工程结算的依据，一个项目所涉及的工程变更数量众多，在实际管理工作中存在很多问题：（1）工程变更预算编制压力大，如果编制不及时，将会贻误了最佳索赔时间；（2）针对单个变更单的工程变更工程量产生漏项或少算，造成收入降低；（3）当前的变更多采用纸质形式，特别是变更图纸，一般是变更部位的二维图，无变化前后对比，不形象也不直观，结算时虽然有签字，但是容易导致双方扯皮，索赔难度增加；（4）工程历时长，变更资料众多，管理不善容易造成遗忘，追溯和查询麻烦。施工过程中引起变更的原因是多方面的，对于业主来说：政府新出台建筑行业的政策，会使得建筑形态变化从而引发工程量变化；对项目需求（如规模、质量要求、环保要求、功能需求等）的改变也会引起工程设计和工程量的变化；因招标阶段的工作不到位，工程量清单与实际不符；因为内部组织管理的原因使得变更管理混乱引起的变更等等。对于施工单位来说：对图纸理解不深入导致施工错误（如预留孔洞不合适）、因为设计方的原因引起的设计方案改变和出图错误、因为施工工艺和方案的改变以及自然环境的影响等原因都有可能引起变更。面对大量的工程变更，需要频繁的重新统计工程量、办理签证等工作。一般来讲，BIM技术的引入使得大部分设计变更在设计阶段和施工前的准备阶段便通过模型碰撞检查和施工方案模拟予以杜绝，在设计源头上降低了变更率。但是诸如政府政策法规的变更、业主对建筑物功能需求的变更、自然环境引起的变更、新工艺新方法的使用引起的变更、个别设计缺陷的变更等等，这些变更是在施工前是无法避免的。当在施工过程中发生设计变更时，通过BIM成本信息模型，即时更新模型，生成工程变更记录并与模型关联，快速计算工程量变动统计结果，而无需重复人工计算。基于以上的分析，本文建立如图5-4所示的工程变更信息管理平台69 华中科技大学硕士学位论文模型。变更工程量的签收变更工程量的提出及变更成及工程资料整理本统计核算BIM工程变更信息管理平台业主/设计单位提出工程变更施工单位提出工程变更新政策、法规出台引起的设计变化自然环境变化引起的变更要求对项目需求的变化引起设计变化设计/出图错误引起的变更要求工程量清单与实际不符施工工艺和方案改变引起变更组织管理原因导致的设计变更合同工程量清单与实际不符图5-4BIM工程变更管理平台模型基于该工程变更管理平台，本文认为基于BIM的工程变更管理主要体现在BIM动态工程量统计和工程变更的多业务协同管理两个方面。1、基于BIM的动态工程量统计当发生设计变更时，施工单位按照变更图纸，直接对算量模型进行修改，BIM-5D系统将会自动统计变更后的工程量。同时，软件计算也弥补了手算时不容易算清的关于构件之间影响工程量的问题，提高了变更工程量的准确性和合理性，并生成变更量表。由于模型集成了造价信息，实际工程中还应设置变更造价的计算方式，例如选择是重新组价还是实物量组价，软件系统将自动计算变更工程量和变更造价，并形成输出记录表。2、基于BIM的变更协同管理BIM成本信息模型集成了模型、进度、成本信息，有利于对变更产生的其他业务变化进行管理。首先是模型的可视化功能，可以三维显示变更，并给出变更前后的图形变化，对于变更的合理性一目了然，同时也有利于日后的结算工作。如图5-5所示为某项目在BIM成本管理软件中的变更显示，蓝色标识变更前，红色标识变更70 华中科技大学硕士学位论文后，变更前后变化内容清晰呈现。其次，使用模型来取代图纸进行变更工程量计算和计价，模型所需材料信息将始终与设计保持一致，在出现设计变更时将自动反映到所有相关的材料明细表中，因此除了可以及时对计划进行调整之外，还可以及时显示变更可能导致项目成本变化情况，掌握实际成本是否超过计划成本。图5-5某项目基于BIM的变更管理5.2.2基于BIM的材料控制在工程成本管理过程中，工程项目材料用量大、种类多，在施工阶段不仅要严格按照成本计划控制材料用量，选择合适的材料供应商，还要能够及时准确的提交材料需用计划，及时完成材料采购，有效的控制工程成本和保证施工进度。BIM的5D模型绑定了施工进度计划和实体构件以及资源信息，为了方便也可以按照施工流水段将构件进行组合或切割，进而与具体的实体工程进度计划进行关联。这为实时的材料控制提供了基础，根据实体工程进度，BIM系统按照年度、月度、周自动抽取与之关联的资源信息，形成周期的材料需用计划和设备需用计划。通过BIM成本管理系统，材料管理人员随时可以查看任意实体或流水段的材料需用情况，及时准确编制材料需用计划，指导采购，保证实体工程的进度。1、材料控制关键技术（1）看板“精益建造”是一种以减少浪费、提高生产效率和竞争力为核心，产生最大化价值的建造管理模式。虽然精益建造管理模式在建筑业的应用时间较短，但其给建筑71 华中科技大学硕士学位论文业带来的优势是巨大的，具有很好的发展前景。准时化生产(Just-In-Time，JIT)是实现精益建造的有效手段，其以“准时生产”为核心，根据后道工序的“看板”向前道工序取货，取代了前道工序向后道工序送货的传统方式。可知“看板”是实现准时化生产（Just-In-Time，JIT）的工具，“看板”将“推动式”的生产过程变为“拉动式”生产过程，以看板作为取料指令、运输指令、生产指令等进行信息流和材料流的控制。（2）电子看板“电子看板（E-Kanban）”是将看板卡上的信息用网络进行承载，利用人机交互界面（如显示终端、指示灯等）将信息表现出来的，其生成和传递都是通过电信号或电磁场信号来完成的。电子看板在本质上不改变看板的原理，但是却提高了看板的速度和准确性，推动了看板的实施。随着信息技术的发展，看板不能仅局限于“卡片式的看板”，“电子看板”代替传统“卡片式看板”的趋势突显。电子看板与传统看板相比存在其优势，传统看板采用卡片式管理，可传递信息较少，卡片易受损，可重复性低，无法实时采集信息，信息反馈周期长。而电子看板可利用计算机使传递的信息量大大增加，信息更加丰富，避免了看板损坏，保证了信息的实时采集和及时反馈，提高了生产效率和质量。2、基于BIM的材料需求管理在实际材料现场管理过程中的基于BIM的材料需求管理主要应用思路如下：由于BIM模型中的工程量就是实际工程的工程量，如果能够按照模型中的工程量提供材料需求，并以此控制材料用量，将有利于项目“精益建造”管理与实施，从根本上提高项目的材料管理水平。以钢筋的材料控制管理为例，钢筋用量占材料成本的比重较高，精确的下料有助于提高钢筋的使用率和降低浪费。“电子看板”“精益建造”等基于BIM的信息化管理技术的发展，使得材料管理的手段更加多样化也更高效。例如某项目实施过程中建立了基于BIM的电子看板材料管理系统，其主要工作流程如图5-6所示。72 华中科技大学硕士学位论文业主开始框架计划设计方总承包、监理项目总控NO看板标段2标段1接受框架计划YES5DBIM模型工程部工程部工程部管理人员工程部管理人员构件材料加工工作包YES施工班组反馈看板NO材料加工库存看板施工工人出货现场各工点材料、设备现场工程师图5-6基于BIM的电子看板材料管理系统工作流程具体实施的流程包括：（1）制定框架计划。（2）个工程标段研究框架计划的可行性并反馈。（3）按合同或工程施工工作包对成本信息进行分解。（4）施工班组通过电子看板系统提出材料需求，拉动材料的加工和供应。（5）根据材料需求进行采购，如有加工需求则同时完成材料加工。（6）材料和构件供应到施工现场。（7）施工班组反馈材料使用信息和工程信息，各参与方实时查看。3、基于BIM的领料管理材料库管人员根据领料单涉及的模型范围，通过BIM系统在三维模型中框选对应构件，或者根据成本和进度计划及实际情况，直接查看相应的材料用量和需用计划，通过计划量控制领用量，并将领用量计入模型，形成实际材料消耗量。项目管理人员可以在BIM材料管理模块中查询任意进度节点在指定时间段内的工程量以及相应的材料预算用量和实际用量，并可进行相关材料预算用量、计划用量和实际消耗量3项数据的对比分析和超预算预警。如图5-7所示为某项目基于BIM的领料73 华中科技大学硕士学位论文管理。图5-7某项目基于BIM的领料管理5.2.3基于BIM的支付及结算管理1、基于BIM的支付管理首先，还是利用BIM自动计算工程量的功能，在支付期到来前快速完成已完工程的工程量统计，并汇总形成已完工程量表。然后在BIM平台上根据已完工程量，补充其他价差调整等信息，快速准确地统计这一时段的成本信息，如果项目管理平台（PM）中业主也参与了进来，则同时通过项目管理平台办理工程进度款支付申请。最后，这些计量支付单据和相应数据都会自动记录在BIM成本管理系统中，并将相关信息加入到BIM成本信息模型中，方便以后的查询、结算、统计汇总工作。图5-8显示了某项目按照完成的进度显示支付模型和支付价格。74 华中科技大学硕士学位论文图5-8某项目基于BIM的进度计量和支付2、基于BIM的结算管理虽然结算工作是施工成本管理最后一个环节，但是结算所涉及的业务内容覆盖了整个建造过程，包括从合同签订一直到竣工的关于设计、预算、施工生产和造价管理等的信息。传统的结算工作存在以下几个难点：（1）依据多：结算涉及到合同报价文件，施工过程中形成的签证、变更、暂估材料认价等各种相关业务依据和资料，以及工程会议纪要等相关文件等。特别是变更签证，一般项目变更率在20%以上，施工过程中与业主、分包、监理、供应商等产生的结算单据数量也超过百张，甚至上千张；（2）计算多：施工过程中的结算工作涉及月度、季度造价汇总计算，报送、审核、复审造价计算，以及项目部、公司、甲方等不同纬度的造价统计计算；（3）管理难：结算工作涉及成百上千的计价文件、变更单、会议纪要的管理，业务量和数据量大造成结算管理难度大，变更、签证等业务参与方多和步骤多也造成结算工作管理难。BIM模型中不仅包含了工程构件的基本物理、几何、空间等信息，随着成本管理工作的开展和深化，工程量信息、分部分项信息、预算信息、合同信息、变更信息、材料使用信息、支付信息等都会被集成到模型中，到竣工结算时，BIM竣工模型几乎包含了竣工结算所需的所有信息，例如可视化且可以直观进行前后对比的变75 华中科技大学硕士学位论文更和索赔签证信息、动态的计量支付信息等等，以模型为依据，让结算工作不但更高效，而且可视化的结算避免了很多因描述不清而导致的双方扯皮等问题。5.2.4基于BIM的分包管理大型施工项目一般会采取项目总包的模式，由施工单位总承包后按照施工段或单位工程进行分包，分包管理中的成本管理是非常重要的一项工作，限额领料、分包计量支付、分包任务单管理等都是成本控制的重点工作。传统的分包管理工作光是分包结算工作便会带来大量复杂的工程量计算、争议处理等问题，加上总包单位为了成本的有效控制，需要从时间、区域、工序等多维度进行成本对比分析，因此如何快速高效的拆分和汇总实物量及材料消耗量等，将是BIM技术的引入需要重点解决的问题。1、基于BIM的任务单管理基于BIM的任务单管理系统可以快速准确分析出按进度计划进行的工程量清单，提供准确的用工计划，同时系统不会重复派工，控制漏派工，实现基于准确数据的派工管理。派工单与BIM关联后，在可视化的BIM图形中，按区域开出派工单，系统自动区分和控制是否已派过，减少了差错。图5-9显示了某项由BIM系统自动生成任务单的界面。图5-9某项目基于BIM的工程任务单管理界面2、分包结算和分包成本控制作为总包单位，需要与下游分包单位进行结算。在这个过程中施工单位的角色76 华中科技大学硕士学位论文成为了甲方，供应商或分包方成了乙方。传统造价模式下，由于施工过程中人工、材料、机械的组织形式与传统造价理论中的定额或清单模式的组织形式存在差异，在工程量的计算方面，分包计算方式与定额或清单中的工程量计算规则不同，双方结算单价的依据与一般预结算不同。对这些规则的调整，以及准确价格数据的获取，传统模式主要依据造价管理人员的经验与市场的不成文规则，常常成为成本管控的盲区或灰色地带。分包单位按月度需要进行分包工程计量支付工作，总包单位可以基于BIM成本管理系统进行分包工程量核实。项目管理人员在BIM实体模型上集成任务信息和施工流水段信息，各分包与施工流水段是对应的，这样系统就能清晰识别各分包的工程，进一步识别已完成工程量，降低了审核工作的难度。如果能将分包单位纳入统一BIM-5D系统，分包也可以直接基于系统平台进行分包报量，提高工作效率。具体应用过程中，总包方在完成合同签订工作后，根据总包和分包合同的要求，将BIM模型按照分包工程段或流水的划分，明确模型中各分包商的分包范围；其次根据分包合同清单与BIM模型的关系，利用BIM预算软件得出分包工程量清单；接下来的工作则是动态的分包成本控制，在施工过程中按照合同要求进行过程算量，做好工程变更管理，为分包结算提供支撑，避免出现分包商提出的变更工程量增加，总包却没有在业主那里得到认可；如果总包提供了部分施工材料，还应按照5.2.2节的方法，做好材料管理，控制成本。5.3基于BIM的成本核算与成本分析施工成本核算是指按照规定的成本开支范围对施工费用进行归集和分配，计算施工费用的实际发生额，并计算该施工项目的总成本和单位成本。因此施工成本核算信息是成本预测、成本计划、成本控制和成本分析的依据。而施工成本分析则是在核算的基础上，对成本形成过程和影响因素进行分析，寻求进一步降低成本的途径[58]。因此，成本核算与成本分析可以看做是一串连续的工作，本节将对BIM技术在成本核算和分析中的应用进行研究。5.3.1成本动态分析77 华中科技大学硕士学位论文基于BIM的成本对比分析需要统一的成本项目，合同收入、预算成本、实际成本核算分析都需要基于一致的口径。成本项目一般包含了人工费、材料费、机械费和分包费等项目，通过BIM成本信息模型将模型构件相关的清单资源与成本项目进行链接，预算成本和实际成本都将基于此模型进行展开，也间接实现了合同分解项目（也叫合约规划）和成本项目的关联。在施工过程中，合同收入、预算成本和实际成本数据是实现成本动态对比分析的基础，利用BIM技术可以方便快捷的得到三算数据。第一，BIM5D模型在施工过程中，按照月度实际完成进度，自动形成关联模型的已完工程量清单，并导入项目管理系统（PM）形成月度业主报量，根据业主批复工程量和预算单价形成实际收入。同时根据清单资源自动归集到成本项目，形成核算期间内的成本项目口径的合同收入；第二，根据月度实际完成任务，确定当月完成模型范围。从关联模型中自动导出形成月度实际完成工程量，按照成本口径归集，形成预算成本。第三，在项目管理系统中，随着人工、材料、机械设备等业务的进展，每月自动按照分包合同口径形成实际成本归集，进一步归集到成本项目。这样就形成项目的实际成本，图5-10显示了基于BIM的成本分析的框架图。BIM成本信息模型项目管理系统(PM)人、材、机月度报量构件工程量等合同执行收入预算成本实际成本成本项目三算对比图5-10基于BIM的成本分析框架78 华中科技大学硕士学位论文5.3.2成本精细化分析传统成本分析时经常会出现项目整体实际成本没有超支，某个子项工程超出预算，另一项节省了预算等情况，如果不分析出具体问题，下一个核算期间，超支的项目可能会继续超支。而基于BIM的成本分析可以实现工序、构件级别的成本分析，特别是基于BIM模型的资源量控制，主要材料（钢筋、混凝土）基于模型已经细化到楼层、部位，通过BIM模型的预算量，控制其实际需用和消耗量，并将预算和收入进行及时的对比分析和预控。对于合同而言，可以按照分包合同，细化到各费用明细，通过BIM模型的工程量，控制其过程报量和结算量。5.4基于BIM的成本管理工作流程BIM集成应用需要遵循一定的工作流程，工作流程包括三个要素：第一是任务流向，即工作从哪里开始，以什么样的路径通过哪些任务节点，最终在哪里结束。第二是任务交接：就是每一项工作任务完成后应该达到什么样的标准，并以何种方式传递到下一工作任务。第三是推动力量，指明流程内在协调与控制机制等。因此，任务流向，任务节点和任务控制机制是建立基于BIM的成本管理工作流程中需要重点研究的内容。本文通过第二章BIM应用于成本管理的主要工作任务、第三章BIM成本信息模型的建立、第四章成本信息的提取和第五章施工成本管理信息利用的研究，对工作流程中的任务流向、任务节点和任务控制机制分别建立如下：建立从设计阶段到工程竣工、从三维设计模型到5D竣工模型的任务流向；建立以逐渐完善的BIM模型标准作为流程内在协调与控制机制；根据BIM应用过程中各个工作任务的内容和基本属性，建立如图5-11所示的工作任务节点，包含信息的输入与输出、任务名称、责任方及具体工作内容五个要素：79 华中科技大学硕士学位论文任务名称输入输出责任方工作内容图5-11工作流程中的任务节点首先是信息的输入，每一个任务的输入都有两个来源：其一是该任务前置任务的输出，其二是该任务责任方的人工输入，人工输入就是完成这个任务所增加的信息。其次是信息的输出，也就是每个任务具体输出的信息内容是什么，每一个任务都会在上一个任务节点输出的信息中，根据当前BIM应用要求，获取所需要的部分信息，并加入新的造价信息，然后输出给下一阶段的工作任务。第三点是任务名称，第四点是该任务的责任方，也就是由谁负责该任务的完成，第五点是具体的工作内容，也就是该任务节点需要完成什么样的工作内容，才能达到任务交接标准并输出。综上所述，本文建立了如图5-12所示的基于BIM的成本管理工作流程和成本控制机制：80 华中科技大学硕士学位论文基于BIM的成本管理工作流程设计阶段投标及工程预算施工准备阶段施工阶段竣工阶段结算支付设计编制施工组织方案预算员5D工程量统计结束启动5D模拟和方工程经理案比选变更管理建立算量模型预算员变更算量建立设计模型执行5D建模执行工程结算应用预算员工程量计算预算员5D建模材料控制预算员5D竣工结算BIM建/结/机设计建模材料员限额领料工程预算执行4D建模分包管理预算员工程计价工程经理4D建模项目经理5D任务管理建筑结构机电算量预算4D5D方案成本变更分包竣工结算模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型信息交换动态分析目标控制比选优化合同管理风险控制组织协调信息管理知识管理（数据中心）成本控制基本思路：控制机制前期估算值≥可研报告批复值≥设计概算批复值≥施工合同价格值+施工变更值+预期投资值≥工程结算值≥工程已付款图5-12基于BIM的成本管理工作流程81 华中科技大学硕士学位论文本节在前文研究的基础上，总结了BIM技术应用于成本管理的基本流程和主要工作，建立了BIM技术在成本信息管理中的工作流程，理清了基于BIM的成本管理的主要工作任务。5.5本章小结本章在前文BIM成本信息的收集和提取的基础上，主要对施工过程中成本的信息的加工利用展开研究，通过理论和实际软件、工程相结合的方式，得到以下研究结论：1、建立了基于BIM的成本计划编制流程，并对基于BIM的资源优化和施工方案成本优化等工作进行了探讨；2、建立了BIM工程变更管理平台模型，并对基于该平台的主要变更管理方法进行了研究；对基于BIM的材料控制关键技术—电子看板进行了研究并建立了材料需求管理模型，提出了基于BIM的材料需求和领料管理方法；分析了支付及结算管理中存在的问题并针对性的提出基于BIM的支付和结算管理方法；对基于BIM的任务单管理和分包结算等分包管理问题进行了研究。3、对基于BIM的成本核算与成本分析工作中如何利用BIM进行成本动态分析和精细化多算对比以提高成本分析的效率进行了探讨；4、在全文研究的基础上建立了基于BIM的成本管理工作流程。综上所述，本章的研究证明了BIM技术在成本控制中可以改变传统成本控制中的低效、滞后等问题，可以有效提高成本管控水平，值得各项目参与方在工程项目实施过程中推广使用。82 华中科技大学硕士学位论文6结论与展望6.1结论本文系统的研究了BIM技术这一新兴的信息化管理技术在工程施工项目成本管理中的应用，首先研究了基于BIM的成本管理对成本信息的需求及BIM技术对这些需求的支持情况，然后建立了BIM成本信息模型的建模标准和信息完善机制，接着对比分析了几种BIM模型中成本信息的提取和交互方式，保证了基于BIM的预算工作的准确和高效进行；最后从成本信息加工和利用的角度研究了基于BIM的成本管理的主要工作，整篇论文对BIM技术应用到工程施工项目成本管理领域做了一次有意义的尝试和研究。本文从国内外对BIM技术、成本管理方法和基于BIM的成本管理等理论的研究现状出发，通过理论和实证研究相结合的方法，主要取得了以下研究成果：1、对传统成本管理工作内容和基于BIM的成本管理工作内容及相关信息进行分析，建立了成本预算和成本控制的信息表达与交互需求模型并验证了BIM对成本信息的表达支持，证明了BIM技术应用于施工项目成本管理的可行性。2、通过研究并解决建模工作对基于BIM的计量和计价的影响，建立了BIM成本信息模型的建模标准，并提出了一套建模完成后的信息完善机制；然后对基于BIM的几种成本信息提取方式进行了研究，提出基于EXCEL、基于ODBC和基于API的三种常用BIM成本信息提取方式，并对比分析了几种方式的原理、优势和劣势，为实际应用中的模式选择提供了参考；在此基础上选取某实际工程项目进行实证研究，证明了本文建立的建模标准以及提出的信息完善机制和信息提取方式，对提高BIM造价的准确性和高效性有客观的效果，值得在实际工程实践中采纳。3、从成本信息加工和利用的角度，通过理论和实际软件、工程相结合的方式，对基于BIM的成本管理工作了研究，分别对基于BIM的成本预测、计划、控制、核算和分析进行探讨，证明了BIM技术应用于施工成本管理可以改变传统成本管理中的低效、滞后等问题，可以有效提高成本管控水平，值得各项目参与方在工程项目实施过程中推广使用。83 华中科技大学硕士学位论文6.2展望本文研究了BIM技术在建设工程项目成本管理中应用，并结合实际工程案例演示和分析了其应用过程及价值，但由于笔者缺乏系统理论知识，实践经验并不是很丰富，所以这些方面的研究还不够深入。而且，BIM技术应用于成本管理虽然在理论上是有诸多优势，但是在实际工程项目中普遍推广与应用，仍面临很多困难与挑战。1、施工项目成本管理是一个很大的概念，本文篇幅所限，并没有对成本管理的所有方面都涉及到，只是从信息管理的角度，对一些主要工作任务进行了研究，但是例如基于BIM的成本管理的组织流程、职能划分，成本管理过程中的索赔、进度计划调整等等，本文都还没有涉及到，希望在以后可以有更多针对性的研究。2、本文在研究过程中，采用的预算和成本动态控制软件并不是同一套软件，市场上诸如广联达鲁班等BIM解决方案提供商业会将造价、项目管理软件等分开开发和销售，有软件开发和软硬件支持方面的原因也有商业竞争和利益方面的原因，但是最理想的BIM应用状态应该是将建模、预算和成本管理甚至项目管理平台等功能在同一个软件中集成，并结合企业级数据库，真正发挥BIM协同和共享的优势，这些都是未来行业研究和发展的趋势。3、本文研究的重点是施工企业从招投标阶段开始的成本管理，但是对于业主和其他参与方来说，全过程和全生命周期的投资、造价管理也是BIM应用的一大趋势。4、本文选取的实证研究项目相对比较简单，意在验证文中理论研究的可行性和有效性，笔者实际项目经验和时间有限，也没有进行更多更深入的研究和验证，因此基于BIM的成本管理方法，在大型复杂项目中的应用和验证，例如对软硬件和项目参与方技术水平的需求都还有待进一步的验证。5本文旨在整体上对BIM技术应用于施工项目成本管理的整个理论体系进行探讨，所以对BIM成本信息的建立、提取等方面的理论研究比较深入，但是在信息的加工利用上，研究的全面但不够深入，也没有专门的案例进行验证，期待进一步针对BIM成本管理的具体工程应用点一一进行深入探讨。BIM技术在建筑行业有着广阔的应用前景，将其应用于施工项目成本管理体系，不但能有效降低施工成本，提高成本管理效率，更能促进工程建设领域的管理方法创新和技术进步，推动我国建筑行业的发展。84 华中科技大学硕士学位论文致谢时光荏苒，岁月如梭，在喻园六年的时光即将画上句号，喻园熟悉的老师、同学，熟悉的一草一木，在论文定稿的这一刻，也意味着我不得不与你们挥手再见了。站在人生的又一个转折点，不禁感慨万千，有对未来的憧憬，更有对长达19年学生生涯的不舍与依恋。饮水思源，谨以此文表达我对那些曾支持和帮助过我的家人、老师和同学们内心最诚挚的感激之情。首先我要衷心感谢我的导师周迎副教授，她虽然休假在家，却仍然牵挂我的论文撰写，从论文大纲的拟定到最终定稿，在给我的多封邮件中提出了很多宝贵的撰写和修改意见，正是在导师的精心指导下，论文才得以如期完成，周老师不仅是我学业上的导师，更是我心灵上的导师和生活中的榜样。其次，我要感谢骆汉宾教授在我论文选题、写作思路等方面的悉心指导，在周老师不在学校期间，每当我在论文撰写中遇到困难时，正是骆老师百忙之中面对面的对我进行指导，将他的想法倾囊相授，让我在写作思路上豁然开朗，保证了论文顺利完成。同时，感谢仲景冰老师、杜春燕老师和实验室陈丽娟博士等对我论文的指导和帮助，也感谢两年来朝夕相处的曹肖妹、张航、于迪、车海潮等同学在科研和生活中给予我的鼓励和支持，两年时光匆匆而逝，各奔东西之际，祝你们前程似锦。五岁入学，如今二十四岁终于走出校园，长达19年的求学生涯，感谢我的父母这么多年含辛茹苦的挣钱供我读书，来为我创造了优良的求学环境，包容我、给我最无私的关爱，祝他们永远幸福安康。最后，衷心感谢各位答辩委员会的老师在百忙之中评阅本文，感谢你们的悉心指导！李波2015年5月18日凌晨于紫菘85 华中科技大学硕士学位论文参考文献[1]时寒冰.时寒冰说—未来二十年经济大趋势.上海:上海财经大学出版社,2014[2]阎瑶.基于BIM的工程预算管理研究[硕士学位论文].华中科技大学,2013[3]圣武松.基于挣值法的项目成本控制研究[硕士学位论文].华南理工大学,2014[4]侯荔玮.我国房地产开发企业限额设计实施现状与改进研究[硕士学位论文].重庆大学,2014[5]CM.ConstructionCostEstimating.AmericanSocietyofProfessionalEstimators.2009[6]GaiserB.GermanCostManagementSystems.JournalofCost,1997(September-October)[7]栾庆伟.成本管理新模式研究[博士学位论文].大连理工大学,2000[8]StaubusGJ.ActivitycostingandInput-OutputAccounting.1971[9]CooperRK.ProfitPrioritiesfromActivity-BasedCosting.HarvardBusinessReview,1991(May一June)[10]Kaplan.ManagementAcounting(1984一1994):developmentofnewpracticeandtheory.ManagementAcountingResearch,1994[11]KloockJ,SiebenG,SchildbachTetal.Kosten-undLeistungsrechnung.WernerDüsseldorf,1987[12]JóraszW.Kosten-undLeistungsrechnung.1996[13]于富生,储稀梁.引入作业观念,改变成本计算方法.1998(04):30-34[14]吴之明.网络进度－费用的联合管理.系统工程理论与实践,1995(06):9-17[15]黄毅勤.成本会计学.北京:首都经济贸易大学出版社,2001[16]戚安邦.工程项目全面造价管理.天津:南开大学出版社,2000[17]韦秋杰.建设工程计价模式比较与结算审核研究[硕士学位论文].西南大学,2010[18]SmithD.Anintroductiontobuildinginformationmodeling(BIM).JournalofBuildingInformationModeling,2007(fall):12-14[19]刘雪松.面向4D管理的快速建模系统研究与开发.综合论文训练,2007[20]HillM.TheBusinessValueofBIMinNorthAmerica.,201286 华中科技大学硕士学位论文[21]Nbs.NationalBIMReport2014.2014[22]2010年关于韩国BIM应用现状的调查.2010[23]PropertiesS.SenateProperties’BIMRequirementsforArchitecturalDesign.2007[24]Bca.BCA"sBuildingInformationModellingRoadmap.2011[25]孙悦.基于BIM的建设项目全生命周期信息管理研究[硕士学位论文].哈尔滨工业大学,2011[26]程建华,王辉.项目管理中BIM技术的应用与推广.商业经济,2012(06):29-31[27]张春霞.BIM技术在我国建筑行业的应用现状及发展障碍研究.建筑经济,2011(09):96-98[28]贺灵童.潘石屹与BIM不得不说的故事.建筑时报,(3)[29]沈江红.BIM是项目精细化管理的核心竞争力.浙江建筑,2013,30(5):67-69[30]AkintoyeAFE.SurveyofcurrentcostestimatingpracticesintheUK.ConstructionManagement&Economics,2000(182):55-65[31]FarajI,AlshawiM,AouadGetal.AnindustryfoundationclassesWeb-basedcollaborativeconstructioncomputerenvironment:WISPER.2000,10(1):79-99[32]Staub-FrenchSA.Feature-drivenactivity-basedcostestimating[Dissertation].StanfordUniversity,2002[33]Staub-FrenchS,FischerM,KunzJetal.Agenericfeature-drivenactivity-basedcostestimationprocess.AdvancedEngineeringInformatics,2003,17(1):23-39[34]Staub-FrenchS,FischerM.FormalismsandmechanismsneededtomaintaincostestimatesbasedonanIFCproductmodel.In:ComputinginCivilandBuildingEngineering.Stanford,CA,Unitedstates:AmericanSocietyofCivilEngineers,2000:716-723[35]清华大学软件学院bim课题组.中国建筑信息模型标准框架研究.土木建筑工程信息技术,2010(02)[36]马智亮,娄喆.IFC标准在我国建筑工程成本预算中应用的基本问题探讨.见：中国建筑学会中国土木工程学会中国工程图学学会.第二届工程建设计算机应用创新论坛论文集,上海,2009:18-2787 华中科技大学硕士学位论文[37]何关培.我国BIM发展战略和模式探讨(一).土木建筑工程信息技术,2011(02)[38]李春霞.基于BIM与IFC的N维模型研究[硕士学位论文].华中科技大学,2009[39]李相荣.BIM（建筑信息模型）应用于房地产项目管理信息化[硕士学位论文].北京交通大学,2011[40]马智亮,张修德,邱世勋等.基于BIM技术的建筑工程预算软件框架设计.见：工程设计与计算机技术：第十五届全国工程设计计算机应用学术会议论文集,中国黑龙江哈尔滨,2010:6[41]王柯.基于IFC的3D+建筑工程费用维的信息模型研究[硕士学位论文].同济大学,2007[42]牟茗.四维建筑信息模型技术研究[硕士学位论文].北京林业大学,2009[43]沈良峰,汤桂香,李启明.施工项目成本管理体系的构建与优化.施工技术,2005(12):1-4[44]全国二级建造师执业资格考试用书编写委员会.建设工程施工管理.第第四版版.北京:中国建筑工业出版社,2015[45]何关培.BIM和BIM相关软件.土木建筑工程信息技术,2010(04):110-117[46]王柯.基于IFC的3D+建筑工程费用维的信息模型研究[硕士学位论文].同济大学,2007[47]张建平,曹铭,张洋.基于IFC标准和工程信息模型的建筑施工4D管理系统.工程力学,2005(S1):220-227[48]娄喆.基于BIM技术的建筑成本预算软件系统模型研究[硕士学位论文].清华大学,2009[49]FuC,AouadG,PontingAMetal.IFCimplementationinlifecyclecosting.JournalofHarbinInstituteofTechnology(NewSeries),2004,11(4):437-441[50]TanyerAMŒA.MovingbeyondthefourthdimensionwithanIFC-basedsingleprojectdatabase.AutomationinConstruction,2005,14(1):15-32[51]SS.Future-drivenactivity-basedcostestimating[PhDDissertation].StanfordUniversity,2002[52]FischerSSM.Ageneticfeature-drivenactivity-basedcostestimationprocess.88 华中科技大学硕士学位论文AdvancedEngineeringInformation,2003(17):23-29[53]严玲.工程造价概论.北京:人民交通出版社,2009[54]徐守奎.生产装置实时数据采集的方法.自动化博览,2003(03):41-44[55]黄银强.基于Revit的绿色建筑信息集成初探[硕士学位论文].重庆大学,2013[56]张乃夫.异构信息系统的数据与文档转换研究[硕士学位论文].吉林大学,2009[57]庞立新.论建设工程造价控制中施工项目成本的核算.决策探索,2005(06):66-67[58]郑朝伟.铁路客运专线施工成本管理.隧道建设,2007(S1):88-9189'