BIM 技术在工程项目全寿命周期成本管理中的应用
第 1 章 绪论
1.1.1 研究背景
截止 2015 上半年，建筑业作为我国国民经济的重要支柱产业，年均增长10%~15%之间，保持中高速增长。然而，在建筑业迅猛发展的背后，仍存在诸多问题，其中观念和技术两方面的落后成为制约成本管理走向成熟的主要原因[1]。我国建筑业长期处于粗放型和数量型的增长方式，再加上在工程项目中，建造成本是短时间内集中支出，因此，建设期成本很容易引起成本管理者的重视，而运营期、报废期的成本由于是分散支出，所以多数企业只注重建设期间的一次性投资，或者说各参与方只注重涉及自身的成本管理[2]，而较少考虑工程项目全寿命周期成本管理，甚至在不少项目中运营期和报废期成本未纳入成本核算中。使得我国工程项目的成本管理水平普遍较为落后。
但要真正意义上实现全寿命周期成本管理，还需要先进技术的支持，我国也因此提出了相应的建筑业信息化目标。而就目前的建筑业信息化现状来看，在建设过程中的某个阶段或某几个阶段已经有一定的信息化应用支持，但站在全寿命周期成本管理的角度，我国建筑工程项目依然缺乏高效的信息共享手段以及协同平台[1]，导致建筑信息传递过程障碍重重。
1.1.2 研究意义
建筑行业是我国国民经济的重要支柱性产业，它的健康发展能够带动消费、拉动 GDP 增长、增加就业机会、树立品牌形象，而其失败却将造成社会资源的巨大浪费，究其原因在于成本管理的水平上[3]。越来越多的企业认识到进行成本管理的目的不只是进行简单的节约某一阶段的费用，而是从全寿命周期的角度出发，从整体意义上提高对工程项目成本管理的科学性，从而提高企业的经济效益、社会效益。
因此，在新时代建设背景下，加大成本管理力度，革新成本管理理念，建立一个全寿命周期的成本管理系统[4]，使各阶段成本管理彼此相互影响、相互制约、相互作用，从而达到有效降低成本，提高企业的经营利润、竞争能力及对市场的应变能力尤为重要。
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1.2.1 国外发展现状
全寿命周期理论（Life Cycle Cost，简称 LCC）的思想起源于 20 世纪 70 年代末，主要由英美从事工程造价的研究人员及工作经验丰富的工作人员提出。进入到 20 世纪，英国依据 LCC 理论创立了设备综合工程学，将设备技术管理与经济管理有效结合起来，以实现设备全寿命周期的经济效益作为其管理目标[5]。同时代，在日本 LCC 理论由国家设立的专门委员会进行推广。
1.2.2 国内发展现状
我国全寿命周期成本管理方法的研究和应用起步较晚，1987 年，中国设备管理协会首次引进了该项技术，并成立了设备 LCC 委员会[7]，旨在普及全寿命周期成本管理，收到了很好的效果[8]。21 世纪以来，国内部分专家学者界定了全寿命周期成本管理在工程项目的意义[9]：一方面它是工程项目投资决策的分析工具，是一种用来选择决策备选方案的数学方法[8]；另一方面它是实现项目全生命周期（建设期、运营期、报废期）总成本最小化的方法，是一种可审计跟踪的工程项目成本管理系统。
全寿命周期成本理论在我国实际应用方面也已经取得了较多的成果。比如，陈嘉将全寿命周期成本分析理论应用于 ZC 高速公路设计阶段，将 LCC 同传统设计阶段成本管理进行有效的融合，为全寿命周期成本管理提供可靠的依据；徐岳，武同乐将全寿命周期成本应用到加固桥梁和新建桥梁的方案比选中，利用此理论验证方案的经济效果。
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第 2 章 工程项目全寿命周期成本理论
全寿命周期成本理论以实现“工程项目的全寿命周期总成本最小化”为目的，能够对工程项目的经济进行更科学合理的分析研究，所以受到越来越多投资和成本管理研究人员的青睐。
“工程项目全寿命周期”主要包括建设期、运营期、报废期，建设期通常分为决策阶段、设计与计划阶段和工程的施工阶段[10]，其中决策阶段是工程的孕育阶段，从构思到批准立项为止；设计与计划阶段从批准立项到现场开工为止，工作包括设计、计划、招标投标和各种施工前准备工作，而施工阶段是从现场开工开始，各部分、各专业工程按照设计完成，最终建成整个工程[11]，并通过竣工验收为止；运营期就是项目投产至报废的使用年限，可能涉及维护、更新改造、扩建等工作；报废期是指工程项目完成它的使命，最终被拆除，整个寿命期结束，进入下一个寿命期的循环[12]。
工程项目全寿命周期成本理论从成本的角度来分，可以用图 2-1 表示工程项目全生命周期成本的构成。
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2.2 与传统工程项目成本管理的区别
我国传统的成本管理针对不同阶段分别进行管理，相互脱节，不利于系统性地对全寿命周期成本进行分析[13]。而全寿命周期成本管理则以建筑全寿命周期总成本最小化为原则，综合考虑长远利益（工程项目全寿命周期成本）和短期利益（建设期成本）[14]。强调最小建设期成本不等同于工程项目最小成本，进行“工程项目全寿命周期成本管理”可以实现“双赢”甚至“多赢”。对开发商而言，从实现全寿命周期成本最小化着手，可以实现投资效益最大化[15]；对承包商而言，实行全寿命周期成本管理后，迫使其从长远利益考虑，增强企业核心竞争力；对运营商而言，有利于其从项目一开始就介入，实现最小的运营维护成本；对整个建筑业而言，通过全寿命周期成本管理的推行和广泛应用，对于实现经济效益、社会效益和环境效益的协同发展具有重大意义[4]。所以 LCC 作为一种更优的成本管理模式，对企业降低成本，工程项目各方增强自身核心竞争力都有很大的现实意义，将成为今后我国成本管理发展的方向。方案决策阶段是对工程项目进行的前期规划，根据工程项目的功能要求、建设意图、开发任务及意义，对施工技术和投资金额等方面进行可行性分析，从而做出是否进行投资的决策。其主要工作包括分析和识别工程项目的机遇与需求，编制项目建议书，开展项目可行性研究并做出决策，项目可行性分析报告的审批等。此阶段确定各项技术经济指标，对项目成本有很大影响，是决定全寿命周期成本的基础。运用全寿命周期成本理论，项目决策阶段的成本管理目标扩展到建筑全寿命周期，具备了更广泛的意义，从而带来综合效益的大幅提升。其主要目标也扩展至在考虑全寿命周期成本的基础上开展可行性研究，得出最优结果，进而做出决策，在满足人们对建筑功能需求的同时，又能使其全寿命周期成本最低。
工程项目的设计与计划阶段是指，依据项目的建设目的、相关的技术规范以及政策法规等[16]，将构思中的设计方案（包括建筑风格、使用功能等各类指标）转变为实际可操作执行的设计蓝图，满足任务书和工程项目的内容要求，是建筑工程实施的重要基础指导阶段[17]。在成本管理方面，传统意义的建筑工程设计仅仅将本阶段和施工阶段作为其研究的主要范围，片面考虑设计与计划阶段的管理、设计、重大设计方案研究试验所花费的费用和施工阶段的各种要素成本[18]，如人工费、材料费、施工机械使用费，而很少关注工程项目的维护成本，致使工程设计不合理，引起后期运营期能源暖通、照明、保养、维修消耗成本过大等现象时有发生。
全寿命周期成本管理理念已经认识到设计与计划阶段对于工程项目全寿命周期成本管理的重要性[19]，运用全寿命周期成本理论进行设计，就是要有机地将建设期、运营期、报废期涉及的全部设计要素进行综合集成，以实现工程项目全寿命周期的整体成本最优为根本出发点，根据工程自身特点，结合客观实际和发展前景[20]，权衡其与项目功能之间的合理匹配，提出相应设计方案[21]。
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3.1 BIM 技术的概念....................................................... 9
3.2 BIM 技术应用的发展现状................................................ 9
第 4 章 BIM 技术在项目建设期决策阶段成本管理中的应用.................... 17
4.1 可视化助力场地分析 .................................................. 17
4.2 使投资估算更有依据 .................................................. 17
第 5 章 BIM 技术在项目建设期设计与计划阶段成本管理中的应用............... 19
5.1 协同设计 ............................................................ 19
5.1.1 协同效率低下原因 .............................................. 19
第 8 章 BIM 技术在项目报废期成本管理中的应用
毫无疑问，BIM 技术引领了中国工程建设行业的第二次革命，自 2008 奥运村项目后其应用范围已深入至运营期，但由于自 2002 年“BIM 技术”首次提出至今才十余年的时间，基于 BIM 技术决策、设计与计划、施工、运营某一或全部阶段的建筑还未到报废期，其在报废期的应用优势尚未浮现。所以，BIM 技术在报废期的应用还处于初级和探索阶段，大学和科研机构主要研究 BIM 技术可能应用点的基础理论[65]，项目各参与方对 BIM 技术在报废期的应用也仅仅停留在意识层面，就现阶段而言基本无法在报废期中实现 BIM 的实际价值。基于自身对 BIM 技术理解，设想出其强大资料管理功能在报废期建筑垃圾的循环再利用和清运路线的规划方面可能会起到推动作用。
涉及到建筑报废期，建筑垃圾的处理是一个不可回避的问题，建筑垃圾是指构造物在新建、改建、扩建和拆毁活动中产生的废弃物，本文主要是指拆毁建筑垃圾，主要包括金属、竹木材、各种包装材料、塑料、玻璃等，处理不妥当可能会对土壤、空气、水域等造成不可逆转的影响。其实绝大多数建筑垃圾是可以作为资源再次利用的，例如废木材可以加工制造各种人造板材，设备金属可以重新加工成各种规格的钢材，碎砖、混凝土块等废料经过破碎后可以代替沙砾用作地基处理，也可以用来制作面砖等建材产品[66]。但传统报废期因为缺失工程项目全寿命周期数据的支持，不便对建筑垃圾进行评估、进而循环再利用。
BIM 技术强大的数据积累和共享功能，可以很方便的进行数据的调用、分析和经验借鉴（如图 8-1）。比如根据 BIM 模型中混凝土等级及使用年限对拆除后的混凝土进行评价，以便选择废弃混凝土作为建筑废渣混凝土多孔砖的原料或砂浆的集料使用或直接用于加固软土地基；再比如根据 BIM 模型中废塑料的资料，选择其处理方式，可采用减压法提炼成油，作为燃料使用，或再生加工成排水管，还可代替某些水泥制品[67]；根据 BIM 模型中玻璃的规格，判定其成份，，选择加工成再生玻璃或只是作为某些装饰材料。利用 BIM 技术优势，对建筑垃圾采取资源化的管理，使这些废料得到循环利用，确保建筑业的可持续发展，有助于达到和谐人居环境的最终目标。
现代建筑结构复杂、体量巨大，传统拆除过程可视化程度低，无法清晰描述拆除进度以及各种复杂关系，难以准确表达工程项目拆除的动态变化过程，导致建筑垃圾清运路线不经济甚至无法实施。如：大跨度钢结构需要超长车辆清运，经常出现道路转弯半径不够的状况，需事先调和；另外，现代建筑结构复杂，现场可能布置多种拆迁机械同时作业，因各种设备工作半径不足而造成的施工碰撞也屡屡发生。
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第 9 章 结论与展望
建筑行业在我国飞速发展，但由于我国工程项目信息管理水平低下，对其成本管理造成了困难。本文以工程项目的成本管理现状为出发点，通过对 BIM 技术在全寿命周期各阶段成本管理方面的具体分析，将 BIM 信息模型的优势与全寿命周期成本管理进行有效结合，得出“BIM 作为实现全寿命周期成本管理的技术核心，为建筑行业的发展带来了革命性的变化。协同化、参数化的 BIM 模型与建筑实体相关联，对于提高全寿命周期成本管理水平产生有益的推进作用”的结论。但囿于个人能力有限及研究时间和客观资源条件的约束，论文不可避免的存在一些缺陷，仍有进一步深入研究的必要，本论文主要存在以下两方面的局限性：
（1）本文对 BIM 技术在工程项目全寿命周期成本管理中的应用分析，缺少一个实际的案例，因而对一些关键性问题的研究不够深入，如各专业建立 BIM 模型时，数据标准如何确定才能有利于各方的信息交流等；（2）在研究方法上，囿于目前对 BIM 技术在项目报废期成本管理中最终产生的结果尚不知晓，本文仅采用了文献检索和文献综述的方法，虽然假设在一定程度上可以反映 BIM 技术在项目报废期成本管理中的应用情况，但如若假以时日，基于 BIM 技术应用的工程项目在报废期 BIM 价值得以显现，则本文所提出的应用点将更严密，其结论亦将更有说服力。
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本文在分析 BIM 技术在全寿命周期成本管理中的应用的基础上，通过分阶段具体工程实例进行研究可以看出，BIM 的应用对于实现建筑全寿命周期成本管理，提高建筑行业建设期决策阶段、建设期设计与计划阶段、建设期施工阶段、运营期和报废期的成本管理水平具有广阔的应用前景。
随着 BIM 技术的发展和市场的成熟，一定会涌现出更多类型的 BIM 应用，BIM 作为建筑业自应用 CAD 引发的“甩图板”革命以来的又一次重大变革，随着其不断发展和进步，必然会对建筑业的成本管理产生深远的影响，逐渐在全寿命周期各阶段成本管理都得以推广应用。本文仅作抛砖引玉，希望能和业内专家学者一起共同探讨，推动 BIM 技术在全寿命周期成本管理的应用向着更广阔、更深入的方向发展。
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参考文献（略）
本文编号：35029
本文链接：https://www.wllwen.com/wenshubaike/lwfw/35029.html