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第27届国际项目管理协会
BIM5D技术在成本管理上的运用
Dr. Peter Smith
国际工程造价委员会（ICEC）和悉尼科技大学（UTS）
澳大利亚新南威尔士大街2007号邮政信箱123号
摘要：本文是基于当前行业趋势和BIM实施中产生的问题，结合对澳大利亚工料测量公司的详细访谈内容，对建筑行业中项目成本管理专业人员在建筑信息建模（bim）实现和发展中所起到的作用进行研究所形成的报告。Bim功能不仅仅指3d建模，还包含例如4D（进度），5D（成本），甚至6D（预建操作）功能。BIM4D是将3D对象模型中的信息数据与项目进度数据联系起来，以便于对施工活动进行模拟和分析，BIM5D则是将所有这些信息与成本数据（如数量、进度表和价格）结合起来。BIM6d则是在建设运行阶段便使用预建模型进行分析。本文目的在于探讨项目成本管理专业人员项目全阶段参与和在BIM环境中成为“5D项目成本经理”的重要性，通过文献综述和行业访谈的研究方法，确定专业项目成本管理公司在BIM5d领域的最佳做法。本文的结论是：具备BIM5d能力的现代项目成本管理者的最大价值在于：他们能够利用建筑智能模型来完成建设项目5D成本估算和计划编制工作。
1.简介
全球范围内提供专业项目成本管理服务的主要专业是造价工程师、工料测量师、建筑经济学家和项目经理。工料测量是一个起源于英国的专业，主要在英联邦国家被认可。工程造价主要存在于美国的北部和南部，中国和欧洲的一些地方。在一些欧洲国家和世界其他地方，建筑经济学家是成本管理服务的执行者。而在其他地区，特别是在欧洲，这三种职称则均不被认可，成本服务职责由项目经理代行。但成本管理并不是这些专业人士的专属领域，因为很少有国家要求官方注册这些职称才能成为该领域的从业人员。所以为了达到本文的目的，“项目成本管理”一词将用于描述这个专业领域所有参与人员（包括其他从事本行业的专业人员和技术人员）。
建筑信息模型(BIM)和智能算量技术为项目成本管理专业带来了机遇和挑战。随着算量技术逐步的智能化，BIM模型使项目成本经理的角色也需要相应地调整，来提供更复杂的成本管理服务：即将4D进度，5D成本建模和项目团队共享成本信息，数据等内容进行BIM集成，来实现项目智能化。
英国皇家特许测量师学会（RICS）认为，BIM不只是一种新软件或技术，更是一种不同的思维方式和项目采购交付新方法。最基本的一点是我们需要从传统的项目参与方封闭的自我平台，利用BIM软件与新技术，转变为一个完全一体化的共同平台，使参与方能够分享和处理相同的信息。
Mitchell 描述了项目成本管理专业人员接受成为 “BIM5d项目成本经理”的重要性，Muzvimwe支持Mitchell的以上观念，并描述了成本管理的价值：它能够通过在live BIM模型中实现其成本数据和计量，实时模拟和探索客户的各种设计和构建场景。这种定义自然提高了成本管理服务的价值，但这种价值依赖于具有BIM能力和专业知识，具有分析和总结成本模型信息能力和决策力能力的成本经理，能够在模型中共享他们的成本数据。
本文将探讨BIM技术发展所面临的机遇和挑战。虽然BIM领域有大量的文献和研究资料，但从成本项目经理的角度来看，实用且前沿的资料依旧缺乏。因此，本文重点对BIM模型的成本方面进行研究，从而为行业提供这些相关资料。这不仅有益于成本项目管理人员，而且有益于提供这些服务的各方参与者。
2. 文献综述
2.1 BIM术语
由于用于描述BIM、及BIM系统的衍生技术的术语众多，ArandaMena et al， Goucher amp; Thurairajah， Brewer等人和BuildingSmart都强调需要统一的术语来解决在bim行业发展过程中存在误解问题。国家建筑科学研究所（nationalinstitute of building sciences）提供了一个被广泛引用的bim定义：“BIM是一个设施(建设项目)物理和功能特性的数字表达；是一个共享的知识资源，是一个分享有关这个设施的信息，为该设施从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程；
在项目不同的阶段，不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业。”.
BIM的各种能力通常以维数-3D(模型)，4D(进度)，5D(成本)，6D(操作)，7D(可持续性)，甚至8D(安全)来描述。Eastman et al.和Karmeedan将BIM的多维能力定义为“nD”建模，因为维度能为BIM理论建设添加无限可能。
Kameedan提供了对不同维度的做出了具体的解释：4D是一个规划过程，将进度安排中所代表的建筑活动与3D模型联系起来，进行建筑进度的实时图形模拟。4D“进度”提供了项目可构建性和工作规划的评估机会，使项目参与者可以有效地可视化、分析和沟通有关施工进度的顺序、空间和时间方面的问题，由此生成更健全的进度表，并可以生成站点布局和运输计划来提高生产力。将第5维“成本”集成到BIM模型中生成的5D模型，使模型的成本预算和财务信息能够同步生成。这使工程计量与成本估算速度从几周减少到几分钟，并且提高了估算的准确性，减少了在CAD数据中模棱两可的纠纷事件，成本管理人员便可以花费更多的时间在价值改进上。6D将BIM扩展用于设施管理。BIM6D模型是对建筑元素和工程服务的丰富描述，为建筑提供了一个几何、关系和属性功能完整的特性描述，支撑了它作为设备管理数据库的使用。将可持续性组件合并到BIM模型中，便生成7D模型，使设计者能够满足项目中的特定目标，验证设计决策，或者测试和比较不同的选项。第八维度在设计和施工中都包含安全方面，使设计人员能够更容易地预测项目在建造之前的安全性能，更快地响应设计变更，通过分析、模拟和可视化操作优化设计，提供更高质量的施工文件。
2.2 BIM实施的发展趋势
在澳大利亚，BIM在建筑行业的应用目前并不普遍，也没有任何政府在任何一个项目上授权使用BIM。但在过去的5年里，由于许多主动参与者所获得的利润增长和竞争优势， BIM的应用越来越引人瞩目。《澳大利亚国家规范》(NATSPEC)、《国家BIM指南》(National BIM Guide)、《建筑创新企业研究中心(CRC-CI)》、《澳大利亚和新西兰Revit标准》(ANZRS)，《bimmepaus准则模型》和《国家指南》(National BIM Guide)等机构也对BIM应用提出相应倡议。“buildingsmart”组织（以前被称为国际协作联盟）在澳大利亚的bim开发和实施中起领导作用，其主张建立一个“澳大利亚开放bim联盟”，即与一些软件厂商建立联盟，以推广“开放bim”的概念。
北美和斯堪的纳维亚地区通常被认为是BIM开发和实施的建筑业领导者。麦格劳希尔建筑公司发现，北美工业项目团队专业人员采用的BIM从2007年的17%增长到了2012年的71%，这表明BIM已经成为该行业的主流，也同时表明该地区在全球范围内处于领先地位。该地区的BIM发展起源可以追溯到2003年，当时的公共服务管理局(General Services Administration, GSA)通过其公共建筑服务(Public Buildings Service, PBS)办公室建立了国家3D-4D-BIM项目。作为一个在美国拥有大约8700栋建筑的主要公共部门客户，该项目对bim的采用产生了巨大影响，从而表明了大客户和政府领导对这个行业的重要性。
布朗还发现，在美国国家标准与技术研究所（NIST）发表的两份对美国建筑业资本设施部门的协调不足造成的成本后果的调查报告发布后，美国对BIM的支持率显著增加，预计每年为BIM费用支出达158亿美元。
斯堪的纳维亚地区也有很强的bim开发和实践经历。在芬兰、挪威和丹麦等国，政府授权在政府项目上使用bim，进一步推动了这项工作。芬兰政府自20世纪70年代以来便在建筑业的智能研究上投入巨资。他们最近发布了一个业界普遍支持的BIM指南。芬兰公共部门是参议院BIM法案通过的主要推动因素，芬兰公共部门是一个拥有约60亿欧元的主要资产组合的主要政府实体，是BIM项目的主要的领导者，并承担许多BIM项目的试点和研究。在整个建筑行业力，BIM被用于20-30%的政府项目，预测这将在不久的将来增加到50%。在丹麦，丹麦企业和建筑管理局在2007年建立了一个由主要政府实施的数字建设项目，该项目要求BIM在所有建设项目中使用应当超过550万欧元，并使用行业基金会（IFC）格式交换信息，并编制了报告和指导方针，来协助企业满足这些要求。在挪威，Statsbygg是挪威政府的建设和项目管理代表，并要求在所有公共项目上使用BIM。挪威政府是BIM的坚定支持者，并大力投资于研究和发展。
在英国，政府为英国建筑业引入了一个bim实施策略，被许多人认为是世界上最雄心勃勃、最先进的政府驱动的bim实施计划。其目标是在相对较短的时间内将英国工业转变为全球BIM领导者。2011年5月，英国政府发布了《政府建设战略》，详细说明了政府打算在2016年之前通过一项5年的实施计划，对其所有项目实施BIM。BIM被认为是政府实现节省20%采购成本的核心目标。这一战略对英国工业产生了巨大影响，因为企业必须开发必要的技术能力才能满足这些要求。随着其他国家的关注，这一战略有可能在更广泛的全球范围内影响BIM的实施。
新加坡也正在成为BIM实施新的领导者。新加坡建筑和建筑管理局(BCA)已经制定了一项战略：在2015年在公共项目上广泛实施BIM。政府还建立了一个“建设生产力能力基金”(CPCF)，投入2.5亿新元，以BIM为主要目标。2000年，“建设房地产网络”(CORENET)项目被确立为通过信息技术推动行业转型的战略举措。CORENET提供了所有项目参与者之间交换信息的基础设施。开发应用的CORENET e-Plan检查系统是鼓励行业使用BIM的进一步举措。该系统使建筑师和工程师能够在线检查他们的BIM设计的建筑物来满足法规的要求。新加坡已采用IFC作为BIM实施的标准。
目前，BIM实施的主要驱动力是宏观和微观层面的潜在经济效益。行业内企业的BIM实施前景越来越清晰，政府的经济效益也日益得到认可。
2.3 BIM的实施问题
BIM在澳大利亚的实施问题与其他国家相同。AIA强调领导力是关键要求，领导需要推动AEC行业向前发展。由于没有统一标准与规范，BIM使用者都在采用自我所认同的方法来解决所提出的问题，而这种不统一的方法对于基于信任、沟通和承诺的协调方法来说很难取得的较大好处。
因此，政府被广泛认为是推动变革的关键动力，而领导力应该从政府这一级开始起作用。AIA(2010)主张，澳大利亚联邦政府应该提供领导职能，以促进跨州和领土边界的协调方式的统一。
AIA（2010）还强调，行业和专业协会需要更加积极主动，并帮助政府做出行业中的许多变革。他们制定了一系列BIM实施的关键建议，并提供了对行业问题的深入了解：
-政府授权BIM使用，并和行业协会合作伙伴一起工作，充分发挥行业领导和协调职能。
-以协调的培训方式来发展工业技能。
-采用综合能力培养，让大学和学院提供跨学科和学院的BIM课程。
-对BIM软件兼容性开发加以关注
-培养客户BIM意识，注重BIM教育
英国对BIM实施中产生的问题研究也得出类似结论。英国商业、创新和技能部为英国建筑业制定了BIM战略文件。他们形容这是一种“推拉”战略。他们认为，为了使BIM项目有效交付，客户方期望的BIM信息必须和交付方的BIM能力保持一致。
推战略：
着眼于供应链的战略方法。供应商使用BIM，可以让BIM应用发展之路更为顺畅。市场上有很多供应商的产品可以说是最好的BIM发展产品。虽然供应链中的许多人处于BIM应用的不同阶段，但都认为BIM是未来发展的必然趋势。目前BIM供应商发展还缺乏指导、培训、材料和通用流程，以及对过程、数据定义或交付规格提供一致的建议。推战略可以衍生简单明确的交付方式。
拉战略：
这一战略着眼于对客户的吸引力，以及政府客户和其他客户如何更好的完成他们所期望的目标。这需要一系列信息（数据），以便通过资产的交付在特定时间由供应链向客户提供。这将依赖于对数据交付的详细定义，以及何时达到上面的标准和规范过程。这种数据交付将具有双重好处，既确保按时交付完整的成套信息，又能够进行商业检查和移交信息，并提供一致的数字移交信息，从而能够获得资产的设计、成本和性能。
2.4 BIM5D的实施
5D(成本)能力的发展势头越来越大，领先的项目成本管理公司开始通过采用这种“新时代”的成本管理方法来实现竞争优势。这种技术使用起源于2008年的美国。国际成本工程促进会（AACE），美国专业估算师协会（ASPE），美国陆军工程兵团，总务管理局（GSA）和国家建筑科学研究所（NIBS）组成的一个“协议共同合作解决”buildingSMART联盟下设施行业的成本工程相关问题。联盟的目的是开发系统和协议，以便在整个项目生命周期中进行成本工程和估算的协作和协调。联盟继续适应和协调不断变化的标准，以便从BIM模型中提取和处理5D（成本）信息的过程，特别是随着设计的发展被明确定义。
2012年，英国皇家特许测量师学会（RICS）发布了称为“黑皮书（工料测量师和施工标准）”和“新测量规则”（NRM）的新指南。 黑皮书是一套综合性的文件，它定义了工料测量和测量的良好技术标准施工。新的测量规则套件提供了一个通过成本管理生命周期进行成本比较的通用测量标准。 “该套件是行业协作的结果，旨在确保建筑生命中任何时候都会有一套统一的规则来衡量和捕捉成本数据，从而完成成本管理生命周期并支持建筑采购项目从开始到结束。在施工过程中更好地了解成本将会增加企业
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