張穎

摘 要：變電站三維數(shù)字化設(shè)計(jì)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，隨著人們對(duì)提高生產(chǎn)效率的迫切需求下產(chǎn)生的新鮮事物。將三維數(shù)字化設(shè)計(jì)與變電站工程造價(jià)控制相結(jié)合，提高變電站工程造價(jià)管理的質(zhì)量與效率，是隨著科技的進(jìn)步，技經(jīng)工作的一個(gè)新視角。本文著重探討了基于BIM技術(shù)的三維數(shù)字化設(shè)計(jì)應(yīng)用于變電站工程造價(jià)管理的意義和可實(shí)現(xiàn)性，進(jìn)一步提出了實(shí)現(xiàn)的方法。

關(guān)鍵詞：天BIM；成本控制；三維數(shù)字化設(shè)計(jì)

1 引言

一個(gè)變電站建設(shè)工程成功與否，其關(guān)鍵因素是信息在各方之間交換的有效性和效率，因此工程項(xiàng)目全生命周期內(nèi)項(xiàng)目信息的建立、管理和共享是變電站全生命周期管理的重點(diǎn)工作。BIM的應(yīng)用是一次飛躍，將傳統(tǒng)圖形化（2D）變?yōu)榻ㄖ畔⒛Ｐ突?D），這無(wú)疑將會(huì)大幅度提高項(xiàng)目?jī)?nèi)信息共享的有效性和效率，最終實(shí)現(xiàn)變電站建設(shè)的集成管理。BIM技術(shù)在變電站設(shè)計(jì)中已經(jīng)比較普遍，但應(yīng)用于成本控制，卻是目前新的領(lǐng)域。許多軟件公司進(jìn)行了嘗試與開(kāi)發(fā)，目前尚未有成熟的軟件問(wèn)世。

2 建筑信息模型（BIM-Building Information Modeling）

雖然，主流的造價(jià)軟件都已兼容3D技術(shù)，但是使用中依然有諸多不足：利用設(shè)計(jì)信息的效率較低，缺少設(shè)計(jì)信息與造價(jià)轉(zhuǎn)化的程序；造價(jià)與建筑構(gòu)件之間關(guān)系表示不清晰，設(shè)計(jì)與造價(jià)專業(yè)間的接口缺少統(tǒng)一的規(guī)范的定義；施工圖預(yù)算以手工及EXCEL算量為主，精確度不高，人為造成的誤差較大。BIM技術(shù)的應(yīng)用為上述問(wèn)題的解決提供了可能。

BIM是智能化的造價(jià)程序，它基于三維數(shù)字技術(shù)，面向?qū)ο?，將各類相關(guān)信息集成在內(nèi)，是一個(gè)建筑設(shè)施的數(shù)字化表示。

目前，BIM技術(shù)在普通工民建的造價(jià)管理中已經(jīng)有了初步的嘗試，但在電力工程造價(jià)領(lǐng)域，由于其特殊的計(jì)算規(guī)則，復(fù)雜的專業(yè)知識(shí)還缺乏有益的嘗試。

3 基于BIM 技術(shù)的三維數(shù)字化設(shè)計(jì)在變電站成本控制中的探討

應(yīng)用于變電站成本控制，BIM尤其獨(dú)有優(yōu)勢(shì)“更快速，更準(zhǔn)確，更靈活”。其采用的自動(dòng)化算量方法可以快速給出造價(jià)，這非常有利于項(xiàng)目前期階段的成本控制；其成本計(jì)算過(guò)程自動(dòng)進(jìn)行，可以避免人為失誤的干擾；尤其可更好應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)變更，可以快速準(zhǔn)確的反應(yīng)成本對(duì)設(shè)計(jì)變化的響應(yīng)，更便于從經(jīng)濟(jì)性角度優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

BIM技術(shù)已經(jīng)在變電站設(shè)計(jì)中開(kāi)始應(yīng)用，并顯現(xiàn)了不錯(cuò)的效果。目前應(yīng)用于變電站設(shè)計(jì)的Bentley-Substation，是一種基于BIM技術(shù)的專門應(yīng)用于變電站設(shè)計(jì)的三維數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件。隨著能源需求量的飆升以及每年輸電量達(dá)到數(shù)億千瓦時(shí)，對(duì)配有日益復(fù)雜的監(jiān)控和通信系統(tǒng)的新建變電站和改造變電站的需求也在迫使變電站提高設(shè)計(jì)效率?；贐IM技術(shù)的Bentley Substation 能使變電站設(shè)計(jì)速度加快高達(dá)30%，減少錯(cuò)誤和返工加快可研估算到運(yùn)營(yíng)的項(xiàng)目可交付成果的周轉(zhuǎn)。

但Bentley-Substation存在的缺陷就是還沒(méi)能充分發(fā)揮BIM強(qiáng)大的工程信息共享平臺(tái)的功能更好的實(shí)現(xiàn)變電站的全壽命管理，目前僅局限于變電站工程的初步設(shè)計(jì)，沒(méi)有使設(shè)計(jì)與造價(jià)管理、工程進(jìn)度控制達(dá)到完美結(jié)合，在施工圖階段，對(duì)于成本控制的應(yīng)用尚有很大的開(kāi)發(fā)空間。

將設(shè)計(jì)，進(jìn)度和造價(jià)融為一體，并以三維視圖的形式展現(xiàn)出來(lái)這一概念模型最早由Jan Tulke 與Jochen Hanff提出，其概念參見(jiàn)下圖（圖1）

由上圖可知，BIM僅僅為模型提供了工程幾何參數(shù)，而要靠工程組件實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與造價(jià)&進(jìn)度的集成管理。

Bentley-Substation已經(jīng)實(shí)現(xiàn)BIM建模的基本功能。如何在短期內(nèi)將三維數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件中的BIM技術(shù)應(yīng)用于造價(jià)控制，同時(shí)對(duì)將三維數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件的造價(jià)管理功能逐步完善提出以下三個(gè)設(shè)想：

（1） 依靠應(yīng)用程序接口（API）連接 BIM軟件和成本預(yù)算軟件。通過(guò)API接口，將BIM軟件中的工程量信息導(dǎo)入到造價(jià)軟件中。工程師結(jié)合其他信息后，可以開(kāi)始計(jì)算造價(jià)，從而實(shí)現(xiàn)變電站建設(shè)工程的計(jì)量與計(jì)價(jià)。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)師可以根據(jù)計(jì)價(jià)結(jié)果，來(lái)反過(guò)來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)與造價(jià)之間可以迅速轉(zhuǎn)化，達(dá)到價(jià)值工程的最優(yōu)化要求。目前的Bentley-Substation和各種計(jì)價(jià)軟件缺少的就是一個(gè)有共同值定義的接口。

此種方式對(duì)軟件開(kāi)發(fā)商的要求較高，需要軟件工程師同時(shí)與設(shè)計(jì)人員和成本控制人員進(jìn)行充分的溝通，深入了解其需求。

（2）利用ODBC （ Open Database Connectivity）接口技術(shù)，使得BIM與開(kāi)放式數(shù)據(jù)庫(kù)之間可以進(jìn)行信息交換，不同于API的是，這種方法要求造價(jià)工程師對(duì)BIM數(shù)據(jù)庫(kù)有清晰的了解，可以從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取需要的信息，進(jìn)行造價(jià)管理。在目前BIM技術(shù)應(yīng)用于變電站成本控制的初級(jí)階段，對(duì)于軟件開(kāi)發(fā)商的要求較低，比較容易實(shí)現(xiàn)。

相對(duì)而言，這種方式對(duì)造價(jià)師的要求較高，需要既有一定數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)又有豐富造價(jià)管理經(jīng)驗(yàn)的綜合型成本控制人員。人為因素較高，造價(jià)師數(shù)據(jù)提取的精度不同，對(duì)造價(jià)的控制會(huì)產(chǎn)生較大的影響。同時(shí)耗費(fèi)較多的時(shí)間成本和人力成本。

（3）生成數(shù)字報(bào)表。BIM的具有自動(dòng)算量的基本功能。BIM用數(shù)據(jù)庫(kù)編輯項(xiàng)目基本數(shù)據(jù)，加工整理后導(dǎo)出各種所需的信息。在數(shù)學(xué)建模中直接展現(xiàn)出不同角度的平面圖、立面圖、剖面圖、甚至三維效果圖等，同時(shí)以報(bào)表的形式導(dǎo)出符合需要的非圖形信息，例如工程量清單等，此類信息可以通過(guò)表格的形式來(lái)表現(xiàn)，對(duì)工程模型的進(jìn)行修改都會(huì)同步、準(zhǔn)確、全面地反映在這些表格中?？梢愿p松導(dǎo)出各種圖形和非圖形數(shù)據(jù)，如工程量清單、三維效果圖等。

對(duì)于變電站工程而言，三維數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件的土建工程量計(jì)算規(guī)則和安裝工程量統(tǒng)計(jì)方法，和造價(jià)師工程師的要求有所不同。軟件供應(yīng)商可以修改輸出規(guī)則，輸出符合變電站計(jì)量要求的Excel表格。這種方法是目前比較容易實(shí)現(xiàn)的一種方法，但其局限在于只能將造價(jià)工程師從繁重的工程量計(jì)算工作中解脫出來(lái)，對(duì)于計(jì)價(jià)、變更管理及造價(jià)的動(dòng)態(tài)控制沒(méi)有太多幫助。

針對(duì)目前推行的全壽命周期的造價(jià)管理模式，將價(jià)值工程的理念，全過(guò)程造價(jià)管理的思想與BIM技術(shù)結(jié)合才能真正實(shí)現(xiàn)造價(jià)的全壽命周期動(dòng)態(tài)管理。

4 小結(jié)

基于BIM技術(shù)的三維數(shù)字化設(shè)計(jì)程序是實(shí)現(xiàn)變電站全壽命周期成本管理的強(qiáng)有力的工具，以上提出的三種設(shè)想只是目前可以利用BIM技術(shù)提高變電站造價(jià)管理效率與質(zhì)量三種設(shè)想。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看要實(shí)現(xiàn)變電站全壽命周期成本的動(dòng)態(tài)管理，還是需要造價(jià)工程師利用豐富的工作經(jīng)驗(yàn)與三維數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件開(kāi)發(fā)商合作，將變電站造價(jià)管理所需的信息賦值給BIM模型的工程組件，實(shí)現(xiàn)BIM的3D模型與工程造價(jià)控制的一體化，更加緊密的結(jié)合技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，使設(shè)計(jì)達(dá)到最大優(yōu)化。

隨著三維數(shù)字化設(shè)計(jì)的逐步成熟，三維數(shù)字化設(shè)計(jì)的信息共享的完善，基于BIM模型的三維數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件將在變電站造價(jià)管理中應(yīng)用范圍更加廣泛，從可研至竣工決算，從圖紙工程量到簽證變更的計(jì)算，都可以通過(guò)軟件信息的共享來(lái)實(shí)現(xiàn)，真正實(shí)現(xiàn)變電站成本的全壽命周期動(dòng)態(tài)管理。

雖然變電站的成本控制具有投資大，專業(yè)性強(qiáng)的特殊性，對(duì)于軟件開(kāi)發(fā)企業(yè)的要求更高，難度更大。但BIM技術(shù)應(yīng)用于變電站造價(jià)管理是成本控制方式中一次革命性變革，對(duì)變電站精細(xì)化管理產(chǎn)生的實(shí)踐產(chǎn)生巨大的價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙紅紅，李建成.信息化建筑設(shè)計(jì)-Autodesk Revit[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005：01-10.

[2]齊聰，蘇鴻根.關(guān)于Revit平臺(tái)工程量計(jì)算軟件的若干問(wèn)題的探討[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2008，29（14）：3760-3762.

[3] 馬智亮，婁吉吉.IFC標(biāo)準(zhǔn)在我國(guó)建筑工程成本預(yù)算中應(yīng)用的基本問(wèn)題探討[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2009（12）.

[4] BIM在建筑工程算量中的研究及應(yīng)用簡(jiǎn)述.

[5]建設(shè)工程全壽命信息管理（BLM）思想和應(yīng)用的研究F281.2006.

[6]楊寶明.工程造價(jià)管理新思維[N].建筑時(shí)報(bào)，2010（12）：20.