淺談BIM在建設(shè)價(jià)值工程中的應(yīng)用

1、精品淺談BIM在建設(shè)價(jià)值工程中的應(yīng)用價(jià)值工程是一種結(jié)合了技術(shù)與經(jīng)濟(jì)而且又十分注重經(jīng)濟(jì)效益的現(xiàn)代管理技術(shù)。在建設(shè)工程中應(yīng)用價(jià)值工程可以減少建設(shè)成本提高建筑性能，帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。建筑自身的一些特點(diǎn)使價(jià)值工程在建設(shè)工程中的應(yīng)用具有一定困難。如果能和BIM的一些功能相結(jié)合，將會(huì)促進(jìn)價(jià)值工程在建設(shè)工程中的應(yīng)用。1價(jià)值工程概念及理論價(jià)值工程(ValueEngineering,簡(jiǎn)稱VE)是由美國(guó)通用公司(GE)的工程師勞倫斯戴羅斯邁爾斯(LawrenceD.Miles,1904-1985)于20世紀(jì)40年代創(chuàng)立的。價(jià)值工程又稱為價(jià)值分析(ValueAnalysis)、價(jià)值研究(ValueResearch

2、)、價(jià)值保證(ValueAssurance)、價(jià)值革新(ValueInnovation)、價(jià)值改善(ValueImprovement)等。價(jià)值工程作為一種現(xiàn)代管理技術(shù)，自創(chuàng)立至今的半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，無(wú)論是在理論，還是在實(shí)際應(yīng)用中都取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。價(jià)值工程將經(jīng)濟(jì)與技術(shù)相結(jié)合，以提高研究對(duì)象價(jià)值為目的，已經(jīng)取得了很好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益。它擺脫了孤立地從經(jīng)濟(jì)或技術(shù)方面進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)、技術(shù)革新、經(jīng)濟(jì)管理等的做法，為經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)做出了重大貢獻(xiàn)。1.1 價(jià)值工程定義價(jià)值工程是一種結(jié)合了技術(shù)與經(jīng)濟(jì)而且又十分注重經(jīng)濟(jì)效益的現(xiàn)代管理技術(shù)1。價(jià)值工程是以提高研究對(duì)象的價(jià)值為目的，以系統(tǒng)分析為核心，通過(guò)思維創(chuàng)新和集體智慧，達(dá)

3、到以最低的全壽命周期成本費(fèi)用實(shí)現(xiàn)研究對(duì)象的所有必需功能的目的。價(jià)值工程的定義有多種不同的表述。價(jià)值工程的創(chuàng)始人邁爾斯定義如下：價(jià)值分析是用整套的專門技術(shù)，廣泛知識(shí)和熟練技巧來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種解決問(wèn)題系統(tǒng)，又是一種以有效識(shí)別不必要成本(即既不提供質(zhì)量，也不提供壽命用途、外觀或顧客要求的特性成本）為目的的有組織的創(chuàng)造性方法。日本價(jià)值工程研究專家玉井正壽對(duì)價(jià)值工程的定義為：價(jià)值分析是以最低的壽命周期費(fèi)用，可靠的實(shí)現(xiàn)必要的功能，著重于產(chǎn)品或作業(yè)的功能分析的有組織的活動(dòng)。美國(guó)價(jià)值工程師協(xié)會(huì)（SAVE）對(duì)價(jià)值工程的定義是：價(jià)值工程是一種系統(tǒng)化的應(yīng)用技術(shù)，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品或服務(wù)的功能分析，建立功能的貨幣價(jià)值模型，以最低

4、的總費(fèi)用可靠的實(shí)現(xiàn)必要的功能。我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB8223-87中對(duì)價(jià)值工程的定義為：價(jià)值工程是通過(guò)相關(guān)領(lǐng)域的協(xié)作，對(duì)所研究的對(duì)象的功能與費(fèi)用進(jìn)行系統(tǒng)分析，不斷創(chuàng)新，旨在提高所研究對(duì)象價(jià)值的思想方法和管理技術(shù)。雖然對(duì)價(jià)值工程的定義各家略有不同，但可以看出有幾個(gè)共同的本質(zhì)。價(jià)值工程要從全壽命周期上考慮。即不僅要考慮生產(chǎn)過(guò)程，還要考慮使用過(guò)程的維修和經(jīng)常性運(yùn)行成本。價(jià)值工程的本質(zhì)是提高研究對(duì)象的價(jià)值。即使用最好的全壽命周期成本實(shí)現(xiàn)所有必需的功能。價(jià)值工程的核心為功能分析。分析研究對(duì)象的功能費(fèi)用組成，分辨必需功能和非必須功能，以便進(jìn)行價(jià)值提高。價(jià)值工程是一個(gè)有組織的系統(tǒng)的研究活動(dòng)。1.2 價(jià)值工程的基

5、本原理價(jià)值工程中的價(jià)值（Value）不同于政治經(jīng)濟(jì)學(xué)中的價(jià)值，在政治經(jīng)濟(jì)學(xué)中，價(jià)值是指凝結(jié)在商品中的一般的無(wú)差別的人類勞動(dòng)，這是商品的一般屬性。價(jià)值工程中的價(jià)值是研究對(duì)象的功能與費(fèi)用的比值。即價(jià)值=功能/費(fèi)用數(shù)學(xué)公式為V=F/C式中V價(jià)值F功能C成本價(jià)值工程的核心就是功能分析，通過(guò)對(duì)研究對(duì)象的功能和成本進(jìn)行系統(tǒng)化的分析，確定它們的相互關(guān)系，有效的科學(xué)的識(shí)別對(duì)象的必要功能，合理的分化成本，為創(chuàng)新和改善提供可靠的科學(xué)依據(jù)，去掉不合理不必需的功能，調(diào)整成本費(fèi)用，使研究對(duì)象的價(jià)值得到提升。從上述公式來(lái)看，提高對(duì)象價(jià)值的途徑有以下五個(gè)：V歸F7C,即保持成本不變的情況下提高對(duì)象的功能，提高對(duì)象的價(jià)值。V

6、歸F/C即在功能不變的前提下降低全壽命周期成本，提高對(duì)象價(jià)值。V歸F7C即在提高功能的同時(shí)降低成本，這是提高對(duì)象價(jià)值的最佳途徑。V歸FT/CT,即成本略有增加的同時(shí)功能大幅度增加，提高對(duì)象價(jià)值。V歸FJCJJ即功能略有下降的同時(shí)成本大幅度降低，對(duì)象價(jià)值增加。2價(jià)值工程在建筑行業(yè)的應(yīng)用發(fā)展價(jià)值工程自1947年由邁爾斯創(chuàng)立開始，以其良好的經(jīng)濟(jì)效益成果，在企業(yè)內(nèi)得到發(fā)展及應(yīng)用。20世紀(jì)50年代美國(guó)通用電氣內(nèi)部推廣價(jià)值分析技術(shù)，使公司取得了巨大的經(jīng)濟(jì)利益，在應(yīng)用價(jià)值工程的17年里共節(jié)約成本2億多美元。通用電氣的這一成功，使得價(jià)值工程在世界各地各個(gè)行業(yè)迅猛發(fā)展。價(jià)值工程的應(yīng)用，不同程度上降低了企業(yè)的成本

7、、增加了收益。據(jù)國(guó)內(nèi)外資料報(bào)道，美國(guó)投資1美元開展價(jià)值工程活動(dòng)，一般可收益12-20美元，能降低成本30%左右2。據(jù)報(bào)道，前聯(lián)邦德國(guó)在產(chǎn)品更新中，開展價(jià)值工程可降低成本20%-25%,在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造中，開展價(jià)值工程活動(dòng)則可降低成本40%左右3。我國(guó)自1978年引進(jìn)價(jià)值工程以來(lái)，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。普遍認(rèn)為，我國(guó)推廣價(jià)值工程可降低成本10%-30%。許多企業(yè)運(yùn)用價(jià)值工程后取得很好的收益4。價(jià)值工程在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)扎根且發(fā)展勢(shì)態(tài)良好，也取得了一些不錯(cuò)的成績(jī)，可是價(jià)值工程在我國(guó)各行業(yè)的發(fā)展是很不平衡的。有人曾對(duì)價(jià)值工程雜志上公開發(fā)表的價(jià)值工程成果項(xiàng)目進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明我國(guó)價(jià)值工程

8、成果主要集中在工業(yè)領(lǐng)域，約占80%以上，而建筑行業(yè)僅為4%左右5。（表1）按照國(guó)際經(jīng)驗(yàn)保守估計(jì)，開展價(jià)值工程可以降低建設(shè)成本5%-10%,每年的運(yùn)行成本也可降低5%-10%,而開展價(jià)值工程的投入成本則很小，僅為總造價(jià)的0.1%-0.3%6。在建筑行業(yè)中，建設(shè)項(xiàng)目的總投資一般都比較大，社會(huì)資源占用較多，能源消耗量大，如果在項(xiàng)目中應(yīng)用價(jià)值工程，將大大降低成本，節(jié)省大量社會(huì)資源，同時(shí)也可節(jié)約能源，促進(jìn)社會(huì)和諧可持續(xù)發(fā)展。由上可知，在建筑行業(yè)中開展價(jià)值工程可以說(shuō)是一本萬(wàn)利，利國(guó)利民的雙贏之舉，可建筑業(yè)的價(jià)值工程成果僅為4%左右，可見(jiàn)在建設(shè)項(xiàng)目中開展價(jià)值工程存在一定的困難。筆者認(rèn)為這種困難主要源自建筑的

9、自身特點(diǎn)。工程規(guī)模龐大?，F(xiàn)代建設(shè)工程項(xiàng)目一般都是規(guī)模較大的，這樣的工程項(xiàng)目工程信息量也很大，眾多繁雜的信息里使在工程中開展價(jià)值工程的資料收集和分析都比較困難。全壽命周期長(zhǎng)。建設(shè)項(xiàng)目工期較一般工程來(lái)說(shuō)時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)，建設(shè)工程項(xiàng)目工期少則幾個(gè)月，多則幾年，幾十年。較長(zhǎng)的建設(shè)工期增加了影響建筑的各種風(fēng)險(xiǎn)因素，對(duì)開展價(jià)值工程也是不利的。建設(shè)周期和運(yùn)行周期責(zé)任分離。開展價(jià)值工程應(yīng)從全壽命周期考慮，以減少全壽命周期成本為目的，但在建筑行業(yè)建設(shè)者只負(fù)責(zé)工程建設(shè)，即只考慮建設(shè)成本，后期運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用很少考慮，在很大程度上造成了后期高費(fèi)用運(yùn)行的狀況。這也是開展價(jià)值工程的一大困難。建設(shè)工程自身的特點(diǎn)決定了在建筑業(yè)開展價(jià)

10、值工程的難度。近幾年建筑業(yè)中出現(xiàn)了一種新的管理工具一一BIM。本文試將BIM應(yīng)用到建設(shè)項(xiàng)目?jī)r(jià)值工程中去，為促進(jìn)價(jià)值工程在建筑業(yè)的發(fā)展提供思路。3 BIMBIM(BuildingInformationModeling)是建筑信息模型的簡(jiǎn)稱，這個(gè)概念是由美國(guó)喬治亞技術(shù)學(xué)院(GeorgiaTechCollege)建筑與計(jì)算機(jī)專業(yè)的查克伊斯曼(ChuckEastman)博士于30多年前提出的：建筑信息模型綜合了所有的幾何模型信息、功能結(jié)構(gòu)要求和構(gòu)件性能，將一個(gè)建筑項(xiàng)目整個(gè)生命周期內(nèi)的所有信息整合到一個(gè)單獨(dú)的建筑模型中，而且還包括施工進(jìn)度、建造過(guò)程、維護(hù)管理等的過(guò)程信息”。建筑信息模型(BIM)是由歐特

11、克公司在2002年提出的一種新的流程和技術(shù)。從理念上說(shuō)，BIM是試圖將建筑項(xiàng)目的所有信息納入到一個(gè)三維的數(shù)字化模型中。這個(gè)模型不是靜態(tài)的，而是隨著建筑生命周期的不斷發(fā)展而逐步演進(jìn)，從前期方案到詳細(xì)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營(yíng)維護(hù)等各個(gè)階段的信息都可以不斷集成到模型中，因此可以說(shuō)BIM模型就是真實(shí)建筑物在電腦中的數(shù)字化記錄7。從一定程度上可以說(shuō)BIM是建設(shè)工程的信息儲(chǔ)存器，BIM數(shù)據(jù)儲(chǔ)存中不僅包括建筑本身各種工程信息還包括管理行為信息，這些信息以數(shù)字技術(shù)為依托，在BIM中進(jìn)行完美的組合，因此在建設(shè)工程整個(gè)生命周期中，BIM可以實(shí)現(xiàn)信息集成化管理，在一定范圍內(nèi)，建筑信息模型可以模擬實(shí)際的建筑工程建

12、設(shè)行為，例如：建筑物的日照、外部維護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱狀態(tài)等。同時(shí)BIM可以4D模擬實(shí)際施工，即將設(shè)計(jì)階段所完成的3D模型附加以時(shí)間維度，構(gòu)成4D模擬動(dòng)畫。4D模擬技術(shù)可以在早期設(shè)計(jì)階段就發(fā)現(xiàn)后期真正施工階段所會(huì)出現(xiàn)的各種問(wèn)題，來(lái)提前處理，為后期活動(dòng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在后期施工時(shí)能作為施工的實(shí)際指導(dǎo)，也能作為可行性指導(dǎo)，以提供合理的施工方案及人員，材料使用的合理配置，進(jìn)而最大限度地實(shí)現(xiàn)資源合理運(yùn)用。4 BIM在建設(shè)價(jià)值工程中的應(yīng)用設(shè)想開展價(jià)值工程一般有一下幾個(gè)過(guò)程：準(zhǔn)備階段；信息收集；功能分析、評(píng)價(jià)；方案創(chuàng)造；方案選評(píng)；方案深化；方案提交與匯報(bào)。在這些過(guò)程中，信息的收集是一個(gè)非常重要的過(guò)程，設(shè)計(jì)人員往往

13、要花很長(zhǎng)的時(shí)間和精力進(jìn)行信息收集和整理，因?yàn)樾畔⒌馁|(zhì)量、數(shù)量及對(duì)信息的理解掌握直接關(guān)系到價(jià)值工程的成效。建筑信息本身多而且繁雜，這個(gè)信息收集帶來(lái)了很大的困難。如果在建設(shè)工程中運(yùn)用BIM系統(tǒng)，從項(xiàng)目立項(xiàng)開始所有的信息包括建筑信息和管理行為信息都會(huì)記錄在BIM中。BIM的應(yīng)用可以在很大程度上解決價(jià)值工程信息收集難，收集不全面等問(wèn)題。BIM提供了可視化的功能，讓人們將以往的線條式的構(gòu)件形成一種三維的立體實(shí)物圖形展示在人們的面前；現(xiàn)在建筑業(yè)也有設(shè)計(jì)方面出效果圖的事情，但是這種效果圖是分包給專業(yè)的效果圖制作團(tuán)隊(duì)進(jìn)行識(shí)讀設(shè)計(jì)制作出的線條式信息制作出來(lái)的，并不是通過(guò)構(gòu)件的信息自動(dòng)生成的，缺少了同構(gòu)件之間的互

14、動(dòng)性和反饋性，然而BIM提到的可視化是一種能夠同構(gòu)件之間形成互動(dòng)性和反饋性的可視，在BIM建筑信息模型中，因?yàn)檎麄€(gè)過(guò)程都是可視化的，所以，可視化的結(jié)果不僅可以用于效果圖的展示及報(bào)表的生成，更重要的是，項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態(tài)下進(jìn)行。BIM的可視化功能可以使功能分析和評(píng)價(jià)更加形象更加切合實(shí)際，例如在實(shí)際工程中進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，增加功能分析評(píng)價(jià)準(zhǔn)確性真實(shí)性。在新方案創(chuàng)造過(guò)程中，BIM系統(tǒng)不僅有可視化功能可以使人們真實(shí)的體驗(yàn)建筑實(shí)體，它的信息集成化管理還可以模擬建設(shè)工程的建設(shè)行為，如日照環(huán)境等。由于建設(shè)工程工期長(zhǎng)，會(huì)出現(xiàn)各種因素影響建設(shè)，BIM的4D模擬功能增加了時(shí)間

15、維度，可以觀看施工進(jìn)度，實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)督評(píng)價(jià)和修改。在方案評(píng)選中發(fā)揮重要作用。BIM的主要操作平臺(tái)是各種軟件系統(tǒng)?；贐IM數(shù)據(jù)很多建筑環(huán)境的分析方法都在被開發(fā)，如IES和EnergyPlus。IES(IntegratedEnvironmentalSolutions)是一套集成的建筑性能分析軟件，可以使用同一模型對(duì)建筑中的熱環(huán)境、光環(huán)境、設(shè)備、日照、流體造價(jià)以及人員疏散等方面進(jìn)行精確的模擬和分析。EnergyPlus(wholebuildingenergyanalysistool)是一個(gè)建筑全能耗分析軟件，具備很多優(yōu)點(diǎn)，包括采用了先進(jìn)的集成同步的負(fù)荷/設(shè)備/系統(tǒng)模擬方法和熱平衡法、模塊化開發(fā)式結(jié)構(gòu)、與其他軟件連接等。這些軟件如果應(yīng)用到價(jià)值工程中將使建設(shè)價(jià)值工程更加容易開展。5