基于BIM的建筑工程项目最低价中标法

在工程建设领域,目前国际上通行的评标方法是“最低价中标法”,即谁的报价最低就由谁中标,这种方法可以最大限度地为业主节约资金,是理论上最优的评标方法 。

我国目前采用的“最低价中标法”主要指“经评审的最低投标价法” 。在实际操作中,采用经评审的最低投标价法通常只对技术和商务部分进行定性的符合性评审,只要评审符合招标文件要求即为合格,最后将合格的报价由低到高进行排序来选择中标者。这种评标方法与国际通行的最低价中标法在本质上是一样的,首先都是选择了报价最低者为中标人,其次国际上流行的最低价中标法事实上也需要“经评审”。以美国为例,美国实行无标底的最低价中标法,在确定中标者之后招标方必须复核中标者报价,检查其报价有无错项和漏项,确保中标价已包括所有工程内容 。此外美国的最低价中标法实施中实行严格的资格预审和工程担保制度,这些措施都是“评审”手段。

虽然最低价中标法符合市场经济规则并具备理论的科学性和实践的可行性,但从实际操作来看并未有效降低造价,反而使建筑市场出现众多问题。陈秀峰在详细研究我国建设工程招投标制度发展的基础上,通过大量事实,证明最低价评标法在目前不适宜大量采用。冯春分析了发达国家最低价中标法的配套机制以及我国现阶段不能推行的原因,提出了我国实现最低价中标法的步骤,认为应该首先完善配套体系,再推行最低价中标法。

综上所述,最低价中标法是理论上最优的评标方法,但是由于我国建筑行业的市场规则、社会信用和法律保障体系尚未建立,导致这种评标方法在实际推广中面临很多问题。本文通过分析最低价中标法在我国应用时存在的问题,结合BIM(Building Information Modeling) 技术和C/ S(Client/Serve)与B/ S(Browser/ Server)混合结构的系统设计方法,构建全新的最低价中标法的实施体系和保证体系,为BIM 在工程项目管理中的拓展应用提供参考,为最低价中标法在我国的推广应用提供思路。

1 最低价中标法在我国应用存在的问题

经评审的最低投标价法是我国现阶段实施的最低价中标法,这种方法在实践中最常见的问题是低价中标高价索赔、低价低质甚至是“烂尾工程” ,造成这种现象的根本原因可以概括为以下三个方面。

(1)工程变更频繁。我国当前建筑行业主流的设计工具依然是二维软件,这类工具在方案设计和详细设计阶段都有很大的不足和局限性。以市场上最为流行的CAD 为例,在方案设计阶段建筑布局和装修效果主要以二维图纸来表达,业主并不能准确做出评价;在详细设计阶段,由建筑、结构和机电三个专业分别绘制相关二维图纸,且以平、立和剖面以及详图的形式来表现,这样的设计模式下各专业协调困难,各类型的图纸参数很容易发生偏差。由于二维图纸的局限性导致在设计阶段难以发现很多的错、碰、漏、差,最后致施工阶段频繁的设计变更。

(2)成本不易确定。《中华人民共和国招标投标法》中明确规定投标价格不能低于成本,所以在最低价中标法的实施当中,判断投标价格是否低于成本是一个关键因素。然而在工程实际中,往往要等工程竣工后才能核算出工程项目的成本,在项目前期由于企业缺乏合理的定额体系和可能存在的诸多变更使确定成本的难度极大。对于成本的确定主要可分为“量” 价”和“费”三个方面。在量的方面,主要是由于二维图纸出量不精确和频繁变更导致的;在价的方面,由于我国当前的建筑市场大多数施工企业尚未建立起“企业定额”,建筑市场的专业性细化分工没有完全建立,现行的定额无法适应市场情况,不能准确反映工程的实际成本。

(3)质量控制难度大。传统质量管理的难点主要在于技术交底和验收制度这两方面。传统的技术交底依靠文字说明和二维图纸,往往造成施工人员理解不透彻不到位的现象,最终导致施工质量不达标。而对于验收制度,我国在这方面制订了很多约束措施,如设立质检站对原材料和建筑构件进行审批以及对隐蔽工程的三检制度等 ,但这些制度在实际工程中往往很难操作,导致施工单位不能严格执行各种制度和规定,对建材产品敷衍审查,在检测时以次充好,所以出现工程质量问题也就成为必然。

2  BIM 在最低价中标法中的应用优势分析

2.1 有效减少工程变更

BIM技术在方案设计和详细设计阶段都具有极大的应用价值。在方案设计阶段,通过建立各个专业粗略的建筑信息模型,利用相关BIM 软件对项目整体进行虚拟演示,直观地反映所有工程实体的外观样式和施工效果,使项目各专业和管理方之间的沟通、协调和决策都在可视化的状态下进行,这样可以大幅度提高业主对方案的理解,减少项目后期的方案变更。在详细设计阶段,与传统的二维设计方式不同,三维可视化模型可以准确地再现各专业系统的空间布局、管线走向,各专业间的冲突一览无遗。使用这种方式进行设计,可以提高设计深度,实现三维校审,大大减少“错、碰、漏、缺”的现象,在设计成果交付前消除设计错误以便减少设计变更。

2.2 成本计算精确

在建筑工程中影响成本的主要因素是工程量和单位价格。在工程量计算方面,传统的设计模式由于图纸详细程度不够,导致有些工程量难以确定,如喷淋头数量、砌块数量等,而采用BIM 模型可以准确地确定这些工程量。此外BIM 技术在算量方面也具有无可比拟的优势,目前最常用的方法是通过软件自动算量 。应用BIM 算量软件通过默认的计算规则自动计算得到构件实体的工程量,然后自动进行汇总统计得到工程量清单。这种基于BIM 模型的算量方式不仅能减轻传统手工算量的工作负担,避免不同专业计量的重复建模,同时也让工程量的结果更贴近实际。

在价格方面,BIM 可用于造价数据的积累与共享,为企业定额体系的建立提供坚实的信息基础。在现阶段,造价机构与施工单位完成项目的估价以及竣工结算后,相关数据基本上以纸质载体保存,而借助BIM 技术可以让这些工程数据以参数的形式更便捷地存储于电子模型并准确地调用和分析,在日后进行新项目投标时给同类工程提供对比指标。

2.3 可视化质量控制

传统的质量管理主要依靠制度的建设以及依靠经验判断施工手段的合理性来实现,在质量事前控制、现场实体检查等方面都有一定的局限性 。BIM 技术可以在最重要的技术交底、质量验收等方面进行应用。

(1)模型与动画辅助技术交底。针对较为复杂的建筑构件或难以用二维方式表达的施工部位建立BIM 模型,将模型图片加入到技术交底的书面资料中,这样便于分包方和施工班组的理解;同时利用技术交底协调会,将关键工序、质量检查重要部位在计算机上进行模型交底和动画模拟,直观地讨论和确定质量保证的相关措施,实现交底内容的无缝传递。

(2)辅助质量验收检查。项目质量的管控可

以利用BIM 模型数据化和信息化的特点,提高进场材料设备以及现场质量检查验收的管控水平。对于材料设备管控,依据BIM 模型生成材料设备检查清单,对进场材料设备进行验收;对于质量检查验收,应用BIM 技术,将质量检查验收标准植入到BIM 模型,各参与方在对工程实体进行检查验收时,能够实时查阅质量标准进而实现标准统一。在BIM 模型上预设检查部位,BIM 管理平台会自动提醒各参与方在进行过程检查及开业检查验收时,对预设检查部位进行检查,这样可以避免检查部位和检查内容漏项。

综上所述,BIM 技术可以有效应用于设计规划、成本确定和质量控制当中,可以为最低价中标法的实施提供新的思路。

3  基于BIM 的最低价中标法实施体系

最低价中标法能够合理实施的关键在于投标者是否可以根据自身的实际实力去投标报价,且在中标后按照投标文件的要求进行施工 。这就要求投标者能够准确评估自己的技术和管理实力,不投没有把握的标。同时应该建立相应的保证体系,约束中标企业必须按中标合同施工,不得偷工换料、恶意变更。

本章分为三个小节来阐述基于BIM 的最低价中标法实施体系要点,首先依据建设项目不同的阶段类型将BIM 模型进行分类,为BIM 应用奠定基础;接着建立基于BIM 的工程项目建设流程,从流程上入手解决工程变更的问题;最后构建以BIM 模型为评选对象的最低价中标法评标体系。

3.1 BIM 模型分类

BIM 模型从方案设计到施工图设计,再到后期的施工和运营维护,应该是一个模型逐渐深化、信息不断丰富的发展过程。依据BIM 应用的特点,本文将BIM 模型分为以下三个核心模型。

(1)方案设计模型。该模型构件仅需表现对应建筑实体的基本形状及总体尺寸,无需表现细节特征及内部组成。

(2)施工图设计模型。该模型构件应表现对应建筑实体的详细几何特征及精确尺寸;构件应包含在项目后续阶段(如施工算量、材料统计、造价分析等应用)需要使用的详细信息。

(3)施工过程模型。该模型包含时间、造价等信息,可以应用于项目全生命周期的模拟和仿真,以便满足施工进度、成本管理需求。

3.2 基于BIM 的工程项目建设流程

基于BIM 的工程项目建设在流程上与传统模式有很大的不同。应用BIM 可以实现在项目实施前对工程实体进行仿真与模拟。设计单位在方案设计阶段建立完整的BIM 模型,结合软件本身的漫游功能和VR 技术,可以让业主置身于模型之中并对建筑布局和装饰效果进行预览,最后给出相应的修改意见并交由设计单位修改。

在设计方案确定后,进行施工图设计模型的创建,期间利用漫游和碰撞检测等功能对模型进行检查,这样可以事先消除很多可能的变更和差错 。最后由施工企业给施工图设计模型附着进度、成本等信息,得到施工过程模型,利用该模型可以对施工的全过程进行模拟,指导具体施工。基于BIM 的工程项目建设流程如图1 所示。

3.3 基于BIM 的最低价中标法评标体系

3.3.1 评选模式

施工过程模型包含了建筑项目建造全过程的信息,可以反映出施工企业的技术和管理能力,因此可以将BIM 施工过程模型作为评标的对象。本文通过引入BIM 技术,建立以BIM 模型为评选对象的最低价中标法评标体系。在招投标工作中,由招标人提供施工图设计模型,接着由投标人向该模型附加各自的进度、成本等信息,形成施工过程模型。最后由评标委员会依据该模型进行技术标和经济标的评选,其中技术标只做符合性评选,经济标选取最低价者。基于BIM 模型的评选模式如图2 所示。

3.3.2 基于BIM 模型的经济标评选

由于在项目实施前所有投标人面对的都是同一个BIM 模型,模型上包含的实体信息和工程量是一个确定的数据,这就意味着工程量核对这一个关键环节将不复存在。根据BIM 模型生成的工程量清单,投标人只需填写相应的报价,最后汇总各种税费即可。

 如表1 所示,基于BIM 模型的经济标在图纸梳理、工程量计算和造价管理方式这三个方面都可实现纯软件化操作,这种评选方式较于传统的经济标评选显得更加准确和高效。

3.3.3 基于BIM 模型的技术标评选

与传统的技术标一样,基于BIM 模型编制的技术标应包括全部施工组织设计内容,用以体现投标人的技术实力和管理经验。在评选过程中,施工方案和质量安全保证措施等技术指标均通过BIM 模型来表达。因此基于BIM 的技术标内容与传统的技术标一致,但表现形式具有较强模拟性和仿真性,更有利于评标专家作出合理的判断。基于BIM 的技术标表现方式如表2 所示。

4  基于BIM 的最低价中标法保证体系

在完整的BIM 模型和最终中标者确定后,需要确保中标人所有的施工活动(施工工序、材料和施工机械的选用等)按照投标文件进行。本文通过引入C/ S 与B/ S 混合体系结构的概念 ,构建基于BIM 的监理管理系统,按照“模型等于实体”“按模型施工”的施工理念进行施工,以此来约束投标人按合同施工。

4.1 基于C/ S 与B/ S 混合体系结构的系统设计方法

C/ S 体系结构具有强大的数据操作和事务处理能力,模型思想简单,易于人们理解和接受,但也面领着开发成本较高、客户端程序设计复杂、软件维护和升级困难等问题。而新兴的B/ S 体系结构也并非十全十美,在速度和安全性上远不及C/ S 结构。因此C/ S 与B/ S 相结合的混合体系结构在软件开发中起到了主导作用 。

本文所构建的保证体系其核心是基于C/ S与B/ S 的监理管理系统。根据C/ S 与B/ S 混合体系结构“内外有别”模型的结合方式,建立一个监理内部管理系统,内部系统通过局域网连接模块1 到模块n;同时在监理企业外部设立四个子系统,以便更好地协调各参与方的工作。基于C/ S 与B/ S 的监理管理系统结构如图3 所示。

4.2 建立监理企业内部C/ S 体系结构

监理企业内部管理系统分为信息比对识别、变更调整、进度监测、成本监测、质量监测、安全监测、咨询服务和系统维护等8 个模块,基于C/ S体系结构的监理企业内部管理系统结构如图4 所示。

(1) 界面层。界面层是指与用户交互的界面,用于接收用户输入的数据和显示处理后用户需要的数据,主要包括输入、输出两个模块。输入模块包含任务请求和变更申请等功能,施工前由监理工程师发起请求得到本次施工周期的施工任务单和监理审查表,并监督施工方按照规定的要求完成任务。如果施工过程中需要变更,由监理工程师发起变更申请,提交给业务逻辑层处理。

(2)逻辑层。逻辑层是界面层和数据访问层之间的桥梁,具体包含验证、计算、业务规则等。对于本文所建立的监理管理系统,业务逻辑层也就是施工组织设计规则的转化。以施工进度计划为参照,将所有工程实体按规定的施工周期(日、周等)分解开来,并分配相对应的施工资源以及质量安全保证措施。在接收到界面层的请求后,通过数据访问层获取需要的数据并按照预定的规则处理后返回给界面层。

逻辑层的核心模块是信息比对识别模块,该模块的工作原理如图5 所示。其中BIM 实时施工模型是指与工程的实际进度同步、与实际建设状态一致的三维模型,该模型由监理方创建,用于跟踪实际的施工状态。在施工过程中,BIM 实时施工模型要根据施工进度不断更新,监理人员将实时施工模型中的实际施工信息与施工过程模型中的模拟数据或计划数据进行比较,可以准确地判断施工方是否按照合同模型施工,同时也可以对未来情况进行预测,对施工计划作出调整。

(3)数据层。与数据库打交道,主要实现对数据的增、删、改、查。将存储在数据库中的数据提交给逻辑层,同时将逻辑层处理的数据保存到数据库。监理管理系统所处理的数据库来源于施工过程模型,以Revit 模型为例,主要包括构件库、材质和门窗明细表等。4.3 建立监理企业外部B/ S 体系结构依据用户需求在监理企业外部建立四个子系统,通过Internet 连接到WEB 服务器上,再采用B/ S 结构和BIM 数据库相连。四个子系统分别是业主方工作平台、设计方工作平台、施工方工作平台和公共操作平台。监理企业外部B/ S 体系结构如图6 所示。

业主方操作平台主要用于工程进度的查看和咨询服务。咨询服务包括在线沟通功能,甲方可以通过该功能随时向监理方提出问题。监理方也可以通过这个子系统向甲方提供咨询服务,帮助甲方进行更科学合理的决策。

设计方人员登录系统后可在设计方操作平台中进行作业,通过该系统可对施工图设计模型进行更改。同时在该模块中加入在线沟通、文档下载和成果上传等功能,方便监理查看设计成果是否符合甲方要求。

施工方在和甲方签订合同时可获得监理方授予的登录系统权限。登录系统可下载更改前后的施工图设计模型,同时上传施工过程模型和工程进度安排等内容。监理方也可以通过系统来通报施工过程中监理发现的问题,做到事前控制。

公共平台显示在系统的首页,所有项目参与方通过帐号登录系统后即可查看公共平台中的内容,该平台主要用于通知发布、文档下载和变更处理等。