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1、基于项目全生命周期的工程变更控制方法研究兼对BIM技术应用的探讨 基于项目全生命周期的工程变更控制方法研究兼对BIM技术应用的探讨 摘 要由于建设项目实施的复杂性、长期性和动态性，任何建设项目都不可能预见和覆盖项目实施过程中所有可能的变化，因此对于建设项目而言，工程变更是不可避免的。工程变更对合同价格和合同工期具有很大的破坏性，成功的工程变更管理有助于建设项目工期和投资目标的实现。虽然工程变更主要发生在实施阶段，然而它涉及项目的整个生命周期。目前，有关研究机构和建设单位把工程变更管理和控制的重点放在工程实施阶段，而缺乏对项目前期决策阶段、设计阶段以及项目建成后对工程变更管理的后评价。但是，项目
2、实施阶段发生的绝大多数工程变更均源于项目前期决策阶段和设计阶段，特别是设计阶段的地位更加特殊，决定了整个项目70%的投资额度。所以，只有加强在项目决策阶段和设计阶段进行变更控制，才能从根本上降低变更发生的频率，减少变更对建设项目的负面影响。基于此，本文将对工程变更的影响因素进行分析，并结合BIM技术在全生命周期的工程变更控制中的作用，系统性的对工程变更的全生命周期控制进行研究，以致更好地实现对工程变更的控制。 关键词：工程变更 BIM技术 全生命周期 控制 A study on full life cycle of the project-basedengineering change con
3、trol method Discussion of the use of BIM AbstractDue to the complex, long-term and dynamic nature of the construction project百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网,您的在线图书馆 implementation, any construction project could not have foreseen and overlaid projects of all possible changes in the implementation proce
4、ss for construction projects， the engineering change is inevitable. The project has great destructive changes to the contract price and contract duration, the success of engineering change management helps the duration of the project and investment goals.Engineering change occurs mainly in the imple
5、mentation stage. However, it related to the entire project life cycle. At present, relevant research institutions and the construction units to engineering change management and control of the focus on project implementation phase and the lack of after the completion of the project early decision-ma
6、king phase, design phase and project after the evaluation of the engineering change management. However, in general, the project implementation stage of the vast majority of engineering change are derived from the project pre-decision phase and design phase, especially in the design phase of the pos
7、ition is even more special, and decided the amount of investment of 70% of the entire project. So, only by strengthening the change control in the project decision-making stage and design stage, can radically reduce the frequency of change occurs, and reduce the negative impact of change on construc
8、tion projects.Based on this, the thesis analyses variation influencing factors, combined with the role of BIM technology in the full life cycle of engineering change control, systematically study the control of the life cycle of engineering of variation, resulting in better engineering control of va
9、riation. Key words: Engineering change BIM technology Full life cycle Control 百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网,您的在线图书馆 目 录 第一章 绪论 . 11.1选题背景和意义 . 11.1.1选题背景 . 11.1.2选题意义 . 11.2文献研究 . 21.2.1相关合同中工程变更的对比分析 . 21.2.2不同文献中对工程变更的分析 . 51.3主要研究内容及框架 . 81.3.1研究内容 . 81.3.2本文研究技术路线 . 8第二章 相关理论介绍 . 102.1工程变更相关知识 .
10、102.1.1相关概念的比较 . 102.1.2工程变更的分类 . 112.1.3工程变更成因分析 . 142.1.4工程变更控制原则 . 152.2 BIM技术相关理论概述 . 172.2.1 BIM技术简介 . 172.2.2 BIM系统的特性 . 182.2.3 BIM在工程变更控制中的技术方法 . 20第三章 工程变更的全生命周期控制 . 263.1 决策阶段工程变更的控制 . 263.1.1决策阶段诱发工程发变更的原因分析及应对措施 . 263.1.2 BIM技术在决策阶段工程变更控制中的应用 . 283.2 设计阶段工程变更的控制 . 303.2.1设计阶段诱工程发变更的原因分析及
11、应对措施 . 313.2.2 BIM技术在设计阶段工程变更控制中的应用 . 343.3 施工阶段工程变更的控制 . 383.3.1施工阶段诱发工程变更的原因分析及应对措施 . 383.3.2 BIM技术在施工阶段工程变更控制中的应用 . 41百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网,您的在线图书馆 第四章 BIM技术在上海中心大厦项目中的应用. 474.1上海中心大厦简介 . 474.1.1上海中心大厦概况 . 474.1.2 上海中心项目选择BIM的原因 . 484.2 BIM技术在上海中心大厦项目变更控制中的应用 . 484.2.1 BIM技术在设计阶段变更控制中的应用 .
12、 504.2.2 BIM技术在施工阶段的应用 . 51第五章 主要结论与研究展望 . 56 参考文献 . 57 致 谢 . 60 英文文献 . 61 中文翻译 . 73 百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网,您的在线图书馆天津理工大学2012届本科毕业论文第一章 绪论1.1选题背景和意义1.1.1选题背景目前，国内建筑业进入黄金发展时期，整个行业的产值已经较新中国成立初期增长逾1000倍，另有数据预测，未来的十年到二十年间，中国还要新建400亿平方米的建筑，这等于整个瑞士的国土面积，等于纽约市现有的所有建筑物的40倍，到2015年，中国的建筑市场将会成为世界上最大的建筑市场
13、1。随着建筑业发展迅猛，工程变更产生的不利影响愈发突出，工程变更会严重干扰工程项目的实施计划，对项目的成本、工期具有很大的影响，而且工程变更是引起的索赔和纠纷的重要因素。目前，国内的建筑工程管理研究机构逐渐重视对工程变更的研究，工程项目管理理论研究与实践也得到飞速的发展，人们充分认识到工程变更的危害性。许多研究机构投入大量的人力和财力收集与分析有关工程变更控制的资料，提出了许多建设性的控制手段和定量化地描述变更的影响。许多建筑公司和咨询机构在工程实践中不断创造、改进有利于变更控制的程序，而且利用计算机技术实现了计算机辅助变更管理系统2。但现阶段的研究还未能很好地控制变更对项目的影响，工程变更影
14、响的定量化研究和控制手段的探索还是有限的、不完整的，且控制方法也都集中于分类控制。随着2011年5月18日住建部2011-2015年建筑业信息化发展纲要(下称纲要)发布。建筑业信息化发展正式提升到国家产业发展的高度。纲要提出发展总目标：“十二五”期间基本实现建筑企业信息系统的普及应用。加快建筑信息模型BIM、基于网络的协同工作等新技术在工程中的应用，推动信息化标准建设促进具有自主知识产权软件的产业化形成一批信息技术应用达到国际先进水平的建筑企业。基于以上背景，本文将对建筑工程变更的影响因素进行分析，并结合BIM技术在全生命周期的工程变更控制中的作用，系统性的对工程变更的全生命周期控制进行研究，
15、以致更好地实现对工程变更的控制。1.1.2选题意义长期以来，因建设项目“三超”（结算超预算、预算超概算、概算超估算）现象严重，如何合理有效地控制工程造价已成为建筑经济工作者关注的热点问题3。因此，建设单位在项目实施阶段对工程变更进行有效的控制具有十分重要的意义。对于每一个项目而言，工程变更控制和管理的目标在于防止或减少工程变更的数量，在工程变更发生时减少其对于工期和成本的影响。具体而言，工程变更对建设工程项目的影响可以概括为以下几个方面：首先，工程变更是导致项目投资失控和工期延误的主要原因。承包方为了适应竞争日益1百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网,您的在线图书馆天津理工
16、大学2012届本科毕业论文激烈的建设市场， 通常在投标报价和合同谈判时让步而通过在工程实施过程中的索赔取得补偿。由于工程变更所引起的工程量的变化或工期的延误， 都是承包方的索赔重要依据， 因此工程变更将直接增加项目的资金投入， 易使投资失控， 使建设项目的投资效益受到影响4。而频繁的工程变更将打乱承包方有序的进度计划安排，造成施工用设备、材料、劳动力等准备的匆忙和混乱，这经常引起现场工作面的停工和半停工状态，进而施工进度计划难以完成，尤其是处于关键线路上的变更项目，其延误必将导致建设项目工期的延长5。其次，工程变更往往会造成项目资源的浪费，增大项目质量控制的难度。频繁的工程变更往往会增加建设单
17、位和监理工程师的组织协调工作的难度，打乱建设单位和监理工程师正常的工作程序，施工单位的现场管理难度也将大幅度增加。并且处理工程变更会耗用建设项目参与各方的管理资源，降低项目管理效率。而且因为工程变更的原因会降低施工生产的作业效率，增大施工单位的生产成本，对劳动生产率造成严重的损害6。有些工程变更会给工程质量留下安全隐患，影响结构强度和耐久性，特别在工程后期和结构部位的工程变更，同时也会给后期的正常使用带来不便，造成工程质量下降，给后期的正常使用带来不便5。如屋面二次开洞，将极大地影响屋面的防水功能。最后，工程变更是引起施工索赔和合同纠纷的根本原因。由于工程变更会影响工期和造价，一旦发生工程变更
18、，建设单位和监理工程师确定的变更价款和变更工期满足不了施工单位的要求，而双方的利益分歧又无法协商，势必会带来施工单位的施工索赔，若索赔不成，就会发展为合同纠纷甚至争端，严重的将会导致昂贵而费时的仲裁或司法诉讼，这将会加剧施工单位，建设单位和监理工程师之间的矛盾，损坏双方的共同利益6。1.2文献研究1.2.1相关合同中工程变更的对比分析工程变更的内容及其广泛，人们研究变更的角度和侧重点不同，本文首先对建设施工合同示范文本（GF-99-021）、标准施工招标文件（2007）、FIDIC施工合同条件（1999）中一些关于工程变更的内容进行分析比较，如表1.1和表1.2所示 2百度搜索“就爱阅读”,专
19、业资料,生活学习,尽在就爱阅读网,您的在线图书馆天津理工大学2012届本科毕业论文表1.1 不同合同范本对工程变更相关内容的比较表Table 1.1 Model contract engineering change to the table for comparison of the content资料来源：根据文献7-9自行绘制3百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网,您的在线图书馆天津理工大学2012届本科毕业论文 表1.2 几种合同条件下的工程变更程序图Table1.2 Engineering change process chart under several co
20、nditions of contract资料来源：自行绘制4百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网,您的在线图书馆天津理工大学2012届本科毕业论文通过以上合同条款的比较可以看出，各种合同对于工程变更范围的界定大致都是相同的，一般都是对于在原合同框架内关于工程的工程量的增加或减少和其他特性的变更；工程的基线、标高、位置或尺寸；施工的时间或顺序；追加的额外工作等。同时工程变更的变更权主要集中在建设单位手中，监理单位是建设单位委托为建设单位服务的专业技术人才（专业技术机构），同样也代表着建设单位的利益。因此，无论工程变更的提出者是谁，无论工程变更指示的发出者是谁，最终都必须经过建
21、设单位的批准才可以实施。同时，通过对三个合同文本对变更流程的比较，可以看出，变更处理程序各有不同，下面对不同合同文本的变更处理流程进行进一步分析：（1）依据“施工合同文本”，在工程变更处理的过程中，约定了提出工程变更的三种情况：一是监理单位认为可能要发生工程变更的情形；二是监理单位认为肯定要发生工程变更的情形；三是承包人认为可能要发生工程变更的情形，同时在实施变更的过程中，赋予了承包人提供合理化建议的奖励内容。（2）依据“07标准施工招标文件”的规定，建设项目在实施的过程中，当发生工程变更问题进行处理的时候，工程变更指示必须是经过发包人同意的，发出工程变更指示的主体是监理人。施工单位作为接受者
22、必须按照监理人的工程变更指示执行，没有监理人的工程变更指示，施工单位不得自行变更。（3）依据“FIDIC 施工合同条件”的规定，提出工程变更的情况：一是工程师认为可能要发生工程变更；二是工程师认为肯定要发生工程变更。1.2.2不同文献中对工程变更的分析1.工程变更的定义在工程实施过程中普遍存在的工程变更，使项目的目标及项目实施文件发生改变，引起项目组织责任的变化与争执，频繁的工程变更甚至导致项目的目标失控。长期以来，众多学者对工程变更的定义众说纷纭，工程变更一直没有一个确切的定义，本文通过表1.3中不同学者对工程变更含义的理解，总结出本文对工程变更定义。表1.3工程变更的定义Table 1.3
23、 Engineering change the definition of百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网,您的在线图书馆天津理工大学2012届本科毕业论文续表1.3资料来源：自行绘制综上所述，结合表1.3中不同专家学者对工程变更的定义，本文从广义和狭义两方面阐述工程变更的定义。广义上的工程变更是在工程项目实施过程中，由于合同状态的改变，为了保证工程顺利实施而采取的对原合同文件的修改与补充，同时相应调整合同价格和工期的一种措施。而狭义上的工程变更只包括以工程变更令形式变更的内容，如建筑物尺寸的变动，施工条件的变化，施工技术方案的调整等等。2.关于工程变更对项目的影响工程
24、变更是建设项目实施过程中几乎不可避免的环节，而且工程变更对合同价格和合同工期具有很大的破坏性，如果工程变更管理进行的比较成功将会有助于项目工期和投资目标的实现。因此，工程变更对建设项目管理有着巨大的影响，往往导致建设项目工期延误、投资失控、返工增加以及劳动力和机械降效损失。对于每一个项目而言，工程变更控制和管理的目标在于防止或减少工程变更的数量，在工程变更发生时减少其对于工期和成本的影响。不同文献认为工程变更对工程项目管理的影响具体参看表1.5。表1.5 工程变更对工程项目管理的影响 Table1.5 The affect of Variation to project management资
25、料来源：自行绘制 从上表可以看出工程变更对工程项目的主要影响在于成本的控制、工期的控制和引起施6百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网,您的在线图书馆天津理工大学2012届本科毕业论文工索赔以及合同纠纷上。3.关于我国工程变更管理现状建设项目的实施具有长期性和动态性、涉及的经济关系和法律关系复杂且受自然条件和客观因素的影响大，因此，在项目的实施过程中往往便随着大量的工程变更20，而工程变更是导致项目投资失控和工期延误的主要原因，项目实施过程中的诸如结算争议、索赔等合同问题大都也起因于工程变更21。由此可知，工程变更在施工过程中有很大的影响。但是，目前我国在对待工程变更上仍然存
26、在着诸多的问题，如表1.6所示。表1.6工程变更控制的现状Table 1.6 Engineering Change Management in Present Situation资料来源：自行绘制从表1.6可以得出，目前我国的工程变更的控制还存在诸多问题。变更管理的组织责任未能有效落实，工程变更管理责任追究制度和激励机制未建立或未得到有效的贯彻，施工单位为了节约成本或方便施工都会提出变更，这种变更的提出有时会有很大的随意性，缺乏对其技术、经济、工期、安全、质量、工艺等诸多因素的综合评审，未能对工程变更方案进行有效的价值分析和多方案比选。缺乏成熟的建设项目工程管理软件，大量的工程变更信息，采用纸
27、介质处理，运行效率底，传递时间长，有些信息无法及时反馈到项目各级管理部门和决策者手中，使得建设项目的目标控制得不到落实。对于工程变更管理应该注重事前的控制或者说全生命周期的变更控制，只有最大限度地提高前期的决策、勘察、设计的质量，才能从根本上降低工程变更发生的频率和额度，最大限度地减少工程变更对建设项目的影响。本文，将结合我国工程变更控制现状，对项目决策阶段、设计阶段、施工阶段诱发变更的原因进行分析，对工程变更的全生命周期控制进行研究。且结合BIM技术的特点，介绍其在项目全生命周期变更控制中的作用。7百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网,您的在线图书馆天津理工大学2012届
28、本科毕业论文1.3主要研究内容及框架1.3.1研究内容我国目前，建设项目各主体方一般把工程变更控制的重点放在工程实施阶段，而缺乏对建设项目决策阶段，设计阶段以及项目建成后的工程变更控制和评价。本文将结合我国工程变更控制和诸多专家学者缺乏对项目全生命周期的工程变更控制的研究现状，对项目全生命周期工程变更控制方法进行研究，且结合BIM技术的特点，介绍其在项目全生命周期变更控制中的作用。论文的内容分为五部分：第一章，绪论部分提出本文研究课题，主要阐述选题背景、意义以及对工程变更的文献进行研究。第二章，相关理论部分，介绍工程变更和BIM的相关理论。对诱发工程变更的因素进行分阶段的整理，介绍BIM技术在
29、工程变更控制中的技术方法。第三章，对项目全生命周期的工程变更控制进行研究，旨在针对分析各阶段诱发变更的因素，提出具体的应对措施。第四章，介绍BIM技术在上海中心大厦项目变更控制中的应用。第五章，主要研究结论与展望。1.3.2本文研究技术路线本研究遵循提出问题、分析问题、解决问题的科学研究思路，站在建设单位角度提出基于项目全生命周期的控制方法技术路线，具体如图1.1所示。8百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网,您的在线图书馆天津理工大学2012届本科毕业论文图1.1研究技术路线图 Fig 1.1 Technology Roadmap资料来源：自行绘制 9百度搜索“就爱阅读”,
30、专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网,您的在线图书馆天津理工大学2012届本科毕业论文第二章 相关理论介绍2.1工程变更相关知识2.1.1相关概念的比较在履行合同过程中，由于各种原因产生了工程变更，这些变更都会增加成本和时间，施工单位要求以变更令的形式补偿费用和工期。假如建设单位和施工单位对变更的费用和工期调整未能取得一致意见，工程变更就转化成争议，工程变更是引起索赔的主要原因。工程变更与索赔比较如表2.1。表2.1 工程变更与索赔对比分析Table 2.1 Project changes and claims comparative analysis 10百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学
31、习,尽在就爱阅读网,您的在线图书馆天津理工大学2012届本科毕业论文续表2.1资料来源：根据文献27-28自行绘制 2.1.2工程变更的分类很多专家学者对工程变更的分类有着不同的见解，从不同角度对工程变更进行了分类，本文将其总结如表2.2所示。 11百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网,您的在线图书馆天津理工大学2012届本科毕业论文 表2.2不同角度的工程变更分类比较表Table2.2 Different angles of Engineering Change Category Comparison Table 12百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读
32、网,您的在线图书馆天津理工大学2012届本科毕业论文 续表2.2资料来源：根据文献自行编制 13百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网,您的在线图书馆天津理工大学2012届本科毕业论文对工程变更分类的主要目的是为了项目控制者能迅速准确地界定变更的范围和影响，对不同类型的工程变更能够及时、有效地采取变更控制措施。2.1.3工程变更成因分析研究诱发工程变更的因素，有助于确定建设工程项目过程中的权利责任问题，对合理确定工程变更价款并进行有效的控制具有非常重要的作用。1.从诱发主体方进行分析很多专家学者将诱发工程变更的原因种类归结为发包方原因、设计方原因、承包方原因和其他客观原因四方
33、面，现通过鱼刺图的方式展现不同参与主体诱发工程变更的原因，如图2.4 所示。图2.1 诱发工程变更的原因 Fig 2.1 induced Engineering changes资料来源：自行绘制 2.从项目的不同阶段进行分析本文将对项目不同阶段诱发变更的因素进行概括和总结具体阐述如表2.3。14百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网,您的在线图书馆天津理工大学2012届本科毕业论文表2.3 项目不同阶段诱发变更因素分析Table 2.3 Factor analysis of the different stages of the project-induced change资
34、料来源：根据32-39自行编制 由表2.3可以看出，工程变更产生的原因非常繁杂，包括事先未预料到的地质条件的改变、有关法律法规的调整，设计图纸的漏项、工程量的估计偏差、建设单位对工程质量和工期要求的改变、建设规模和建设标准的调整、施工单位的合理建议等等。这些因素有些是可控的，而有些因素则不可控，如何针对不同阶段的可控因素提出相应的对策，是下文将要研究的重点。 2.1.4工程变更控制原则很多文献均探讨了工程变更控制的原则，具体汇总见表2.4所示。 15百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网,您的在线图书馆天津理工大学2012届本科毕业论文 表2.4不同文献中工程变更控制原则比较Table 2.4 Literature engineering change control principles资料来源：根据文献自行绘制 通过上表中，不同文献中对工程变更控制原则的分析，本文重点对效率和效益兼顾原则、奖励与处罚并行原则、分类控制原则进行分析。1.效率和效益兼顾的原则效率原则就是对于工程变更的处理一定要尽可能的做到及时。工作中的拖沓、延误现象会造成工期不必要的延误及费用的增加。效益原则就是在做出变更的决定