黄老师说丨工料测量知识体系专题系列之工料测量师的数字技术（1）

摘要

数字技术之于工料测量师：祸兮福之所倚？数字技术的崛起，无疑给工料测量师带来了不小的冲击。作为建筑成本方面的专家，工料测量师的核心职责是确保项目造价在可承受范围内，同时实现物有所值。在过去的150年里，他们在国际建筑领域发挥着不可或缺的作用。然而，随着BIM技术在建筑行业的广泛应用，一些人开始担忧这会对工料测量师的职能造成威胁。事实上，尽管数字技术的进步带来了挑战，但也为工料测量师带来了前所未有的机遇。自动化计量等技术的进步，以及BIM相关流程的发展，使得工料测量工作变得更加高效。工料测量师可以利用这些技术提高成本效益，从而提升自己的职能价值。

本文将深入探讨数字技术在国际建筑行业中的应用，特别是工料测量师如何利用BIM技术、项目层面的实施方法以及数字孪生概念的潜在用途，以及数字时代下工料测量师的未来发展前景。

与本文相关的英国皇家特许测量师学会（RICS）工料测量师《能力准则》包括：

数字技术（Digital Technology），作为当今时代的一股强大驱动力，将现实世界的信息转化为数字形式，使信息的存储、处理、传输和展示变得更为便捷。数字技术的核心奥秘在于将复杂多变的信息进行标准化、规范化的数字化处理，从而实现信息的自动化操作。它的内涵深远，包括数字存储、数字处理、数字传输和数字展示等方面，是引领未来发展的重要引擎。

数字技术的魅力，正悄无声息地渗透进建筑产业与基础设施建设之中。从设计到施工，再到使用，它都是背后的强大推手。这些宝贵的固定资产，不仅提升了社会价值，更赋予了环境新的生机。数字化浪潮下，建筑业得以实时构建更为精准的场景模型，深入洞察时间、成本、质量、安全以及生产力之间的微妙关系。

在建筑4.0(Construction 4.0)时代，整个建筑业正面临着一场巨大的挑战，如何更好地在设计、建造和管理资产的全过程中进行创新。而建筑信息模型（BIM）和通用数据环境（CDE）正是这场数字化转型的核心所在。随着数字化程度的不断提升，BIM的使用也日益普及，它不仅在战略层面发挥着至关重要的作用，更将在未来深刻影响工料测量师的工作方式以及整个项目生命周期中成本管理的集成方式。因此，本文将重点探讨数字技术在建筑业的应用，尤其关注BIM在其中的重要地位。

建筑4.0是工业4.0原理在建筑行业的落地实践，由制造业新兴技术引领的数字革命正逐步颠覆传统建筑模式。其框架包含物理层和数据层，并由数字工具层提供技术支持，实现两者之间的信息转换与传输。这些数字工具包括虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、混合现实（MR）、区块链技术、大数据分析、人工智能（AI）、机器学习（ML）以及基于云的项目管理技术等尖端科技。图一详细展示了项目生命周期各阶段中，不同层次与技术之间的信息交流与传递。在这个数字时代，建筑4.0为建筑业注入了无限的创新与活力，引领行业迈向更加智能、高效和可持续发展的未来。

👆图一：信息流经不同的项目生命周期阶段，说明层内和层间的交互

如图一所示，BIM与云端通用数据环境是建筑4.0框架的核心，它们打造了一个独一无二的平台。这个平台有助于项目的每个阶段、每位成员，甚至各项目间的知识共享与交流，都得到完美融合。更进一步的是，它成功连接了物理与数字工具层，确保了项目全生命周期的无缝对接。对于框架内技术的深入解析，本文在此暂不展开；但有兴趣的读者，可以参考众多与建筑4.0相关的研究资料，以获取更全面的理解。

数字化颠覆已经深入到建设领域，不再局限于BIM从业者的职责范围，也不仅仅局限于基于模型的应用。数据和技术为行业提供了全新的连接机会，证据显示，数字化已经从设计到施工，再到社会价值等各方面改变了项目的生命周期。而实施建筑数字化战略的企业也愈加注重可持续发展和环境考虑。

数字化代表了真正在全球范围内连接建筑产业的机会，但这需要建筑业的工作方式发生根本性转变，从历史上基于纸质的旧流程转变为真正数字化的新工作方式，利用数据来提高决策速度和结果的确定性。 这些新的颠覆性方法将需要不同的价值方法，其中在众多项目中利用规模来利用数据，并影响采购方法和商业合同，就像它们影响工作方式一样。考虑到气候变化日益紧迫，企业面临着越来越大的压力，需要最大限度地减少碳足迹并采取可持续的做法。

建筑业一直被传统束缚，对新技术总是慢半拍。然而，近几年它也悄悄地走上了数字化的道路，试图用创新工具和流程来提升效率、生产力，追求更可持续的未来。RICS在2022及2023连续两年发布的《建筑数字化报告》揭示了行业的部分现状与未来趋势。报告中，数字技术在建筑业的重要性被着重强调，特别是在应对气候变化和推动经济发展方面。令人遗憾的是，尽管2023年的调查回复率比2022年有所提高，但行业的数字化进程并未如期推进，尤其在碳排放计算和生命周期评估等领域。

RICS《建筑数字化报告》着重强调了数字工具在建筑行业的举足轻重的地位，它不仅能够创造社会价值，还能助力实现二氧化碳“零排放”目标。然而，尽管如此，环境、社会和公司治理（又称为ESG Environmental, Social and Governance）以及碳计量等新兴领域的应用仍然相对滞后，面临着诸如成本高昂、技术人才匮乏以及客户需求模糊等诸多挑战。这恰恰突显出数字化的重要性，通过数字化技术，建筑业能够更好地支持全生命周期的考量、精准衡量社会价值，并将ESG原则融入实践。为此，该报告呼吁行业、政府与学术界齐心协力，建立数据驱动的流程，并加大在技能培训领域的投入。同时，建筑业还应积极采取高层战略措施，例如强制推行数据驱动的流程、投资提升技能和能力框架，以及促进项目和组织的深度整合。

尽管在建筑项目中运用数字化战略能带来诸多优势，但企业仍需面对一些挑战。其中，受访者提到，缺乏技能和专业知识成为阻碍项目发展的最大难题。同时，不同平台和系统之间缺乏标准化也是企业所面临的一大挑战。在工具和技术层出不穷的今天，公司很难确保选择了最适合其特定需求的最有效的解决方案。这不仅导致了资源的浪费，更使得与参与施工过程的其他利益相关者之间的有效协作变得困难重重。

数字化在建筑业的碳足迹计算中发挥着越来越重要的作用。许多受访者认为，数字化有助于实现“零排放”目标，但遗憾的是，近半数的受访者尚未在项目中运用这些工具。值得庆幸的是，随着碳数据库等标准的普及，数字工具在跟踪和比较建筑业生命周期成本和碳排放方面的作用愈发突出。

数字化不仅改变了建筑业的碳足迹计算方式，更在培养一种全新的终身资产思维，增强了社会价值的衡量标准。随着行业逐渐转向基于结果的方法，数字化为建筑业获取宝贵的社会影响历史数据开辟了新途径，使建筑业能更精确地衡量项目的社会价值。

虽然不少公司因数字化转型带来的成本增加而犹豫不前，但这绝不是坐等客户提出需求的理由。如今，颠覆性的新企业正纷纷崭露头角，市场局势瞬息万变。在这样的背景下，企业必须把握住未来发展的脉搏，确保自身的服务能够融合过去与未来的精华，为客户创造更加确定性的成果，并赋予他们无可比拟的价值。

在未来的征途上，2023年的RICS《建筑数字化报告》为建筑业揭示了引领数字化变革的关键潮流。其中，人工智能与机器学习技术的广泛运用，无疑成为了这场变革的引领者。它们的力量，正悄无声息地渗透到建筑的每一个角落，从设计之源到施工之终，为项目管理、维护等多个方面带来了翻天覆地的变化。这份报告深刻提醒建筑业，持续投入于数字化战略与技术的重要性。尽管建筑业的数字化进程已取得瞩目成就，但要让数字化真正成为主流，建筑业仍需砥砺前行。为此，企业需敢于投资新技术，注重培养员工的技能与知识储备，并积极与其他利益相关者建立高效合作关系。

在深入探讨Building information modelling BIM对工料测量程序和做法的影响之前，建筑业首先得理解它的定义。随着行业数字化水平的不断提升，BIM的定义也在不断演变。英国国家建筑规范(NBS)在2012 将BIM定义为“一个涵盖了多元数据源的丰富信息模型，这些数据源贯穿建筑从初始构想到最终拆除的整个生命周期，可实现信息的共享与维护。此信息模型囊括了合同、规格属性、人员、程序、数量、成本、空间和几何结构等诸多方面。”而到了2019年，英国标准协会(BSI)则将其定义为“利用已建成资产的共享数据来推动设计、施工和运营流程，从而为决策提供可靠依据。”这两个定义均突出了协作精神，但后者更注重信息管理，反映了BIM在行业中的进步。如今，英国建筑业已经建立起一套完整的流程、协议和标准框架，确保项目信息在资产全生命周期内得到有效共享，从而支持决策的制定。

在传统上，项目数据往往在建筑物移交时并不与最终用户分享。然而，BIM模型却赋予了这一功能，只要其结构符合设施管理者的预期，它就能确保在建筑物的整个生命周期中实现最佳的资产性能。而且，BIM还具备更深入地理解和分析用户需求的能力。一旦建筑业获得并反馈这些信息，它将对未来的项目产生深远影响，帮助建筑业更全面地理解客户价值。

为了更好地展现BIM从技术支持到全面协作的演变历程，行业引入了BIM应用成熟度等级。以下是英国BS标准19650定义的信息管理四个级别：

级别0：主要使用二维CAD文件生成项目信息。这些信息主要以纸张的形式进行交换，显得相对传统和低效。

级别1：开始使用二维和三维项目信息。三维信息主要用于建筑师的概念设计和可视化，但BIM模型尚未实现协同使用，同时还有单独的成本管理系统。

级别2：有了独立的“BIM”工具和附加数据托管的三维模型。成本信息在专有接口的基础上进行了集成，这使得信息交流更加高效。

级别3：这是最高级别的信息管理。通过“web服务”实现了完全开放的流程和数据集成，由协作模型服务器进行管理。这种高度集成的信息管理方式极大地提高了项目的协同效率和信息流通性。

众所周知，相较于传统的三维CAD技术，BIM展现出更丰富的信息深度。它不仅关注几何形态，更是对底层对象信息的精细表达。这种面向对象的展示方式，使得每个对象都具备独特的特性，无论是组件还是大小可变的元素，都被赋予了明确的信息属性。在设计的初期阶段，这些对象表现为通用的视觉占位符，随着设计的深入和制造商的参与，它们逐渐被更具针对性的对象所替代。值得一提的是，BIM对象可以直接从丰富的BIM对象库中轻松复制，这些库可能来源于制造商提供的资源或是国家级的BIM库。

将每个对象的参数特征相互关联，意味着在进行设计变更时，每个对象上的影响会根据其定义的关系自动进行更新。这种关联性使得BIM能够全面覆盖建筑整个生命周期的设计，并让设计团队成员对拟议的设计方案进行更精细的分析。

当然，确保信息水平的准确性和合理性，是项目早期阶段不可或缺的一环。为了满足业主在资产运营阶段的需求，以及项目团队实现目标的需求，每个对象的信息量都需要经过精心考量。信息的多少并非多多益善，而是要恰到好处，满足有价值所需的最小量。超过这一标准，多余的信息不仅无效，更是一种浪费。尽管国际标准推崇这种做法，但仍有许多业内人士在谈论BIM时，提及了以下几个关键维度：

为了更好地支持BIM的每一个环节，专业软件应运而生。尤其与工料测量师息息相关的5D、6D版本，让预算控制得更加精细。在造价预算中，建筑业不仅需要考虑初始的资本投入，运营期间的成本以及后续的维护费用也需一并纳入考量。

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