工程量计算方法的发展

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一、前言
工程量项目经济管理、工程造价控制是基本建设的核心任务，正确、快速的计算工程量是这一核心任务的首要工作，工程量计算是编制工程预算的基础工作，具有工作量较大、繁琐、费时、细致等特点，约占编制整份工程预算工作量的50～70％，而且其精确度和快慢程度将直接影响预算的质量与速度。改进工程量计算方法，对于提高概预算质量，加速概预算速度，减轻概预算人员的工作量，增强审核、审定透明度都具有十分重要的意义。
本文对工程量计算的发展历程进行详细分析，并对未来的工程量发展趋势进行预测，最后还提出了算量软件应用中面临的问题和解决方法。
二 、手工算量
自我国实行工程量计算方法以来，手工算量就随之出现了，目前这种算量方法仍然是我国工程量算量主体，对我国的基建工作做出了极其重要的贡献。
在手工算量的长期应用和发展过程中，许多熟练用户在算量过程中积累了丰富的工程量计算经验，并总结形成了许多速算方法和速算表格，给算量人员提供了极大方便，并在很大程度上提高了算量速度。更重要的是，由于是手工算量，算量人员参与了整个算量过程，即使发生错误也一般局限于很小的范围和领域，更改错误并不困难；计算书的书写也比较符合一般思维习惯，非常容易进行审核和审定，差错比较容易被发现，相应的算量人员对计算结果比较信赖。另外由于是人工算量，可以灵活的适应结构型式的变化，一些特殊结构也比较容易处理。
该算量方法的缺点是：算量过程非常繁杂，重复性劳动极大，容易出错；由于手工算量所有计算都是由手工求得，这就使得低级计算错误和算量人员理解偏差等造成的错误很难避免，有时虽然可以通过复核等途径发现错误，但是由于更改局部工程量后会引起相应汇总量的变化，从而会造成汇总表格的重新调整，甚至会影响到以后的取费、组价，也即此方法出现错误后会造成较大的修复代价。
自上世纪90年代初，IT技术逐渐渗透到各领域中，建筑业作为国民经济一个重要的支柱产业，在施工领域中也逐渐出现了一系列软件，其利用计算机强大的运算能力，针对不同目标提出了不同的软件解决方案，软件表格法算量就是在这个阶段出现和发展起来的。
三、软件表格法算量
这种方法一般需要用户在软件中输入算量表达式，程序进行自动汇总计算，形成报表，并打印。软件表格法算量是对长期手工算量的算量人员的一种解脱。
可以看出，该方法实际上是用户手工算量方法的一种改进和延伸，其没有改变用户的手工算量习惯，算量表达式仍完全由用户输入，由于具有报表自动生成和打印功能，出现错误后修改非常容易，用户可以简单的更改计算错误的表达式或者增减计算条目，软件自动就可以完成对工程量的自动累加并生成报表并打印，修改错误的成本非常小。并且最重要的是该方法的计算思路完全符合用户操作习惯，软件应用门槛非常低，非常容易上手，是对手工算量较大的改进。
当然，该方法也存在很大的缺点，用户必须一边翻图纸一边往计算机中输入数据同时考虑扣减关系，并仍必须把每个构件的工程量计算表达式都必须罗列出来，计算仍然非常烦琐；同时由于建筑和装饰等专业分开计算，计算数据很难进行有效复用，许多数据必须多次重复计算，相应的重复劳动并没有减少。
由此可以看出，此方法虽然提高了用户的算量效率，但是并没有从根本上解脱算量人员的烦琐劳动。表格法算量的缺点促成了软件自动算量软件的出现和发展。
四、软件自动算量
软件自动算量是目前的算量方法中最具发展潜力的方法，该方法以计算规则为依据，预算人员通过画图确定构件实体的位置，并输入与算量有关的构件属性，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，自动进行汇总统计，得到工程量清单。该算量方法简化了算量输入，可以大幅度提高算量效率，目前正越来越多的引起预算人员的关注。
目前工程量计算软件的按照支持的图形维数不同又可分为两类，一类是二维软件算量，一类是三维软件算量。二维和三维软件算量方法之间的差异，主要体现在计算精度，可检查性和可扩展性等方面。
1. 从计算精度来讲
二维算量软件以平面扣减方法进行工程量计算，计算速度通常较快，但是由于其不能实现三维精确扣减，所以计算精确度相对低一些，但是考虑到工程量计算规则的规定，其与手工算量方法计算精度应相差不大。而三维算量可以实行三维空间实体的三维扣减，算量精度很高，对很多复杂的三维体扣减计算误差都很小，计算精度甚至已经超过手工计算。
2. 从可检查性和可操作性上来讲
由于三维算量软件可以比二维软件更直观的显示构件的位置关系，所以能够更容易发现一些画图和属性设置错误，也比较容易绘制和定位重叠的三维构件。由于有更加人性化的界面，也可以减少算量人员的工作压力。
3. 从减少输入工程量来讲
国内目前流行的三维算量软件一般是基于AUTOCAD进行二次开发，而目前设计院的设计图纸也多是采用AUTOCAD对应的文件格式，这样就为建筑图纸的自动识别提供了便利。也即三维算量软件可以通过软件接口导入设计院图纸，预算人员甚至不用画图就可以准确的计算出工程结构的工程量。基本识别流程如图1所示。
而二维图形算量软件一般不具有此输入接口。
4. 对未来软件集成的扩展性
建筑施工领域比较通用的软件有工程量自动计算软件、钢筋自动计算软件、组价软件、项目管理软件、材料软件等。目前工程量软件、钢筋软件和组价软件之间已经开发了良好的接口，数据已经可以实现互相读入。但是他们与项目管理软件、材料软件仍并没有很好的结合，相应的也就影响了其功能的发挥，工程量计算软件和项目管理软件及材料软件的结合具有非常巨大的意义：
由于三维算量软件给出的是一静态点的工程量，其不具有实时性，而进度和材料管理是一动态量，具有时变性。由此可以看出，在项目管理中引入工程量计算具有非常重要的意义，其可以将工程进度以4D（工程量的空间三维+项目管理的时间维）的方式显示出来。
在施工方案设计前期，4D技术有助于对施工方案设计的详细分析和优化，能协助制订出合理而经济的施工组织流程，由于此时确定的施工流程贯穿于整个施工过程，显然此项技术对缩短工期、节省成本、提高工程质量和预测、处理施工难题等非常有益；
在施工阶段，三维算量软件和进度管理软件和材料软件的融合可以动态的显示出整个工程的施工进度，从而可以进行已完成工程量和消耗材料量的分析对比，及时的发现施工漏洞，从而尽最大能的节省投资，提高效益。
当然由于三维算量软件和施工进度管理软件、材料软件的结合目前还处于刚刚起步阶段，集成后的新功能也还在探索阶段，相信随着研究的进行，三维算量软件的功能必然能够得到更大的发挥，甚至引起建筑行业的革命性变化。
由前述三维和二维算量的对比可以看出，三维算量软件具有很大的优势。目前图形算量软件有向三维绘制发展的明显趋势。
五、目前自动算量软件面临的问题和解决方法
虽然软件自动算量如前所述有很多的优点，但是不可否认的是，目前该类型软件的使用率并不高，这种的现象产生的原因主要有如下几点。
1. “可信赖的计算”问题
“可信赖的计算”是微软新提出来的一个软件领域的名词，目前预算人员对算量软件仍持有很大的抵制和怀疑心理，产生这种现象的原因是多方面的。
从用户方面来讲：由于软件算量是一种新生事物，而算量人员的计算机操作水平相对不高，这样就避免不了对软件的操作错误。
从软件方面来讲：由于早期的工程量计算软件计算精度相对较低，软件计算的可控性较弱等因素造成了计算结果往往存在较大的误差，部分用户对算量软件不信任；另外在某些特殊情况下，软件计算工程量还会产生一定的误差，这种误差一般出现在一些特种结构、结构上的特殊区域中，产生误差的主要原因在于软件适应结构型式变化的能力和手工算量相比还存在差距，如果对软件的计算能力不能有效掌握的话，很可能会较大的计算偏差。
针对此问题，目前有的优秀软件采用给出软件计算结果对应的“手工算量计算式”，将计算结果以算量人员的习惯表达，使得算量人员有了疑问能够方便查询和审核，计算结果能够有据可寻，相应的也增强了预算人员使用软件的信心。
上述“不信赖”现象的出现在算量软件推出初期是非常正常的，相信随着算量软件的技术成熟和完善和用户操作能力的提高，这种“不信赖”现象会逐步消除。
2. 软件操作门槛过高问题
目前软件算量已经发展到自动算量阶段，但是所有的算量软件目前都面临一个非常重要的问题——软件操作门槛过高。由于我国算量人员长期以来一直采用手工方法计算工程量，而软件自动算量的思想和手工算量有很大差别，自然也就存在较高的应用门槛，当然这个问题必须从预算人员和软件开发两个方面进行解决。
从预算人员方面来讲：算量人员应该从提高自己的计算机操作水平入手，多用软件，多算量，多做一些手工算量和软件算量的对比，自己的操作水平提高了，相应的门槛也就不存在了。
从软件方面来讲：应该采取措施降低软件的入门门槛，使算量人员能够迅速、准确掌握基本的算量方法。目前一般采取加强合法性检验和提高软件自动化的方法解决，对于前者，目的是保证用户不至于出现过大的输入偏差，从而减少用户出错的机会并同时教育用户；对于后者，则在一些复杂功能上给出操作向导，让用户在软件的提示下一步步操作，从而减少操作的复杂性。当然，有的软件在算量过程中部分还可以引入“表格法”，也不失为一种好的措施。
3. 计算范围问题
算量软件支持的构件类型和结构型式还是有限度的，对一些零星项目和钢结构等处理起来比较困难，这样软件计算得到的工程量是有限度的，算量人员还必须针对实际情况进行补充。
这类问题可以通过扩充算量软件计算能力或外挂专门处理程序的方式解决，如有的软件公司在推出算量软件的同时还推出了方格网计算软件和挖孔桩计算软件等外挂程序，对一些特殊问题能够专门处理，从而扩充了算量软件的计算范围，减少了预算人员的劳动。
六、小结
本文内容可以总结如下：
1. 本文综合介绍了我国工程量计算的几个发展阶段，并详细分析了各个阶段的特点。
2. 并对软件算量的未来发展进行了分析，展示了其与项目管理软件等结合后对建筑施工的巨大影响。
3. 对目前软件算量存在的问题进行了探讨，并给出了解决办法。

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