基于BIM技术的安装工程造价精细化管理研究 ——以XH艺术湾项目为例

　摘要

工程造价管理作为安装工程建设项目管理的核心内容之一，其管理成效直接影响项目的最终价值。由于建筑安装工程周期长且内容较为复杂，进行工程造价管理的过程存在着工程造价数据庞大不易于使用和分析、工程信息不能有效共享、缺乏协同等不足，文章以工程造价管理精细化作为目标，引入BIM技术，结合实际工程案例，通过对 BIM技术在安装工程造价管理各阶段的应用研究，实证BIM技术的应用将使安装工程造价管理呈现出精确化、信息化、标准化、流程化的特质，从而有效改善工程造价管理现状。

关键词：BIM技术安装工程工程造价精细化管理

1 绪论

　　1.1 研究背景及意义

　　1.1.1 研究背景

随着经济的持续发展，人们对事物的发展要求越来越高。当然，建筑学也毫不例外。随着建筑业的快速发展，建筑业已经成为我国经济支柱产业的重要组成部分，但也面临越来越多的挑战，建筑安装工程作为建筑工程的组成部分，建筑设备系统的数量不断增加，系统分类越来越精细。安装工程其实就是将设计方案转化为现实的过程。由于大型公共建筑安装工程的结构形式越来越复杂，很难在2D图纸中表达设计者的意图，整个施工过程中存在技术滞后、管理不到位、管线碰撞等诸多问题，各部门之间的协同工作影响着建筑工程的质量、工期和成本，工程变更现象时有发生，整个项目过程中，存在沟通、协调、合作困难的问题。

　1.1.2 研究意义

随着计算机技术的不断发展，人们对CAD技术发展的研究逐渐深入，设计师也慢慢脱离了画板时代。而CAD技术只能通过二维平面展示设计内容，不能突出建筑工程各组成部分之间的联系，体现设计者的设计意图。因此，在此基础上，BIM技术的出现使得建筑安装技术进入了一个新的技术革命时代。BIM技术是指设计人员通过计算机绘制三维模型，所有参与者都可以通过这个三维模型获得整个建设项目的所有信息。在这个三维模型中，专业人员可以修改项目信息，相关人员也可以尝试获取修改后的项目信息。BIM技术的出现在一定程度上解决了安装工程中协调配合难的问题。它不仅可以提高安装工程造价精细化管理的效率，还可以在建设项目的不同时期传递不同的信息，BIM技术将建设单位、施工单位和监理单位整合成一个统一的协作平台，不仅提高了施工各方的沟通效率，而且控制了工程质量和工期，从而降低了成本。

1.2 国内外研究现状

　1.2.1 国外研究现状

20世纪70年代末，世界各国在其他领域发展的基础上，对安装工程造价精细化管理进行了深入研究。这一时期，英国率先提出了全寿命周期成本管理理论，主要应用于安装工程成本管理的研究。不久之后，X也提出了全面成本管理的概念，这是关于工程项目的战略资产管理和安装项目的成本管理。正是由于这些观点，国际建筑行业对安装工程造价精细化管理的研究也相应地进入了一个新的发展阶段。

X作为BIM技术的“领头羊”，一直走在世界前列。2003年，X总务部发布了3D-4D-BIM计划，对BIM的发展做出了详细规定，并对该技术的信息交流做出了相关规定。2007年，XXX推出BIM标准，进一步规范了BIM技术的管理。由于BIM技术在X建筑安装工程行业取得了良好的效果，一些欧洲国家和亚洲国家也开始推广。

　1.2.2 国内研究现状

与其他国家相比，我国在2002年开始使用BIM。欧特克首先提高了建筑安装工程造价精细化管理的效率，BIM技术带来的效益得到了建筑行业的广泛认可。与此同时中国的建筑研究院和安装工程公司已经开始使用BIM技术，并专门设立了BIM技术研究部门，BIM技术在安装工程精细化管理方面的推广使得我国造价管理方面发生了很大的改变。

我国在20世纪90年代提出全过程成本管理的概念，主要是指从项目立项开始到项目竣工结束，对成本管理进行控制。然而，由于安装工程中管道碰撞频繁发生，并且质量低下，信息传递不及时，我国开始提出使用BIM技术。

到2020年底，应用BIM的项目占开发项目总数的比例高达90%。“十三五”规划中提出加快BIM技术的普及，BIM技术发挥的作用是建筑业的关键要求。

1.3 研究方法

（1）文献研究法：通过查阅书籍和浏览中国知网数据库中的相关文献，对现有文献资料进行总结和归纳，借鉴前人的研究成果，深入探讨研究内容，总结经验，为本文的研究提供理论依据。

（2）定性研究法：分析传统的安装工程项目管理中已有的问题，针对问题来得出基于BIM技术的解决方案措施，并分析在安装项目造价精细化管理中应用BIM的重要性。

（3）案例分析法：以基于BIM技术的实际安装工程项目为例，研究将BIM技术精细化管理应用于安装工程项目的不同阶段，分析各阶段应用管理流程，总结BIM技术在该案例中的实施效果。

1.4 研究路线

研究路线如图1.1所示：

57c090f0506ffdb7a42b85f1d7942fb7 　　图1.1 研究路线

　第二章 BIM技术与安装工程造价精细化管理内涵

2.1 BIM技术的概述

•BIM技术的含义

对于BIM技术的定义，X相对明确，因为X比其他国家更早地应用BIM技术。BIM技术是指以数字方式表示整个建设项目的相关特征和功能的过程，并且所有项目信息都以数字形式表示，以便可以管理项目的整个生命周期。在我国，BIM技术是在项目建立、运营和管理过程中使用的一种数字工具，并且是一种以实现建设项目信息共享的数字模型，贯穿项目的整个生命周期。

•BIM技术的特点 BIM技术由于其数字化、可视化、协同化、优化性和可出图性而被广泛使用。作为一种数字工具，它可以主动实

现数据收集，协调各个单位之间的问题，降低生产成本，并使参与者能够获得有关该项目的实时信息，从而增强各方的合作。以下是BIM技术的优点的简要介绍。

（1）数字化。作为一种数字工具，BIM技术以数字方式显示整个建设项目的信息，并精细管理项目的整个生命周期。BIM技术还可以显示项目的2D和3D图像，并提供一些详细的建筑物信息。

（2）可视化。BIM技术可以更直观、更清晰地显示建筑项目信息。对于管理者来说，通过三维模型以最直观的效果评估整个项目很方便。

（3）协同化。BIM技术把建筑各方集成到一个统一的工作平台中，运用BIM技术进行协调和沟通，通过共同使用建筑设计平台来实现数字建模，实现项目信息共享，从而可以实现建筑设计和创新工作。

2.2 精细化管理的内涵

对于精细化管理的概念，不同的学者有不同的看法。王忠秋认为，精细化管理是通过系统化、精细化的规则来确保每个管理单元准确、高效、协作、连续地运作。吴向江认为，精细化管理是“精细化，细节化，深度化，规范化”的综合管理模式，认为精细化管理是企业管理的目标，而精细化模式是提高企业管理水平的重要手段。[7]

根据国内外建筑业精确管理发展的历史，学者对精细化管理有不同的看法，具体实践如下：

（1）详细分解

基于细化管理概念的背景，可以得出结论，它是基于现有工作的细化管理，旨在最大化价值，将现有工作分解为特定步骤，并寻求更多的增值空间。图2.1展示了精细化管理的详细分解步骤。

（2）数据化

度量生产活动可以首先转换为单位数量，活动的效率会反映在数据中，因此数据管理适用于任何领域或过程，科学管理可以数字化工作流程。精细管理是将许多数据集成在一起，以代表管理活动的基本环境。它使用准确的数据执行适当和准确的分析，基于数据角度测量管理缺陷，并进行纠正以符合目标。提倡基于数据的精确管理，而不是减轻广泛管理的范围。

（3）信息化与协作

信息化利用网络技术来提取、传输、处理信息。项目各方之间的进行项目信息传递，可以有效地防止由于日益复杂的管理过程而导致的信息丢失等现象的发生。图2.2为信息化协同工作平台。

（4）持续改进，精细化管理强调所有管理目标和管理环节的改进和准确性，实现改进所必需的管理模式和管理技能不是一成不变的，而是对现状的深入研究不断改善的环节。作为一种实现持续改进思想的复杂管理，它也是管理思想的一种创新。为了满足复杂管理的需求，有必要重视创新，推动持续改进。

第三章传统的安装工程造价管理现状分析

传统的安装工程造价精细化管理与当前的管理模式有很大的不同，传统的管理方式中出现的问题也有很多，例如施工阶段的不确定因素最多、管理的时间最长等等，给项目的管理带来的很大的麻烦，这种传统的管理方式存在的问题及问题产生的原因具体如下。

3.1 传统的安装工程造价管理现状

在传统的施工方法中，安装工程造价管理的设计和施工阶段是最重要的管理阶段，施工阶段耗费的时间最长，管理的内容最复杂，要素也最多，与项目有关的单位最多。传统的管理目标是基于施工合同的，业主的项目负责人负责组织有关人员进行验收。

在传统的管理模式中，施工单位很少参与或默认情况下不参与工程项目的设计过程，通常从项目的招标阶段正式参与该项目。有关人员根据施工合同、设计图纸、技术规范进行管理，施工单位要注意预防，并采用主动和动态的控制方法来控制施工过程中的管理目标，以确保建筑安装项目符合设计标准和合同采用要求。

3.2 传统的安装工程造价管理存在的问题

　3.2.1 造价管理脱离市场

现如今，我国采用地区主管部门设定的实施价格来执行安装工程造价管理,结合不同时期市场价格调整的指导价与指定价，没有时间限制的公布一些指导性系数，并将其与不同地区的安装项目成本进行整体比较。随着我国市场经济的发展，传统的建筑安装工程造价管理体系的问题逐渐出现，导致边际问题越来越突出，有必要加强综合控制和管理。

3.2.2 计量工作耗费时间长

工程量计算和验证相当复杂，但这是成本工作中相对比较重要的部分。根据一些研究数据，在整个工程建设中至少要花费一半的时间来计算和验证工程量，并且在执行预期计划时，此类工序相对于其他工序的耗费时间要大得多。

　3.2.3 信息获取不及时

近年来，造价工程师个体的数据内容与内部职工个体之间无法共享信息，给处于不同岗位的个体职工带来了很多困难，同时随着建筑安装材料的变更，工程造价的量和价格也随之产生变动，这是我们需要及时的更新与调整安装工程造价数据。传统的方法是手动更改设计图中的相关数据，然后计算更改后的工程量，最后获得新的成本数据。此过程需要大量的人工和时间，而且我们无法保证更改后的数据。如果更改的数据没有得到及时的更新，则后续查询将非常麻烦。

3.3 传统的安装工程造价管理产生问题的主要原因

　3.3.1 施工方过分追求经济效益

一个公司的目标通常是追求巨大的经济效益，但是就目前的情况来看，许多著名的建筑公司为了追求更大的经济效益，不重视安装工程中出现的质量问题。在整个建筑业中，越来越多忽视工程质量的自私行为，导致在项目中频繁出现一系列问题。

　3.3.2 质量管理方法发挥效果不明显

目前，在安装工程领域，对建筑和安装工程项目的研究很多，产生了丰富的施工技术和相关理论，管理方法也得到了很大的改进，但在实际的安装工程中，理论与实践之间仍然存在某些差异，实际工程中的管理效果往往不能达到研究中的理想效果，致使质量管理效率低下，最终使实现目标变得困难。

　3.3.3 对环境因素的估计不足

由于许多安装工程项目是在开放环境中完成的，因此安装工程的施工质量与自然天气有关。但是，这在建造安装项目时通常被忽略，并且施工单位对自然环境几乎没有控制，并且当发生严重的自然灾害时，处理方法在某种程度上是不合适的，并且该工程难以避免自然灾害。反过来，由质量引起的条件将对安装项目产生特定的影响。

第四章 BIM技术在XH艺术湾项目安装工程造价精细化管理中的应用

BIM技术在XH艺术湾安装工程造价精细化管理中的应用主要体现在通过建立BIM三维模型，并结合各部分的工程量计算规则，来准确的计算出工程量，进而配合计价软件中对不同阶段的计价规则来得出预算价格、合同价格以及工程结算价格。以下是通过具体的案例来体现BIM技术在安装工程造价精细化管理的应用。

4.1 项目简介

XH艺术湾项目(如图4.1）是ft东省及青岛市重点文化产业项目，项目位于青岛西海岸新区唐岛湾南岸，靠近中央美术学院青岛校区和羽毛球训练基地，项目于2019年竣工，总投资约12亿元人民币。项目规划建筑面积约 112000m2，其中地面建筑面积约为70000m2，地下建设一层的面积约为40000m2，各单体建筑配套地下室建筑面积为16004.90m2。

3dbfc5c4fca66f28dc02df69951e2038 　　图4.1 XH艺术湾项目俯瞰效果图

4.2 BIM技术在XH项目中安装工程造价精细化管理的具体应用

本项目通过导入CAD图形的，而BIM模型是通过广联达BIM安装软件绘制的。图4.2为XH艺术湾项目部分BIM模型。

a119785e1b2c7461eee5e4b665b79983 　　图4.2 XH艺术湾项目部分BIM模型具体实施步骤如下：

第一步是熟悉工程图纸，并了解有关工程图的重要信息，例如建筑层高、建筑面积、管道材料、连接方式、电气系统图和其他重要信息。第二步将项目的基本信息输入软件，导入CAD图形并分配工程图，在此过程中，需要注意比例尺的大小。第三步就是识别该项目安装工程中各设备、管线、回路的工程量，备注好回路系统类别，以方便后续检查节省时间。第四步是检查项目工程量的三维模型，可以通过BIM三维视图和合理性，来快速检查管线及设备布局是否合理,BIM三维视图可以更直观地显示供水及排水管道等各专业之间的交叉作业。图4.4为BIM模型下管线布置图。

8ef8e1d27078b42e16805c48b044f18e 　　图4.4 BIM模型下管线布置图

第五步是汇总计算，相关人员通过BIM模型来分类查看工程量，也可以根据分阶段进行查看，以方便审核每月进度。第六步就是集中套用，本工程是清单计价模式，软件根据工程设置进行清单工程量汇总和套用，进行清单计价文件的编制。

由于精细化管理贯穿XH艺术湾项目整个建设过程，基于BIM技术的安装工程造价精细化管理流程如图4.5所示：

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　4.2.1 设计阶段

该阶段对工程进行造价精细化管理主要是为了减少XH艺术湾项目的安装工程成本。设计阶段对整个项目建设阶段的造价有重大影响,对设计阶段的造价进行优化，可以实现对工程造价的改善，减少工程变更。

（1）通过BIM碰撞检测实现成本控制前置

项目各方将XH艺术湾项目中相应的BIM模型导入到专业检查软件中，通过这种方式来进行BIM模拟碰撞检查，可以反映出各专业在3D模式下的碰撞冲突，这不仅可以加快审查图纸的速度，而且增强了各个领域的协作。通过BIM模拟检查，可以从源头上减少因碰撞问题而引起的设计变更，起到提前预警的作用。如图4.5所示BIM模拟碰撞检测。

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（2）通过BIM技术加强设计与造价的协同工作

借助价值工程和其他方法，从经济角度分析设计阶段的经济数据，将其与BIM数据库中存储的类似安装项目的历史数据指标进行比较，并反馈最终的经济指标以实现最优设计。另外，为了执行多个设计比较和多个计划选择，设计者将每个设计计划的BIM-3D模型提供给成本管理器，并且BIM自动为每个设计计划计算相应的数据。

（3）基于BIM技术的设计阶段安装工程造价精细化管理流程

基于BIM技术的设计阶段安装项目造价管理过程着重于参与者之间的成本数据的交互作用。使用BIM技术来设计、存储、分析、互用信息数据，可以实现造价与设计的有机结合，促进设计优化，并在早期阶段完全控制项目成本。并且BIM碰撞模拟实验准确、迅速地显示了设计阶段中不同区域之间的碰撞问题，从而减少了后期设计变更的发生。图4.6为BIM设计模型与造价模型数据交互示意图。

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综上来看在此阶段造价精细化管理过程中，BIM技术不仅可以实现设计过程的三维立体可视化，还可以大幅度提高计算工程量、分析造价指标、编制概预算的准确性。利用BIM文件的互用共享，能够快速地将设计方案转变为BIM造价数据，并将这些数据快速反馈给设计人员，基于BIM的工作流程，使设计与造价实现协同化，大幅度提高项目前期造价管理的精细化水平。

4.2.2 招投标阶段

清单处理软件通过投标人提供的项目BIM模型,导入项目数据，对工程量清单进行排序,然后用于软件计算清单中的物料价格，并检查投标设备和物料清单，这个时候要以实际为前提。单价编制应由专家操作,以此保证编制的正确性。投标方审查模型单价,对市场材料价格波动进行研究,并提供可靠的报价计划。投标的邀请方根据投标数据评估投标，并选择报价低的合格投标方。

（1）招标人利用BIM技术编制招标控制价

招标人通过使用BIM技术来快速构建BIM工程量模型，并且可以在短时间内完成工程量清单和招标控制价的编制。招标人通过BIM的自动算量功能可以快速得出工程量，生成工程量清单。项目造价人员使用BIM数据库来获取最新的定价信息，并分析单价构成，以确定招标控制价的有效性。

（2）投标人运用BIM技术有效进行投标报价

投标人同样利用招标人提供的BIM模型来检查项目清单工程量，并全面提高投标报价的速度，以确保有足够的时间进行报价分析。投标人可以了解市场价格，进行详细的投标估算分析及战略选择，并在市场竞争中脱颖而出。

（3）招投标阶段基于BIM技术的安装工程造价管理

投标人可以在其投标文件中利用最新导入的BIM模型，来快速地审核工程量清单，并使用相应地策略完成合理报价，以提高招标方和投标方确定项目成本的效率。图4.7为基于BIM技术的招投标造价管理流程，该流程的优化不仅可以减少招投标流程中的时间和人工成本，还可以实现投标人与招标人之间的双赢局面。

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从招投标阶段来看，BIM技术对工程造价管理的实施效果体现在能够整合并利用设计阶段中现存的BIM造价模型，通过自动计量的方法大幅度地提高造价基础工作的效率和工程量清单、招标控制价、投标报价等造价工作的精准性，为各方的造价管理的核心工作提供了更好的条件。并且与以往仅以二维图纸等非结构化信息储存方式不同的是，基于BIM模型的信息交互，可以优化招标方与投标方的信息传递过程，避免由于信息不对称而造成招标无效，较大程度的提高招投标阶段各方造价管理的工作效率，为项目的有效进行提供了有力的保障。

4.3 BIM技术在XH项目安装工程造价精细化管理的实施效果

该项目利用XH艺术湾项目基于BIM技术的安装工程造价精细化管理，实证BIM技术在提升工程造价管理效率与质量方面的具体价值。

　4.3.1 提高工程量计算效率

参与者使用BIM技术的3D建模功能来提高工程量的计算效率。BIM软件中存在的XH艺术湾参数化信息可以获得准确的属性，并以此来建立三维模型。自动模型计算为该项目安装项目提供特定的工程量，这减少了工程量的计算时间。设计文档的互操作性可以提高工程量计算的准确性和效率，并可以提高成本管理者阅读图纸的能力。

　　4.3.2 数据化集成管理

BIM技术可以有效地集成XH艺术湾项目的工期、成本和质量，成本经理可以使用BIM模型提供的项目数据来获取数据，例如工作量、项目成本、所需的人工成本，特定时间段内的物料和施工机械班次。根据模型自己收集的项目数据，可以快速计算项目的各种重要指标，并将其与类似项目进行比较，以用作评估经济效益的参考数据。

4.3.3 互用信息，协同管理

基于BIM技术构建安装项目成本数据库，设计者和建造者将XH艺术湾项目变更索赔信息下载到数据库。同样，设

备提供商下载市场价格以及安装项目所需的询价结果和合同。通过在合同部下载条款，由工程造价部进一步整合各方提供的工程信息，最后形成包含综合信息的造价管理模型，全面促进了该项目安装工程造价的精细化管理。BIM集成信息进一步从成本部门传输到总公司后台，以便总公司可以实施项目管理。BIM技术使项目部门可以实现协作平台的资源共享，它充分体现了导向的工作模式和精细的管理。

　第五章 BIM技术在安装工程造价精细化管理中的应用优势

传统的安装工程造价精细化管理模式中，工程量随着施工图纸变化而变化，造价工程师需要根据施工图纸的变化不断重复计算相应工程量，这种模式下，很容易在传递协同工作过程中出现问题，不能准确地管理控制工程造价，从而造成造价工程师的工程量增加，而BIM技术的最大好处在于，修改三维模型化设计图纸的同时工程量也相应地发生变化，这样可以实现数据共享，并且能够实时更新工程量数据，为传统的造价精细化管理出现的问题找到了答案，其具体优势如下。

5.1 可视化操作与管理

通过BIM技术可以使将整个安装工程的项目信息集成到一个统一的三维模型中，并且可以建立起多方协作的平台来实现各项进度信息以及资源三维可视化。它还极大地提高了安装过程中的准确性与施工工作的效率，为客户提供了更多特定的图像与展示，同时还提高了企业在施工安装过程中的效率与质量。

5.2 快速计量、提升工程精准度

BIM技术可以有效地在施工过程中快速执行各项目的计算，避免了设计与工作人员进行重复计算和人为误差。并且可以通过创建关联数据库，将其与相应的测量软件结合起来，以提升工程实物量的计算准确度与速度。在BIM工程数据库中，可以达到构建级别，在管理与安装过程中，它可以以最快的速度提供员工所需的数据，保证管理效率以及数据的实效性，并提高整体项目的经济效益与管理效益。

5.3 明确计划、节约资源

运用BIM技术进行精细化管理过程中，首先就要明确施工计划，将可行性计划进行科学分析与审核，并根据施工现场的实际地质环境和条件以及安装工程的特点和要求，对可行性方案进行科学分析、审查和计划，在过去的精细化管理过程中，许多任务是复杂且难以实现的。因为项目有很多数据，且在处理过程中有一定的难度，无法获取准确的信息或者完全跟随计划进行各项施工安装，也无法真正的控制资源输出。

5.4 多方对比、科学管控

为了确保工程项目数据的准确性与及时性，通过分析各项数据分析比较合同项目计划，对合同工程计划进行比对，并多次计算实际项目的造价，找出在安装项目管理过程中的各项问题，明确各项经济效益的表现是否超过了资源的使用，是否科学掌握价格问题等等，进而科学管控各项工程项目的成本与风险。

第六章结论

安装工程造价精细化管理作为工程项目管理的重中之重，其管理水平的高低与项目的价值的实现有着直接的关系。现如今安装工程造价精细化管理进入了待转型期，不断出现一些影响其高速发展的问题。文章依据精细化管理的涵义，深入探讨安装工程造价精细化管理的定义，明确安装工程造价精细化管理实现主要是借助于数据化与信息化技术的力量。

而BIM技术是继CAD技术后建筑业的第二次技术性飞跃，其在建筑行业已得到人们的广泛应用。BIM技术的基础是建立建筑信息模型为基，通过集成建筑全生命周期中的构件几何信息和构件功能信息，并整合建设过程信息。BIM模型作为工程项目信息的载体，既覆盖了工程所需要的相应数据，也提供了用于整合工程数据与信息相关的技术，为安装工程造价精细化管理带来了重要的技术保障。

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致谢

无情的时光老人就像一阵风，在我们不经意之间带走了2021年，迎来了一个不平凡的2022年，同时也迎来了我们学生时代的尾声。时光匆匆，岁月苍苍，生活就像昨天一样，同学朋友的笑声，还在我耳边回荡。不久，我们就要加入社会，离别时刻，只有感恩与深深地不舍。

正值毕业时刻，我要向那些陪伴我们时光的老师表达深深地谢意。他们的栽培与教诲，是我们一生的财富与瑰宝，值得我们珍藏。我们遇到问题时，想起了老师的教诲，便不会轻言放弃，对知识学要问追根究底，去深层次的解读，一切的感激与不舍难以言说。不仅如此，我们还在老师们的身上看到了做人的基本要求，要严于律己，以身作则，他们为我们树立了好榜样，我们要积极向他们看齐。

最后，我要感谢那些默默帮助过我的同学、朋友和家人，给了我很多帮助，给予了很多温暖，在年时光中，收获了那么多的东西，谢谢你们的陪伴，谢谢你们的支持与理解，人生有缘再会，最后祝你们一切顺利，万事顺意！