作者： 劉剛 李鑫 王興龍 黃業(yè)茂
一、BIM的價(jià)值與作用
BIM即建筑信息模型(Building Information Modeling, BIM)，是近幾年建筑界的一個(gè)新名詞。BIM是引領(lǐng)建筑業(yè)信息技術(shù)走向更高層次的一種新技術(shù)，它的全面應(yīng)用將大大提高建筑工程的集成化程度，對(duì)建筑業(yè)科技進(jìn)步產(chǎn)生無可估量的影響。同時(shí)，也為建筑業(yè)帶來巨大效益，使設(shè)計(jì)乃至整個(gè)工程的質(zhì)量和效率顯著提高，成本降低。
BIM是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，是對(duì)該工程項(xiàng)目相關(guān)信息的詳盡表達(dá)。BIM是數(shù)字技術(shù)在建筑工程中的直接應(yīng)用，以解決建筑工程在軟件中的描述問題，使設(shè)計(jì)人員和工程技術(shù)人員能夠?qū)Ω鞣N建筑信息做出正確的應(yīng)對(duì)，并為協(xié)同工作提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)BIM又是一種應(yīng)用于設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)字化方法，這種方法支持建筑工程的集成管理環(huán)境，可以提高建筑工程效率，減少風(fēng)險(xiǎn)。
由于BIM需要支持建筑工程全生命周期的集成管理環(huán)境，因此其結(jié)構(gòu)是一個(gè)包含有數(shù)據(jù)模型和行為模型的復(fù)合結(jié)構(gòu)，通過關(guān)聯(lián)為數(shù)據(jù)賦予意義，因而可用于模擬真實(shí)世界的行為，例如模擬建筑的結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀況、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱狀況。當(dāng)然，行為的模擬與信息的質(zhì)量是密切相關(guān)的。
BIM支持項(xiàng)目各種信息的連續(xù)應(yīng)用及實(shí)時(shí)應(yīng)用，這些信息質(zhì)量高、可靠性強(qiáng)、集成程度高且可協(xié)調(diào)，大大提高設(shè)計(jì)乃至整個(gè)工程的質(zhì)量和效率，顯著降低成本。對(duì)三維空間的BIM 附加時(shí)間和成本信息（可定義為“5D”，即5D=3D+時(shí)間+成本），直接與進(jìn)度、估價(jià)清單鏈接，可準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)材料數(shù)量，識(shí)別施工沖突，能為施工企業(yè)更好的管理工程造價(jià)和資源。對(duì)于設(shè)備安裝工程，施工階段可安排施工作業(yè)場地，可進(jìn)行三維管道及設(shè)備安裝的碰撞檢查。
BIM應(yīng)用能使建筑工程效率更快、成本更省、計(jì)劃更精確，各工種配合得更好，圖紙出錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)更低，長遠(yuǎn)方面不但利于設(shè)計(jì)和施工，也惠及建筑物的運(yùn)作、維護(hù)和設(shè)施管理，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性費(fèi)用節(jié)省。
二、BIM在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀
BIM源自美國，逐漸擴(kuò)展到歐洲、亞洲的日本及新加坡等發(fā)達(dá)國家，2002年后國內(nèi)開始接觸BIM理念和技術(shù)。
國外BIM現(xiàn)狀
國外對(duì)BIM技術(shù)的研究和開發(fā)起步早，應(yīng)用早，并已驗(yàn)證BIM技術(shù)的應(yīng)用潛力。美國在BIM領(lǐng)域的研究與實(shí)踐起步較早，時(shí)至今日美國大多建筑項(xiàng)目都已應(yīng)用BIM，且BIM應(yīng)用種類繁多，如Spatial Validation，F(xiàn)acility Management等等。同時(shí)，在政府的引導(dǎo)推動(dòng)下，已形成各種BIM協(xié)會(huì)、BIM標(biāo)準(zhǔn)。日本、新加坡及我國香港地區(qū)的BIM發(fā)展態(tài)勢、應(yīng)用水平都很不錯(cuò)，但與美國BIM的應(yīng)用層次還有一定差距。國外應(yīng)用BIM技術(shù)的主要特征有兩點(diǎn)。（來源：BIM中國網(wǎng)）
一是BIM技術(shù)已受到廣泛重視，成為設(shè)計(jì)和施工企業(yè)承接項(xiàng)目的必要能力。同時(shí)，BIM技術(shù)專業(yè)咨詢公司應(yīng)運(yùn)而生，市場活躍，為中小企業(yè)應(yīng)用BIM技術(shù)提供了有力的支持。
二是BIM技術(shù)應(yīng)用形成了新的工作模式。BIM技術(shù)不僅直接應(yīng)用于工程的局部環(huán)節(jié)，如設(shè)計(jì)單位進(jìn)行的各種分析和模擬，且已形成新的工作模式，如實(shí)施IPD（Integrated Project Delivery，集成項(xiàng)目交付）模式，即業(yè)主、設(shè)計(jì)、總包、分包等參與方在設(shè)計(jì)階段就參與到項(xiàng)目中，通過應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行虛擬建造，共同對(duì)設(shè)計(jì)改進(jìn)，進(jìn)而分享收益或風(fēng)險(xiǎn)，這種模式目前已經(jīng)建立標(biāo)準(zhǔn)合同條款。
BIM在中國的發(fā)展
目前中國建設(shè)量大，建筑業(yè)發(fā)展快，但同時(shí)建筑業(yè)需要可持續(xù)發(fā)展，施工企業(yè)也面臨更嚴(yán)峻的競爭。在這個(gè)背景下，我們看到了國內(nèi)建筑業(yè)與BIM結(jié)緣的必然性。
第一，巨大的建設(shè)量同時(shí)也帶來了大量因溝通和實(shí)施環(huán)節(jié)信息流失而造成的損失，BIM信息整合重新定義了設(shè)計(jì)流程，很大程度上能夠改善這一狀況。
第二，可持續(xù)發(fā)展的需求。建筑生命周期管理以及節(jié)能分析。
第三，國家資源規(guī)劃管理信息化的需求。
然而，在BIM技術(shù)成為建筑業(yè)大勢所趨的今天，目前國內(nèi)絕大部分設(shè)計(jì)院建筑設(shè)計(jì)采用的仍是全2D工程制圖（方案效果圖除外），僅在需要進(jìn)行特定分析計(jì)算時(shí)（比如日照、節(jié)能）重復(fù)搭建并不十分精準(zhǔn)的三維（體量）模型。雖然一些項(xiàng)目率先應(yīng)用了BIM，如2008北京奧運(yùn)會(huì)奧運(yùn)村空間規(guī)劃及物資管理信息系統(tǒng)、南水北調(diào)工程以及香港地鐵項(xiàng)目等，不過相對(duì)于中國的建設(shè)大潮，BIM的應(yīng)用不過“小荷才露尖尖角”，雖然從技術(shù)上達(dá)到相當(dāng)程度并不難，但要貫徹到整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，使BIM真正應(yīng)用到行業(yè)實(shí)踐，尚需時(shí)日。
BIM是市場規(guī)范化的產(chǎn)物，是建筑業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)到位的產(chǎn)物，制約企業(yè)應(yīng)用BIM技術(shù)的兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)一是BIM的建模和維護(hù)工作，另一是目前BIM在國內(nèi)的實(shí)踐推廣程度較低，無法形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈以應(yīng)對(duì)各環(huán)節(jié)的協(xié)同。阻礙BIM在國內(nèi)的發(fā)展，主要?dú)w結(jié)為以下幾點(diǎn)：
現(xiàn)有二維設(shè)計(jì)的不足已被當(dāng)前產(chǎn)業(yè)和市場容忍。如人力成本和場地成本較低；因設(shè)計(jì)缺陷所造成的工程問題解決成本也相對(duì)較低；設(shè)計(jì)院任務(wù)多，沒有時(shí)間做BIM軟件培訓(xùn)；同時(shí)3D設(shè)計(jì)的收益和成本未被良好的評(píng)估或未被市場認(rèn)可。
BIM構(gòu)件元素本土化的缺失。3D設(shè)計(jì)及BIM對(duì)構(gòu)件元素具有一定依賴性，國內(nèi)軟件公司基本沒有BIM概念的設(shè)計(jì)軟件，而國外軟件產(chǎn)品在構(gòu)件元素本土化方面做得不到位，這就使得國內(nèi)設(shè)計(jì)院如使用BIM設(shè)計(jì)軟件，就必須自行開發(fā)構(gòu)件，這對(duì)于設(shè)計(jì)院來說很難承受。
BIM推行環(huán)境的欠缺。BIM意味著一個(gè)全新的建筑行業(yè)操作模式，如果政府不大力推行，打破目前操作方式很難，此外國內(nèi)也缺少可參考的BIM操作模式實(shí)例。
國內(nèi)設(shè)計(jì)單位、建筑施工企業(yè)等業(yè)務(wù)水平參差不齊，這也成為BIM實(shí)施的一個(gè)阻礙。有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師學(xué)習(xí)復(fù)雜、新軟件積極性不高，施工時(shí)的設(shè)計(jì)變更、圖紙調(diào)整帶來的巨大模型維護(hù)工作量等都是阻礙國內(nèi)BIM實(shí)施的相關(guān)因素。
很重要的一點(diǎn)，目前國內(nèi)缺乏系統(tǒng)化、行之有效的BIM標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)包括數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)、BIM應(yīng)用能力評(píng)估準(zhǔn)則、BIM項(xiàng)目實(shí)施規(guī)范流程等，而在歐美等發(fā)達(dá)國家，這些標(biāo)準(zhǔn)早已推出，如美國的NBIMS。
三、對(duì)施工企業(yè)應(yīng)用BIM的建議
BIM技術(shù)可應(yīng)用在建設(shè)和運(yùn)營的各個(gè)環(huán)節(jié)，如業(yè)主、策劃、設(shè)計(jì)、施工、供應(yīng)商、銷售、運(yùn)營商等，而且參與BIM使用的范圍越廣，BIM的價(jià)值就越高。建議施工企業(yè)本著總體規(guī)劃、分步實(shí)施的原則開展工作，在有條件的項(xiàng)目和局部環(huán)節(jié)嘗試性應(yīng)用，同時(shí)培養(yǎng)建模人員，這也是BIM技術(shù)推廣的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
BIM技術(shù)作為下一代計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)性技術(shù)，其重要性毋庸置疑。作為建設(shè)規(guī)模最大的國家，有必要著力推進(jìn)BIM技術(shù)的應(yīng)用，以便促進(jìn)我國建筑工程技術(shù)的更新?lián)Q代。施工企業(yè)在應(yīng)用BIM的問題上，應(yīng)該首先解決如下問題：
首先是BIM標(biāo)準(zhǔn)的問題。作為BIM數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，IFC標(biāo)準(zhǔn)在國際上已日趨成熟，在此基礎(chǔ)上，美國提出了NBIMS標(biāo)準(zhǔn)。目前我國引進(jìn)了IFC標(biāo)準(zhǔn)的平臺(tái)部分，基于BIM的標(biāo)準(zhǔn)研究工作只是剛剛開始，結(jié)合我國建筑工程的實(shí)際對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行拓展的工作更加缺乏。在BIM實(shí)際推廣、應(yīng)用過程中，不僅需要像IFC一樣的技術(shù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，還需要較高層次的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，例如三維建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，才能更好地滿足BIM技術(shù)的應(yīng)用需求。（來源：BIM中國網(wǎng)）
其次是BIM應(yīng)用軟件問題。不出臺(tái)BIM標(biāo)準(zhǔn)，各企業(yè)應(yīng)用的軟件也是百花齊放，如全部采用一家的產(chǎn)品在數(shù)據(jù)交換上一定程度上能彌補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)缺失帶來的問題，但軟件產(chǎn)品在施工企業(yè)內(nèi)部的推行也有一個(gè)過程，而國外的軟件目前還不能很好地滿足我國本地規(guī)范的要求，而這些軟件是BIM推廣的基礎(chǔ)。
第三是應(yīng)用模式問題。在BIM應(yīng)用推廣過程中，要先做好基礎(chǔ)性工作，整體規(guī)劃分步實(shí)施。從局部應(yīng)用到全局，從典型項(xiàng)目到推廣，從BIM理念、技術(shù)培訓(xùn)、普及到企業(yè)實(shí)踐，從BIM類軟件的應(yīng)用到整個(gè)基于BIM理念的協(xié)同工作模式的建立。理想模式是逐步建立起IPD模式，把業(yè)主、設(shè)計(jì)方、總承包商和分包商集合在一起，通過BIM技術(shù)在建筑工程中能收到很好的效果。BIM應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)鏈越長，發(fā)揮的價(jià)值和作用越大。對(duì)于施工企業(yè)而言，還是從提高生產(chǎn)效率環(huán)節(jié)入手，解決局部技術(shù)應(yīng)用能快速見效，例如三維施工指導(dǎo)、碰撞檢查、三維形象進(jìn)度、三維算量等，以點(diǎn)帶面逐步推廣。
第四是BIM人才問題。美國項(xiàng)目上設(shè)有BIM技術(shù)經(jīng)理崗位，幫助和支持各個(gè)項(xiàng)目實(shí)施、應(yīng)用BIM技術(shù)，為項(xiàng)目提供BIM應(yīng)用解決方案。國內(nèi)施工企業(yè)如要用好BIM技術(shù)，也需要建立BIM人才隊(duì)伍，尤其是BIM建模和模型維護(hù)人才隊(duì)伍。
總體來說，我國建筑施工企業(yè)的BIM技術(shù)目前還處于探索階段，還達(dá)不到大面積推廣、應(yīng)用的地步，施工企業(yè)需要持續(xù)關(guān)注，有針對(duì)性的做好技術(shù)儲(chǔ)備等準(zhǔn)備工作，同時(shí)可以進(jìn)行局部實(shí)踐。
