周 霜 黃振華

(四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院，成都 610225)

1 引言

建筑業(yè)信息化是建筑業(yè)發(fā)展的一大趨勢，而建筑信息模型(BIM-Building Information Modeling)作為其中的新興理念與技術(shù)，正對(duì)建筑業(yè)產(chǎn)生著革命性的變化。

BIM 概念最早是由美國喬治亞理工學(xué)院(Georgia Tech College)建筑與計(jì)算機(jī)專業(yè)的恰克·伊士曼(Chuck Eastman)博士在1975 年提出［1］。之后諸多國家的建筑機(jī)構(gòu)和行業(yè)學(xué)會(huì)對(duì)BIM 進(jìn)行了定義，對(duì)于BIM 的具體定義，目前普遍接受的是美國建筑科學(xué)院(NIBS-National Institute of Building Science)的《美國國家BIM 標(biāo)準(zhǔn)》(NBIMS-National Building Information Modeling Standard)對(duì)BIM 的定義［2］-“BIM 是一個(gè)設(shè)施(建設(shè)項(xiàng)目)物理和功能特性的數(shù)字表達(dá);是一個(gè)共享的知識(shí)資源，是一個(gè)分享有關(guān)這個(gè)設(shè)施的信息，為該設(shè)施從概念到拆除的全生命周期中的所有決策提供可依據(jù)的過程;在項(xiàng)目的不同階段，不同利益相關(guān)方通過在BIM 中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責(zé)的協(xié)同作業(yè)?！?/p>

2 文獻(xiàn)分析

2.1 概況分析

在軟件開發(fā)企業(yè)的大力推廣下，2000 年后BIM開始引起全球業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注，而自2008 年至今，BIM 技術(shù)在我國建筑行業(yè)得到了快速擴(kuò)散［3］。雖然我國近幾年對(duì)BIM 的采納與應(yīng)用的擴(kuò)散速度非?？焖?，但仍處于BIM 探索和應(yīng)用的初級(jí)階段，遇到的障礙多種多樣，關(guān)于我國對(duì)BIM 的采納應(yīng)用情況的大范圍調(diào)查報(bào)告目前也僅有少量。而學(xué)術(shù)領(lǐng)域的文獻(xiàn)在一定程度上可以反映某行業(yè)的發(fā)展情況，而且往往是有不同程度的領(lǐng)先于行業(yè)發(fā)展現(xiàn)況的，在一定程度反映了行業(yè)的未來發(fā)展方向。文獻(xiàn)研究法主要指搜集、鑒別、整理文獻(xiàn)，并通過對(duì)文獻(xiàn)的研究，形成對(duì)事實(shí)科學(xué)認(rèn)識(shí)的方法［4］。文獻(xiàn)研究法作為探索學(xué)科領(lǐng)域的基本方法之一被廣泛采用來獲取某領(lǐng)域的研究背景、存在問題以及研究趨勢。所以，為了進(jìn)一步了解BIM 在我國的采納和應(yīng)用情況，我們運(yùn)用文獻(xiàn)分析方法，對(duì)我國關(guān)于BIM的文獻(xiàn)進(jìn)行大量的統(tǒng)計(jì)分析，希望從科研文獻(xiàn)中獲得我國國內(nèi)BIM 應(yīng)用現(xiàn)況和發(fā)展方向。

我們以中國知網(wǎng)(CNKI)的中國期刊全文數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)來源，文獻(xiàn)取樣范圍限定為核心期刊以初步限定文獻(xiàn)質(zhì)量，以2004 年1 月1 日至2014 年1月1 日的10 年為統(tǒng)計(jì)時(shí)間段，取“建筑信息模型bim”和“Building Information Modeling“為檢索詞進(jìn)行主題、篇名、關(guān)鍵詞、摘要、正文的模糊性檢索，檢索涉及BIM 文獻(xiàn)228 篇，其中，人工刪去新聞?lì)怋IM文章(核心期刊內(nèi)關(guān)于BIM 的但為非學(xué)術(shù)科研性的，類似《buildingSMART 中國分部成立大會(huì)新聞發(fā)布會(huì)在京召開》、《2012 年創(chuàng)新杯建筑信息模型設(shè)計(jì)大賽啟動(dòng)》的文章)、將BIM 作為所要探討主體的一個(gè)輔助內(nèi)容而只在正文小部分(篇幅低于文章10%)涉及BIM 的文獻(xiàn)(多出現(xiàn)在2011 年—2013年)，余下一共檢索到近10 年與BIM 相關(guān)的54 種核心期刊的174 篇期刊文獻(xiàn)，作為文獻(xiàn)分析的初始數(shù)據(jù)。然后，對(duì)這些文獻(xiàn)進(jìn)行系統(tǒng)分析。

圖1(a) 各年核心期刊BIM 文獻(xiàn)總數(shù)

圖1(b) 各年核心期刊文獻(xiàn)總數(shù)

圖1(c) 各年BIM 文章數(shù)與各年核心期刊文獻(xiàn)總數(shù)的比值

首先，對(duì)所檢索文獻(xiàn)進(jìn)行時(shí)間分布上的分析，如圖1(a)-(c)。從圖1 可以明顯看出:在各年的核心期刊文獻(xiàn)總數(shù)保持穩(wěn)定的情況下，國內(nèi)的BIM 文獻(xiàn)在經(jīng)過了2004—2007、2008—2010 兩個(gè)較為平穩(wěn)的增長期后，從2011 年開始，急劇上升，證明了從2011 年開始，學(xué)術(shù)界對(duì)BIM 的關(guān)注度和研究進(jìn)展正快速增加。同時(shí)這也符合相應(yīng)的行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，在2011 年左右，中國房地產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)商業(yè)地產(chǎn)專業(yè)委員會(huì)主持發(fā)布《中國商業(yè)地產(chǎn)BIM 應(yīng)用研究報(bào)告》;住建部下發(fā)《2011—2015 年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》，將BIM寫進(jìn)建筑業(yè)信息化的總體發(fā)展目標(biāo);第二年《中國工程建設(shè)BIM 應(yīng)用研究報(bào)告2011》發(fā)布。政策的引導(dǎo)和較全面的對(duì)我國BIM 應(yīng)用情況的調(diào)查報(bào)告的出爐加快了BIM 在國內(nèi)的擴(kuò)散速度。

2.2 文獻(xiàn)分類分析

為了便于對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)一步的系統(tǒng)分析，需要對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行初步分類。分類標(biāo)準(zhǔn)如表1，對(duì)于某些文獻(xiàn)，按分類標(biāo)準(zhǔn)可能同屬于兩類或者多類型，這種情況下，則選取文獻(xiàn)的主要研究方面進(jìn)行分類，實(shí)在對(duì)于多個(gè)分類標(biāo)準(zhǔn)同等符合，不側(cè)重于任何一類，則按關(guān)鍵詞所屬類別的先后順序?yàn)榕袆e標(biāo)準(zhǔn)(例如《基于BIM 的全過程造價(jià)管理研究》，其關(guān)鍵詞為建筑全生命周期管理;建筑信息模型;全過程造價(jià)管理，按文章內(nèi)容，它既可是階段應(yīng)用型，也可歸類為結(jié)合型，但關(guān)鍵詞中，表示階段性應(yīng)用的建筑全生命周期管理在表示結(jié)合性應(yīng)用“造價(jià)管理”之前，所以將其歸類為第三大類)。根據(jù)文獻(xiàn)內(nèi)容，這174 篇文獻(xiàn)可以大致分為五大類。這五大類的文獻(xiàn)的分布情況及對(duì)應(yīng)分析可以從表1 中看出。

如果將BIM 應(yīng)用分為幾個(gè)階段的話，可以分為三個(gè)BIM 應(yīng)用成熟度階段，階段1 為基于對(duì)象的建模，階段2 為基于模型的協(xié)同，階段3 為基于網(wǎng)絡(luò)的集成，此外，這三個(gè)階段之前的BIM 執(zhí)行前的行業(yè)狀態(tài)可稱為前BIM 階段(廣泛采用手工繪圖、2D 圖紙、3D 效果圖等的階段)，BIM 應(yīng)用的長期目標(biāo)則為一體化項(xiàng)目交付(Integrated Project Delivery，IPD)［5］。根據(jù)表1，從國內(nèi)BIM 文獻(xiàn)的研究情況反映出來，國內(nèi)BIM 已經(jīng)經(jīng)過了前BIM 階段，小部分研究位于階段1，大部分研究在向階段2 邁進(jìn)，而且階段3 的BIM 文獻(xiàn)數(shù)量在快速增長中?？梢?，從我國BIM 學(xué)術(shù)研究的現(xiàn)狀反映出來我國建筑行業(yè)的BIM 發(fā)展處于階段1 和階段2 之間。

表1 BIM 文獻(xiàn)分類及年限分布分析

2.3 深入分析

探討B(tài)IM 理念，研究BIM 在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀、應(yīng)用障礙、采納機(jī)制和情況的第一大類文獻(xiàn)中，探討B(tài)IM 發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用障礙的文章所占比例最大(6 篇，37.50%)，其次是探討B(tài)IM 內(nèi)涵和應(yīng)用綜述的文章(5 篇，31.25%)，余下研究BIM采納與擴(kuò)散機(jī)制的文獻(xiàn)2 篇，研究BIM 政府政策和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)2 篇，其他文獻(xiàn)4 篇。在所有檢索文獻(xiàn)中，加上第一大類中專門討論BIM 應(yīng)用障礙及建議的文獻(xiàn)，涉及到BIM 應(yīng)用障礙或建議的BIM 文獻(xiàn)共有35 篇，意味著有約20%的BIM文獻(xiàn)或多或少地探討了BIM 應(yīng)用障礙或建議，我們對(duì)被提及次數(shù)不低于三次的BIM 應(yīng)用障礙和建議進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，情況如表2。

可以看出，企業(yè)采用BIM 的主要障礙是由于收益動(dòng)力不夠，完整的產(chǎn)業(yè)體系和價(jià)值鏈沒有形成［6］。BIM 應(yīng)用要求有較高的硬件及網(wǎng)絡(luò)配置且BIM 人才培訓(xùn)成本高，而目前的BIM 軟件本土化不足，行業(yè)高速發(fā)展的巨大慣性導(dǎo)致BIM 軟件應(yīng)用效率往往還不及常用的二維軟件［7］［8］［9］，企業(yè)沒有足夠的應(yīng)用BIM的效益動(dòng)力是主要的BIM 應(yīng)用障礙。而這往往是由于BIM 的信息共享的真正效益還未被充分認(rèn)識(shí)和發(fā)揮，同時(shí)也證明了國內(nèi)的BIM 應(yīng)用還處在初級(jí)階段。而被提及頻率最高的BIM 應(yīng)用建議則是企業(yè)組建BIM 工作小組，雖然企業(yè)內(nèi)部組建BIM 團(tuán)隊(duì)被認(rèn)為是效果較好的BIM 實(shí)施前期步驟，但由于BIM 人才培訓(xùn)成本高難度大，BIM 咨詢機(jī)構(gòu)被認(rèn)為是不錯(cuò)的企業(yè)外部解決BIM 技術(shù)的途徑。此外，對(duì)企業(yè)實(shí)施BIM 更具實(shí)際作用的兩大類文獻(xiàn)，一是探討或列舉了實(shí)際BIM 項(xiàng)目的，二是構(gòu)建實(shí)施或應(yīng)用框架型文獻(xiàn)。在所有的174 篇BIM 文獻(xiàn)中，有10.34% 是涉及了實(shí)際BIM 應(yīng)用項(xiàng)目或者探討了BIM 實(shí)施或應(yīng)用框架。由此看出，行業(yè)對(duì)企業(yè)BIM 實(shí)施的具體路徑的需求較為迫切，學(xué)術(shù)界對(duì)此的關(guān)注度也相對(duì)較高。另外，政府政策和行業(yè)規(guī)范被提及的頻率也是相當(dāng)高。而第二大類的文獻(xiàn)所占比例最高的是研究BIM 建模的文獻(xiàn)(11 篇，64.71%)，余下的則為探討數(shù)據(jù)接口、信息平臺(tái)和軟件開發(fā)等的文獻(xiàn)。在與其他技術(shù)或管理方式相結(jié)合的第四大類BIM 文獻(xiàn)中，我們統(tǒng)計(jì)了結(jié)合的方面主要包括了成本控制、室內(nèi)設(shè)計(jì)、景觀園林、給排水等其他專業(yè)方面和綠色建造、精益建造、安全＆ 質(zhì)量管理、IPD(項(xiàng)目集成交付)、云管理、集成管理等其他管理方式相結(jié)合方面的論文。其中，所占比例最高的三項(xiàng)分別是BIM 應(yīng)用于項(xiàng)目管理(12.5%);BIM 應(yīng)用于成本控制、計(jì)量計(jì)價(jià)模式、造價(jià)管理方面(9.7%);BIM 和建筑節(jié)能、綠色建造相結(jié)合(8.3%)。

對(duì)于BIM 的在建設(shè)工程項(xiàng)目生命周期中的階段性應(yīng)用，分析統(tǒng)計(jì)如表3，其中，具體應(yīng)用技術(shù)的統(tǒng)計(jì)是根據(jù)文獻(xiàn)中出現(xiàn)各項(xiàng)BIM 應(yīng)用的頻次而進(jìn)行的分年度統(tǒng)計(jì)(被探討頻次低于三次的BIM 應(yīng)用予以舍棄)。

據(jù)文獻(xiàn)分析，國內(nèi)BIM 在施工階段的應(yīng)用多處在基本應(yīng)用階段，而且文獻(xiàn)量遠(yuǎn)少于設(shè)計(jì)階段的文獻(xiàn)量，可知BIM 在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用深度和廣度均高于BIM 在施工階段的應(yīng)用。BIM的深度應(yīng)用階段應(yīng)是在信息共享基礎(chǔ)上進(jìn)行協(xié)同工作，達(dá)到對(duì)建筑進(jìn)行性能優(yōu)化型設(shè)計(jì)［10］，這體現(xiàn)為對(duì)設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)優(yōu)化、性能分析、協(xié)同設(shè)計(jì)和對(duì)施工階段的施工資源優(yōu)化配置的廣泛有深度的使用，由表3 單看各個(gè)階段的BIM期刊文獻(xiàn)，還遠(yuǎn)未達(dá)到BIM 深度應(yīng)用階段，由學(xué)術(shù)文獻(xiàn)在一定程度上領(lǐng)先于行業(yè)發(fā)展的規(guī)律，建筑行業(yè)對(duì)BIM 的應(yīng)用更是處于初級(jí)應(yīng)用階段。

建筑設(shè)計(jì)的過程，實(shí)際上是建筑信息數(shù)據(jù)流動(dòng)、交換的過程［11］，而BIM 的核心恰恰在于信息共享和協(xié)同工作，這個(gè)在學(xué)術(shù)文獻(xiàn)中也可反映出。所有文獻(xiàn)中，探討了BIM 信息共享和協(xié)同工作的文獻(xiàn)占到了總文獻(xiàn)量的28.74%(近1/3)，這其中還不包括僅僅一兩句話提及了這兩個(gè)方面的BIM 文獻(xiàn)。這說明學(xué)術(shù)界對(duì)BIM 的內(nèi)涵是充分認(rèn)識(shí)到了的，但是極少數(shù)探討B(tài)IM 信息共享和協(xié)同工作的文獻(xiàn)能深入到信息共享技術(shù)細(xì)節(jié)的和協(xié)同工作的具體工作流程和管理方法，是以后BIM 研究需要深入的重要方向。

表3 BIM 階段性應(yīng)用文獻(xiàn)涉及具體技術(shù)統(tǒng)計(jì)分析應(yīng)用階段

3 結(jié)論

經(jīng)過對(duì)核心期刊10 年的BIM 期刊文獻(xiàn)的統(tǒng)計(jì)分析，我國BIM 研究文獻(xiàn)在2011 年后呈現(xiàn)高速增長，而且逐漸向多方面應(yīng)用發(fā)展，在建筑項(xiàng)目全生命期中，設(shè)計(jì)階段和施工階段文獻(xiàn)量占主體，但運(yùn)維階段文獻(xiàn)量呈現(xiàn)高速增長。并且我國BIM 應(yīng)用仍處在初級(jí)階段，但對(duì)BIM 核心內(nèi)涵已經(jīng)有了較為充分的認(rèn)識(shí)，今后會(huì)逐步向建筑性能優(yōu)化型方向發(fā)展。

雖然我們盡可能保證文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)分析的客觀性和準(zhǔn)確性，但是文中的統(tǒng)計(jì)分析仍有一定局限，在此說明，在選取文獻(xiàn)分析的取樣范圍的時(shí)候，限定了為核心期刊BIM 文獻(xiàn)，這雖然在一定程度上保證了取樣的整體質(zhì)量，但是不可避免的也遺漏了一定數(shù)量的其他高質(zhì)量BIM 文獻(xiàn)。其次，在對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行分類的時(shí)候，雖然我們盡量保持客觀，但是由于是人工分類，會(huì)存在一定程度的偏差。

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