王智佳WANG Zhi-jia；苑東亮YUAN Dong-liang；薛苗苗XUE Miao-miao

（河南理工大學(xué)，焦作 454000）

（Henan Polytechnic University，Jiaozuo 454000，China）

1 BIM 概念的理解

BIM（Building Information Modeling），建筑信息模型的簡稱。1975年美國佐治亞理工大學(xué)查爾斯·伊斯特曼（Charles·Eastman）博 士 提 出 的“Building Description System（建筑表達(dá)體系）”是BIM 的雛形。自此之后BIM 在美國、日本、新加坡、歐洲、澳洲等國家迅速發(fā)展，大大提高了建筑行業(yè)的信息化進(jìn)程。

BIM 從名稱上來看就是一個(gè)包含了建筑信息的模型，這里的建筑信息不僅僅是建筑的三維幾何外觀信息，還包括構(gòu)件性能、結(jié)構(gòu)要求、施工進(jìn)度、施工環(huán)境、維護(hù)管理等整個(gè)建設(shè)工程項(xiàng)目壽命周期的各種相關(guān)信息。BIM 并不是靜止的單一的，它隨著建設(shè)工程項(xiàng)目的生命周期不斷的豐富和完善，是一種動(dòng)態(tài)的技術(shù)流程。

利用BIM 中的完整建筑信息指導(dǎo)建設(shè)工程項(xiàng)目的進(jìn)程，加強(qiáng)了建設(shè)工程項(xiàng)目的前期控制管理，在很大程度上減少工程資源的浪費(fèi)，從而降低成本，縮短工期，在一定程度上提高建設(shè)工程項(xiàng)目的價(jià)值。

2 BIM 在建設(shè)施工階段的應(yīng)用

BIM 在建設(shè)行業(yè)的應(yīng)用開始只是在設(shè)計(jì)階段，進(jìn)行三維設(shè)計(jì)，碰撞檢查等，隨著BIM 理論和功能的發(fā)展，其應(yīng)用逐漸擴(kuò)散到建設(shè)行業(yè)的施工、運(yùn)維等階段，慢慢的形成BIM 在建設(shè)項(xiàng)目全壽命周期上應(yīng)用的趨勢。

2.1 BIM 的功能及特點(diǎn) BIM 是基于最先進(jìn)的三維數(shù)字設(shè)計(jì)和工程軟件所購建的“可視化”數(shù)字模型，為設(shè)計(jì)師、建筑師、水電暖鋪設(shè)工程師、開發(fā)商乃至物業(yè)維護(hù)等各環(huán)節(jié)人員提供“模擬和分析”的科學(xué)協(xié)作平臺(tái)，幫助他們利用三維數(shù)字模型對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、建造及運(yùn)營管理。其最終目的是使整個(gè)工程項(xiàng)目在設(shè)計(jì)、施工和使用等各個(gè)階段都能夠有效地實(shí)現(xiàn)建立資源計(jì)劃、控制資金風(fēng)險(xiǎn)、節(jié)省能源、節(jié)約成本、減低污染和提高效率，從真正意義上實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目的全生命周期管理。

BIM 是一種以軟件平臺(tái)為基本支撐的新的管理技術(shù)流程，具有以下特點(diǎn)：

2.1.2 協(xié)調(diào)性：這個(gè)方面是建筑業(yè)中的重點(diǎn)內(nèi)容，不管是施工單位還是業(yè)主及設(shè)計(jì)單位，無不在做著協(xié)調(diào)及相配合的工作。一旦項(xiàng)目的實(shí)施過程中遇到了問題，就要將各有關(guān)人士組織起來開協(xié)調(diào)會(huì)，找各施工問題發(fā)生的原因，及解決辦法，然后出變更，做相應(yīng)補(bǔ)救措施等進(jìn)行問題的解決。建筑項(xiàng)目涉及到的人員多且雜亂，協(xié)調(diào)可能會(huì)涉及到多方人員，造成大量的管理工作，協(xié)調(diào)過程中多方利益和責(zé)任的劃分，會(huì)在一定程度上影響工程項(xiàng)目的工期、質(zhì)量等問題。BIM 的協(xié)調(diào)性一種是前期的碰撞處理，即BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期對(duì)各專業(yè)的碰撞問題進(jìn)行協(xié)調(diào)，生成協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)，提供出來另外一種是BIM 數(shù)據(jù)庫，建設(shè)項(xiàng)目的各種信息都儲(chǔ)存在BIM 數(shù)據(jù)庫中，如果出現(xiàn)問題，利用數(shù)據(jù)庫中的信息可以大量的減少協(xié)調(diào)工作，間接提高建筑價(jià)值。

2.1.3 模擬性：模擬性并不是只能模擬設(shè)計(jì)出的建筑物模型，還可以模擬不能夠在真實(shí)世界中進(jìn)行操作的事物。在設(shè)計(jì)階段，BIM 可以對(duì)設(shè)計(jì)上需要進(jìn)行模擬的一些東西進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，例如：節(jié)能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬、熱能傳導(dǎo)模擬等；在招投標(biāo)和施工階段可以進(jìn)行4D模擬（三維模型加項(xiàng)目的發(fā)展時(shí)間），也就是根據(jù)施工的組織設(shè)計(jì)模擬實(shí)際施工，從而來確定合理的施工方案來指導(dǎo)施工。同時(shí)還可以進(jìn)行5D 模擬（基于3D 模型的造價(jià)控制），從而來實(shí)現(xiàn)成本控制；后期運(yùn)營階段可以模擬日常緊急情況的處理方式的模擬，例如地震人員逃生模擬及消防人員疏散模擬等。

2.1.4 優(yōu)化性：事實(shí)上整個(gè)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營的過程就是一個(gè)不斷優(yōu)化的過程，當(dāng)然優(yōu)化和BIM 也不存在實(shí)質(zhì)性的必然聯(lián)系，但在BIM 的基礎(chǔ)上可以做更好的優(yōu)化、更好地做優(yōu)化。優(yōu)化受三樣?xùn)|西的制約：信息、復(fù)雜程度和時(shí)間。沒有準(zhǔn)確的信息做不出合理的優(yōu)化結(jié)果，BIM 模型提供了建筑物的實(shí)際存在的信息，包括幾何信息、物理信息、規(guī)則信息，還提供了建筑物變化以后的實(shí)際存在。復(fù)雜程度高到一定程度，參與人員本身的能力無法掌握所有的信息，必須借助一定的科學(xué)技術(shù)和設(shè)備的幫助?，F(xiàn)代建筑物的復(fù)雜程度大多超過參與人員本身的能力極限，BIM 及與其配套的各種優(yōu)化工具提供了對(duì)復(fù)雜項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化的可能。目前基于BIM 的優(yōu)化可以做項(xiàng)目方案優(yōu)化、特殊項(xiàng)目的設(shè)計(jì)優(yōu)化等工作。

2.1.5 可出圖性：BIM 并不是為了出大家日常多見的建筑設(shè)計(jì)院所出的建筑設(shè)計(jì)圖紙，及一些構(gòu)件加工的圖紙。而是通過對(duì)建筑物進(jìn)行了可視化展示、協(xié)調(diào)、模擬、優(yōu)化以后，可以幫助業(yè)主出如下圖紙：①綜合管線圖（經(jīng)過碰撞檢查和設(shè)計(jì)修改，消除了相應(yīng)錯(cuò)誤以后）；②綜合結(jié)構(gòu)留洞圖（預(yù)埋套管圖）；③碰撞檢查偵錯(cuò)報(bào)告和建議改進(jìn)方案。

BIM 不僅僅是幾種軟件產(chǎn)品，它是一種在軟件平臺(tái)上進(jìn)行項(xiàng)目管理的一種技術(shù)流程，通過BIM 團(tuán)隊(duì)的操作、應(yīng)用和管理，實(shí)現(xiàn)各種功能。斯坦福設(shè)施集成化工程中心(Center for Integrated Facility Engineering)定義BIM 的8 種功能分別為：明確需求、作為與非專業(yè)人士進(jìn)行溝通的工具、設(shè)計(jì)方案比選、沖突檢查與可建造性分析、創(chuàng)建圖紙、生成工程量、供應(yīng)鏈管理、進(jìn)行施工計(jì)劃安排。

2.2 BIM 在我國建設(shè)施工階段的功能實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用 施工階段是整個(gè)壽命周期中持續(xù)階段最長、工序最多、涉及參與人員最多的工程，施工階段的工作直接關(guān)系到工程質(zhì)量、進(jìn)度、成本的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。BIM 在我國建設(shè)施工階段的功能實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面：

2.2.1 三維圖形平臺(tái) 三維圖形平臺(tái)是支撐BIM 建模以及基于BIM 相關(guān)產(chǎn)品的底層支撐平臺(tái)。在數(shù)據(jù)容量、顯示速度、模型建造和編輯效率、渲染速度和質(zhì)量等方面，滿足BIM 應(yīng)用的各種支撐。

本次實(shí)驗(yàn)研究表明，RNA干擾Fascin表達(dá)后的宮頸癌細(xì)胞的體外增殖能力降低，說明Fascin在宮頸癌細(xì)胞生長中可能具有促進(jìn)作用。為明確Fascin對(duì)整體動(dòng)物腫瘤生長中的作用，我們進(jìn)一步研究了敲低Fascin對(duì)宮頸癌細(xì)胞裸鼠成瘤能力的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)敲低Fascin后的宮頸癌細(xì)胞裸鼠移植瘤體積和重量均降低，說明敲低Fascin同樣可以在體內(nèi)抑制宮頸癌細(xì)胞的生長，抑制腫瘤的增殖。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，敲低Fascin具有一定的抗宮頸癌細(xì)胞生長的作用，對(duì)治療宮頸癌具有積極意義。

2.2.2 虛擬施工 借助BIM 技術(shù)可以進(jìn)行項(xiàng)目虛擬場景漫游，在虛擬現(xiàn)實(shí)中身臨其境的開展方案體驗(yàn)和論證?？梢灾苯拥亓私庹麄€(gè)施工環(huán)節(jié)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)和工序，清晰地把握施工過程中的難點(diǎn)和要點(diǎn)，從而優(yōu)化方案、提高施工效率，確保施工方案的安全性。

2.2.3 碰撞檢查 BIM 的三維技術(shù)可以在前期進(jìn)行碰撞檢查，快速、全面、準(zhǔn)確地檢查出設(shè)計(jì)圖紙中的錯(cuò)誤和遺漏，減少圖紙中平立剖面之間、建筑圖與結(jié)構(gòu)圖之間、安裝與土建之間及安裝與安裝之間的沖突問題。施工階段的碰撞檢查還會(huì)結(jié)合施工方案、結(jié)構(gòu)偏差及深化設(shè)計(jì)方案查找碰撞點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)影響實(shí)際施工的碰撞點(diǎn)。減少設(shè)計(jì)變更和施工中的返工，提高施工現(xiàn)場的生產(chǎn)率，有利于保證質(zhì)量、節(jié)約成本、縮短工期和減低風(fēng)險(xiǎn)。

2.2.4 精細(xì)化材料管理 在建設(shè)成本中，材料費(fèi)約占60%，材料管理和施工成本和質(zhì)量密切相關(guān)，直接影響建設(shè)項(xiàng)目價(jià)值。目前我國建設(shè)行業(yè)材料方面還處于粗放型管理階段，材料浪費(fèi)等各種問題不斷出現(xiàn)。應(yīng)用BIM 可精細(xì)化材料計(jì)劃，進(jìn)行材料用量對(duì)比，限額領(lǐng)料，控制材料飛單等。在材料的運(yùn)輸及垂直運(yùn)輸方面的材料控制都發(fā)揮一定的作用。

2.2.5 精確算量與成本控制 工程量統(tǒng)計(jì)結(jié)合4D 的進(jìn)度控制，就是BIM 在施工中的5D 應(yīng)用。BIM 是一個(gè)豐富的工程信息數(shù)據(jù)庫，可以真實(shí)地提供造價(jià)管理所需的工程量信息，借助這些信息，計(jì)算機(jī)可以快速地對(duì)各種構(gòu)件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)行工程量計(jì)算，保證了工程量計(jì)算的準(zhǔn)確性。在對(duì)內(nèi)成本中可進(jìn)行內(nèi)部多算對(duì)比和分包班組工程量核對(duì)，還可以作為索賠的支撐。

2.2.6 現(xiàn)場整合與協(xié)同工作 BIM 集成了建筑物的完整信息，給項(xiàng)目參建各方提供了一個(gè)三維的、便于交流、便于協(xié)同工作的平臺(tái)，從而幫助現(xiàn)場人員更好地理解項(xiàng)目，方便洽商，達(dá)成共識(shí)。

2.2.7 數(shù)字化加工與工廠化生產(chǎn) BIM 結(jié)合數(shù)字化制造，對(duì)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行數(shù)字加工，能夠提高建筑企業(yè)的生產(chǎn)效率。

BIM 在建設(shè)施工階段的這些作用的綜合效應(yīng)，就是減少施工過程中的人力物力時(shí)間等資源的浪費(fèi)，提高工作效率，保證工程質(zhì)量，從而增加了建設(shè)工程的經(jīng)濟(jì)效益和價(jià)值。

3 我國建設(shè)施工階段BIM 應(yīng)用過程中存在的問題

BIM 自2002年引入中國建筑行業(yè)，其發(fā)展一直比較緩慢，直到2009年才開始受到行業(yè)各界的重視，近幾年有發(fā)展BIM 熱的趨勢。

BIM 在我國建筑業(yè)的應(yīng)用主要集中在設(shè)計(jì)和施工階段。建設(shè)施工階段持續(xù)時(shí)間較長，人力物力等各種資源繁多復(fù)雜，工序和各方交接冗雜，這些特點(diǎn)給施工階段帶來各種問題，影響建設(shè)工程項(xiàng)目的成本、工期和質(zhì)量。在建設(shè)施工階段有效的應(yīng)用BIM 可以很大程度上提高建設(shè)工程項(xiàng)目價(jià)值。經(jīng)過這些年的發(fā)展應(yīng)用，根據(jù)我國一些企業(yè)的總結(jié)，在建設(shè)項(xiàng)目中應(yīng)用BIM 以加快進(jìn)度10%左右，提高利潤10%左右。

現(xiàn)在很多施工單位都認(rèn)識(shí)到了BIM 的價(jià)值，積極開展應(yīng)用，但在這中間存在這一些問題，不同程度上影響B(tài)IM 的價(jià)值體現(xiàn)和發(fā)展。本文從以下三個(gè)方面分析我國建設(shè)施工階段BIM 應(yīng)用存在的問題，并探討其解決方向：

3.1 BIM 認(rèn)識(shí)的不完全 BIM 在國外的發(fā)展所帶來的利益是有目共睹的，我國很多施工企業(yè)也開始大力發(fā)展BIM 應(yīng)用。但是有很多企業(yè)沒有清楚或者完全的認(rèn)識(shí)到BIM 是什么，BIM 可以做什么，怎么應(yīng)用BIM 等問題，就開始樹立BIM 的大旗。這樣就導(dǎo)致了BIM 熱的表象，從根本上偏離了引入BIM 的初衷，甚至給企業(yè)帶來虧損。比如在選擇BIM 產(chǎn)品的時(shí)候，沒有正確的評(píng)估本企業(yè)的引入目標(biāo)和各種BIM 產(chǎn)品的功能，導(dǎo)致引入的BIM 產(chǎn)品根本達(dá)不到預(yù)期的效果，干不了活，白白浪費(fèi)資金的同時(shí)也間接降低了BIM 的價(jià)值。

所以從根本上正確完整地認(rèn)識(shí)BIM 是很重要的，這是一個(gè)方向性的問題，企業(yè)發(fā)展BIM 的根本。在沒有認(rèn)清BIM 的情況下，盲目的“拿來主義”會(huì)帶著施工階段的BIM應(yīng)用走上彎路。馬智亮等人在建設(shè)BIM 技術(shù)研究與應(yīng)用論壇上也提到過BIM 熱的不理性。這種不理性的BIM 熱不僅不能幫助施工企業(yè)進(jìn)行技術(shù)發(fā)展，還會(huì)給BIM 的發(fā)展造成很大的阻礙。

3.2 模型建立不完善 BIM 模型中包含的建筑信息不是一次完成輸入的，它是隨著建設(shè)項(xiàng)目生命周期的發(fā)展不斷完善的，動(dòng)態(tài)豐富發(fā)展的，這些信息跟著工程項(xiàng)目進(jìn)程要及時(shí)更新，否則BIM 就會(huì)損失或失去其指導(dǎo)管理的意義。

BIM 是一個(gè)貫穿建設(shè)項(xiàng)目全壽命周期的過程管理，從設(shè)計(jì)到施工到運(yùn)維，這些階段的BIM 不可能用一種BIM產(chǎn)品做下來，這中間就會(huì)出現(xiàn)模型數(shù)據(jù)的傳輸問題。各階段的重點(diǎn)不同，前一階段的模型后一階段很難直接拿來使用，如設(shè)計(jì)階段的模型在施工階段必須經(jīng)過詳細(xì)的完善才能用來指導(dǎo)施工；其次由于利益和知識(shí)的保護(hù)，企業(yè)之間的模型很難實(shí)現(xiàn)共用；第三，各種BIM 產(chǎn)品之間的數(shù)據(jù)傳輸，BIM 理論和應(yīng)用的快速發(fā)展，刺激著BIM 軟件的飛速發(fā)展，現(xiàn)在市場上的BIM 產(chǎn)品雖不能說是百家齊放也是多種多樣，但是各種BIM 產(chǎn)品之間的數(shù)據(jù)傳輸并不能暢通的進(jìn)行，甚至有些產(chǎn)品的數(shù)據(jù)不能互相傳遞，這種情況就要再次建模，造成大量人力物力的浪費(fèi)，也阻礙了BIM的工作效率。

3.3 BIM 應(yīng)用不全面 在建設(shè)施工階段很好的應(yīng)用BIM 可以帶來很大的價(jià)值，如精細(xì)化管理能力的提升，技術(shù)能力的提升，管理效率的提升，更流暢的協(xié)同共享等等。我國建設(shè)施工階段的BIM 應(yīng)用處在發(fā)展初期，BIM 功能實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用都不太全面，很多建設(shè)工程項(xiàng)目的施工階段BIM 應(yīng)用，只是發(fā)揮其中一項(xiàng)或者幾項(xiàng)作用，且各作用不能很好的系統(tǒng)應(yīng)用，大大降低了BIM 的功能。在BIM 采購費(fèi)用一定的情況下，功能的大幅度下降，降低了BIM 在建設(shè)施工階段的應(yīng)用價(jià)值，阻礙BIM 在建設(shè)施工階段的發(fā)展。

BIM 在我國建設(shè)施工階段的應(yīng)用可能還存在其他各種的問題，但歸根結(jié)底都離不開這幾方面，我們應(yīng)該及時(shí)認(rèn)識(shí)并解決這些問題，使BIM 這種先進(jìn)的管理技術(shù)流程在我國建設(shè)施工階段發(fā)揮其真正的功能和作用，提高施工質(zhì)量，減少資源浪費(fèi)，最終達(dá)到提高建設(shè)項(xiàng)目價(jià)值的目的。

4 對(duì)策

BIM 要發(fā)展這些問題是必須要解決的，這些問題的存在會(huì)降低BIM 應(yīng)用的價(jià)值，使其功能和作用不能得到完全的發(fā)揮，在事物發(fā)展初期會(huì)嚴(yán)重阻礙其發(fā)展。

首先，要學(xué)習(xí)BIM 掌握BIM，不停留于淺層次的了解解和知道，在大方向上正確把握，應(yīng)用BIM 指導(dǎo)施工，幫助施工企業(yè)技術(shù)進(jìn)步，提高建設(shè)工程項(xiàng)目價(jià)值。企業(yè)的高層一定要參與到BIM 中，在方向上給企業(yè)導(dǎo)航，培養(yǎng)BIM專業(yè)團(tuán)隊(duì)，使BIM 應(yīng)用專業(yè)化。

其次，各種BIM 產(chǎn)品之間的數(shù)據(jù)傳輸，我國現(xiàn)在幾家大的建筑軟件公司如魯班、廣聯(lián)達(dá)等都已經(jīng)在BIM 方面投入了研究，做出的BIM 產(chǎn)品也投入市場，收到了一定的效果，相信未來的不久數(shù)據(jù)的傳輸也可以很好的解決，使各種BIM 產(chǎn)品之間可以暢通的進(jìn)行傳輸，且盡量避免傳輸過程中的數(shù)據(jù)丟失。

第三，數(shù)據(jù)共享，建設(shè)項(xiàng)目各參與方屬于不同的利益體，數(shù)據(jù)是企業(yè)的保護(hù)點(diǎn)，這是數(shù)據(jù)共享的門檻。短時(shí)間內(nèi)不可能跨過去，要加強(qiáng)設(shè)計(jì)、施工等階段和施工各方的銜接溝通，共同建立完善的BIM 模型，就要使他們擁有共同的利益體，比如現(xiàn)在提倡的設(shè)計(jì)施工采購總承包模式，這種模式可以在一定范圍內(nèi)解決這一問題，減少BIM 工作量，提高BIM 模型的價(jià)值。

最后要加強(qiáng)BIM 應(yīng)用在人才的培訓(xùn)教育，逐漸使BIM 應(yīng)用普遍化全面化，提高其在施工階段的應(yīng)用價(jià)值，有助于其快速發(fā)展。

建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)用BIM 是不可阻擋的趨勢，不發(fā)展BIM就跟不上時(shí)代的發(fā)展腳步，建設(shè)行業(yè)就會(huì)落后。我國建設(shè)施工階段的BIM 應(yīng)用在發(fā)展中存在這樣那樣的問題，但是相信這些問題都會(huì)很快的得到解決，進(jìn)入BIM 高速發(fā)展的時(shí)代。

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