柳建華 （蘇州工藝美術(shù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 蘇州 215004）

1 BIM概念和優(yōu)勢(shì)

建筑信息模型（Building Information Modeling），簡稱BIM，最早于1975年，由“BIM之父”——喬治亞理工大學(xué)的Charles Eastman教授創(chuàng)建。簡單說，就是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成建筑工程項(xiàng)目全生命周期中各種相關(guān)信息的工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型，對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目進(jìn)行的相關(guān)信息詳盡的數(shù)字化表達(dá)。BIM理念的誕生一方面基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，另一方面也迫于人類建造項(xiàng)目的超大型化、復(fù)雜化的壓力。進(jìn)入21世紀(jì)，人類已進(jìn)入信息化的后工業(yè)社會(huì)。在計(jì)算機(jī)、大容量存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等硬件水平達(dá)到一定程度時(shí)，對(duì)于海量數(shù)據(jù)的管理、分析、量化、傳輸、共享已經(jīng)沒有技術(shù)瓶頸。

BIM建筑數(shù)據(jù)模型不僅僅是簡單的將建筑的各階段的數(shù)字信息進(jìn)行集成，更有價(jià)值的是對(duì)大數(shù)據(jù)信息的分析挖掘應(yīng)用。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，各種數(shù)據(jù)在BIM信息平臺(tái)上豐富和傳遞后的附加值非常大。在設(shè)計(jì)、建造以及運(yùn)營的整個(gè)生命周期中，建筑信息模型可以實(shí)現(xiàn)集成管理，通過信息數(shù)據(jù)模型和管理行為模型的相互匹配，促成了整個(gè)建造運(yùn)營過程管理理念及方法的根本改變，促進(jìn)了管理模式的變革，大大促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)力的發(fā)展。

2 BIM國際發(fā)展?fàn)顩r

國外的BIM發(fā)展已經(jīng)充分顯示了其帶來的行業(yè)變革和行業(yè)價(jià)值。以美國為例，美國的BIM標(biāo)準(zhǔn)共有5個(gè)方面：性能、效率、質(zhì)量、安全、可預(yù)測(cè)性。這5個(gè)方面在建筑的全生命周期過程中，通過數(shù)據(jù)的收集、信息的創(chuàng)建、管理、分析、共享，使數(shù)據(jù)發(fā)揮前所未有的作用。BIM概念提出早期由于受到計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等硬件技術(shù)的限制，其深度和廣度都不大。進(jìn)入21世紀(jì)后BIM系統(tǒng)也得以進(jìn)入一個(gè)全新發(fā)展和大規(guī)模應(yīng)用的階段，開始形成相應(yīng)的制度化的技術(shù)指南和標(biāo)準(zhǔn)。

Building SMART聯(lián)盟（Building SMART Alliance BSA）是美國建筑科學(xué)研究院（National Institute of Building Science，NIBS）在信息資源和技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)專業(yè)委員會(huì)，成立于2007年，同時(shí)也是Building SMART國際（Building SMART International，BSI）的北美分會(huì)。BSI的前身是國際數(shù)據(jù)互用聯(lián)盟（International Alliance of Interoperability，IAI），開發(fā)了和維護(hù)IFC（Industry Foundation Classes）標(biāo)準(zhǔn)以及Open BIM標(biāo)準(zhǔn)。

BSA致力于BIM的推廣與研究，使項(xiàng)目所有參與者在項(xiàng)目生命周期階段能共享準(zhǔn)確的項(xiàng)目信息。通過收集和共享項(xiàng)目信息與數(shù)據(jù)，可以有效地節(jié)約成本、減少浪費(fèi)。因此，美國BSA的目標(biāo)是在2020年之前，幫助建設(shè)部門節(jié)約31%的浪費(fèi)或者節(jié)約4億美元。BSA下屬的美國國家BIM標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目委員會(huì)（The National Building Information Model Standard Project Committee-United States，NBIMS-US）是專門負(fù)責(zé)美國國家BIM標(biāo)準(zhǔn)（National Building Information Model Standard，NBIMS）的研究與制定。2007年12月，NBIMS-US發(fā)布了NBIMS的第一版的第一部分，主要包括了關(guān)于信息交換和開發(fā)過程等方面的內(nèi)容，明確了BIM過程和工具的各方定義、相互之間數(shù)據(jù)交換要求的明細(xì)和編碼，使不同部門可以開發(fā)充分協(xié)商一致的BIM標(biāo)準(zhǔn)，更好地實(shí)現(xiàn)協(xié)同。2012年5月，NBIMS-US發(fā)布NBIMS的第二版的內(nèi)容（圖1）。NBIMS第二版的編寫過程采用了一個(gè)開放投稿（各專業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)）、民主投票決定標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容（Open Consensus Process），因此，也被稱為是第一份基于共識(shí)的BIM標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 美國國家BIM標(biāo)準(zhǔn)第一版與第二版

除美國之外，從2010年起，歐洲、亞洲的日本、韓國、新加坡、香港等國家和地區(qū)也開始致力于BIM應(yīng)用的推廣和標(biāo)準(zhǔn)的制定。BIM系統(tǒng)在當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，體現(xiàn)出了優(yōu)于傳統(tǒng)人工主觀管理的巨大優(yōu)勢(shì)，使得工程過程管理更系統(tǒng)、更精準(zhǔn)、更全面。由于它體現(xiàn)出的無與倫比的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，因此很多歐美大型復(fù)雜項(xiàng)目已經(jīng)非BIM系統(tǒng)無法管理。所以目前歐美大部份國家已經(jīng)要求新建的大型公建項(xiàng)目必須使用BIM系統(tǒng)，以致于現(xiàn)在應(yīng)用BIM的項(xiàng)目數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于仍采用傳統(tǒng)手段的項(xiàng)目數(shù)量。

3 國內(nèi)BIM發(fā)展現(xiàn)狀

我國從2003年開始引入BIM系統(tǒng)的概念，但是目前國內(nèi)BIM的應(yīng)用主體主要為設(shè)計(jì)單位，應(yīng)用項(xiàng)目主要為空間建模和碰撞檢測(cè)，這些應(yīng)用只涉及BIM的冰山一角。在2010年，清華大學(xué)通過研究，參考NBIMS，結(jié)合調(diào)研提出了中國建筑信息模型標(biāo)準(zhǔn)框架（Chinese Building Information Modeling Standard，簡稱CBIMS），并且創(chuàng)造性地將該標(biāo)準(zhǔn)框架分為面向IT的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與面向用戶的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。

2011年5月，住建部發(fā)布的《2011-2015建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》中，明確指出：在施工階段開展BIM技術(shù)的研究與應(yīng)用，推進(jìn)BIM技術(shù)從設(shè)計(jì)階段向施工階段的應(yīng)用延伸，降低信息傳遞過程中的衰減；研究基于BIM技術(shù)的4D項(xiàng)目管理信息系統(tǒng)在大型復(fù)雜工程施工過程中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑工程有效的可視化管理等。通過對(duì)建筑信息模型的建立收集整合，不僅對(duì)單體建筑的全生命周期設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營階段中節(jié)約資源和時(shí)間的投入，更在建筑形成集群后，提高城市的建設(shè)和運(yùn)營管理水平和效率。

2010與2011年，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)、中國建筑業(yè)協(xié)會(huì)工程建設(shè)質(zhì)量管理分會(huì)、中國建筑學(xué)會(huì)工程管理研究分會(huì)、中國土木工程學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用分會(huì)組織并發(fā)布了《中國商業(yè)地產(chǎn)BIM應(yīng)用研究報(bào)告2010》和《中國工程建設(shè)BIM應(yīng)用研究報(bào)告2011》。雖然樣本不多，一定程度上反映了BIM在我國工程建設(shè)行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀。根據(jù)兩屆的報(bào)告，關(guān)于BIM的知曉程度從2010年的60%提升至2011年的87%。2011年，共有39%的單位表示已經(jīng)使用了BIM相關(guān)軟件，而其中以設(shè)計(jì)單位居多。

在產(chǎn)業(yè)界，前期主要是設(shè)計(jì)院、施工單位、咨詢單位等對(duì)BIM進(jìn)行一些嘗試。最近幾年，業(yè)主對(duì)BIM的認(rèn)知度也在不斷提升，SOHO董事長潘石屹已將BIM作為SOHO未來三大核心競爭力之一；萬達(dá)、龍湖等大型房產(chǎn)商也在積極探索應(yīng)用BIM；上海中心、上海迪士尼等大型項(xiàng)目要求在全生命周期中使用BIM；其他項(xiàng)目中也逐漸將BIM寫入招標(biāo)合同，或者將BIM作為技術(shù)標(biāo)的重要亮點(diǎn)。

4 BIM系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化

4.1 BIM橫向聯(lián)系的標(biāo)準(zhǔn)化問題

由于建筑物的生命周期長，涉及的專業(yè)眾多，使得與建筑物相關(guān)的數(shù)據(jù)非常復(fù)雜，并且各個(gè)專業(yè)之間的交換數(shù)據(jù)中可能會(huì)由于沒有及時(shí)更新而造成施工中的錯(cuò)誤。這些數(shù)據(jù)完整性以及數(shù)據(jù)交換性的問題一直困擾著建筑產(chǎn)業(yè)，并且給建筑業(yè)造成了巨額的浪費(fèi)。近些年隨著人們對(duì)與建筑信息模型的日益關(guān)注，通過以建筑為基礎(chǔ)的軟件數(shù)據(jù)交換形成高效連續(xù)的工作流漸漸成為熱門話題，而IFC目前是唯一支持這種交互性的公共標(biāo)準(zhǔn)。

建筑對(duì)象的工業(yè)基礎(chǔ)類（Industry Foundation Class——IFC）數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn)是由國際協(xié)同聯(lián)盟（International Alliance for Ineteroperability——IAI）在1995年提出的標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)是為了促成建筑業(yè)中不同專業(yè)，以及同一專業(yè)中的不同軟件可以共享同一數(shù)據(jù)源，從而達(dá)到數(shù)據(jù)的共享及交互。IAI成立于1995年，其主要使命為提出工業(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，使得建筑項(xiàng)目全生命周期中的信息在不同專業(yè)中能夠?qū)崿F(xiàn)共享。

4.2 BIM實(shí)際建模的標(biāo)準(zhǔn)化問題

BIM系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化其實(shí)是以制造業(yè)和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ)和前提的，非標(biāo)體系在實(shí)際運(yùn)行過程中勢(shì)必造成巨大人力物力的浪費(fèi)，降低生產(chǎn)效率。建筑的建造涉及的材料、產(chǎn)品品種、類型較多，相關(guān)工藝水平較為復(fù)雜，專業(yè)涵蓋面極廣，因此主流材料信息的標(biāo)轉(zhuǎn)化是BIM系統(tǒng)建立所必須的。BIM的建立不僅是建筑業(yè)的事，也是全行業(yè)的事。將來產(chǎn)品的存在將會(huì)以兩種形式，一種實(shí)物，一種3D虛擬的，它們對(duì)所處系統(tǒng)的價(jià)值可以說同等重要。制作業(yè)成熟的產(chǎn)品生產(chǎn)流程通過標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)字對(duì)接口，實(shí)現(xiàn)與BIM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享和覆蓋，將是打開BIM推廣瓶頸的關(guān)鍵。

5 BIM促發(fā)新的管理體系

傳統(tǒng)的管理模式更著重于人的主觀分析，而基于的信息量偏少、片面都是導(dǎo)致人主觀判斷偏差的關(guān)鍵因素。與此相反，BIM系統(tǒng)則整理了全過程資料，信息量豐富全面，而且基于計(jì)算機(jī)技術(shù)，使得查詢、分析、匯總、統(tǒng)計(jì)等等都不費(fèi)吹灰之力。因此，基于信息時(shí)代的BIM全新管理模式比傳統(tǒng)模式來得更全面、準(zhǔn)確、客觀。

BIM的最大價(jià)值在與準(zhǔn)確描述項(xiàng)目全生命周期，這一作用已經(jīng)被大家所公允。階段式的管理模式已無法促發(fā)它整體價(jià)值的體現(xiàn)，而且由于階段式管理模式的投入成本和利用率比值較大，BIM的真正價(jià)值會(huì)被傳統(tǒng)管理手段的優(yōu)化所掩蓋。因此，目前急需一種全新的、著眼于全過程的管理模式在時(shí)間維度上與之相匹配。

綜合而言，人和計(jì)算機(jī)可以各取所長，以低成本的虛擬運(yùn)作后，人工決策于現(xiàn)實(shí)的實(shí)際運(yùn)作。這樣可以將人從繁重的信息收集整理中脫離出來，回歸管理的本源，促發(fā)在信息環(huán)境下的管理運(yùn)作新模型。

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