顏世強 馬國豐 郝可可

摘要：概念是內涵和外延的辯證統(tǒng)一。BIM外延的多元化飛速發(fā)展超越了BIM內涵的解釋能力，進而造成了BIM的認知困境。從概念的內涵和外延角度，回顧BIM概念形成和發(fā)展的歷史，對國內外代表性BIM概念進行評述。以科學、技術、工程三元論思路從哲學角度對BIM概念的本質性內涵進行深入研究，探尋BIM本質，并基于此展望BIM和BIM研究未來發(fā)展的趨勢。認為：BIM是具有科學、技術和工程三元屬性的人工物;BIM將發(fā)展為由科學、技術和工程三個維度構成的復雜系統(tǒng);從社會、經濟和環(huán)境視角對BIM系統(tǒng)進行研究是未來BIM研究的重要發(fā)展方向之一。

Abstract： The concept is the dialectical unification of outer extension and connotation. The rapid development of the diversification on the outer extension of BIM surpasses the explanatory ability of the BIM connotation. Thus， the cognitive dilemma on BIM was formed. By reviewing the history of the formation and development of BIM concept from the perspective of the concept's connotation and extension， the? representative BIM concepts at home and abroad are commented on. Based on the theoretical method of science， technology and engineering ternary theory， the deep research on essential connotation of BIM concept is performed from a philosophical perspective. The future development trend of BIM and BIM research is prospected on the basic of the above analysis. BIM is an artificial object with three attributes including science， technology and engineering. BIM will develop into a complex system composed of science， technology and engineering. The research on BIM system from the perspective of society， economy and environment is considered to be one of the most important directions for the future development of BIM research.

關鍵詞：BIM;本質;哲學

Key words： BIM;essence;philosophy

中圖分類號：TU17? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）22-0232-04

0? 引言

自2003年美國總務署（GSA）提出世界上第一個BIM發(fā)展計劃以來，經過十余年的發(fā)展，BIM在全球范圍迅速鋪開。隨著BIM在技術層面和工具層面的發(fā)展和完善，BIM的應用日趨廣泛。BIM的內容越來越豐富，形成了由理念、軟件、平臺、數據模型、操作方法、標準和規(guī)范共同構成的復雜系統(tǒng)。①

由于BIM本身的復雜性、抽象性和BIM事業(yè)的飛速發(fā)展。目前我國BIM從業(yè)者圍繞“BIM究竟是什么？”和“究竟什么可以稱為BIM？”兩個問題產生了智能模擬論、數字化表達論、技術論、BIM多元論等多種論點。智能模擬論、數字化表達論、技術論、BIM多元論雖然基本包含了BIM現有的外延，實現了對BIM爭議的表層統(tǒng)一，卻既不能在邏輯上解釋BIM多元共存的現象，也不能預測BIM未來的發(fā)展。對BIM的認知困境由此形成。

概念是通過對特征的獨特組合而形成的知識單元①。外延是概念所對應的客體的總和①。內涵是一個概念的全部特征①。概念是內涵和外延的辯證統(tǒng)一，內涵和外延是概念不可或缺的組成部分。內涵與外延的關系就是屬性與本體的關系，實質上是現象與本質的關系。人們要了解現象，就必須揭示其本質，而要認識本質就必須考察現象②。因此，BIM的認知困境本質上是既有BIM概念的內涵無法解釋BIM日益豐富化、多元化的外延所造成的矛盾。破解BIM認知困境的關鍵在于對BIM的內涵進行發(fā)展，使之與BIM的外延相匹配。內涵的發(fā)展包括內涵的深化發(fā)展、廣化發(fā)展和代謝發(fā)展②。既有的BIM概念演化主要是對內涵的廣化發(fā)展和代謝發(fā)展。它解決了BIM概念的擴容問題，將眾多異質性特征都統(tǒng)一納入到了BIM的概念框架之內。本質性內涵與一般性內涵不同。一般性內涵是對概念的淺表性特征的概括。本質性內涵是對概念本質屬性的描述和底層發(fā)展邏輯的表達。要解釋BIM各要素的系統(tǒng)構成關系，探討B(tài)IM的底層發(fā)展邏輯，進而對BIM進行展望，就必須對BIM概念的內涵向本質層面進行深化研究。

1? BIM概念發(fā)展歷史回顧

1.1 BIM概念的形成

二十一世紀第一個十年，是BIM由主觀存在擴展到主客觀并存的關鍵階段。2003年到2009年，美國通過一系列技術研究、工具研發(fā)和應用探索實現了BIM由概念方案到具體技術、標準和工具的跨越式發(fā)展。2003年Autodesk公司提出BIM的第一個系統(tǒng)概念“建筑信息模型是指建筑物在設計和建造過程中，創(chuàng)建和使用的‘可計算數字信息。而這些數字信息能夠被程序系統(tǒng)自動管理，使得經過這些數字信息所計算出來的各種文件，自動地具有彼此吻合、一致的特性③?！痹摳拍钍窃贏utodesk公司開發(fā)第一版Revit軟件過程中提出的。它代表了軟件開發(fā)商對BIM的認識。在這個概念中，BIM的內涵在Nederveen④和Tolman的基礎上又發(fā)展出了“協(xié)同化”和“自動化”的新內容。而這個概念中的外延從“Aspect Model”發(fā)展到了“可計算數字信息”。2006年美國制定了第一個BIM發(fā)展規(guī)劃。2007年美國建筑科學研究院開始研究BIM的專項技術。發(fā)展規(guī)劃和專項技術為代表的BIM新客觀存在剛剛面世，未被該概念納入到外延之中。由于人們對于BIM新外延的研究和理解不夠深入。BIM的內涵發(fā)展還延續(xù)著BIM理念的既有發(fā)展慣性。從內涵角度講，該階段BIM的內涵已經包括了“可視化”、“可量化”、“模型化”、“集成化”、空間化”、“協(xié)同化”、“參數化”和“自動化”。在這個階段，BIM的基本內涵已經成形;BIM外延的多元化發(fā)展趨勢逐漸形成。BIM內涵與外延的不匹配矛盾也逐漸顯現出來。

1.2 BIM概念的主要流派

隨著BIM研究的深入和BIM工具與方法的逐漸成熟。美國的工程企業(yè)、協(xié)會紛紛提出各自對BIM的定義。其中最具代表性的有美國國家建筑信息模型標準委員會（The National Building Information Modeling Standards Committee，NBIMS）⑤、M.A.Mortenson公司⑥和McGraw-Hill建筑公司⑦。它們分別將BIM定義為“生產和使用數據模型的過程”、“智能化模擬”、“數字化表達”。在借鑒美國BIM概念的基礎上，中國的BIM研究者和應用者圍繞BIM的定義發(fā)展出技術論、智能模擬論、數字化表達論和多元復合論四大類觀點。各種BIM概念既體現了BIM的復雜性，又反映了既有BIM概念的局限性。對這些觀點的評述將為BIM本質性內涵的挖掘打下基礎。

2? BIM本質性內涵的哲學深化

現有的代表性BIM概念都存在著正確性和淺表性特征。它們的外延具有開放性，基本涵蓋了BIM的所有客體。但是其內涵雖然提煉了外延的基本特征卻既不能探討B(tài)IM的深層發(fā)展邏輯，也不能建立起B(yǎng)IM多元化外延的內在聯系機制，更不能從社會和經濟層面對BIM未來的發(fā)展做出展望。要解決上述問題，必須對BIM的內涵進行深化發(fā)展，探討B(tài)IM的哲學本質屬性。前文已經對BIM的技術屬性進行了論證。但是BIM的本質屬性并非僅局限于技術性，它還存在科學屬性和工程屬性。

2.1 BIM的科學性

BIM作為一個人工物肯定不是科學，但是BIM科學是否存在卻是一個值得商榷的問題。要探討這個問題需從科學本身入手，探討圍繞BIM所開展的研究是否符合科學的條件?！翱茖W”源自日本對“science”一詞的翻譯，意思是“分科之學問”。這個定義是對十九世紀西方科學一般特征的準確描述。但是隨著科學的發(fā)展，人們對于科學的認識亦在不斷深化，從格物致知之學到系統(tǒng)調理之知識。綜合前人的主流觀點可以認為科學是來源于社會實踐的，關于自然界、社會和思維的，得到驗證和發(fā)展的知識體系?？茖W是精神文明的重要組成部分。

2.1.1 BIM研究具有科學特征

李醒民教授⑧提出科學具有普遍性、簡單性、近似性、層次性、客觀性、主觀性和符號性七條性質，而BIM研究基本具備這些特征。

①BIM研究具有普遍性。雖然BIM在不同的應用情境中發(fā)揮著不同的作用。但是，我們是可以在所有的BIM應用研究中，總結出BIM方法和思想上的規(guī)律性的。那就是運用數字化、集成化、模擬化的方法和思路去解決工程管理中的問題。不過BIM的運用雖然有規(guī)可循，卻并不成熟。

②BIM研究具有簡單性?？茖W的簡單性是指科學以簡約之法，去異求同得出科學之真實。從當前BIM的研究現狀可以看出，BIM的研究主要集中在應用研究上，是對BIM具體情景的應用和具體工具開發(fā)的探索。BIM研究在總結BIM應用的規(guī)律方面體現了科學的簡單性。

③BIM研究具有近似性?？茖W的近似性是指科學研究的成果只能無限逼近真實，而不能完全地反映真實。根據王星拱的分類，科學之真實可以劃分為經驗的真實、方法的真實和擅定的真實。BIM的研究中以BIM的實際應用效果來驗證BIM應用方法和手段的有效性的研究屬于經驗的真實。而BIM軟件的開發(fā)和模型優(yōu)化則屬于工具性創(chuàng)新，并不屬于科學的三個真實。BIM的研究是以充分發(fā)揮BIM的效果為核心目標而展開的。BIM的研究就是在探索將BIM發(fā)揮出最大效益的狀態(tài)，以及追求可以概括、描述和統(tǒng)治BIM最佳狀態(tài)的規(guī)律。在這個方面，BIM研究體現出了科學的近似性。

④BIM研究具有層次性。BIM是數字化技術和信息科學應用于建設工程管理領域的產物。BIM符合信息科學的規(guī)律，又具有數字化技術的特征。但是在BIM的研究中，并未出現獨屬于BIM研究的一級定律。而BIM的二級定律則隨著BIM研究的推進在逐步形成和完善。因此，從這個角度講，BIM的研究雖然具有層次性，卻并不完整。它如果是科學的話，那也必屬于某一科學領域的分支，而不會是獨立的科學。

⑤BIM研究具有客觀性。BIM雖然是由人的主觀意志誕生的產物。但是它在誕生之后就不再僅僅遵循人類的意志而發(fā)展。雖然BIM是否是技術尚存在爭議，但是BIM肯定具有技術的屬性。而技術的發(fā)展是具有其自身規(guī)律性的。因此，BIM研究具有客觀性。

⑥BIM研究具有主觀性和符號性。BIM是一個抽象的概念。它產生于科學家的大腦，是由一系列概念和設想堆砌而成的體系。BIM本身就是一個符號，是人們?yōu)榱嗣枋鲂畔⒒墓こ坦芾矶l(fā)明的概念。因此，BIM具有主觀性和符號性。它的發(fā)生、發(fā)展都將受到人們對BIM的期望和探索的影響。

2.1.2 BIM研究方法具有科學研究特征

從研究方法上講，科學研究主要有兩種方法——歸納和演繹。BIM的主要研究方向中，圍繞具體情景應用的研究一方面采用歸納法，從應用情境中總結BIM應用的規(guī)律;另一方面，采用演繹法將BIM應用的規(guī)律推廣到其他的應用情境中。針對BIM工具的研究則主要是運用軟件、硬件開發(fā)技術對BIM的工具進行開發(fā)和改進，屬于技術和工程范疇。針對BIM標準的研究一方面借鑒國外的先進經驗，另一方面從國內的BIM應用中提煉標準，也屬于演繹和歸納的范疇。因此，BIM的研究方法具有科學研究方法特征。但是，BIM的因果律尚未得到良好的提煉，BIM研究的范式也尚未成熟。因此，BIM研究雖具有成為科學的潛力，卻尚未跨過科學殿堂的門檻。

2.1.3 BIM和BIM研究的產生和發(fā)展模式具有科學研究特征

錢學森院士⑨指出科學研究的任務主要來自于生產實踐的需求和學科發(fā)展的需求。BIM是數字化技術和信息科學應用于工程管理領域的產物，屬于技術在自身發(fā)展規(guī)律作用下的必然結果。而BIM的研究主要來自于其應用過程中所產生的一系列需要。BIM研究的過程就是解決BIM應用中一系列問題的過程。因此，BIM和BIM的研究在發(fā)生和發(fā)展兩個維度具有鮮明的科學研究特征。

綜上所述，雖然BIM本身并不是科學，但是圍繞BIM而開展的一部分研究帶有鮮明的科學特征，應該劃分到科學研究范疇，另一部分研究則帶有鮮明的工具創(chuàng)新特征，不屬于科學研究范疇。錢學森院士⑩將科學劃分為自然科學、科學的社會科學、技術科學和工程技術、工程技術綜合四個部分。BIM是在信息科學和工程管理科學基礎上衍生出來的，由數字化技術、計算機技術、互聯網技術和工程管理技術共同組成。因此，圍繞BIM所產生的研究應該處在工程技術綜合這個范疇之內。

2.2 BIM的工程性

工程概念最早出現在中世紀的歐洲。它主要被應用于軍事器械生產的過程、操作者和建造者。隨著時間的推移，工程概念的內涵和外延逐漸拓展，形成了包括設計與藝術核心論和工具核心論兩種過程主義理論的新過程主義工程概念。本文將運用李伯聰教授{11}所提出的科學、技術、工程三元理論從活動內容、性質、成果、對象和思維方式方面論證BIM的工程屬性。

第一、BIM活動是一種建造性活動。現有的BIM應用點都是圍繞建設工程項目的建造過程而出現的。而圍繞BIM本身所展開的生產活動無論是在規(guī)則層、數據層還是應用層上都是對BIM體系和產品的構建和完善過程。因此，BIM的生產活動和研發(fā)活動均屬于建造性活動。

第二、BIM活動的成果既包括建設工程產品和設施等物質產品，也包括方法、規(guī)律和訣竅等抽象產品。目前，圍繞BIM所展開的生產活動的產出不僅有建設工程、建設工程信息模型和BIM工具，還有包括BIM標準、規(guī)則、方法和規(guī)律等帶有鮮明技術特征和科學特征的產品。

第三、BIM的活動對象和思維兼具一次性和普遍性特征。李伯聰教授指出，科學的對象是具有普遍性的規(guī)律;技術的對象是具有普遍性的方法;而工程的對象則是具有一次性特征的人造物。圍繞BIM的生產活動的產品是帶有鮮明“一次性”特征的建設工程產品、模型、數據庫和軟件等。而BIM的研究工作的對象則是帶有技術和科學特征的標準、規(guī)范、方法和規(guī)律。因此，BIM符合工程的特征，可以被新過程主義工程概念所表述，可以被納入到工程的范疇。另一方面，BIM在工程特征之外還具有技術和科學的特征。因此，我們不能機械地將BIM劃歸到工程范疇，還需要承認它在工程范疇之外的其他屬性。

通過前文的分析，可以從哲學視角對BIM的本質性內涵做出如下深化：BIM是同時具有科學屬性、技術屬性和工程屬性的三元一體的人造物。BIM的發(fā)展將受到科學發(fā)展規(guī)律、技術發(fā)展規(guī)律和工程發(fā)展規(guī)律的共同作用，而呈現獨特的發(fā)展趨勢。

3? 展望

3.1 基于哲學視角的BIM發(fā)展

隨著BIM的進一步發(fā)展，BIM的外延將進一步拓展，形成更加龐大和復雜的橫跨抽象和現實的系統(tǒng)。作為系統(tǒng)而存在的BIM將由科學層、方法層和工具層共同構成。BIM的因果律和方法論將構成BIM科學層的基本內容。BIM的方法層將包含一系列帶有數字化、智能化、集成化和開放化特征的方法和手段。BIM的工具層將由兼具工具性和結果性的數字模型、BIM軟件和BIM平臺共同構成。但是從目前的發(fā)展情況來看，BIM的首要屬性依然是技術性和工程性。

3.2 基于哲學視角的BIM研究展望

既有的BIM研究均集中在對BIM的工具、方法、標準等的探索和完善方面，而研究范圍也僅局限于建設工程領域。隨著BIM系統(tǒng)的演化和發(fā)展，它的影響范圍將超越建設工程領域對社會、經濟和環(huán)境產生突破性或顛覆性的影響。同時社會、經濟和環(huán)境對BIM的反作用將日趨強大，BIM將在自身的三元屬性與社會、經濟、環(huán)境需求的復雜博弈下呈現出與單純的技術、科學或工程人工物所不同的發(fā)展方向。在此基礎上，可對BIM開展如下五個方向研究：

第一、BIM的發(fā)展方向研究。以休斯為代表的技術社會塑形論“技術系統(tǒng)”派認為現代技術是由物理人工物、組織、立法人工物等構成的異質系統(tǒng){12}。而技術進步的本質是技術系統(tǒng)的進化。隨著BIM的發(fā)展，BIM共同體已經逐漸形成，BIM的技術系統(tǒng)正在日趨成熟和完善。以系統(tǒng)演化觀點從BIM共同體、建設工程政策環(huán)境、社會環(huán)境和經濟環(huán)境的角度探討B(tài)IM的發(fā)展方向將為BIM的發(fā)展方向研究提供全新的研究視角。

第二、BIM的精神價值研究。如前所述，BIM的科學屬性正在逐步顯現。而BIM的科學地位也將隨著BIM研究范式的豐富化，體系化和完備化而逐步確立。屆時作為科學而存在的BIM將在精神層面逐漸體現自己的價值。根據王星拱教授對于科學精神價值的論斷，BIM將形成獨特的思想體系，進一步豐富人類既有的世界觀和方法論。因此，對BIM精神價值的研究將具有非常重要的意義。

第三、BIM異化風險研究。目前，技術哲學界對技術的普遍性異化風險是存在共識的。從技術發(fā)展史來看，越是顛覆性、突破性的技術，其異化的風險越大，如核技術所產生的核武器異化和互聯網技術所產生的網絡游戲異化等。人類所創(chuàng)造的BIM必然是不完美的造物，它的產生和發(fā)展自然伴隨著異化風險。BIM給建設工程管理帶來的顛覆性和突破性影響是不言而喻的，它的異化風險不容忽視。遺憾的是，截至目前尚未有學者認真思考過這個問題。我們還沉浸在BIM所帶來的種種利好之中，對它的異化風險失去了該有的警惕。

在諸多未知的異化風險中，杰文斯悖論是最迫在眉睫的一個。杰文斯悖論{13}指出，技術的進步會帶來成本的大幅度縮減，從而刺激人們對某一產品的消費需求，進而導致資源的進一步消耗。在可預見的時間里，很多技術進步并沒有節(jié)約資源，反而給資源施加了更加沉重的壓力。BIM的推廣應用可以大量地節(jié)約建設成本，它是否會刺激人們對建設工程的需求，造成更大的建設資源消耗和更多的建筑垃圾產出，從而引發(fā)建設工程行業(yè)的杰文斯悖論？這是一個值得認真探討和研究的問題，而圍繞BIM的資源投入產出分析將有助于該研究方向的探索。

第四、BIM共同體研究。BIM的三元屬性決定了BIM共同體將呈現異質性和多元化發(fā)展趨勢。BIM的共同體將既包括科學家、技術專家、工程師、企業(yè)家等自然人，也包括工程企業(yè)、協(xié)會、學會、非營利性機構和政府等非自然人?？茖W家追求真理，技術專家和工程師追求最優(yōu)的方案和手段，企業(yè)家追求最大化的經濟價值，政府追求最大化的社會價值。各種人群在不同動機的驅動下發(fā)展BIM將圍繞BIM產生復雜而充滿不確定性的博弈。在這種復雜博弈中，BIM發(fā)展將面臨極大的不確定性。因此，針對BIM共同體的研究對BIM發(fā)展方向研究具有重要的借鑒意義。

第五、BIM倫理研究。BIM的出現為建設工程領域帶來了巨大的沖擊，圍繞BIM而產生的工程管理行業(yè)既有利益格局和既有組織關系的變革將導致工程管理行業(yè)人與人之間的技術關系、組織關系和經濟關系發(fā)生劇烈變化，進而導致一系列獨特的工程倫理問題。偉大的創(chuàng)新常常在將人類帶向下一個高峰之前，先將其推入一個低谷。對此風險的忽視很可能導致人類在攀上高峰之前付出沉重的代價。對BIM的倫理研究對于規(guī)避BIM發(fā)展的社會風險，減少BIM所引發(fā)的社會陣痛具有積極意義。

注釋：

①GB/T15237.1-2000，術語工作 詞匯 第1部分：理論與應用[S].

②張智光：《概念內涵和外延的辯證法》，載于《華南師范大學學報》（社會科學版），1993年第1期，第13-19頁。

③Autodesk.Building Information Modeling in Practice [R/OL]. USA： Autodesk Inc， www.autodesk. com/building information， 2019年1月15日訪問。

④G.A.van Nederveen ， F.P.Tolman，"Modelling multiple views on building"，Automation in Construction，No.1，1992，pp.215-224.

⑤NIBS National BIM Standard Project Committee， http：//cic.vtt.fi/projects/vbe-net/data/What is the NBIMS.pdf， 5-12，2019年1月15日訪問。

⑥Eastman， C.： "BIM Handbook： A Guide to Building Information Modeling for Owners， Managers， Designers， Engineers and Contractors"， Teicholz， P.， Sacks，R. and Liston， K.ed： 2008，p.vii， 13-14， 285-286.

⑦McGraw-Hill Construction， http：//www.docin.com/p-54497367.html，4-11.，2019年1月15日訪問。

⑧李醒民：《王星拱的科學論》，載于《自然辯證法通訊》，2016年第1期，第133-141頁。

⑨錢學森：《現代科學的結構——再論科學技術體系學》，載于《哲學研究》，1982年第3期，第19-22頁。

⑩錢學森：《科學學、科學技術體系學、馬克思主義哲學》，載于《哲學研究》，1979年第1期，第20-27頁。

{11}李伯聰：《科學技術工程三元論》，《中國自然辯證法研究會會議論文集》。

{12}成素梅：《科學技術哲學國際理論前沿》，上海：上海社會科學院出版社2017年版，第174頁。

{13}John M.Polimeni，Kozo Mayumi，Mario Giampietro，Blake Alcott：，許潔譯，上海：上海世紀出版社2014年版。

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[5]NIBS National BIM Standard Project Committee， National BIM Standard，2006， retrieved from http：//cic.vtt.fi/projects/vbe-net/data/What is the NBIMS.pdf， 5-12.

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[7]McGraw-Hill Construction， The Business Value of BIM，2009，retrieved from http：//www.docin.com/p-54497367.html，4-11.

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[12]成素梅.科學技術哲學國際理論前沿[M].上海：上海社會科學院出版社，2017.

[13][美]John M.Polimeni，Kozo Mayumi，Mario Giampietro，Blake Alcott.The Myth of Resource Efficiency：The Jevens Paradox[M].許潔.上海：上海世紀出版社，2014.

作者簡介：顏世強（1987-），男，遼寧沈陽人，百色學院管理科學與工程學院，講師，碩士，從事工程項目管理方向研究;馬國豐（通訊作者）（1973-），男，湖北人，同濟大學經濟管理學院博士生導師，教授，博士，從事工程項目管理方向研究;郝可可（1992-），男，江蘇徐州人，同濟大學經濟管理學院碩士研究生，研究方向為工程項目管理。