◎ 清華大學(xué)教授 馬智亮

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)的《2011-2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》(建質(zhì)〔2011〕67號)中明確指出，“十二五”期間，加快推廣建筑信息模型（BIM）等技術(shù)在勘察設(shè)計、施工和工程項目管理中的應(yīng)用，改進傳統(tǒng)的生產(chǎn)與管理模式，提升企業(yè)的生產(chǎn)效率和管理水平，推動信息化標準建設(shè)，促進具有自主知識產(chǎn)權(quán)軟件的產(chǎn)業(yè)化，形成一批信息技術(shù)應(yīng)用達到國際先進水平的建筑企業(yè)。BIM技術(shù)在“十二五”期間被列為重要的推廣應(yīng)用技術(shù)，很多企業(yè)關(guān)心如何應(yīng)用BIM技術(shù)。

BIM（Building Information Model）譯為“建筑信息模型”，它是繼CAD技術(shù)之后行業(yè)信息化最重要的應(yīng)用新技術(shù)。不少企業(yè)對BIM技術(shù)的認識還是比較模糊，有的企業(yè)認為BIM技術(shù)就是進行三維建模和三維顯示；有的企業(yè)認為我們的軟件就是支持BIM技術(shù)；有的企業(yè)認為應(yīng)用BIM技術(shù)就是應(yīng)用相應(yīng)軟件；有的企業(yè)認為企業(yè)本身已經(jīng)在用BIM技術(shù)。這些說辭都有夸大其詞的成分，但也反映出應(yīng)用BIM技術(shù)并不是難事，用BIM應(yīng)用軟件（例如Revit Architecture）建一個三維模型展示一下可以算做簡單的應(yīng)用BIM技術(shù)，但實際上作為企業(yè)不能只停留在這一點上，難的是需要深度應(yīng)用BIM技術(shù)并使它變成推動企業(yè)進步的重要動力。

什么是真正的BIM技術(shù)

為此有必要搞清楚幾個問題：第一，什么是真正的BIM技術(shù)？第二，企業(yè)應(yīng)用BIM技術(shù)的現(xiàn)狀如何？第三，什么是BIM技術(shù)的深度應(yīng)用？第四，如何深度應(yīng)用BIM技術(shù)。關(guān)于BIM，有非常正式的定義“BIM是設(shè)施的物理和功能的數(shù)字化表示，因此，它可以用作設(shè)施信息的共享知識資源，成為設(shè)施的全生命周期決策的可靠基礎(chǔ)”。其中的關(guān)鍵是，BIM是一種數(shù)字化表示。這種表示可用作共享知識資源，也可用于支持全生命期決策，通過這種方式進行更方便的知識資源的共享，另外讓這些表示成為全生命周期決策的基礎(chǔ)，這是關(guān)于BIM的定義。

那么，什么是真正的BIM技術(shù)？為了回答這個問題有必要歸納一下BIM技術(shù)的核心特征是什么？只有知道了這個我們才能知道什么是真正的BIM技術(shù)。根據(jù)具有高度權(quán)威性的美國《BIM手冊》一書，BIM的核心特征可以歸納為6條，這6條特征也是區(qū)分BIM技術(shù)與非BIM技術(shù)的標準。換句話說，如果一個軟件是基于BIM技術(shù)的軟件，那么它就應(yīng)該滿足6個條件。

基于BIM技術(shù)的全生命期信息共享模式可以用下圖來表示。最核心的就是全生命周期信息共享的理念和模式，即實現(xiàn)不同應(yīng)用軟件之間信息的直接共享。所謂直接共享，就是計算機直接向BIM寫入數(shù)據(jù)，或者讀取、提取數(shù)據(jù)，不用人工干預(yù)，也就是說，各應(yīng)用軟件既為BIM貢獻信息也從BIM提取信息，避免信息的重復(fù)錄入。目前，有各種各樣的應(yīng)用軟件，例如建筑設(shè)計軟件、結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件、設(shè)備設(shè)計軟件、節(jié)能設(shè)計軟件、綠色建筑分析軟件、耐久性設(shè)計軟件、成本預(yù)算軟件、施工管理軟件等，我們希望這些應(yīng)用軟件之間在全生命周期過程能夠共享信息。而其它5個特征都是反應(yīng)應(yīng)用軟件的特征，實際上應(yīng)用軟件是否是BIM技術(shù)關(guān)鍵要看軟件的內(nèi)容，首先它是否支持N維模型，其次操作上是否支持面對對象技術(shù)，第三是否運用參數(shù)化技術(shù)，這意味著軟件涉及的所有數(shù)據(jù)都是聯(lián)動的，最后是,是否擁有開放式的數(shù)據(jù)標準。

信息共享如何實現(xiàn)？這要通過開放式的數(shù)據(jù)標準?；贐IM技術(shù)的應(yīng)用軟件比目前使用的應(yīng)用軟件具有更強大的功能，用戶對軟件首先關(guān)心的是功能是否強大，如果我們應(yīng)用了BIM技術(shù)之后還是原來的那些功能，那么用戶就不會產(chǎn)生積極性應(yīng)用。所以我們的BIM技術(shù)一定要比過去的功能更加強大，給用戶帶來實實在在的好處，否則用戶不會拋棄已經(jīng)熟練使用的現(xiàn)有軟件，選擇沒有擴展功能的BIM技術(shù)。

所謂支持開放式標準，就是指應(yīng)用軟件支持以開放式標準規(guī)定的格式讀入和寫出數(shù)據(jù)，實現(xiàn)信息直接共享，例如成本預(yù)測、能耗分析等。應(yīng)用這些插件得到一個設(shè)計方案后，按一個鍵就能立即算出成本或能耗，如果不滿足要求，設(shè)計者立即就可以修改設(shè)計方案。開放式標準是相對于軟件開發(fā)商內(nèi)部標準而言的，它便于所有的軟件開發(fā)商遵循。BIM數(shù)據(jù)主流的開放式標準就是IFC，“十一五”課題建立的下一代建筑工程應(yīng)用軟件概念框架，要求每個應(yīng)用軟件都支持IFC標準。

BIM技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀如何

總體而言，不得不承認國外的BIM技術(shù)領(lǐng)先于國內(nèi)，但目前為止不少文獻都表示即使在國外，BIM技術(shù)的應(yīng)用也還是限于項目全生命周期的局部。未來，無論是國外還是國內(nèi)，都將逐步實現(xiàn)項目全生命周期的信息共享和協(xié)同工作。

關(guān)于BIM技術(shù)在建筑工程中已經(jīng)開展的應(yīng)用，根據(jù)美國賓夕法尼亞大學(xué)總結(jié)歸納的使用數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，BIM技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在一些設(shè)計階段、建造階段以及運營階段。數(shù)據(jù)顯示：BIM技術(shù)體現(xiàn)在項目實施的指南，它對可能的應(yīng)用有非常詳細的描述。施工方應(yīng)用BIM技術(shù)的情形有支持工程算量和計價，支持施工過程分析等等。

根據(jù)我個人對BIM技術(shù)應(yīng)用的了解，在這幾項應(yīng)用中我國施工企業(yè)已經(jīng)開展的應(yīng)用情形主要覆蓋了三項，一個是碰撞檢測，它可以有效支持減少返工、支持工程算量和計價，同時有效支持施工過程分析和計劃；第二是實現(xiàn)多維度信息集成，它能夠有效支持項目綜合管控；第三是有效支持虛擬裝配，它可以支持現(xiàn)場建造活動，驗證、指導(dǎo)、追蹤，支持非現(xiàn)場建造活動。值得說明的是這些應(yīng)用情形的背后存在著相應(yīng)的、基于BIM技術(shù)的應(yīng)用軟件，理論上講只要有相應(yīng)的應(yīng)用軟件存在，這些應(yīng)用情形才能實現(xiàn)。如圖1所示，圖中右側(cè)是目前市場上施工階段主要的應(yīng)用軟件，每一種應(yīng)用情形都有對應(yīng)的軟件，有的軟件覆蓋了多個應(yīng)用情形。

那么這些應(yīng)用軟件在國內(nèi)的應(yīng)用情況如何呢？目前只有兩個軟件在國內(nèi)市場上有所應(yīng)用，因為很多工作必須我們自己去做，其中包括首先需要嘗試應(yīng)用一些國外行之有效的應(yīng)用軟件；第二要開發(fā)支持我國規(guī)范的應(yīng)用軟件；另外，還需開發(fā)符合我國用戶習(xí)慣的應(yīng)用軟件；第四就是建立我國的相關(guān)標準。

如何實現(xiàn)BIM技術(shù)深度應(yīng)用

BIM技術(shù)的深度應(yīng)用，可以考慮三種情形。第一種深度情形是國內(nèi)尚未開展的單項應(yīng)用，比如說工程算量和計價；第二種情形是國內(nèi)外均沒有開展的單項應(yīng)用，比如自動生成進度計劃；第三種情形就是集成化應(yīng)用系統(tǒng)，例如施工企業(yè)BIM集成應(yīng)用系統(tǒng)，這些都可以歸納為BIM技術(shù)的深度應(yīng)用。

圖1

對于BIM技術(shù)的深度應(yīng)用可以通過應(yīng)用情形來考慮，針對第一種國內(nèi)尚未開展的單項應(yīng)用情形，可以嘗試應(yīng)用國外已有的應(yīng)用軟件 ，例如應(yīng)用Innovaya Innovaya Visual Estimating，進行工程量計算和計價。當(dāng)然在應(yīng)用過程中也可能遭遇困難，比如說軟件不符合我國用戶的使用習(xí)慣，或者是軟件本身不支持我國的相應(yīng)規(guī)范，這些問題都會在應(yīng)用中發(fā)生，在這種情況下，開發(fā)符合我國規(guī)范、基于BIM技術(shù)的應(yīng)用軟件是非常有必要的。在“十一五”期間我們就開發(fā)了BIM-Estimate。

以基于BIM技術(shù)建筑成本預(yù)測軟件為例，在國外，有很多已有的既定BIM技術(shù)的軟件，但是這些軟件對于國內(nèi)用戶來說是否可以拿過來就用，這其中最主要的問題就是怎么樣讓軟件符合國家規(guī)范。實際情況是，在既有的基于BIM技術(shù)的建筑成本預(yù)測軟件中，很難植入我國規(guī)范，這種情況下我們最好開發(fā)自己的應(yīng)用軟件。

借助BIM-Estimate軟件應(yīng)用在四川省都江堰聚源職業(yè)中學(xué)教學(xué)樓項目中，在該項示范工程中，利用BIM-Estimate軟件進行了成本預(yù)算，包括工程量清單編制等。以前我們做的預(yù)算要看電子圖或者是紙質(zhì)圖紙，然后預(yù)算人員利用計算機建模，現(xiàn)在我們不需要建模，只需要從設(shè)計結(jié)果IFC文件自動提取成本預(yù)算信息即可。軟件針對 67% 的結(jié)構(gòu)構(gòu)件自動生成了成本項目，可以自動進行算量。這樣一來建模工作在很大程度上可以減少，算量和計價更加準確，直接把算量拿過來就可以避免很多的人為因素。

BIM-Estimate的優(yōu)點主要有以下幾個方面：第一，減少手工錄入。產(chǎn)品信息由建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計的BIM數(shù)據(jù)中讀入，只需輸入少量施工信息；第二，避免錄入錯誤。不需要識圖并錄入；第三，更加開放。一些軟件廠商可以做到用設(shè)計軟件可以進行自動算量，但同時也限制了必須用它的軟件做設(shè)計，現(xiàn)在只要設(shè)計軟件支持IFC標準，其數(shù)據(jù)就可用。

第二種深度情形是國內(nèi)外均尚未開展的單項應(yīng)用，比如創(chuàng)新性地開發(fā)應(yīng)用軟件，基于BIM技術(shù)自動生成進度計劃的應(yīng)用軟件。要克服的困難主要有從BIM自動生成任務(wù)，自動建立任務(wù)之間的緊前緊后關(guān)系，自動計算完成任務(wù)所需要的時間等。

第三種深度情形是集成化的應(yīng)用，最重要的工作就是建立相關(guān)的BIM標準，比如對應(yīng)于施工管理的IFC標準，BIM標準是各種應(yīng)用程序共享信息的一個前提。另外還需創(chuàng)新性地開發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用軟件，例如開發(fā)施工企業(yè)BIM集成應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)架，這個系統(tǒng)有兩個部分：第一個是決層管理層使用；第二是業(yè)務(wù)層使用。有了這些數(shù)據(jù)我們可以對它進行展示，用于我們的管理過程，包括決策、管理，同時也可進行成本監(jiān)管、安全質(zhì)量監(jiān)管、進度監(jiān)管、物料監(jiān)管以及N維ND的綜合監(jiān)管。這樣的架構(gòu)第一可以同時滿足業(yè)務(wù)層和管理層的要求，第二可以最大限度的應(yīng)用現(xiàn)有的應(yīng)用軟件，第三能夠使用開放式的標準IFC集成應(yīng)用軟件，第四支持分步實施，可以邊開發(fā)邊應(yīng)用。

結(jié)語

在實際操作中，與一些企業(yè)接觸也發(fā)現(xiàn)他們在深度應(yīng)用BIM技術(shù)中存在一些誤區(qū)，作為建筑行業(yè)的企業(yè)對信息技術(shù)不在行，對BIM技術(shù)更不在行，需要將BIM技術(shù)作為一個項目來對待。既然作為一個項目來進行開發(fā)就要有招投標環(huán)節(jié)，但由于一些企業(yè)首先不懂BIM，提不出需求，往往以一些名詞代替需求；還有一些企業(yè)對BIM系統(tǒng)開發(fā)的工作量不了解，提出不切實際的開發(fā)目標，沒有商量余地，這樣的話難以開發(fā)。此外，部分企業(yè)對于BIM技術(shù)急功近利，不顧客觀規(guī)律，恨不得1個月就要用上，這樣也難以真正的把BIM技術(shù)應(yīng)用起來。

對企業(yè)深度應(yīng)用BIM技術(shù)的建議是：首先，要深入學(xué)習(xí)、把握BIM技術(shù)；其次，要準確地表達企業(yè)的需求，清楚企業(yè)想利用BIM技術(shù)做什么；第三，要尊重客觀規(guī)律，必要的話咨詢相關(guān)的專家；最后，要逐步深入、分步實施開展應(yīng)用。