劉志明，劉 輝

（水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，北京 100120）

1 我國(guó)水利水電工程建設(shè)發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

1.1 發(fā)展概況

水利是國(guó)民經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，不僅直接關(guān)系防洪安全、供水安全、糧食安全，還關(guān)系到經(jīng)濟(jì)安全、生態(tài)安全、國(guó)家安全。據(jù)水利部《2016年全國(guó)水利發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》顯示（見(jiàn)表1），2016年水利建設(shè)完成投資6099.6億元，較上年增加647.4億元，增長(zhǎng)11.9%。水電是技術(shù)成熟、運(yùn)行靈活的清潔低碳可再生能源，具有防洪、供水、航運(yùn)、灌溉等綜合利用功能，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益顯著。我國(guó)水能資源可開(kāi)發(fā)裝機(jī)容量約6.6億kW，年發(fā)電量約3萬(wàn)億kW·h，截止2015年，我國(guó)水電裝機(jī)容量和年發(fā)電量已突破3億kW·h和1萬(wàn)億kW·h，分別占全國(guó)20.9%和19.4%［1］。

黨中央、國(guó)務(wù)院高度重視水利工作，把水安全上升為國(guó)家戰(zhàn)略，相關(guān)部委先后出臺(tái)了《水利改革發(fā)展“十三五”規(guī)劃》《水電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》等專項(xiàng)規(guī)劃，明確“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的新時(shí)期水利工作方針，提出“加快建設(shè)清潔低碳、安全高效現(xiàn)代能源體系，進(jìn)一步轉(zhuǎn)變水電發(fā)展”的工作思路。

表1 2016年全國(guó)水利投資統(tǒng)計(jì) 單位：億元

1.2 我國(guó)水利水電工程建設(shè)現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

水利水電行業(yè)體制改革面臨公益性和市場(chǎng)性的雙重挑戰(zhàn)。2011年3月，中央出臺(tái)《關(guān)于分類推進(jìn)事業(yè)單位改革的指導(dǎo)意見(jiàn)》中指出：現(xiàn)有事業(yè)單位將按照行政類、公益類和經(jīng)營(yíng)類進(jìn)行分類改革。對(duì)于目前多數(shù)既承擔(dān)一定公益職能，又有市場(chǎng)屬性的國(guó)有水利水電工程行業(yè)而言，如何定位、按照何種體制模式進(jìn)行改革，是影響單位生存發(fā)展面臨的重大挑戰(zhàn)。

“一帶一路”加速中國(guó)水利水電國(guó)際化進(jìn)程。國(guó)內(nèi)水利水電投資建設(shè)的高峰期不可能長(zhǎng)期持續(xù)，預(yù)計(jì)在“十三五”中后期，水利水電投資建設(shè)將面臨萎縮，水利水電工程行業(yè)將面臨向海外拓展業(yè)務(wù)的更大壓力。我國(guó)水利水電工程技術(shù)居世界先進(jìn)水平，形成了規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、裝備制造、運(yùn)行維護(hù)等全產(chǎn)業(yè)鏈整合能力，與80多個(gè)國(guó)家建立了水電規(guī)劃、建設(shè)和投資的長(zhǎng)期合作關(guān)系，是推動(dòng)世界水電發(fā)展的主要力量。截至2016年底，中國(guó)的公司承建了近200項(xiàng)國(guó)際水電工程，占有國(guó)際水電市場(chǎng)50%以上的份額。

中國(guó)水電技術(shù)的國(guó)際影響力與其市場(chǎng)份額不匹配。其根本原因是中國(guó)水電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)際上的影響力不夠，距離全面成套標(biāo)準(zhǔn)“走出去”還存在較大差距。為改變長(zhǎng)期以來(lái)中國(guó)水電行業(yè)只顧悶頭干活的局面，提高中國(guó)水電技術(shù)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，2017年2月，國(guó)家能源局已委托水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院組織開(kāi)展“中國(guó)水電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”“走出去”研究工作［3］。中國(guó)水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)于2015年開(kāi)始，組織制定了標(biāo)準(zhǔn)翻譯三年工作計(jì)劃，擬將31項(xiàng)常用標(biāo)準(zhǔn)譯成英文。目前已完成《防洪標(biāo)準(zhǔn)》等27項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的英文翻譯，為我國(guó)水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)單位“走出去”開(kāi)拓國(guó)際市場(chǎng)，提供了重要技術(shù)支撐。

信息化共享困難，信息化資源未充分利用，不能形成行業(yè)整體協(xié)同效應(yīng)。長(zhǎng)期以來(lái)，水利信息化的發(fā)展是基于各單位、各部門自己的業(yè)務(wù)需求，為滿足單位或某項(xiàng)工作的應(yīng)用目標(biāo)，而開(kāi)發(fā)建設(shè)了一些專用信息系統(tǒng)，大多數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)與具體業(yè)務(wù)綁定緊密，軟硬件資源與具體單位、部門綁定，導(dǎo)致這些系統(tǒng)大多分散建設(shè)在各個(gè)單位或不同業(yè)務(wù)部門，形成以地域、專業(yè)、部門、系統(tǒng)等為邊界的孤島，造成了資源割據(jù)的局面［4］。受各方面條件的限制，許多系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性也不高，難以向公眾提供優(yōu)質(zhì)的公共服務(wù)，加上系統(tǒng)規(guī)范性差，客觀上形成了共享困難。這些問(wèn)題導(dǎo)致水利信息化資源得不到充分、合理、有效的利用，嚴(yán)重阻礙互聯(lián)互通、信息共享和應(yīng)用協(xié)同。針對(duì)這些問(wèn)題，2015年4月，水利部印發(fā)了《水利信息化資源整合共享頂層設(shè)計(jì)》，明確了水利信息化資源整合共享的技術(shù)路線和實(shí)施途徑［5］。

圖1 BIM在水利水電全生命周期各個(gè)階段的專業(yè)應(yīng)用

2 我國(guó)水利水電工程中BIM應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 BIM技術(shù)及其應(yīng)用價(jià)值

BIM最初由建筑行業(yè)提出，后逐漸拓展到整個(gè)工程建設(shè)領(lǐng)域。BIM以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息，最終形成工程數(shù)據(jù)模型［6］，是對(duì)工程項(xiàng)目設(shè)施實(shí)體與功能特性的數(shù)字化表達(dá)。BIM具有單一工程數(shù)據(jù)源，可解決分布式、異構(gòu)工程數(shù)據(jù)之間的一致性和全局共享問(wèn)題，支持建設(shè)項(xiàng)目全生命周期中動(dòng)態(tài)的工程信息創(chuàng)建、管理和共享；同時(shí)又是一種應(yīng)用于設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)字化方法，這種方法支持工程項(xiàng)目集成管理環(huán)境，可以使工程項(xiàng)目在其整個(gè)進(jìn)程中提高效率并減少風(fēng)險(xiǎn)［7］。

當(dāng)前，信息化的地位和作用空前突出，特別是大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和人工智能等新一代信息技術(shù)迅猛發(fā)展，正在引發(fā)社會(huì)生產(chǎn)變革。信息化技術(shù)已成為解決工程建設(shè)實(shí)際問(wèn)題的重要手段，以BIM為代表的工程信息化技術(shù)應(yīng)用，正推動(dòng)著工程建設(shè)管理模式的創(chuàng)新。水利水電工程項(xiàng)目中的水電站項(xiàng)目相對(duì)復(fù)雜，水電站項(xiàng)目一般包括：庫(kù)區(qū)、場(chǎng)地、擋水（大壩）、泄水（溢洪道）、引水（導(dǎo)流洞）建筑物、圍堰、水閘、船閘、廠房、設(shè)備等工程內(nèi)容，可能還包括：橋梁、道路、堤防等內(nèi)容。從專業(yè)來(lái)分，水利水電工程大致分為：水文規(guī)劃、測(cè)量、地質(zhì)、水工、機(jī)電和金屬結(jié)構(gòu)等幾大類專業(yè)，部分專業(yè)因不同的設(shè)計(jì)、施工單位細(xì)分建筑、機(jī)電、路橋、施工等［8］。水利水電工程項(xiàng)目，一般需要經(jīng)歷規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、竣工驗(yàn)收和運(yùn)營(yíng)各階段。BIM在水利水電全生命周期各階段可展現(xiàn)的專業(yè)應(yīng)用如圖1所示。

圖2 水利水電工程項(xiàng)目的全生命周期信息協(xié)同平臺(tái)

BIM帶來(lái)了設(shè)計(jì)方法的革命，BIM技術(shù)與協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)將成為互相依賴、密不可分的整體。協(xié)同是BIM的核心概念，同一構(gòu)件元素，只需輸入一次，各工種共享元素?cái)?shù)據(jù)并從不同的專業(yè)角度操作該構(gòu)件元素。BIM技術(shù)將為未來(lái)協(xié)同設(shè)計(jì)提供底層支撐，大幅提升協(xié)同設(shè)計(jì)的技術(shù)含量，未來(lái)的協(xié)同設(shè)計(jì)，將不再是單純意義上的設(shè)計(jì)交流、組織及管理手段，它將與BIM融合，成為設(shè)計(jì)手段本身的一部分。借助于BIM的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，協(xié)同的范疇也將從單純的設(shè)計(jì)階段擴(kuò)展到工程全生命周期，需要設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)等多方的共同參與，從而帶來(lái)綜合效率的大幅提升［9］。

水利水電建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施階段多、涉及人員廣，利益相關(guān)方的訴求在很多方面也不一致；為保障項(xiàng)目?jī)?nèi)外部溝通協(xié)同的流暢，建立起有效的政府監(jiān)管和社會(huì)監(jiān)督，還需要依托信息平臺(tái)；因此，在水利水電項(xiàng)目的協(xié)同治理機(jī)制中，還需要搭建基于BIM技術(shù)的信息協(xié)同平臺(tái)，如圖2所示。

2.2 BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀調(diào)研分析

水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院2017基于水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)行業(yè)BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀展開(kāi)了規(guī)范性、前瞻性、實(shí)用性的調(diào)研。調(diào)研對(duì)象絕大部分為水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)企事業(yè)單位和部分大型水電開(kāi)發(fā)集團(tuán)公司、水利工程業(yè)主單位、行業(yè)BIM聯(lián)盟、地方BIM聯(lián)盟、相關(guān)高等院校和科研院所，其它行業(yè)BIM技術(shù)、GIS技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)的研發(fā)、應(yīng)用機(jī)構(gòu)也參與了此次調(diào)研。其中，被訪人員有20.6%為企事業(yè)單位負(fù)責(zé)人，31.9%為部門負(fù)責(zé)人，19.1%為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，6.4%為專業(yè)負(fù)責(zé)人，22%為一般技術(shù)人員。調(diào)研主要采用線上及線下發(fā)放調(diào)研問(wèn)卷、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、行業(yè)深度訪談、桌面研究等方法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、回收、整理與分析，累計(jì)發(fā)放224份調(diào)研問(wèn)卷，收回問(wèn)卷數(shù)量為215份。

調(diào)研顯示，一是在BIM應(yīng)用價(jià)值的認(rèn)識(shí)方面，勘測(cè)設(shè)計(jì)單位對(duì)應(yīng)用BIM的需求和價(jià)值的認(rèn)識(shí)不盡相同。提升企業(yè)品牌形象，打造企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力成為應(yīng)用BIM的主要需要；其次是BIM在不同業(yè)務(wù)中的價(jià)值體現(xiàn)，包括提高預(yù)測(cè)能力，減少施工現(xiàn)場(chǎng)突發(fā)變化以及縮短工期，提高計(jì)劃的準(zhǔn)確率等；現(xiàn)階段在招投標(biāo)管理、現(xiàn)場(chǎng)安全管理、文檔管理方面價(jià)值體現(xiàn)還不明顯。二是在BIM的推廣應(yīng)用方面，BIM技術(shù)的應(yīng)用已從概念普及過(guò)渡到項(xiàng)目試點(diǎn)階段，對(duì)BIM未來(lái)的發(fā)展具有信心，并且已經(jīng)認(rèn)識(shí)到BIM對(duì)單位發(fā)展的重要性。85%的勘測(cè)設(shè)計(jì)單位已經(jīng)開(kāi)展了BIM應(yīng)用試點(diǎn)工作；7%的設(shè)計(jì)單位還未應(yīng)用，但考慮半年內(nèi)進(jìn)行項(xiàng)目試點(diǎn)；還有5%的設(shè)計(jì)單位雖有試點(diǎn)，但認(rèn)為價(jià)值不大，暫時(shí)不考慮推廣［10］。

此次調(diào)研所發(fā)現(xiàn)的主要問(wèn)題表現(xiàn)為“缺乏政策引導(dǎo)”、“專業(yè)技術(shù)成熟度不高”、“市場(chǎng)環(huán)境成熟度低”等三個(gè)類型，問(wèn)題的具體表現(xiàn)形式見(jiàn)表2。

表2 水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)行業(yè)BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀調(diào)查表

3 BIM技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新的四個(gè)方面

當(dāng)今社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入信息化時(shí)代，信息已經(jīng)成為人類社會(huì)最重要的資源?！缎畔⒒凸I(yè)化融合發(fā)展規(guī)劃（2016～2020）》指出“大力推進(jìn)信息化和工業(yè)化深度融合，加快新舊發(fā)展動(dòng)能和生產(chǎn)體系轉(zhuǎn)換，提高供給體系的質(zhì)量效率層次，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、重塑國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)具有重大戰(zhàn)略意義”。依據(jù)《全國(guó)水利信息化“十三五”規(guī)劃》《水利信息化資源整合共享頂層設(shè)計(jì)》《水利部信息化建設(shè)與管理辦法》和《關(guān)于推進(jìn)水利大數(shù)據(jù)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》等相關(guān)文件的指示，結(jié)合我國(guó)水利水電工程現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展需求，以BIM技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新為抓手，構(gòu)建水利水電行業(yè)的BIM標(biāo)準(zhǔn)體系、BIM技術(shù)路線和解決方案、BIM資源共享庫(kù)、BIM認(rèn)證評(píng)估體系；打造中國(guó)水利水電工程全壽命周期的信息化管理平臺(tái)，形成基于行業(yè)整體分工協(xié)作的PDCA閉環(huán)管理模式，打造良性優(yōu)質(zhì)的水利水電信息化生態(tài)圈；以BIM技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新提升中國(guó)水利水電工程建設(shè)的軟實(shí)力，助推水利水電工程建設(shè)的現(xiàn)代化與國(guó)際化，助力“數(shù)字”水利向“智慧”水利的轉(zhuǎn)變。

3.1 水利水電BIM標(biāo)準(zhǔn)體系

BIM標(biāo)準(zhǔn)化落地對(duì)于建設(shè)工程行業(yè)的意義在于：解決BIM模型出圖、工程量計(jì)算與數(shù)據(jù)管理的有機(jī)統(tǒng)一，真正實(shí)現(xiàn)BIM模型在設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維工程全生命周期應(yīng)用的同時(shí)，大幅減少工程對(duì)于人力物力的成本浪費(fèi)。BIM標(biāo)準(zhǔn)在企業(yè)中的成功應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)工程全生命期各參與方在同一多維工程信息模型基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)共享，促進(jìn)工程建設(shè)產(chǎn)業(yè)鏈貫通和工業(yè)化建造，對(duì)企業(yè)BIM技術(shù)進(jìn)步及對(duì)國(guó)家技術(shù)體系的建立有很大作用。

建筑行業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)基本上都是面向工業(yè)與民用建筑的，不能照搬用于水利水電行業(yè)。鑒于水利水電行業(yè)工作范圍及所涵蓋的專業(yè)要遠(yuǎn)大于建筑行業(yè)，且BIM技術(shù)本身也在不斷發(fā)展過(guò)程中，因此，參考借鑒國(guó)內(nèi)外有關(guān)行業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合水利水電行業(yè)需求和工程特點(diǎn)，構(gòu)建水利水電BIM標(biāo)準(zhǔn)體系框架，做好水利水電BIM標(biāo)準(zhǔn)頂層設(shè)計(jì)，以便在水利水電工程領(lǐng)域大范圍開(kāi)展BIM技術(shù)應(yīng)用時(shí)，統(tǒng)一指導(dǎo)、規(guī)范應(yīng)用是十分必要和重要的。

在對(duì)國(guó)內(nèi)外BIM標(biāo)準(zhǔn)框架體系研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合水利水電行業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀和發(fā)展需求，水利水電BIM設(shè)計(jì)聯(lián)盟于2017年組織編制并發(fā)布《水利水電BIM標(biāo)準(zhǔn)體系》。水利水電行業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)序列與中國(guó)國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn)、地方BIM標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域間的關(guān)系如圖3所示。

圖3 水利水電行業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)序列之關(guān)系

結(jié)合BIM技術(shù)要素圖，參考 NBIMS、CBIMS模式，水利水電BIM標(biāo)準(zhǔn)體系包括技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)兩大部分，BIM技術(shù)要素關(guān)系如圖4所示，水利水電BIM標(biāo)準(zhǔn)基本框架如圖5所示。

圖4 BIM技術(shù)要素圖

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、分類編碼體系和數(shù)據(jù)字典、信息傳遞標(biāo)準(zhǔn)、信息模型知識(shí)產(chǎn)權(quán)，其主要目標(biāo)是為了實(shí)現(xiàn)水利水電建設(shè)項(xiàng)目全生命周期內(nèi)不同參與方與異構(gòu)信息系統(tǒng)間的互操作性，用于指導(dǎo)和規(guī)范水利水電BIM軟件開(kāi)發(fā)，主要面向IT工具。

實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)主要是從資源、行為、交付物三方面指導(dǎo)和規(guī)范水利水電行業(yè)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、建設(shè)管理、運(yùn)營(yíng)企業(yè)實(shí)施BIM標(biāo)準(zhǔn)。

圖5 水利水電BIM標(biāo)準(zhǔn)基本框架

圖6 工程全生命周期信息化管理的業(yè)務(wù)模型

3.2 水利水電行業(yè)的BIM技術(shù)路線和解決方案

FIATECH國(guó)際組織發(fā)布《基建工程技術(shù)路線圖》，在工程信息化應(yīng)用實(shí)例的基礎(chǔ)上，集成提煉出工程全生命周期信息化管理的業(yè)務(wù)模型如圖6所示。該模型將單個(gè)工程建設(shè)過(guò)程中信息化管理內(nèi)容分為：自動(dòng)化設(shè)計(jì)、采購(gòu)與供應(yīng)鏈管理、現(xiàn)場(chǎng)的智能化施工、自動(dòng)化設(shè)施運(yùn)營(yíng)、項(xiàng)目管理等五個(gè)主要的應(yīng)用組成，并給出了各組成部分間的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的流動(dòng)關(guān)系。路線圖展示出工程全生命周期信息化建設(shè)的核心在于搭建一個(gè)集中共享的核心數(shù)據(jù)平臺(tái)，協(xié)調(diào)多種軟件工具，實(shí)現(xiàn)貫穿工程設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)管理等整個(gè)生命周期，各種信息資源的一體化管理與應(yīng)用［11］。

基于我國(guó)水利水電工程建設(shè)現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，依照《水利信息化資源整合共享頂層設(shè)計(jì)》文件中“通過(guò)機(jī)制體制創(chuàng)新和信息技術(shù)深入應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)水利信息化資源共享，促進(jìn)業(yè)務(wù)應(yīng)用協(xié)同”的指導(dǎo)思想，借鑒FIATECH國(guó)際組織的工程全生命周期信息化一體化管理與應(yīng)用的理念，研究制定適合于我國(guó)水利水電行業(yè)的BIM技術(shù)路線和解決方案。以融合貫通規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)四個(gè)階段的信息為目標(biāo)，構(gòu)建面向?qū)ο蟮乃麛?shù)據(jù)模型如圖7所示，解決數(shù)據(jù)描述對(duì)象及其屬性的語(yǔ)義一致性問(wèn)題，確保信息共享得以實(shí)現(xiàn)。

圖7 數(shù)據(jù)資源整合共享架構(gòu)圖

經(jīng)過(guò)調(diào)研分析總結(jié)，設(shè)計(jì)出水利水電行業(yè)發(fā)展的BIM技術(shù)路線和解決方案藍(lán)圖如圖8所示。在藍(lán)圖的實(shí)施過(guò)程中，依據(jù)行業(yè)不同單位的實(shí)際需求及BIM技術(shù)成熟度，制定出具體的落地方案，開(kāi)發(fā)需求量大、功能性強(qiáng)的設(shè)計(jì)工具、建設(shè)管理工具、運(yùn)維管理工具，如BIM鋼筋、BIM地質(zhì)、BIM開(kāi)挖等。對(duì)所開(kāi)發(fā)的工具置于共享平臺(tái)供廣大成員應(yīng)用，并采用迭代的方式不斷完善，以形成適合我國(guó)水利水電行業(yè)實(shí)際需求的BIM技術(shù)路線和解決方案。

3.3 水利水電BIM資源共享庫(kù)

基于我國(guó)水利水電行業(yè)的特點(diǎn)，單打獨(dú)斗難以做大做精水利水電BIM，壟斷也不是發(fā)展之道，共享協(xié)作才能持續(xù)發(fā)展。目前水利水電BIM產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、兼容性差，技術(shù)資源少、競(jìng)爭(zhēng)激烈、對(duì)自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)高、對(duì)他人的知識(shí)產(chǎn)權(quán)尊重差，同時(shí)，在資源匱乏的情況下，簡(jiǎn)單低端的重復(fù)工作又浪費(fèi)了資金和人力?？梢?jiàn)，任何一方都不能在BIM的全部環(huán)節(jié)做專做精，靠獨(dú)門絕技包打天下已經(jīng)不再可能，取而代之的是依靠在BIM價(jià)值鏈上的多方分工協(xié)作。基于此，提出水利水電BIM資源共享平臺(tái)解決方案，建立行業(yè)共享機(jī)制，開(kāi)展資源交換、資源交易和資源共享，并交流技術(shù)、交換信息。

圖8 水利水電行業(yè)BIM技術(shù)路線及解決方案藍(lán)圖

3.4 水利水電BIM認(rèn)證評(píng)價(jià)體系

水利水電BIM認(rèn)證評(píng)價(jià)體系是BIM應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)，其目的是判斷BIM的產(chǎn)品、過(guò)程、體系和人員能力是否滿足既定標(biāo)準(zhǔn)的要求，是實(shí)現(xiàn)PDCA閉環(huán)管理與持續(xù)優(yōu)化的必要手段。CMMI全稱是Capability Maturity Model Integration，即能力成熟度模型集成（也有稱為：軟件能力成熟度集成模型），其目的是幫助軟件企業(yè)對(duì)軟件工程過(guò)程進(jìn)行管理和改進(jìn)，增強(qiáng)開(kāi)發(fā)與改進(jìn)能力，從而能按時(shí)地、不超預(yù)算地開(kāi)發(fā)出高質(zhì)量的軟件。美國(guó)國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn)（National Building Information Modeling Standand，簡(jiǎn)稱NBIMS）提供了一套以項(xiàng)目生命周期信息交換和使用為核心的可以量化的BIM評(píng)價(jià)體系，叫做BIM能力成熟度模型（BIM Capability Maturity Model，簡(jiǎn)稱 BIM CMM）見(jiàn)表 3［12］。

橫軸是對(duì)BIM方法和過(guò)程進(jìn)行量化評(píng)價(jià)的11個(gè)要素，縱軸把每個(gè)要素劃分成10級(jí)不同的成熟度，其中1級(jí)表示最不成熟，10級(jí)表示最成熟。

NBIMS的BIM能力成熟度模型雖然本身也還處于不斷發(fā)展的過(guò)程中，而且對(duì)于要素種類、權(quán)重和數(shù)量的確定，成熟度各個(gè)級(jí)別的定義和總級(jí)別數(shù)量的確定，以及總體BIM成熟度的分級(jí)條件等都還有不少可以商榷的地方，加上我國(guó)工程建設(shè)行業(yè)的實(shí)際情況跟美國(guó)相比也存在著各種各樣的差別，完全按照這套模式對(duì)中國(guó)的BIM過(guò)程、方法、產(chǎn)品、應(yīng)用進(jìn)行評(píng)價(jià)應(yīng)該會(huì)有一定的不合適甚至不合理的地方，但是，總體來(lái)說(shuō)使用這套模式對(duì)我們目前進(jìn)行的BIM工作進(jìn)行評(píng)價(jià)已經(jīng)具有以下兩個(gè)方面非常實(shí)際的參考意義。

第一點(diǎn)，使用其他行業(yè)已經(jīng)非常成熟的能力成熟度模型（CMM）來(lái)建立BIM評(píng)價(jià)體系，可以充分利用前人和其他行業(yè)的工作成果，也有利于應(yīng)用推廣。

第二點(diǎn)，評(píng)價(jià)體系（包括標(biāo)準(zhǔn)）和BIM本身一起逐步發(fā)展和逐步完善，互相促進(jìn)的同時(shí)互為制約，讓業(yè)內(nèi)人士既有章可循又不固步自封，而不是等到BIM應(yīng)用成熟了再來(lái)制定標(biāo)準(zhǔn)［12］。

表3 NBIMS的BIM能力成熟度模型

3.5 共享機(jī)制創(chuàng)新是關(guān)鍵

基于我國(guó)水利水電行業(yè)的特點(diǎn)，單打獨(dú)斗是難以做大做精水利水電BIM，但如何發(fā)揮BIM成員參與研發(fā)的積極性和創(chuàng)造性、尊重其知識(shí)產(chǎn)權(quán)等問(wèn)題也是必須盡快解決的關(guān)鍵問(wèn)題。因此，我們將積極探討聯(lián)盟成員和非聯(lián)盟成員BIM技術(shù)成果的共享機(jī)制，讓研發(fā)人員和單位的投入有所收益，尊重和保護(hù)其知識(shí)產(chǎn)權(quán)，以保障聯(lián)盟可持續(xù)發(fā)展。

4 BIM技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新的三個(gè)原則

4.1 整合信息化資源（應(yīng)用立足現(xiàn)在、創(chuàng)新謀劃未來(lái)）

立足當(dāng)下、實(shí)事求是、量力而行、力求實(shí)效是水利水電行業(yè)BIM應(yīng)用的發(fā)展策略。BIM不是單獨(dú)的軟件，它是工程信息化、可視化的前臺(tái)工具集，是協(xié)作平臺(tái)與數(shù)據(jù)支持中心。將BIM真正作為提高水利水電工程設(shè)計(jì)服務(wù)能力的推進(jìn)器，把BIM帶來(lái)的成果有效轉(zhuǎn)化為客戶的高認(rèn)知度、高認(rèn)可度的服務(wù)體驗(yàn)；應(yīng)充分利用BIM技術(shù)現(xiàn)有的產(chǎn)品、方案，持續(xù)提升水利水電工程的智慧化管理水平，只有在持續(xù)的應(yīng)用實(shí)踐中，才能不斷發(fā)現(xiàn)不足、完善優(yōu)化、改善體驗(yàn)、提高效率。

用信息化的思維，推動(dòng)水利水電工程建設(shè)的創(chuàng)新發(fā)展。當(dāng)前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)正處于增長(zhǎng)速度換檔期，低要素成本驅(qū)動(dòng)的發(fā)展方式已難以為繼，技術(shù)創(chuàng)新將是各個(gè)行業(yè)發(fā)展的動(dòng)力，以建筑業(yè)為代表的工程行業(yè)已逐步開(kāi)始從要素驅(qū)動(dòng)、投資驅(qū)動(dòng)向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化建造技術(shù)正以前所未有之勢(shì)對(duì)工程行業(yè)發(fā)生巨大的轉(zhuǎn)變。將創(chuàng)新作為重要驅(qū)動(dòng)力，深化信息技術(shù)與各項(xiàng)水利水電工作的融合，積極研究大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)等技術(shù)應(yīng)用，強(qiáng)化信息化對(duì)水利各業(yè)務(wù)領(lǐng)域的服務(wù)與支撐，推進(jìn)各類信息化資源整合共享，最大程度發(fā)揮水利水電信息化資源的效率［13］。

4.2 促進(jìn)本土化發(fā)展（政策引導(dǎo)市場(chǎng)、技術(shù)貼合需求）

政策決定方向、市場(chǎng)配置資源。政府越來(lái)越重視信息安全問(wèn)題，但本土BIM軟件技術(shù)研發(fā)廠商技術(shù)力量薄弱，PKPM（中國(guó)建筑科學(xué)研究院北京構(gòu)力科技有限公司）、廣聯(lián)達(dá)、魯班等少數(shù)幾家只是擁有自主獨(dú)立的某幾項(xiàng)BIM技術(shù)。如果BIM產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)冀K離不開(kāi)國(guó)外BIM軟件廠商，那么國(guó)家的信息安全戰(zhàn)略就難以在建筑工程類行業(yè)落地；如果BIM核心技術(shù)不掌握在本土企業(yè)手里，那么應(yīng)用層面的很多本地需求就會(huì)被掣肘，我們行業(yè)的法規(guī)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)就要去符合并順應(yīng)國(guó)外BIM軟件的要求，這對(duì)于我們建筑類工程行業(yè)走出國(guó)門、在國(guó)際市場(chǎng)展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)也很不利。發(fā)展國(guó)產(chǎn)BIM技術(shù)，是建筑類工程行業(yè)在國(guó)際上獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的必修課，也是落實(shí)“信息安全，自主創(chuàng)新”國(guó)家信息安全戰(zhàn)略的必然選擇。

關(guān)于技術(shù)創(chuàng)新，華為創(chuàng)始人任正非的經(jīng)典總結(jié)是“領(lǐng)先半步是先進(jìn)，領(lǐng)先三步成先烈”，技術(shù)只有解決現(xiàn)實(shí)需求才有商業(yè)價(jià)值。BIM目前仍處于初級(jí)階段，通過(guò)業(yè)界的持續(xù)推廣及應(yīng)用，在工程量計(jì)算、協(xié)同管理、深化設(shè)計(jì)、虛擬建造、資源計(jì)劃、工程檔案與信息集成等方面的應(yīng)用將逐漸完善。同時(shí)，施工階段BIM的應(yīng)用內(nèi)容，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有得到充分挖掘，云大物移智等新技術(shù)的應(yīng)用也值得期待。工程行業(yè)消化先進(jìn)軟件技術(shù)與思想理念是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，行業(yè)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、管理模式、生產(chǎn)方式等各方面都會(huì)發(fā)生較大的變革，在這個(gè)變革過(guò)程中需要注意技術(shù)引入的時(shí)機(jī)與節(jié)奏。

4.3 打造BIM生態(tài)圈（行業(yè)牽頭、打造優(yōu)質(zhì)生態(tài)圈）

中國(guó)水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)于2016年10月26日成立了水利水電BIM設(shè)計(jì)聯(lián)盟，聯(lián)盟以建立水利水電BIM生態(tài)圈，推進(jìn)水利水電全生命周期BIM應(yīng)用為宗旨，堅(jiān)持連接、共享、開(kāi)放、創(chuàng)新的理念，不斷努力提高水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)信息化水平。在2017年9月的中水勘協(xié)理事會(huì)大會(huì)上，聯(lián)盟工作得到陳雷部長(zhǎng)的肯定，并提出更高的要求“利用好水利水電BIM設(shè)計(jì)聯(lián)盟的平臺(tái)，積極推進(jìn)勘測(cè)設(shè)計(jì)手段創(chuàng)新”。

堅(jiān)持“增量、連接、多樣、開(kāi)放、共享”的理念，形成“需求-供應(yīng)-消費(fèi)-反饋-再供應(yīng)”的多元消費(fèi)和循環(huán)體系。目前99%的甲級(jí)水利設(shè)計(jì)院都已經(jīng)接觸過(guò)BIM，并且在工程項(xiàng)目中有實(shí)際應(yīng)用；很多單位成立了BIM中心，培養(yǎng)了一批具備工程設(shè)計(jì)和數(shù)字建模專業(yè)知識(shí)的BIM人才；一些水利工程業(yè)主單位開(kāi)始要求在設(shè)計(jì)和施工中使用BIM。水利水電BIM生態(tài)必須堅(jiān)持“增量、連接、多樣、開(kāi)放、共享”的理念，推進(jìn)水利水電BIM由自產(chǎn)自用轉(zhuǎn)變?yōu)楣こ探ㄔO(shè)參與者的全員協(xié)同參與，BIM將不再只是消費(fèi)品，基于BIM的水利水電數(shù)字化創(chuàng)新應(yīng)用將成為工程建設(shè)和管理中的新產(chǎn)業(yè)，BIM設(shè)計(jì)、BIM咨詢、BIM軟件開(kāi)發(fā)、BIM施工、BIM管理、BIM培訓(xùn)、BIM認(rèn)證和基于BIM應(yīng)用開(kāi)發(fā)等新興業(yè)務(wù)將應(yīng)運(yùn)而生，最終將會(huì)形成“需求-供應(yīng)-消費(fèi)-反饋-再供應(yīng)”的多元消費(fèi)和循環(huán)體系。

［1］國(guó)家能源局.水電發(fā)展“十三五”規(guī)劃［R］.2016.

［2］常雪梅，程宏毅.習(xí)近平向第八屆清潔能源部長(zhǎng)級(jí)會(huì)議和第二屆創(chuàng)新使命部長(zhǎng)級(jí)會(huì)議致賀信［N］.人民日?qǐng)?bào)，2017-06-08，01版.

［3］王海霞.中國(guó)水電加上成套出海標(biāo)準(zhǔn)就無(wú)敵了［N］.中國(guó)能源報(bào)，2017-03-30.

［4］蔡陽(yáng).關(guān)于水利信息化資源整合共享的思考［J］.水利信息化，2014（06）.

［5］蔡陽(yáng).水利信息化“十三五”發(fā)展應(yīng)著力解決的幾個(gè)問(wèn)題［J］.水利信息化，2016（02）.

［6］麥格勞-希爾建筑公司.BIM中國(guó)調(diào)研報(bào)告-建筑信息模型-設(shè)計(jì)與施工的革新，生產(chǎn)與效率的提升［R］.2009.

［7］徐駿，李安洪，劉厚強(qiáng)，等.BIM在鐵路行業(yè)的應(yīng)用及其風(fēng)險(xiǎn)分析［J］.鐵道工程學(xué)報(bào)，2014（03）.

［8］李德，賓洪祥，黃桂林.水利水電工程BIM應(yīng)用價(jià)值與企業(yè)推廣思考［J］.水利水電技術(shù)，2016（08）.

［9］陳宇軍，劉玉龍.BIM協(xié)同設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀及未來(lái)［J］.中國(guó)建設(shè)信息，2010（04）.

［10］水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院.《水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)行業(yè)BIM技術(shù)應(yīng)用》調(diào)研報(bào)告［R］.2017.

［11］彭華.水電工程建設(shè)階段信息化的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)［A］.中國(guó)大壩協(xié)會(huì)會(huì)議論文集［C］.2013.

［12］何關(guān)培.BIM在建筑業(yè)的位置，評(píng)價(jià)體系及可能應(yīng)用［J］.土木建筑工程信息技術(shù)，2010（01）.

［13］水利部.全國(guó)水利信息化“十三五”規(guī)劃［R］.2016.

［14］劉輝.水利工程智慧之路探討——從通用IT到知識(shí)自動(dòng)化到數(shù)據(jù)智能［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2017（12）.

［15］劉輝.基于水利標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式的BIM數(shù)據(jù)管理和水利BIM生態(tài)探索［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2017（11）.

［16］劉輝.水利水電工程勘測(cè)設(shè)計(jì)行業(yè)信息化發(fā)展思考［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2017（01）.