中國BIM 標準個人思考(一)

何關培

(華中科技大學BIM工程中心，武漢 430074;廣州優(yōu)比建筑咨詢有限公司，廣州 510640)

1 前言

住建部“關于印發(fā)2012年工程建設標準規(guī)范制訂修訂計劃的通知”(圖1)宣告了中國BIM標準制定工作的正式啟動，該計劃中包含了如下五項跟BIM有關的標準:

1)《建筑工程信息模型應用統(tǒng)一標準》

2)《建筑工程信息模型存儲標準》

3)《建筑工程設計信息模型交付標準》

4)《建筑工程設計信息模型分類和編碼標準》

5)《制造工業(yè)工程設計信息模型應用標準》

這件事情無疑是國內全體BIM同行多年來共同努力的結果，標志著中國BIM發(fā)展進入了一個新的階段，借此機會跟大家分享一下作者對BIM標準有關問題的一些個人思考:

圖1 住建部網(wǎng)站“關于印發(fā)2012年工程建設標準規(guī)范制訂修訂計劃的通知”

· BIM標準和BIM標準研究不是一回事，誰都可以做任何形式的BIM標準研究，無論是世界BIM標準研究，還是中國BIM標準研究;誰也都可以制定BIM標準，但這個標準的有效范圍只能是標準制定者可以影響的范圍，從團隊標準、項目標準、企業(yè)標準、地區(qū)標準、國家標準到國際標準。

· 本文開頭提到的五項標準屬于“工程建設國家標準”，制定者是中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部，其有效范圍應該是整個中國工程建設行業(yè)。

· 標準可以有很多種分類方法，但最終判斷一個標準價值的分類方法只能是有人用的標準(活標準)和沒人用的標準(死標準)這個方法。

2 國內CAD標準沒人用，BIM標準會有人用嗎?

2011年5月12日美國建筑師學會(AIA-The American Institute of Architects)、美國施工規(guī)范學會(CSI-Construction Specifications Institute)和美國建筑科學研究院(NIBS-National Institute of Building Sciences)聯(lián)合發(fā)布美國國家CAD標準的最新版-第5版(NCS-the United Ststes National CAD Standard Version 5)。

NSC以上述組織的三個內容為基礎，包括NIBS的前言、管理和圖形輸出指南模塊，AIA的CAD圖層指南模塊，以及CSI的Uniform Drawing System模塊，把這三種資源組合起來以后，NCS規(guī)定了圖層名稱、圖形集組織，以及繪制、標注和圖形輸出規(guī)則。此外還包括了一個擴展的符號庫以及大量短語和縮略語。

美國CAD標準官方網(wǎng)站http://www.nationalcadstandard.org是這樣解釋美國CAD標準的作用和意義的(【】內的斜體中文為作者提供的參考譯文):

The United States National CAD Standard (NCS) streamlines and simplifies the exchange of building design and construction data from project development throughout the life of a facility.It coordinates the efforts of the entire industry by classifying electronic building design data consistently allowing stream lined communication among owners and design and construction project teams.Use of the NCS can reduce costs and produce greater efficiency in the design and construction process.【美國CAD標準(NCS)簡化了項目生命周期內工程設計和施工數(shù)據(jù)的交換，它通過對工程設計數(shù)據(jù)進行一致性分類協(xié)調整個行業(yè)的努力使得業(yè)主、設計和施工項目團隊的平滑溝通成為可能，使用NCS可以在設計和施工過程中降低成本以及大大提高生產(chǎn)效率?！?/p>

不厭其煩介紹美國CAD標準的情況，是想說明這么幾個意思:首先，美國CAD標準是成功的、有用的，否則不會在美國BIM標準第一版第一部分頒布了4年以后又出來一個NCS第五版;其次，美國CAD標準把三個行業(yè)組織的優(yōu)秀和成熟內容組合在一起，沒有推倒重來，充分發(fā)揮了社會資源的利用價值;第三，美國CAD標準幫助整個行業(yè)降低成本、提高效率。

我們來設想一下對國內同行關于CAD標準有關的一些問題以及可能的回答:

· 問:您使用CAD嗎?

· 答:用(假設100%都在用)

· 問:您知道CAD國家標準嗎?

· 答:有這么個標準嗎?(知道的人有1%嗎?)

· 問:您使用CAD遵守哪個標準?

· 答:￥#@*＆(答案五花八門)

《GB/T18229—2000 CAD工程制圖規(guī)則》(圖2)是我們國家的CAD標準，“是根據(jù)我國計算機輔助設計與制圖發(fā)展的需要，結合國內已有的機械CAD、電氣CAD、建筑CAD等領域的情況以及有關技術制圖國家標準和ISO/TC10技術產(chǎn)品文件標準化技術委員會中的有關資料編寫而成的。本標準規(guī)定了用計算機繪制工程圖的基本規(guī)則。本標準適用于機械、電氣、建筑等領域的工程制圖以及相關文件”(摘自百度知道)。

此外與上述標準相關的還有適合行業(yè)的《GB/T 14665-1998機械工程 CAD制圖規(guī)則》、《GB/T 18112-2000房屋建筑CAD制圖統(tǒng)一規(guī)則》、《GB/T 18135-2008電氣工程CAD制圖規(guī)則》等。

上面最后一個問題五花八門的答案里面估計會有用企業(yè)標準的、有用軟件標準的、有用AIA標準的、也會有用個人標準的，不知道有沒有用CAD國家標準的?但不管我們得到多少不同的答案，有一個事實是明擺著的，即上面這個系列的CAD國家標準使用率非常低。

圖2 《GB/T18229—2000 CAD工程制圖規(guī)則》封面

因此，在住建部下達2012年工程建設國家標準規(guī)范制定修訂計劃的同時，同行在網(wǎng)上就提出了本文標題所列的疑問:“CAD國家標準沒人用，BIM標準制定出來會有人用嗎?”這是一個非常重要的問題，這也是BIM標準制定過程中必須要回答的問題，但這不是一個簡單的問題。在此談談我個人對這個問題的一些理解供同行批評指正。

對于一份非強制性標準(CAD標準是非強制性標準，即將制定的BIM標準也是非強制性標準)人們愿意使用的前提就一定是用了以后能夠產(chǎn)生價值，美國CAD標準官方網(wǎng)站上說的“降低成本、提高效率”就是此類促使美國同行較大比例和程度使用這個標準的價值，還有一點需要注意的是實現(xiàn)價值的過程是項目數(shù)據(jù)在不同參與方之間的交換，而方法則是對這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一分類，實現(xiàn)手段是人們使用的CAD軟件遵守這個標準，因為CAD標準不是人直接能使用的標準。

那么我們國家的CAD標準沒有被普遍采用的主要原因是什么呢?我們來看下面圖3:

圖3 我國CAD標準沒有被普遍采用的原因

圖的上半部分是美國CAD標準的價值實現(xiàn)路徑，通過制定標準-＞軟件遵守標準-＞項目成員通過標準交換信息最終實現(xiàn)成本降低效率提高的價值。下半部分是中國CAD標準價值不能實現(xiàn)的原因，中國CAD標準也對信息進行了分類，但是由于其一項目成員使用的CAD軟件沒有遵守這個標準，更重要的是其二，國內工程建設過程項目成員之間的CAD數(shù)據(jù)可以不進行交換，不存在CAD數(shù)據(jù)必須交換的前提，因此也就有了CAD軟件可以不遵守國家標準，自己軟件用自己的標準就能滿足市場需求的事實。

那么為什么國內工程建設過程項目成員之間可以不交換CAD數(shù)據(jù)呢?主要原因有四個:首先國內設計院是全專業(yè)綜合設計院，項目設計過程一般不用產(chǎn)生跨企業(yè)邊界的合作，而設計過程恰恰是必須使用CAD原始文件的過程，這個原因導致使用率最高的CAD標準應該是各設計院的企業(yè)標準，而不是國家標準。個人認為這也是促使美國BIM標準被普遍采用的根本原因之一，企業(yè)尤其是設計企業(yè)之間需要交換CAD數(shù)據(jù)(CAD原始文件)，就必然需要行業(yè)共同認可的標準，就必然要求相應軟件遵守這個標準。其次CAD數(shù)據(jù)主要是可見的數(shù)據(jù)(即可以直接從圖紙獲得)，沒有統(tǒng)一標準會降低效率和增加出錯機會，但是不會導致工作失敗。第三，設計院跟業(yè)主和施工企業(yè)之間CAD數(shù)據(jù)(CAD原始文件)交換從現(xiàn)有工程建設法律和合同體系來看也不是必須的，而且作為CAD數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者設計院無論從法律責任、知識產(chǎn)權還是勞動力投入都是不愿意進行這種交換的，雖然事實上這種交換因為各種原因也在很大范圍和程度上進行著，但是因為這種交換大多被純粹看作是設計院的一種友好態(tài)度，因此用哪種標準就不會成為一個被計較的理由了。第四，也是最最關鍵的原因，項目設計完成以后CAD數(shù)據(jù)不交換所引起的價值損失可以被整個行業(yè)容忍。

分析了國內工程項目CAD數(shù)據(jù)可以不交換從而導致CAD國家標準沒有被普遍采用的原因之后，我們再來看看BIM的情況會如何呢?(圖4)

圖4 CAD標準和BIM標準使用形勢比較

從上圖可以看到，支持CAD數(shù)據(jù)可以不交換的四個原因在BIM這里只有全專業(yè)設計院一個和CAD一樣繼續(xù)保持不變，而另外三個已經(jīng)發(fā)生變化了，發(fā)生變化的三個不同分別是:上圖第2點:CAD數(shù)據(jù)可以通過圖紙得到，而BIM數(shù)據(jù)的豐富性使得BIM數(shù)據(jù)無法完全通過閱讀圖紙來獲得;第3點:現(xiàn)有工程建設法律合同體系不支持CAD數(shù)據(jù)交換，但市場價值會驅使市場法則的改變;第4點:設計完成以后，CAD數(shù)據(jù)不交換行業(yè)可以容忍，那是因為由此帶來的價值在行業(yè)可以容忍的范圍以內，如果BIM數(shù)據(jù)交換帶來的價值大小超出行業(yè)可以容忍的范圍，交換就將成為不可阻擋的趨勢。

有了跨企業(yè)邊界的BIM數(shù)據(jù)交換需求存在，跨企業(yè)邊界的BIM標準(項目標準、地區(qū)標準、行業(yè)標準、國家標準等)也就自然成為了必不可少的東西。

3 應該以什么視野來制定中國BIM標準?

住建部BIM標準制定計劃公布以后，BIM標準就成為了網(wǎng)上討論以及同行交流聚焦的主要話題之一，大家圍繞著應該如何制定標準、誰來參與制定標準、怎樣制定出有用的標準、如何避免其他信息化標準制定和實施過程中出現(xiàn)的不良結果等各種問題展開討論、提出建議、暢談理想，如果大家同意BIM將會給工程建設行業(yè)所有從業(yè)人員帶來影響的話，那么BIM標準也就無疑一定是工程建設行業(yè)全體同行共同的事情。

盡管線上和線下圍繞BIM標準討論和交流的問題各種各樣，但可以清楚地看到參與討論和交流的同行的目標卻是非常一致的:那就是制定出好的BIM標準，制定出有用的BIM標準，避免做出沒有用的BIM標準，避免做出帶來不良后果的BIM標準(壞的標準)。

目標可以描述得很簡單，但真正實現(xiàn)起來卻是一件異常復雜的事情。因為即使面對即將制定出來的同一個BIM標準，站在政府、科研、業(yè)主、設計、施工、運維、軟件廠商、設備制造等不同的立場上就會有不盡相同甚至截然相反的評判標準，就算是工程建設產(chǎn)業(yè)鏈里面同一類型的機構，例如施工企業(yè)，大企業(yè)和小企業(yè)、發(fā)達地區(qū)企業(yè)和落后地區(qū)企業(yè)、經(jīng)濟效益好的企業(yè)和經(jīng)濟效益不好的企業(yè)之間對BIM標準會有不同的要求;再比如軟件廠商，國內廠商和國外廠商、有壟斷優(yōu)勢的廠商和沒有壟斷優(yōu)勢的廠商之間也會對同一個BIM標準有各自不同的訴求。

考慮到上述因素以后，不要說制定出一個有用的、好的BIM標準的目標實現(xiàn)起來面臨巨大困難，即使是描述和定義出這樣一個標準也絕非易事，但無論如何這又是行業(yè)同仁必須面臨和解決的問題。因為道理很簡單，想要制定出一個好的有用的BIM標準，首先必須弄清楚什么樣的BIM標準才是好的有用的BIM標準。

上面的分析已經(jīng)清楚地告訴我們，如果大家想要一個好的有用的BIM標準，就不能只站在自身領域、企業(yè)或專業(yè)的立場上來思考問題和提供建議，一個好的有用的BIM標準一定是工程建設行業(yè)全體利益相關方博弈和妥協(xié)的結果。

既然這個行業(yè)的各個利益相關方不能站在各自的立場上來確定什么樣的BIM標準才是一個好的有用的BIM標準，那么大家應該以什么樣的視野來定義并最終制定出一個好的有用的BIM標準來呢?作者以為只能是“行業(yè)”和“BIM”的視野。也就是說，大家只有站在有利于工程建設行業(yè)發(fā)展和有利于BIM發(fā)展的立場上，才有可能找到并實現(xiàn)那個好的有用的BIM標準，換言之，好的有用的BIM標準帶來的應該是好的行業(yè)發(fā)展和好的BIM發(fā)展。

那究竟什么是行業(yè)和BIM的視野呢?表1是作者對這個問題的一個思考歸納:

表1 行業(yè)和BIM視野

上表的行表示行業(yè)利益相關者的構成，列表示BIM的構成。工程建設行業(yè)的利益相關者根據(jù)其與BIM構成元素的關系可以劃分為政府部門、科研機構、軟件廠商、專業(yè)機構(包括業(yè)主、設計院、施工企業(yè)、產(chǎn)品制造企業(yè)、運維企業(yè)等)和設施用戶五種類型，BIM本身根據(jù)其價值實現(xiàn)的鏈條可以劃分為BIM理論研究、BIM標準制定、BIM工具研發(fā)和BIM工程應用四個組成部分。

不同類型的利益相關者與BIM不同組成部分的關系是不一樣的，例如政府部門同BIM理論和BIM標準有關系，但同BIM工具和BIM應用沒有關系;而專業(yè)機構跟BIM理論沒有太大關系，但是跟BIM標準、工具和應用都有密切的關系。表中每一個存在關系的方格(例如軟件廠商和BIM理論，即非空的方格)用這兩者之間的相互作用描述這種關系。

表中黃色的列就是本文討論的BIM標準，每一個黃色方格說明五類利益相關方和BIM標準之間的相互關系，具體如下:

a)政府部門和BIM標準的關系:政府部門牽頭制定BIM標準，BIM標準規(guī)范行業(yè)BIM工具研發(fā)和BIM應用，減少重復勞動和錯誤。帶來的是整個行業(yè)的整體水平提升和健康發(fā)展。

b)科研機構和BIM標準的關系:科研機構協(xié)助政府部門制定BIM標準，BIM標準提升科研機構的技術和市場影響力。帶來的是參與科研機構的技術水平和市場競爭力提高。

c)軟件廠商和BIM標準的關系:軟件廠商支持和參與BIM標準制定，BIM標準減少軟件廠商在BIM標準方面的研發(fā)投入，以較低成本保證其軟件產(chǎn)品遵守BIM標準，有利于自身BIM產(chǎn)品和其他BIM產(chǎn)品之間的信息交換和集成應用，從而提高產(chǎn)品市場競爭力。

d)專業(yè)機構和BIM標準的關系:專業(yè)機構支持和參與BIM標準制定，BIM標準幫助專業(yè)機構提高BIM應用效率和質量。帶來的是專業(yè)機構的核心競爭力提升。

e)設施用戶和BIM標準的關系:設施用戶和BIM標準沒有直接關系，有點類似于手機用戶和手機標準的關系。

作為工程建設行業(yè)的局中人來說，無論您處于什么機構類型，也無論您從事的工作和BIM標準之間的關系如何以及您以何種方式和角色參與BIM標準有關的工作，如果能夠以行業(yè)和BIM發(fā)展的視野參與BIM標準討論、制定、實施等一系列工作的人多一些，那么可以肯定我們得到一個好的有用的BIM標準的機會就會大一些。

反之亦然否?

[1]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部網(wǎng)站:http://www.mohurd. gov. cn/zcfg/jsbwj_ 0/jsbwjbzde/201202/t20120221_208854.html，《關于印發(fā) 2012 年工程建設標準規(guī)范制訂修訂計劃的通知》，2012年1月

[2]National Institute of Building Sciences，United States National Building Information Modeling Standard，Version 1-Part1

[3]United States National CAD Standard V5，美國國家CAD標準網(wǎng)站 http://www.nationalcadstandard.org/ncs5/

[4]buildingSMART alliance of National Institute of Building Sciences，BIM Project Execution Planning Guide，Version 2.0

[5]何關培等，《BIM總論》，中國建筑工業(yè)出版社

[6]中國BIM門戶網(wǎng)站www.ChinaBIM.com

[7]何關培，實現(xiàn)BIM價值的三大支柱-IFC/IDM/IFD，《土木建筑工程信息化技術》2011年第1期

[8]McGraw Hill Construction，The Business Value of BIM –Getting Building Information Modeling to the Bottom Line，2009

[9]清華大學軟件學院，《中國建筑信息模型標準(CBIMS-Chinese Building Information Modeling Standard)框架研究報告》

[10]何關培，BIM和BIM相關軟件，《土木建筑工程信息化技術》2010年第4期

[11] 何關培 BIM 博客:http://blog.sina.com.cn/heguanpei