中美BIM技術(shù)發(fā)展應(yīng)用對比研究

楊 凱 胡桂梅

(西安工業(yè)大學(xué)，陜西 西安 710021)

中美BIM技術(shù)發(fā)展應(yīng)用對比研究

楊 凱 胡桂梅

(西安工業(yè)大學(xué)，陜西 西安 710021)

分析了中美BIM技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展障礙，從BIM軟件、BIM高校教育以及BIM政府政策行業(yè)規(guī)范等方面進(jìn)行了分析，總結(jié)了我國現(xiàn)階段BIM技術(shù)應(yīng)用存在問題和發(fā)展優(yōu)勢，并提出了促進(jìn)BIM推廣普及的建議，以推動BIM技術(shù)在我國建筑業(yè)的深入發(fā)展。

建筑業(yè)，BIM，應(yīng)用現(xiàn)狀，應(yīng)用障礙

1 BIM技術(shù)的概念及發(fā)展

BIM是指建筑信息模型(Building Information Modeling),作為21世紀(jì)新興技術(shù)為建筑行業(yè)帶來了又一次革命。人們普遍認(rèn)為CAD技術(shù)的出現(xiàn)，將建筑設(shè)計人員從圖紙畫板中解放出來，通過計算機(jī)輔助開始了設(shè)計、計算、信息交流等工作的自動化進(jìn)程。而BIM技術(shù)將三維模型信息、動態(tài)管理、互聯(lián)網(wǎng)交流充分融入建筑行業(yè)，喚起了業(yè)界第二次革命。BIM理念的提出源于美國，早在20世紀(jì)80年代初就已經(jīng)出現(xiàn)。1975年被稱為BIM之父卡耐基大學(xué)的查理伊斯特曼(Chunck Eastman)在《AIA雜志》提出BIM的原型建筑表達(dá)系統(tǒng)(Building Description System)，以及杰里·萊瑟林(Jerry Laiserin)都對BIM的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。 BIM技術(shù)以計算機(jī)三維模型信息為核心，貫穿于建筑工程設(shè)計、施工到管理運(yùn)營全壽命周期，能夠?qū)崿F(xiàn)工程信息交換，項目全過程的精細(xì)化管理，改變傳統(tǒng)的建筑業(yè)管理模式，極大地節(jié)約施工資源成本，以及提高工程質(zhì)量，促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)化信息化發(fā)展。對BIM技術(shù)的理解不能停留在一個軟件或者一套軟件，其大部分相關(guān)工作是人與信息、信息與信息之間的交融，是整個項目生命周期的信息共享，這也是BIM對建筑行業(yè)最深遠(yuǎn)的影響。目前國際上普遍認(rèn)可的是美國國家BIM標(biāo)準(zhǔn)(National Building Information Modeling Standard,BIMS)的定義：1)BIM是一個設(shè)施(建設(shè)項目)物理和功能特性的數(shù)字表達(dá)；2)BIM是一個共享的知識資源，是一個分享有關(guān)這個設(shè)施的信息，為該設(shè)施從概念到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據(jù)的過程；3)在項目不同的階段，不同利益相關(guān)方通過在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責(zé)的協(xié)同作業(yè)[1]。BIM技術(shù)在美國、歐洲以及日韓等發(fā)達(dá)國家都實(shí)現(xiàn)了巨大的應(yīng)用價值，并且達(dá)到了一定水平的發(fā)展。在國內(nèi)無論從理念與技術(shù)應(yīng)用，BIM都已深入人心，大多數(shù)從業(yè)人員認(rèn)識到BIM技術(shù)將是未來建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢。隨著對其相關(guān)研究領(lǐng)域的擴(kuò)展，BIM技術(shù)統(tǒng)一規(guī)范化也愈發(fā)重要。通過對比分析中美BIM技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展障礙，對推廣BIM技術(shù)在我國的發(fā)展以及解決現(xiàn)階段應(yīng)用障礙具有重要研究意義。

2 BIM在中美的應(yīng)用現(xiàn)狀

美國BIM技術(shù)的研究與應(yīng)用一直處于世界領(lǐng)先地位，也是最早開始BIM技術(shù)理念與應(yīng)用研究的國家，所以在BIM的研究中應(yīng)以美國最具代表性?，F(xiàn)今美國建筑行業(yè)已經(jīng)基本形成一套成熟的BIM應(yīng)用體制，政府和相關(guān)領(lǐng)域的行業(yè)機(jī)構(gòu)也制定了相關(guān)政策標(biāo)準(zhǔn)。BIM技術(shù)的應(yīng)用在美國建筑企業(yè)已相當(dāng)普及，BIM設(shè)計、管理施工人才也在逐年上升。中國BIM技術(shù)的理念發(fā)展與技術(shù)應(yīng)用相對起步較晚，但是技術(shù)推廣與普及速度很快。國內(nèi)一些大型房地產(chǎn)企業(yè)和設(shè)計院已經(jīng)開始了BIM專項研究與技術(shù)培訓(xùn)。目前國內(nèi)已有多家建筑軟件公司開始了BIM軟件的研發(fā)，如PKPM、鴻業(yè)、魯班、斯維爾等，并已成功運(yùn)用到多個工程實(shí)例中，部分高校也已開始了BIM課題研究。由此可見BIM技術(shù)應(yīng)用在我國已初見成效，特別適用于大型項目全壽命周期應(yīng)用，但在國內(nèi)BIM技術(shù)迅速發(fā)展的進(jìn)程中也看到其同時存在諸多障礙，國內(nèi)并未形成一套完整的BIM應(yīng)用體制與規(guī)范，大多數(shù)研究也只停留在理論階段，所以導(dǎo)致BIM技術(shù)發(fā)展難以突破瓶頸。

3 中美BIM在建筑業(yè)應(yīng)用障礙對比分析

3.1 軟件研發(fā)與應(yīng)用方面

美國BIM技術(shù)軟件發(fā)展比較成熟，種類齊全。而國內(nèi)BIM軟件除了在造價方面具備一定優(yōu)勢外，在建模設(shè)計與施工管理方面的軟件都與美國有很大差距。同時國內(nèi)BIM軟件紛雜，缺少統(tǒng)一規(guī)范與技術(shù)接口。由于概念上的誤解，很多軟件號稱BIM軟件卻無法真正實(shí)現(xiàn)BIM價值。BIM技術(shù)的應(yīng)用需要軟件支持，但一個軟件或多個軟件所完成的工作并不能稱之為BIM。BIM技術(shù)的應(yīng)用是過程、系統(tǒng)的應(yīng)用，并不是一套軟件所能解決。國內(nèi)依然有大量BIM研究者對BIM存在誤區(qū)，認(rèn)為掌握BIM軟件應(yīng)用就是運(yùn)用了BIM。所以企業(yè)往往在BIM軟件購買、培訓(xùn)過程中耗費(fèi)大量財力，卻難以收到理論中BIM所產(chǎn)生的效益價值，由此導(dǎo)致個別企業(yè)拒絕順應(yīng)BIM技術(shù)應(yīng)用潮流。

中美BIM軟件研發(fā)對比情況見表1。

表1 中美BIM軟件研發(fā)對比情況

3.2 政府政策與規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)方面

BIM技術(shù)在美國發(fā)展日趨成熟，其政策標(biāo)準(zhǔn)與我國相比已非常完善。我國政法相關(guān)部門和建筑行業(yè)各方都逐步參與到BIM的研究和應(yīng)用中，住建部與各地政府相繼出臺了BIM信息化的發(fā)展規(guī)劃與綱要。中國建筑科學(xué)研究院專家與住房城鄉(xiāng)建設(shè)部領(lǐng)導(dǎo)對北美BIM發(fā)展與應(yīng)用進(jìn)行多次考察研究。由此可以看出BIM已經(jīng)進(jìn)入我國國家政府發(fā)展規(guī)劃。但我國BIM技術(shù)應(yīng)用依然缺乏可執(zhí)行的行業(yè)具體規(guī)范與參考標(biāo)準(zhǔn)，這也是我國BIM技術(shù)發(fā)展的巨大障礙。

2003年，美國總務(wù)管理局(General Services Administration,GSA)推出全國3D-4D-BIM計劃，并在實(shí)際建設(shè)項目中挑選出BIM試點(diǎn)項目[2]。2006年，美國陸軍工程兵團(tuán)(the U.S.Army Corps of Engineers,USACE)是世界最大的公共工程設(shè)計和建筑管理機(jī)構(gòu)。為了全面提升建筑行業(yè)質(zhì)量和效率制定并發(fā)布了一份15年BIM路線圖[3]。2007年，美國建筑科學(xué)研究院發(fā)布NBIMS，旗下的Building SMART聯(lián)盟(Building SMART Alliance,BSA)致力于BIM研究與推廣[4]。

2011年，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布關(guān)于印發(fā)《2011—2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要通知》發(fā)展目標(biāo)是“十二五期間”基本實(shí)現(xiàn)建筑企業(yè)信息系統(tǒng)的普及應(yīng)用[5]。2014年，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)建筑業(yè)發(fā)展和改革的若干意見》其中明確提出推進(jìn)建筑信息模型(BIM)等信息技術(shù)在工程設(shè)計、施工運(yùn)維全過程運(yùn)用[6]。2015年住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)建筑信息模型應(yīng)用指導(dǎo)意見》，為指導(dǎo)和推進(jìn)BIM應(yīng)用提供了原則與基本思想[7]。

3.3 高校教育方面

由于BIM技術(shù)的飛速發(fā)展，很多設(shè)計單位建筑企業(yè)對BIM人才的需求量不斷增大。當(dāng)前中美都存在沒有足夠數(shù)量的BIM技術(shù)人員滿足建筑行業(yè)的發(fā)展需求問題，BIM技術(shù)人才也成為阻礙BIM技術(shù)發(fā)展的重要問題?；贐IM發(fā)展趨勢，美國多所高校已經(jīng)開始了BIM教學(xué)改革，以應(yīng)對未來BIM技術(shù)的應(yīng)用。部分高校針對建筑相關(guān)專業(yè)學(xué)生開設(shè)了BIM課程。如亞利桑那州立大學(xué)聘請行業(yè)內(nèi)有經(jīng)驗(yàn)的BIM專業(yè)人員，通過講座和課程設(shè)計結(jié)合方法，講授工程中的各類案例，同時要求學(xué)生掌握不同軟件使用方法[8]。但美國高校BIM教學(xué)改革依然存在問題，其課程設(shè)置過于單一，BIM技術(shù)是一種系統(tǒng)連續(xù)技術(shù)，并不是單一軟件運(yùn)用或模塊可以完成的。同時高校BIM教育中缺少實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用，大部分高校只是停留在理論研究階段并沒有深入BIM具體應(yīng)用。

相對于美國BIM教育的開展，我國目前大多數(shù)高校還沒有引入BIM課程，只有較少高校開始BIM技術(shù)研究。如我國香港理工大學(xué)主要研究建設(shè)領(lǐng)域信息技術(shù)研究與應(yīng)用，清華大學(xué)的4D-CAD課題研究等，以及清華斯維爾和廣聯(lián)達(dá)軟件舉辦的高校BIM建模大賽，對BIM在高校的發(fā)展起到推動作用。目前我國高等學(xué)校在BIM應(yīng)用研究與教學(xué)改革方面還有很多問題需要解決。

4 BIM技術(shù)應(yīng)用推廣建議

BIM技術(shù)已經(jīng)在我國形成了深遠(yuǎn)的影響，也在國內(nèi)外實(shí)現(xiàn)了前所未有的實(shí)踐應(yīng)用，目前在我國的實(shí)際應(yīng)用依然存在很多障礙，但這也是BIM技術(shù)發(fā)展成熟的必然階段。美國BIM技術(shù)應(yīng)用值得我國研究學(xué)習(xí)，但不能一成不變的直接引入，應(yīng)結(jié)合我國具體國情以及建筑業(yè)大環(huán)境形成自主特色BIM體系。為使得BIM技術(shù)的應(yīng)用推廣更深入發(fā)展，提出以下幾點(diǎn)建議：

軟件技術(shù)：加強(qiáng)軟件間的交互與融合，軟件開發(fā)企業(yè)之間應(yīng)相互交流學(xué)習(xí)，提高創(chuàng)新能力與國際軟件技術(shù)相接軌。

政策標(biāo)準(zhǔn)：政府在BIM技術(shù)發(fā)展中扮演著不可或缺的角色，目前我國政府已把BIM放入建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃中，對BIM技術(shù)發(fā)展相當(dāng)重視。同時政府應(yīng)加強(qiáng)與行業(yè)機(jī)構(gòu)以及BIM科研專家交流，完善我國BIM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

高校教育：高校教育應(yīng)將BIM技術(shù)教育納入課程體系中，加強(qiáng)對BIM技術(shù)人才培養(yǎng)與實(shí)踐應(yīng)用，推廣BIM普及教育。

5 結(jié)語

BIM應(yīng)用不僅僅是一種技術(shù)，應(yīng)上升到多方協(xié)作關(guān)系中，使所有參與方共同實(shí)現(xiàn)項目價值。BIM改變傳統(tǒng)建筑業(yè)，為工程項目帶來巨大價值效益。結(jié)合中美當(dāng)前BIM發(fā)展現(xiàn)狀，從BIM軟件應(yīng)用、政策標(biāo)準(zhǔn)以及高校教育方面對比分析中美BIM技術(shù)差距，對改變我國BIM應(yīng)用現(xiàn)狀具有重要意義，同時促進(jìn)BIM技術(shù)在我國深入推廣，實(shí)現(xiàn)價值最大化。

[1] 美國國家BIM標(biāo)準(zhǔn)第一版第一部分：National Institute of Building Sciences.United States National Building Information Modeling Standard.Version1-Part1[R].

[2] 美國總務(wù)管理局．General Services Administration(GAS)3D-4D BIM Program.http：//www.gsa.gov/portal/category/21062.

[3] 美國陸軍工程兵.U.S.Army Corp of Engineers(USACE)，“Building Information Modeling(BIM)-A Roadmap for Implementation to Support MILCON Transformation and Civil Works Projects within USACE”.

[4] 美國建筑科學(xué)研究院下屬機(jī)構(gòu)building SMART聯(lián)盟網(wǎng)站[EB/OL]．http：//www.building smart alliance.com/.

[5] 住房城鄉(xiāng)建設(shè)部.2011—2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要通知[Z].

[6] 住房城鄉(xiāng)建設(shè)部.關(guān)于推進(jìn)建筑業(yè)發(fā)展和改革的若干意見[Z].

[7] 住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部.關(guān)于推進(jìn)建筑信息模型應(yīng)用指導(dǎo)意見[Z].

[8] T.J.Siller,A.Rosales,J.Haines,etc.. Development of undergraduate students’professional skills[J].Journal of Professional Issues in Engineering Education and Practice，2009，135(3)：102-108.

[9] 何清華，錢麗麗，段運(yùn)峰,等.BIM在國內(nèi)外應(yīng)用的現(xiàn)狀及障礙研究[J].工程管理學(xué)報，2012(15)：20-22.

[10] 張 尚，任 宏,Albert P.C. ChanBIM的工程管理教學(xué)改革問題研究(一)——基于美國高校的BIM教育分析[Z].2015.

[11] 張春霞.BIM技術(shù)在我國建筑行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展障礙研究[J].建筑經(jīng)濟(jì)，2011(9)：51-53.

The comparative study on the application of BIM technology development

Yang Kai Hu Guimei

(Xi’anUniversityofTechnology,Xi’an710021,China)

This paper analyzes the present situation of the application of BIM technology of China and the United States and the development obstacles, from BIM software, BIM education in colleges and universities, and government policy plus industry standards were analyzed, and summarizes the application of BIM technology problems at the present stage in China and development advantages, and give some advices to promote BIM popularization, further development to promote BIM technology in the construction industry in our country.

construction industry, BIM, implementation situation, implementation barriers

1009-6825(2015)32-0235-02

2015-09-08

楊 凱(1991- )，男，在讀碩士; 胡桂梅(1963- )，女，副教授

TP319

A