BIM技術(shù)在建筑項(xiàng)目建設(shè)中的應(yīng)用

焦陽(yáng)+馬一鳴

[提要] 建設(shè)項(xiàng)目成本超支及無(wú)法進(jìn)行成本監(jiān)控的問題是建筑業(yè)的難題。伴隨著BIM技術(shù)的發(fā)展，這一難題有了新的解決方案，這就是建立BIM監(jiān)控系統(tǒng)。本文分析造成建筑成本管理難題的原因及BIM技術(shù)的信息化優(yōu)勢(shì)，圍繞BIM在建筑項(xiàng)目成本管理中的應(yīng)用，分析其可行性與收益。

關(guān)鍵詞：BIM；項(xiàng)目建設(shè)；成本監(jiān)控；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：F27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

收錄日期：2017年3月14日

據(jù)統(tǒng)計(jì)，建筑業(yè)有2/3的工程項(xiàng)目竣工決算超過(guò)了預(yù)算。一直以來(lái)，工程進(jìn)度的動(dòng)態(tài)控制和成本的實(shí)時(shí)監(jiān)控是建筑工業(yè)化所要解決的問題。而伴隨著BIM（建筑信息模型）理論及技術(shù)的產(chǎn)生，具有高度信息集合特性的信息化平臺(tái)建設(shè)變?yōu)榭赡?，困擾建筑業(yè)生產(chǎn)效率的能耗低利用、粗放化管理將成為歷史。

一、BIM現(xiàn)階段存在的問題

由于建設(shè)項(xiàng)目復(fù)雜性的特點(diǎn)以及管理人員的協(xié)同困難的現(xiàn)實(shí)因素；多年以來(lái)，如何應(yīng)用BIM在各常規(guī)項(xiàng)目上一直都是一個(gè)讓建設(shè)方項(xiàng)目管理人員頭疼的問題。對(duì)于中小型設(shè)計(jì)單位而言技術(shù)支持問題將會(huì)是他們應(yīng)用BIM技術(shù)遇到的一個(gè)挑戰(zhàn)。因?yàn)楹芏郆IM軟件都是由國(guó)外引進(jìn)的，一些規(guī)則的使用與我國(guó)建筑行業(yè)的實(shí)情有很大的出入，難以滿足中國(guó)建筑企業(yè)發(fā)展的需要。面對(duì)這種情況國(guó)內(nèi)算量軟件商（魯班、廣聯(lián)達(dá)等）都曾推出過(guò)力圖實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目動(dòng)態(tài)監(jiān)控的應(yīng)用軟件，但是這些軟件無(wú)一例外都無(wú)疾而終，最終淪為成本檢討時(shí)套用的“花瓶”。

二、BIM現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展

（一）BIM技術(shù)在美國(guó)應(yīng)用現(xiàn)狀分析。美國(guó)是最早提出BIM技術(shù)概念的國(guó)家，同時(shí)也是將BIM技術(shù)應(yīng)用得最為成功的國(guó)家。雖然，亞洲的一些發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，如新加坡、日本和中國(guó)香港地區(qū)等，在BIM技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用方面也比較成功，但相比于美國(guó)而言，這些國(guó)家和地區(qū)在BIM技術(shù)的應(yīng)用上還有很大的差距。因此，進(jìn)行BIM技術(shù)在美國(guó)應(yīng)用現(xiàn)狀的研究，能比較全面地了解美國(guó)BIM技術(shù)發(fā)展的情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)我國(guó)在BIM技術(shù)應(yīng)用方面和先進(jìn)國(guó)家存在的差距，借鑒人家的成功經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)吸取美國(guó)在BIM技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中的教訓(xùn)，并為我國(guó)BIM技術(shù)的發(fā)展樹立目標(biāo)。

美國(guó)在20世紀(jì)70年代就開始進(jìn)行BIM技術(shù)的研究，最早提出的名稱是建筑描述系統(tǒng)，即BIM技術(shù)的雛形。在2002年，BIM這一名詞才真正出現(xiàn)，是由美國(guó)的Autodesk公司提出的。從20世紀(jì)70年代至今已經(jīng)發(fā)展40多年，BIM技術(shù)在美國(guó)獲得了大眾的認(rèn)可，很多建筑企業(yè)都使用BIM技術(shù)，同時(shí)美國(guó)政府也對(duì)此大力支持，不僅頒布了一系列使用BIM的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、指南、手冊(cè)，還引導(dǎo)建筑企業(yè)建立BIM協(xié)會(huì)。美國(guó)政府機(jī)構(gòu)推廣BIM技術(shù)的方法值得我國(guó)學(xué)習(xí)和借鑒。美國(guó)的計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展也比較早，同時(shí)也是處于世界領(lǐng)先地位，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用使得美國(guó)很多行業(yè)都獲得了飛速的發(fā)展，但建筑行業(yè)卻是個(gè)例外。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用并沒有使建筑工程規(guī)劃設(shè)計(jì)和施工技術(shù)出現(xiàn)太大的變化。但計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了信息化的發(fā)展，美國(guó)建筑行業(yè)在信息化應(yīng)用方面可謂已經(jīng)達(dá)到比較成熟的階段，能將很多的理論研究成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，從而使得建筑行業(yè)的發(fā)展出現(xiàn)根本性的變化。

美國(guó)總務(wù)管理局為了提高建筑行業(yè)的生產(chǎn)效率，在全國(guó)建筑行業(yè)中大力推廣信息化手段，而BIM技術(shù)正是其中的代表。為了使BIM技術(shù)能更加規(guī)范化的應(yīng)用于建筑行業(yè)中，美國(guó)總務(wù)管理局制定了一系列的計(jì)劃、標(biāo)準(zhǔn)，而事實(shí)已經(jīng)證明，這一決策的正確性。

（二）BIM技術(shù)在中國(guó)應(yīng)用現(xiàn)狀分析。在中國(guó)，建筑行業(yè)是一個(gè)龐大的組織，其中包括各種類型和各種規(guī)模的建筑企業(yè)。BIM技術(shù)在中國(guó)建筑業(yè)的應(yīng)用還處于起步階段，我國(guó)一些項(xiàng)目使用了BIM技術(shù)，但大部分都是比較大型的建筑工程項(xiàng)目，有政府的支持和技術(shù)支持，如上海世博會(huì)、奧運(yùn)村空間規(guī)劃等，BIM技術(shù)在這些項(xiàng)目上的應(yīng)用也取得了很好的結(jié)果。但對(duì)于其他建筑企業(yè)而言，BIM技術(shù)還屬于比較新鮮的一種技術(shù)手段，在建筑業(yè)中應(yīng)用的并不廣泛，還有很大的發(fā)展前景。BIM從技術(shù)上來(lái)講并不涉及到什么高難技術(shù)，但如果要在一個(gè)行業(yè)中推廣，還需要得到業(yè)內(nèi)人士的認(rèn)可，關(guān)鍵是要將這種全生命周期的信息化管理理論融入到設(shè)計(jì)師的理念中，這還需要一定的時(shí)間。BIM技術(shù)對(duì)于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化水平的要求比較高，但中國(guó)建筑業(yè)目前存在的一個(gè)大問題就是行業(yè)不規(guī)范，這與現(xiàn)在的社會(huì)發(fā)展有很大關(guān)系，在這種情況下想要在建筑業(yè)中推廣BIM技術(shù)是難以實(shí)現(xiàn)的。

但是，隨著國(guó)際間交流的不斷深入，BIM理念已經(jīng)開始出現(xiàn)在建筑行業(yè)中，并被一些思想較為活躍的人士所接受，并付諸于實(shí)踐。現(xiàn)在很多國(guó)內(nèi)著名的建筑設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)都成立了相應(yīng)的BIM技術(shù)小組，而北上廣深等一線城市也有專業(yè)的BIM技術(shù)咨詢公司和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)。此外，在建筑工程管理的各個(gè)階段也都有應(yīng)用BIM技術(shù)的案例出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有的突破。

（三）BIM發(fā)展。隨著信息化技術(shù)的深入發(fā)展以及建設(shè)部對(duì)特級(jí)資質(zhì)施工企業(yè)信息化的要求，BIM技術(shù)正在引發(fā)建筑業(yè)的巨大變革，將深刻地改變傳統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)、建造、管理方式，永久性地改變項(xiàng)目參與各方的協(xié)作方式，它以軟件技術(shù)和信息技術(shù)為載體，形成完整的工程數(shù)據(jù)庫(kù)，提高項(xiàng)目整合度，為工程設(shè)計(jì)、建造、管理提供全面解決方案，可以幫助工程建造方更加有效和高效地進(jìn)行項(xiàng)目全過(guò)程控制，從而獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。基于BIM的虛擬施工技術(shù)作為新興的學(xué)科將是未來(lái)發(fā)展方向，需要各方面力量的積極推動(dòng)和支持，不斷完善其理論和技術(shù)體系，并應(yīng)用于實(shí)踐，以促進(jìn)施工技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展。面對(duì)信息革命和迅速發(fā)展的高新技術(shù)，建筑施工企業(yè)作為國(guó)家經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，必須勇于吸收新技術(shù)，從而推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速高效的發(fā)展。

三、BIM在建筑模型及成本監(jiān)控上的應(yīng)用

（一）建筑設(shè)計(jì)階段的BIM應(yīng)用

1、BIM在設(shè)計(jì)階段的價(jià)值。在建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)中實(shí)施BIM的最終目的是要提高項(xiàng)目設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，從而減少后續(xù)施工期間的洽商和返工，保障施工周期，節(jié)約項(xiàng)目資金。其在建筑設(shè)計(jì)階段的價(jià)值主要體現(xiàn)在以下五個(gè)方面：

（1）可視化（Visualization）：BIM將專業(yè)、抽象的二維建筑描述通俗化、三維直觀化，使得專業(yè)設(shè)計(jì)師和業(yè)主等非專業(yè)人員對(duì)項(xiàng)目需求是否得到滿足的判斷更為明確、高效，決策更為準(zhǔn)確。

（2）協(xié)調(diào)（Coordination）：BIM將專業(yè)內(nèi)多成員間、多專業(yè)、多系統(tǒng)間原本各自獨(dú)立的設(shè)計(jì)成果（包括中間結(jié)果與過(guò)程），置于統(tǒng)一、直觀的三維協(xié)同設(shè)計(jì)環(huán)境中，避免因誤解或溝通不及時(shí)造成不必要的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。

（3）模擬（Simulation）：BIM將原本需要在真實(shí)場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)的建造過(guò)程與結(jié)果，在數(shù)字虛擬世界中預(yù)先實(shí)現(xiàn)，可以最大限度減少未來(lái)真實(shí)世界的遺憾。

（4）優(yōu)化（Optimization）：由于有了前面的三大特征，使得設(shè)計(jì)優(yōu)化成為可能，進(jìn)一步保障真實(shí)世界的完美。這點(diǎn)對(duì)目前越來(lái)越多的復(fù)雜造型建筑設(shè)計(jì)尤其重要。

（5）出圖（Documentation）：基于BIM成果的工程施工圖及統(tǒng)計(jì)表將最大限度地保障工程設(shè)計(jì)企業(yè)最終產(chǎn)品的準(zhǔn)確、高質(zhì)量、富于創(chuàng)新。

2、BIM項(xiàng)目類型及介入點(diǎn)。哪些項(xiàng)目適合使用BIM？BIM應(yīng)該在建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)的哪個(gè)階段介入？這兩個(gè)問題的答案仁者見仁、智者見智：有的說(shuō)BIM只適合于復(fù)雜造型設(shè)計(jì)項(xiàng)目，在前期的概念和方案階段就要介入，常規(guī)住宅項(xiàng)目是“殺雞用牛刀”；有的說(shuō)只有標(biāo)準(zhǔn)化程度比較高的住宅項(xiàng)目才能充分體現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)的價(jià)值，提高出圖效率，應(yīng)該在施工圖階段介入；還有的說(shuō)復(fù)雜的BIM只適合做方案設(shè)計(jì)，施工圖還是使用AutoCAD靈活、效率高，這些觀點(diǎn)其實(shí)都沒錯(cuò)。心理學(xué)講“需求是決定一切行為的根本”，BIM也是同理。不同的人、不同的項(xiàng)目、不同目的，將決定BIM的實(shí)施采用什么樣的方式、什么時(shí)候介入、做到什么深度、得到什么成果，以及實(shí)施的費(fèi)用成本。

（二）BIM全過(guò)程成本監(jiān)控系統(tǒng)模型。BIM理論及技術(shù)的構(gòu)件特性決定了在BIM時(shí)代，構(gòu)件這一稱謂將作為一種建筑零件的存在實(shí)現(xiàn)真正意義上的建筑產(chǎn)業(yè)工業(yè)化、精細(xì)化、信息化。在建筑信息模型中，構(gòu)件不僅僅能夠反映建筑實(shí)體的長(zhǎng)、寬、高等幾何信息，而且能夠反映包括結(jié)構(gòu)類型、材料種類、制造商、采購(gòu)價(jià)格、施工成本在內(nèi)的大量建筑信息，它為項(xiàng)目管理各專業(yè)的協(xié)價(jià)值工程同提供了一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信息來(lái)源，使成本的實(shí)時(shí)監(jiān)控成為可能。伴隨著BIM在施工進(jìn)度中的成功運(yùn)用，BIM“3D模型+進(jìn)度+成本”的信息集成平臺(tái)將成為解決項(xiàng)目成本失控的利刃。

目前，成本的控制一般還是著重在項(xiàng)目進(jìn)展的特定節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行，整個(gè)項(xiàng)目的全過(guò)程成本控制也主要表現(xiàn)為三算對(duì)比（項(xiàng)目概算、項(xiàng)目預(yù)算及結(jié)算）?；旧喜淮嬖谡嬲娜^(guò)程成本控制體系，目前大多數(shù)甲方項(xiàng)目成本管理團(tuán)隊(duì)所采取的都是定期進(jìn)行成本檢測(cè)和成本分析的方式來(lái)力求實(shí)現(xiàn)對(duì)成本的全程把控。而通過(guò)BIM所能實(shí)現(xiàn)的全程成本監(jiān)控，將是真正意義上的實(shí)時(shí)監(jiān)控，成本監(jiān)控的準(zhǔn)確性將大大提高。BIM對(duì)于成本的監(jiān)控體系，是從整個(gè)項(xiàng)目的招投標(biāo)及設(shè)計(jì)階段就開始真正介入到項(xiàng)目中直至項(xiàng)目交付業(yè)主使用為止（如果從項(xiàng)目全壽命周期成本控制的角度來(lái)考慮，BIM對(duì)于投資控制的控制將可以持續(xù)到整個(gè)項(xiàng)目從項(xiàng)目立項(xiàng)到項(xiàng)目結(jié)束使用壽命、拆除為止）。

四、BIM應(yīng)用可行性分析

基于BIM的成型的最大難題在于信息收集的過(guò)程中如何實(shí)現(xiàn)各方數(shù)據(jù)的兼容性以及平臺(tái)輸出數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。這兩者伴隨著IFC的完善以及國(guó)家對(duì)于BIM標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一研究出臺(tái)將會(huì)迎刃而解。如果要保證基于BIM能夠廣泛的應(yīng)用于建設(shè)項(xiàng)目就需要建立統(tǒng)一的各專業(yè)BIM信息接口，這一方面有賴于各專業(yè)BIM精英對(duì)于族的建設(shè)完善；另一方面也需要借助更加強(qiáng)大的數(shù)學(xué)算法來(lái)實(shí)現(xiàn)信息接口的通用性。相信在不久的將來(lái)這兩個(gè)方面的技術(shù)解決方案也會(huì)隨著BIM技術(shù)的推廣和研究而得到進(jìn)一步的解決。

五、結(jié)語(yǔ)

從國(guó)際發(fā)展角度來(lái)看，BIM技術(shù)在建筑工程管理中的應(yīng)用已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。BIM技術(shù)相比于二維設(shè)計(jì)技術(shù)而言，不僅具有協(xié)同設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)BIM技術(shù)針對(duì)建筑工程管理全生命周期的應(yīng)用解決了不同階段信息傳遞不暢的問題。雖然，現(xiàn)在我國(guó)建筑行業(yè)對(duì)于BIM技術(shù)的應(yīng)用還處于起步階段，但隨著信息化的不斷發(fā)展，為了提高建筑工程管理的效率，BIM技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用必將成為一種主流方向。BIM理論及技術(shù)是建筑產(chǎn)業(yè)信息化實(shí)現(xiàn)的希望載體，BIM同時(shí)在建筑造價(jià)上的應(yīng)用可以改善效率及項(xiàng)目管理面貌，在從繁重算量、重復(fù)成本核算中解放出項(xiàng)目管理人員的同時(shí)使他們有更多的精力專注于建筑質(zhì)量及細(xì)節(jié)的優(yōu)化。

主要參考文獻(xiàn)：

[1]張建平，范喆.基于4D-BIM的施工資源動(dòng)態(tài)管理與成本實(shí)時(shí)監(jiān)控[D].清華大學(xué)，2011.

[2]任桂娜.基于BIM的工程項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃自動(dòng)生成模型研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2013.

[3]焦安亮，張鵬，侯振國(guó).建筑企業(yè)推廣BIM技術(shù)的方法與實(shí)踐[J].施工技術(shù)，2013.

[4]張洋，張建平.基于BIM的建筑工程信息集成與管理研究.中國(guó)BIM門戶.