BIM技術在建筑業(yè)全面推廣應用策略研究

黃騫 陳哲 陳群

(福建工程學院管理學院 福建福州 350118)

BIM技術在建筑業(yè)全面推廣應用策略研究

黃騫 陳哲 陳群

(福建工程學院管理學院 福建福州 350118)

為促進BIM在我國建筑行業(yè)的全面性推廣應用，文章分析了建筑業(yè)現(xiàn)狀和BIM應用現(xiàn)狀，找出BIM在我國建筑業(yè)領域運用中存在的障礙，并根據(jù)障礙因素，從外部環(huán)境、企業(yè)內(nèi)部和項目3個層面對BIM的推廣應用制定一個整體策略框架。

BIM；建筑業(yè)；障礙；應用策略

1 BIM技術推進了建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化

近年，中國逐步成為全球最大建筑市場，建筑業(yè)總產(chǎn)值已超過18萬億元，從事建筑相關工作的人數(shù)超過5000萬[1]，但目前我國建筑行業(yè)發(fā)展相較于GDP總量的發(fā)展水平依舊落后。我國建筑行業(yè)發(fā)展正通過以建筑產(chǎn)業(yè)轉型為目標，技術創(chuàng)新為先導，信息化管理為手段，新型建筑工業(yè)化為核心，對全產(chǎn)業(yè)鏈進行改造、升級，從而提高建筑工程的安全性、高效性和低碳性。鑒于制造業(yè)PDM(Product Data Management,產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)技術的成功應用[2]及BIM(Building Information Modeling)對多信息協(xié)同處理的特性，將BIM作為信息管理工具全面應用于建筑行業(yè)，有助于實現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，有利于促進“中國制造2025”目標的實現(xiàn)。

BIM通過信息管理創(chuàng)新，整合并集成工程全部信息，利用計算機、移動技術、互聯(lián)網(wǎng)和云技術協(xié)同工作，多技術集成實現(xiàn)建筑項目信息的數(shù)字表達及共享，為項目全生命期的所有決策提供可靠信息和依據(jù)[3]，使BIM在項目的各階段發(fā)揮著巨大作用。

首先，BIM的可視化技術能夠?qū)崿F(xiàn)建筑模型的具體化表達，建筑建設期各參與單位借助同一個建筑信息模型協(xié)同作業(yè)，如圖1所示，使分散的建筑參與方在全生命期各階段達到信息共享、利益共同。此外，BIM的參數(shù)化技術實現(xiàn)了建筑的精確建造，通過制造工藝的創(chuàng)新來提高生產(chǎn)效率，有利于減少建筑垃圾的排放，有助于積極響應國家“綠色”建筑的號召，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。最后，BIM的模擬化技術以模型為主體，以加載于模型上的實際信息為依據(jù)，可實現(xiàn)建筑成果前置，即通過現(xiàn)實模擬來消除以往建筑通有的“遺憾性”。BIM作為信息化管理創(chuàng)新手段，在很大程度上改造著我國建筑產(chǎn)業(yè)，并推動著我國建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的進程。

圖1 BIM多方協(xié)同作業(yè)理想模型

面對BIM技術可能帶來的優(yōu)越性，全球各國對BIM技術爭先進行了研究和推廣，近年來我國BIM技術更是得到了空前的發(fā)展。

2 建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化背景下BIM的發(fā)展歷程

鑒于BIM功能的強大性及經(jīng)濟全球化的盛行，最初產(chǎn)生于美國的BIM逐步擴展到歐洲、日本、韓國、新加坡、香港等發(fā)達國家和地區(qū)，更有國家推出了BIM強制令。2013年，新加坡政府強制將BIM應用于工程項目。2016年4月4日，英國政府推行的BIM強制令生效[4]。發(fā)達國家和地區(qū)的BIM時代已來臨，我國BIM的發(fā)展正處在建筑行業(yè)風口之上。自引入BIM以來，國家“十一五”科技支撐計劃和“十二五”建筑信息化綱要都對BIM進行了必要推廣。《住建部<關于推進建筑信息模型應用的指導意見>》中更強調(diào)，到2020年末實現(xiàn)項目采用BIM集成率應達到90%以上，且確定了“十三五”期間工程領域BIM集成應用進程的目標和任務。隨著BIM的逐步推進及重要性的突顯，從2010年開始，我國BIM的研究和推廣顯著加快，《中國BIM應用價值研究報告》指出，現(xiàn)階段中國是全球BIM發(fā)展最快的5個國家之一，我國建筑行業(yè)即將進入一個新的時代。

從科學研究方面分析：2010年，中國房地產(chǎn)業(yè)協(xié)會商業(yè)地產(chǎn)專業(yè)委員會通過利用問卷調(diào)查的形式來研究中國房地產(chǎn)商對BIM的了解以及實施程度，并給出相應的實施方案。2011年，何關培通過136份問卷分析，研究了項目實施過程中不同參與方對項目不同階段BIM應用價值的評價[5]；同年，清華BIM課題組在宏觀層面上為中國CBIMS標準進行定位[6]。2012年,BIM標準研討會召開，相關BIM標準研究課題成立[7]；2013年，中國BIM發(fā)展聯(lián)盟理事長黃強根據(jù)中國實情推行P-BIM方法[8]；2013年～2016年，國家自然科學項目“基于云計算的建筑全生命周期BIM數(shù)據(jù)集成與應用關鍵技術研究”(2013.1-2016.12)[9]結題；2016年1月5日，中建一局建設發(fā)展公司“基于BIM的預制構件深化設計研究”的研究成果經(jīng)過北京市住建委組織的專家鑒定，達到國際先進水平。該成果成功應用于成都市青白江區(qū)大同安置房項目、合肥市大楊鎮(zhèn)湖畔新城復建點、北京市CBD核心區(qū)Z2b地塊商業(yè)金融項目、北京長陽天地產(chǎn)業(yè)化居住項目等多個項目應用。

從應用推廣方面分析：2012年，中國建筑科學研究院和其它十多家單位共同成立了BIM產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟暨中國BIM發(fā)展聯(lián)盟；2014年，BIM在工程項目中應用的國內(nèi)標桿型建筑——上海中心大廈于8月封頂完成，上海中心大廈曾在2011年“創(chuàng)新杯”建筑信息模型(BIM)設計大賽獲得BIM應用特等獎，積累了豐富的技術和經(jīng)驗；2014年開始，綠地集團規(guī)定必須在200m以上產(chǎn)品的開發(fā)與運維上應用BIM技術；2015年，住建部《關于推進建筑信息模型應用的指導意見》中，明確發(fā)展目標：到2020年末，一級和特級企業(yè)、單位應掌握并實現(xiàn)BIM一體化集成應用；截至2016年11月，中建一局聯(lián)想項目的項目型BIM團隊已應用80余項BIM技術，將BIM融入了項目管理日常事務。

綜合科研和實際應用兩方面分析，我國BIM技術盡管發(fā)展較快，但主要在大型標志性建筑建造過程中進行有效應用，廣泛應用狀況不佳，BIM的全面推廣應用還存在不少的障礙因素。

3 BIM在國內(nèi)推廣應用障礙

目前，BIM在國內(nèi)處于推廣應用時期，業(yè)主、承包商、設計方BIM意識有待加強，且存在管理流程與BIM技術不相匹配的難題，諸如部門割據(jù)、機制割裂、差異化獲利等，多重屏障形成了信息孤島，多層次問題阻礙了BIM在建筑全壽命期的持續(xù)推廣應用。本文對近年來BIM應用案例收集統(tǒng)計，匯集了BIM應用過程中存在的問題如表1所示，通過對問題發(fā)生的原因進行深入分析后，將影響B(tài)IM在國內(nèi)進行推廣應用的障礙歸納為從業(yè)者意識薄弱、參與方協(xié)調(diào)障礙、BIM軟件不統(tǒng)一、BIM商業(yè)價值不突出和外部支撐欠缺等5個主要方面。

3.1 從業(yè)者BIM意識薄弱

(1)BIM引進運用困難。基于新技術的不確定性及企業(yè)宏觀把控能力不強，不少企業(yè)為近期利益放棄新技術運用。另外，落后的工作流程與高級的BIM概念不相匹配，管理者與工程師信息交流不完全，導致BIM深層次、系統(tǒng)性的運用效果不佳，阻礙了BIM的持續(xù)推廣。

表1 近年BIM應用案例分析

案例來源：Building SMART 國際組織網(wǎng)站及中國 BIM 官方論壇

(2)工作習慣頑固。BIM要求技術人員在組織中變革，但組織中很難變革，且結果也難以預料。在BIM還尚被建筑行業(yè)推崇和認可時，CAD已然形成了一套完整且成熟的標準和工作流程，所以BIM技術要求的數(shù)據(jù)共享遭受從業(yè)者抵觸，他們更傾向于遵循一種即使已面臨淘汰的慣例(如美國工程師們還在采用非米制的度量來登記螺栓或螺帽)[10]。

3.2 參與方協(xié)同障礙

(1)由于國內(nèi)建筑業(yè)對信息技術的運用參差不齊，各參與方對PDM管理思想整體掌握不盡完善，所以在模型構建的信息導入過程中，易造成信息數(shù)據(jù)共享性不高；另外，目前建筑業(yè)存在明顯的條塊分裂，只有建設方涉及項目管理的全環(huán)節(jié)，施工方和設計方往往只注重與其條塊相關的BIM應用部分，建筑方、施工方和設計方由于利益分享和利益分擔各不相同，導致三方無法目標一致地追求最大的BIM效益，使BIM不能發(fā)揮最大價值[10]。

(2)多數(shù)企業(yè)依據(jù)企業(yè)經(jīng)濟和現(xiàn)金流的狀況，傾向于追求當前利益最大化。但BIM技術的應用需要從全壽命周期的角度進行分析，單一應用導致開發(fā)商誤以為BIM技術的運用僅僅會帶來投資的增加而沒有產(chǎn)生實際經(jīng)濟增值，低估和忽略了BIM所能帶來的社會效益、環(huán)保效益等，使其僅存于書面描述，流于形式。

3.3 BIM軟件缺乏統(tǒng)一性

經(jīng)過近幾年BIM在我國建筑業(yè)的快速發(fā)展，市場上有關BIM的軟件雖十分豐富，但缺乏統(tǒng)一性，多樣性太強，運用得比較分散，如表2所示。且在這些軟件中，每種軟件都占領著一定的市場，但在中國，有一些軟件由于其專業(yè)配套的功能與多專業(yè)一體的設計院體制不匹配，很難實現(xiàn)本地化，導致該軟件盡管實用但業(yè)務拓展不開。

另外，BIM技術在建筑業(yè)應用的主要目的，是為了強化全壽命期的項目管理，實現(xiàn)整個項目的效益最大化，但BIM技術在全壽命期所涉及的軟件公司并不統(tǒng)一，不同公司間的技術壁壘造成了信息數(shù)據(jù)無法正常傳遞，不能形成一個完整的信息交流平臺，阻礙著BIM項目全壽命期的應用。

表2 國內(nèi)外市場常見的項各階段BIM相關軟件

3.4 商業(yè)價值不突出

盡管BIM所具有的數(shù)據(jù)化和結構化特征能夠使之成為建筑業(yè)未來的發(fā)展趨勢，但回顧BIM近幾年的發(fā)展狀況，尚未發(fā)現(xiàn)其他特別顯著的創(chuàng)新方向。由于傳統(tǒng)的合同和業(yè)務模式還沒有發(fā)生大的改變，企業(yè)運營和管理的體系也尚無新的變化，實施BIM的成本投入又較高，其商業(yè)價值在市場上遲遲得不到突出體現(xiàn)，導致BIM的發(fā)展進入瓶頸期。

3.5 外部支撐欠缺

法律、制度和標準均不夠完善。目前，國內(nèi)關于BIM 數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)臉藴屎托畔⒎诸惐４娴臉藴识忌杏星啡保率笲IM 信息數(shù)據(jù)傳遞混亂，甚至無法傳遞；而且，國內(nèi)對于BIM的保險條款以及合同示范文本都存在缺位，在沒有具體文本契約保障的前提下，面對眾多的利益糾紛問題時，各方將難以判定和協(xié)商；此外，目前法律條款對于BIM模型知識產(chǎn)權的界定和保障存在定義不明確問題。諸多外部阻礙因素的存在，導致盡管BIM技術不斷更新發(fā)展，但其應用卻依舊滯后。

4 BIM在國內(nèi)推廣應用策略

綜上所述，BIM模型的應用障礙重重，存在軟件運用太分散、標準不完善、信息的上下銜接不流暢、信息共享度低等影響B(tài)IM發(fā)展的不利因素。目前全壽命期應用BIM的項目不多，應用狀況表現(xiàn)為專項多、集成少，更深入研究發(fā)現(xiàn)目前我國仍沒有擺脫BIM初級應用階段，亟需相應的解決方案來推動BIM的全面應用，如圖2所示。下文將從外部環(huán)境、企業(yè)內(nèi)部環(huán)境和項目這3個層面對BIM的推廣進行相關策略研究。

圖2 BIM推廣應用策略所含層面

4.1 企業(yè)內(nèi)部創(chuàng)新

4.1.1全壽命期協(xié)同

協(xié)同包括管理協(xié)同和技術聯(lián)合。管理協(xié)同主要借鑒制造業(yè)成功的信息管理思想，將先進的管理流程和方法與BIM結合，如引入IPD(Integrated Project Delivery，集成項目交付)的管理思想，將人員、系統(tǒng)、商業(yè)結構及實踐集中到一個流程中，各參與方信息共享、協(xié)同創(chuàng)建BIM模型。技術聯(lián)合是通過BIM+的方式來突破單純BIM應用的技術壁壘[11-12]，如將BIM技術與3DGIS、RFID等技術聯(lián)合，拓寬BIM技術在建筑項目管理上的應用范圍。

4.1.2明確企業(yè)目標

BIM屬于一項較為復雜的技術，企業(yè)應該確定比較統(tǒng)一的BIM應用推廣目標。首先，企業(yè)內(nèi)部各層級員工間都應強化BIM意識，技術人員和管理者之間需進行更多的信息交流。其次，企業(yè)依據(jù)內(nèi)部環(huán)境狀況循序漸進地運用BIM技術，直至實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部BIM技術的慣例化。

4.1.3規(guī)范企業(yè)標準

在體現(xiàn)本土性狀況的前提下，制定適應性強的應用標準。參照美國、日本、新加坡等國家的標準，首先根據(jù)國際ISO及IFC、IFD和IDM制定國際性標準框架，便于國際間BIM信息數(shù)據(jù)暢通，之后依據(jù)BIM標準的實踐制定本土化標準[13]。例如黃強先生提出的P-BIM思想是制定國內(nèi)BIM標準的一個先進方法。

4.1.4人才培養(yǎng)定位

人才培養(yǎng)前先進行準確定位，再進行全生命期不同階段、不同專業(yè)人才的適應性培養(yǎng)，根據(jù)能力差異性分別對其進行BIM模型建造、BIM軟件使用和BIM模型后期運用等培訓，以強化企業(yè)整體BIM應用能力。

4.1.5技術創(chuàng)新升級

鑒于發(fā)達地區(qū)已有的成熟BIM技術，運用資金引進技術的同時加以改進，使BIM本土化以適用我國建筑行業(yè)現(xiàn)狀。此外，加快軟、硬件等設備升級，使設備具有搭載和運行新技術的能力。

4.2 促進BIM項目實施

4.2.1構建BIM應用團隊

在與BIM有關的項目實施前，必須進行合理的人員配備，構建必要的BIM應用團隊。BIM應用團隊中人員分為多級梯隊，應包括BIM總監(jiān)、項目負責人、工程師和運用人員，不同層級員工明確各崗位職責。并且BIM應用團隊與項目內(nèi)其他職能部門要進行技術、管理和組織上的銜接和協(xié)同，以保證信息數(shù)據(jù)的準確性。

4.2.2制定BIM應用框架

BIM項目與傳統(tǒng)建筑項目相比較，項目的交付方式發(fā)生了巨大改變。隨著BIM技術在建筑施工中的運用，應該建立BIM應用實踐整體框架。BIM應用框架需包括目前企業(yè)愿景、宗旨、計劃，所涉及的軟件、技術、人員配備、標準等等內(nèi)容，可起到幫助節(jié)約成本和實踐的效果。

4.2.3規(guī)定BIM應用流程

BIM技術引入是為了優(yōu)化目前的管理現(xiàn)狀，并且使流程再造成為了可能。因此，根據(jù)項目一次性和獨特性的特點，針對不同的建筑項目，應根據(jù)其獨特性規(guī)定最合理、最有效率的BIM應用流程，從而獲得最大化效益。

4.3 外部環(huán)境支撐

政府、高校、行業(yè)協(xié)會、咨詢機構和軟件開發(fā)商等作為促進BIM推廣應用的重要外部環(huán)境因素，甚至在一定程度上決定了BIM技術在建筑行業(yè)的興衰和消亡。

政府應在政策和立法上積極規(guī)定和推動BIM在建筑行業(yè)的運用，可以通過某種鼓勵性或強制性手段進行推廣；高校主要應該對推廣模式和BIM運用過程中，各參與方之間的合作機理等進行研究；行業(yè)協(xié)會應該強調(diào)BIM應用的標準、框架和流程等；咨詢機構應在BIM項目全壽命期進行介入，從專業(yè)的第三方角度對BIM的應用狀況進行監(jiān)督；軟件開發(fā)商要保持敏銳的市場嗅覺，積極創(chuàng)新，保證軟件的先進程度。為了讓BIM在整個建筑業(yè)進行全面應用，還應充分利用好市場這只無形手的推動，通過市場的調(diào)節(jié)使BIM在建筑業(yè)實現(xiàn)最終的有序統(tǒng)一。

5 結語

建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化背景下，建筑業(yè)越來越需要BIM，BIM也越來越被重視，“建筑即BIM，BIM即建筑”已成為一種不可逆轉的趨勢。但新技術的發(fā)展道路向來曲折，BIM的推廣和應用相較于以往其他技術，經(jīng)歷的時間要更加漫長。因此，要正視BIM在國內(nèi)應用初級階段的問題，通過以具體項目實踐為依托、打造成本領先和差異化的優(yōu)勢、充分利用企業(yè)內(nèi)外部環(huán)境等方法來突破BIM應用障礙，才能真正意義上實現(xiàn)BIM在項目全壽命期的管理和運用，促進我國建筑業(yè)健康快速發(fā)展。

[1] 住房和城鄉(xiāng)建設部計劃財務與外事司，中國建筑業(yè)協(xié)會.2015年建筑業(yè)發(fā)展統(tǒng)計分析[J].工程管理學報，2016(6):1-13.

[2] 馬巖.PDM在裝備制造業(yè)成長型企業(yè)中的實施策略[J].電子技術與軟件工程,2015:111-113.

[3] 王凱.國外BIM標準研究[J].土木建筑工程信息技術,2013:6-16.

[4] 何清華,錢麗麗,段運峰,等.BIM在國內(nèi)外應用的現(xiàn)狀及障礙研究[J].工程管理學報,2012:12-16.

[5] 何關培.中國工程建設BIM應用研究報告2011解析[J].土木工程信息技術,2012,4(1):15-21.

[6] 清華大學BIM課題組.中國建筑信息模型標準框架研究[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2011.

[7] 紀博雅,戚振強.國內(nèi)BIM技術研究現(xiàn)狀[J].科技管理研究,2015(6):184-190.

[8] 葉凌.P-BIM推動中國BIM應用落地[J].工程建設標準化,2014:22-27.

[9] 劉薇,劉波.BIM在國內(nèi)建筑業(yè)領域的應用現(xiàn)狀與障礙研究[J].建筑經(jīng)濟,2015(9):20-23.

[10] 許云萍,徐晨.BIM對工程項目管理的影響及應用障礙分析[J].建筑經(jīng)濟,2017,38(3):35-37.

[11] 湯圣君,朱慶.BIM與GIS數(shù)據(jù)集成：IFC與CityGML建筑幾何語義信息互操作技術[J].土木建筑工程信息技術,2014:11-17.

[12] 任江,鐘崇光,郭娜.基于物聯(lián)網(wǎng)技術的施工現(xiàn)場管理深度應用研究[J].土木建筑工程信息技術,2013:40-44.

[13] 王婷,肖莉萍.國內(nèi)外BIM標準綜述與探討[J].建筑經(jīng)濟，2014:108-111.

ResearchontheApplicationStrategiesofBIMintheWholeConstructionIndustry

HUANGQianCHENZheCHENQun

(School of Management, Fujian University of Technology, Fuzhou 350118)

Based on the analysis of the present situation of construction industry and the current situation of BIM application, this paper finds out the obstacles of BIM's application in China's construction industry, and sets out the whole application of BIM from external environment, enterprise and project level according to the obstacle factors Strategic framework to promote BIM’s application in the whole construction industry in China.

BIM; Construction industry; Barriers; Application strategy

福建省科技重大專項(2013HZ0004-3)；福建省產(chǎn)學合作重大項目(2014H6004)；2017年省科協(xié)學科發(fā)展報告立項項目(FJKX-XK1727)。

黃騫(1993- )，男。

E-mail:250003904@qq.com

2017-10-17

F407.9

A

1004-6135(2017)12-0103-05