關(guān)于國內(nèi)BIM技術(shù)的研究熱點(diǎn)及應(yīng)用情況的分析

孟丹 沈靜 曾文杰

摘? 要：本文檢索了2010—2020年近11年知網(wǎng)上發(fā)表的BIM技術(shù)相關(guān)論文以及佰騰網(wǎng)上申請的BIM技術(shù)相關(guān)專利，基于文獻(xiàn)計(jì)量的研究方法以及通過VOSviewer數(shù)據(jù)可視化軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，得出中國BIM技術(shù)研究與應(yīng)用正處在十分迅速發(fā)展的階段，近11年BIM技術(shù)研究熱點(diǎn)，主要集中在建筑設(shè)計(jì)、可視化、工程造價(jià)、裝配式建筑、三維模型、施工管理、項(xiàng)目管理等領(lǐng)域，并在許多新興領(lǐng)域也有極大的研究前景。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)BIM技術(shù)目前在一些領(lǐng)域研究的不足之處，BIM技術(shù)在建筑施工全生命周期的應(yīng)用也存在發(fā)展不全面的問題，應(yīng)在設(shè)計(jì)及管理階段加強(qiáng)對BIM技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)? 研究熱點(diǎn)? 應(yīng)用情況? VOSviewer

中圖分類號(hào)：TU71 ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2021）04（c）-0130-05

Analysis on the Research Hotspot and Application of BIM Technology in China

MENG Dan? SHEN Jing? ZENG Wenjie

（Jiangsu University of Science and Technology， Zhenjiang， Jiangsu Province， 212000 China）

Abstract： Based on Bibliometric research methods and data analysis by VOSviewer data visualization software， this paper searches the BIM Technology related papers published on CNKI from 2010 to 2020 and the BIM Technology related patents applied by Baiteng. It concludes that China's BIM Technology Research and application is in a very rapid development stage， and BIM Technology research hotspots in recent 11 years， It mainly focuses on architectural design， visualization， engineering cost， prefabricated building， three-dimensional model， construction management， project management and other fields， and has great research prospects in many emerging fields. At the same time， it also finds the deficiencies of BIM Technology in some areas， and the application of BIM Technology in the whole life cycle of construction also has the problem of incomplete development. We should strengthen the application of BIM Technology in the design and management stage.

Key Words： BIM Technology; Research hotspot; Application; VOSviewer

BIM全稱為Building Information Modeling，早期由建筑行業(yè)提出，后逐漸拓展到工程建設(shè)全領(lǐng)域。BIM技術(shù)作為近年來工程建設(shè)行業(yè)極為熱門的研究發(fā)展領(lǐng)域，越來越多的從業(yè)者開始關(guān)注BIM技術(shù)的相關(guān)發(fā)展情況。本文想通過對BIM技術(shù)2010—2020年相關(guān)論文發(fā)表情況以及相關(guān)專利申請情況的整理分析，從而了解近年來BIM技術(shù)相關(guān)研究熱點(diǎn)及發(fā)展趨勢，為該領(lǐng)域今后的理論研究及實(shí)際應(yīng)用提供一點(diǎn)的參考。

1? 相關(guān)論文發(fā)表情況研究

1.1 總體發(fā)展趨勢概述

以“BIM技術(shù)”作為關(guān)鍵詞在知網(wǎng)（https：//www.cnki.net/）上對2010—2020年發(fā)表的論文進(jìn)行檢索，搜集論文數(shù)據(jù)并整理，結(jié)果如圖1所示。并以關(guān)鍵詞為重點(diǎn)，使用VOSviewer數(shù)據(jù)可視化軟件對論文數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，結(jié)果如圖2所示。

從圖1可以看出，BIM技術(shù)相關(guān)研究的發(fā)展十分迅速，近10年有關(guān)研究論文數(shù)量每年都增長，增幅越來越大且仍成上升趨勢。BIM主要是通過計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行建筑三維建模模擬的土木工程工具，它的發(fā)展自然和計(jì)算機(jī)以及有關(guān)軟件的開發(fā)密不可分。信息技術(shù)的進(jìn)步，為BIM的研究提供了更加方便、高效的外部環(huán)境，從而在近10年有關(guān)論文的發(fā)表數(shù)量上有了大幅提升。研究的主題主要集中在BIM和BIM技術(shù)，但隨著時(shí)間的推移，有關(guān)BIM的研究也不斷深入，建筑信息模型、全生命周期、工程管理、造價(jià)管理、施工管理、綠色建筑、裝配式等詞的出現(xiàn)頻率也在不斷增高?？梢钥闯觯芯繌淖畛醯年P(guān)注BIM技術(shù)自身的研究向?qū)嵺`應(yīng)用深入，BIM在諸多的工程實(shí)例中已經(jīng)發(fā)揮了作用。但還都主要集中在建筑行業(yè)內(nèi)部的簡單應(yīng)用。而約從2017年開始，關(guān)于BIM的研究又有了進(jìn)一步的深入和拓展。三維激光掃描、虛擬碰撞檢測、GIS、VR、AR、模擬仿真、智慧化、信息化等詞開始與BIM關(guān)聯(lián)，有關(guān)論文也有發(fā)表。在信息化不斷發(fā)展，技術(shù)革命不斷加快的背景下，多種技術(shù)的相互交織，聯(lián)合應(yīng)用也愈發(fā)成為常態(tài)。這也在很大程度上增強(qiáng)了BIM技術(shù)的適用性，不僅在傳統(tǒng)的建筑體系下有著重要作用，在促進(jìn)建筑方式創(chuàng)新和改變設(shè)計(jì)理念方面也成為了重要工具。未來有關(guān)BIM的研究論文肯定還處于上升趨勢，而與其他外部技術(shù)和信息化的聯(lián)結(jié)也會(huì)更緊密。

通過對2010—2020年知網(wǎng)上BIM技術(shù)相關(guān)論文高頻關(guān)鍵詞的分析，發(fā)現(xiàn)BIM技術(shù)近10年來在建筑設(shè)計(jì)、可視化、工程造價(jià)、裝配式建筑、三維模型、施工管理、項(xiàng)目管理等領(lǐng)域中不僅相關(guān)研究較多，而且一直呈現(xiàn)出較快的發(fā)展趨勢，這些領(lǐng)域無疑是近年來BIM研究的熱點(diǎn)方向。本文接下來著重對可視化、工程造價(jià)、裝配式建筑進(jìn)行分析。

1.2 可視化

如圖3所示，可視化是利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形或圖像在屏幕上顯示出來，并進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)。目前正在飛速發(fā)展的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也是以圖形圖像的可視化技術(shù)為依托，建筑工程項(xiàng)目可視化將各種信息有機(jī)整合成一個(gè)整體，并通過多維度、可視化的立體模型展示。大型工程項(xiàng)目多存在管理混亂、信息繁雜、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等問題，近幾年通過引入BIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了信息整合，建立了施工項(xiàng)目的五維模型（三維、進(jìn)度、造價(jià)等），實(shí)現(xiàn)了整體項(xiàng)目的全生命周期可視化。參建各方共享與該模型，從而實(shí)現(xiàn)信息互通、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、精細(xì)、高效管理。近幾年其發(fā)展趨勢一直處于良好的狀態(tài)，不僅在建筑工程中的應(yīng)用率較高，相關(guān)研究論文發(fā)表數(shù)量也在逐年增加，核心研究主要集中在水利、風(fēng)電、鐵路及隧道等大型工程項(xiàng)目中[1]。

1.3 工程造價(jià)

如圖4所示，BIM技術(shù)關(guān)于信息分析和數(shù)據(jù)整合處理等方面的優(yōu)勢，使其在工程造價(jià)方面的應(yīng)用越來越廣泛并保持著持續(xù)快速發(fā)展，相關(guān)研究也在不斷深入。工程項(xiàng)目建設(shè)存在著諸多不確定性，在造價(jià)方面尤為嚴(yán)重，傳統(tǒng)的造價(jià)管理體制落后，方法不完善，技術(shù)不先進(jìn)，導(dǎo)致成本控制比較困難[2]。BIM技術(shù)通過自身先進(jìn)技術(shù)，為工程建設(shè)項(xiàng)目建立起了貫穿全生命周期的龐大信息庫，提前進(jìn)行項(xiàng)目成本的分析控制，并實(shí)施監(jiān)控項(xiàng)目的動(dòng)態(tài)成本，解決造價(jià)管理中的“三超”問題，幫助實(shí)現(xiàn)工程造價(jià)“精細(xì)化管理”[3-4]。

1.4 裝配式建筑

如圖5所示，裝配式建筑成為如今建筑行業(yè)研究及應(yīng)用熱點(diǎn)。裝配式建筑的應(yīng)用最依賴于整個(gè)工程建設(shè)項(xiàng)目高度集成一體化。建設(shè)項(xiàng)目全生命周期管理 （building lifecycle management， BLM）便是實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)項(xiàng)目全過程集成一體化的有效管理方式，而BIM 技術(shù)作為BLM理念的核心技術(shù)，被應(yīng)用到裝配式建筑全生命周期中，在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工建造及后期運(yùn)營維護(hù)等環(huán)節(jié)中提供了極大的技術(shù)支持，在裝配式建筑研究及應(yīng)用中占據(jù)了及其重要的地位，并且對未來裝配式建筑的發(fā)展也有著不可忽視的影響[5-6]。

1.5 新興領(lǐng)域發(fā)展趨勢展望

如圖6所示，BIM作為一門新興的信息化建筑技術(shù)，已經(jīng)由最初的概念階段向?qū)嵤┖屯茝V階段轉(zhuǎn)變，并依靠其優(yōu)勢，引領(lǐng)著未來建筑行業(yè)發(fā)展的新趨勢。近年來，BIM技術(shù)中也出現(xiàn)了許多新興領(lǐng)域的研究，主要包括綠色建筑、預(yù)制構(gòu)件、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、集成應(yīng)用、智慧工地和人工智能等。其中，綠色建筑和預(yù)制構(gòu)件近兩年的熱度不斷升高，未來發(fā)展趨勢較好，也將會(huì)是未來研究發(fā)展的重點(diǎn)方向[7]。

1.6 BIM技術(shù)目前存在的不足之處

1.6.1 核心技術(shù)缺乏

BIM技術(shù)主要以ArchiCAD、Revit建筑、Bentley建筑等建模軟件為核心，主要核心技術(shù)基本掌握在國外相關(guān)工程建設(shè)部門和企業(yè)中，國內(nèi)相關(guān)核心技術(shù)缺乏，要進(jìn)行更深入研究存在一定的局限性。

1.6.2 優(yōu)秀人才儲(chǔ)備不足

BIM技術(shù)在國內(nèi)起步較晚，相關(guān)人才教育培訓(xùn)體系還不成熟，因此BIM技術(shù)方面的高端人才匱乏。

2? 相關(guān)專利申請情況研究

以“BIM技術(shù)”為關(guān)鍵詞在佰騰網(wǎng)（https：//www.baiten.cn/）上檢索2010—2020年申請的相關(guān)專利，收集專利數(shù)據(jù)，如圖7、圖8所示。

由圖7可以看出，近年來BIM技術(shù)相關(guān)專利申請數(shù)量逐年增加，對BIM技術(shù)應(yīng)用的正處在蓬勃發(fā)展的階段。中國依舊處在急速發(fā)展的時(shí)期，建筑工程項(xiàng)目市場依舊在不斷擴(kuò)張，建設(shè)工程的主體的體量以及難度在不斷增加，在建設(shè)方面產(chǎn)生的問題也在逐漸增多，BIM技術(shù)已經(jīng)成為完善我國建筑工程建設(shè)體系，優(yōu)化建筑行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，是促進(jìn)建筑工業(yè)化進(jìn)程必不可少的存在。BIM技術(shù)在中國的應(yīng)用依舊處在發(fā)展時(shí)期，并且有著及其巨大的發(fā)展前景，尤其2017年以來，隨著政府相關(guān)扶持文件的出臺(tái)，BIM技術(shù)將在政府部門的主導(dǎo)下為中國建筑行業(yè)貢獻(xiàn)巨大的作用。

BIM技術(shù)在中國持續(xù)發(fā)展的同時(shí)，也暴露出了一些問題，從圖8可以看出，在申請的BIM技術(shù)相關(guān)專利中，施工階段的專利數(shù)在總專利數(shù)占比將近一半，說明我國對于BIM技術(shù)的應(yīng)用重點(diǎn)依舊在施工階段，在設(shè)計(jì)及管理階段的應(yīng)用相對較少。而BIM技術(shù)作為應(yīng)用面極廣的綜合性技術(shù)，在工程建設(shè)全生命周期都能發(fā)揮極大的作用。在設(shè)計(jì)階段，BIM技術(shù)可以進(jìn)行施工模擬及分析、碰撞檢查以及工程預(yù)算，可以在設(shè)計(jì)階段解決大部分施工問題，提高施工效率，節(jié)約成本;BIM技術(shù)還可以在管理階段提供高效的空間管理、設(shè)施管理、應(yīng)急管理、節(jié)能減排管理等，確保相關(guān)信息在溝通過程中的完整性及準(zhǔn)確性，減少管理問題的出現(xiàn)。中國未來的BIM技術(shù)在繼續(xù)深化施工階段應(yīng)用的同時(shí)，應(yīng)加大力度拓展BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)及管理階段的應(yīng)用。

3? 結(jié)語

本文通過對知網(wǎng)上2010—2020年BIM技術(shù)相關(guān)論文發(fā)表情況的整理分析，總結(jié)出BIM技術(shù)相關(guān)研究的發(fā)展十分迅速，近11年有關(guān)研究論文數(shù)量在逐年增長，增幅越來越大且上升趨勢明顯。通過VOSviewer數(shù)據(jù)可視化軟件對論文數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)近11年BIM技術(shù)研究熱點(diǎn)主要集中在建筑設(shè)計(jì)、可視化、工程造價(jià)、裝配式建筑、三維模型、施工管理、項(xiàng)目管理等領(lǐng)域，并隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，在綠色建筑、預(yù)制構(gòu)件、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、集成應(yīng)用、智慧工地和人工智能等新興領(lǐng)域也逐漸展露熱點(diǎn)趨勢，并有著極大的發(fā)展前景。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有階段BIM技術(shù)依舊存在一些核心技術(shù)不成熟、研究不深入、人才不足等問題。

綜上所述，本文通過對佰騰網(wǎng)上2010—2020年BIM技術(shù)相關(guān)專利申請情況的整理分析，近年來BIM技術(shù)相關(guān)專利申請數(shù)量逐年增加，BIM技術(shù)應(yīng)用正處在蓬勃發(fā)展的階段，同時(shí)發(fā)現(xiàn)BIM技術(shù)在建筑工程全生命周期應(yīng)用發(fā)展存在不全面的問題，應(yīng)在設(shè)計(jì)及管理階段加深對BIM技術(shù)的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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