看待BIM的视角不仅可以从建设工程项目的角度看,还可以从信息服务的角度来看。由于BIM不仅是一个或一组可以构建三维或多维建筑模型的软件及其模型;不仅是一个或一组具有逻辑关系和判别分析能力的数据库平台,而且是一种对建筑(构筑物)、建设项目信息的采集、形成、交互、叠加、利用和展示的方法和过程,因而其本质是服务于工程项目建设全过程和后续运维的可视化的信息集成应用,其价值应该是满足建设过程和后续运维数据使用者或客户的应用需求以及为其创造的价值。具体地,在设计阶段采用BIM后可以加快各专业的设计协同,提高协同效率,检查设计成果的合理性,发现冲突点,优化设计及减少设计变更等;在施工阶段可以进行工期、造价的控制,分析并优化施工组织方案,减少或避免废弃工程,传递并保存安全质量信息等;在其它各个阶段均可以降低沟通协同成本、研究决策成本。
 
因此,我们不仅可以从深度与广度二方面进行BIM应用价值的分析,根据其集成数据的复杂程度和服务对象(使用者)的信息需求和必要性进行应用程度和效益的评价。同时,兼顾考虑使用BIM的深度即BIM1.0的工具级模型应用,BIM2.0的互联网协同平台和BIM3.0的管理(模式)体系应用方面进行分类评价;分流程(阶段)并考虑跨流程方面,即从信息构成与传递的性能方面进行价值与效益评价。可以在设计阶段、施工阶段、运维阶段等各个阶段中的信息集成、自动逻辑分析等应用、辅助决策效用和跨流程的信息继承方面进行评价。
 
BIM应用的效果和价值还需要从信息的集成度、综合性和数据应用的便捷性,即易用性方面进行评价。同时兼顾后续使用信息的可继承性,可扩展性、可分解性,可分析性,可交换性,适应信息的多方使用等方面进行评价,即适应BIM应用者的多样性和项目参与方的不同使用目的、不同使用方法。
 
一,BIM应用程度的评价
由于BIM具有:(1)跨专业的信息集成与逻辑分析特点,即覆盖建筑、结构、岩土、暖通、强弱电、工艺设备、幕墙等项目建设全过程的专业,可以在统一的BIM模型与管理平台上,实现跨专业的协同与统筹,最大限度地发挥其效用;(2)跨流程的信息继承特点,即从规划—设计—施工—制造—运维等涉及到建设项目全生命周期的流程管理与协同,在跨流程的信息传递与不断的叠加完善和应用中充分体现其价值;(3)跨时空的远程同步共享服务功能优势,即在设计、施工、制造、运维不同时期对信息的应用中,和业主、设计、项目管理、施工、制造、监理、政府监管等在不同的地理位置的应用中,以及3D、4D、5D的时空交互等方面,在项目各建设参与方、项目全时空跨度的应用中和时空的结合上获得最大利益,获得信息资源共享的便利。由此实现压缩管理层级,扁平化管理组织架构,减少信息传递中的错漏缺失与变异。
 
此外,由于专业建模软件是针对不同专业的特点和建模的需求而开发,其具有显著的专业不兼容性,即对其它专业的适用性较差甚或不兼容;同样地,针对不同用户与不同建设阶段流程或不同目的的协同平台,也具有明显的不兼容性,即对于其他用户与其它流程或不同用途范围的兼容性较差,我们需要充分考虑并解决这些软件之间、平台之间的数据匹配与互通共享存在的障碍,从而实现多专业的数据整合与跨平台的信息准确共享。即BIM应用是模型工具级应用,或是平台级的应用,或是体系级的应用,这也成为评价BIM应用程度的一个明显的指标。
 
因此,对于BIM应用程度的评价包括:信息构成与传递的完整性、及时性、准确性、安全性,这是形成有效信息与有效传递的必要总括条件。模型细度(数据颗粒度)与信息集成度(附带属性量)、信息质量(信息的准确性与可靠性),是信息完整性与准确性的具体体现。
 
专业建模深度:单个专业模型的不同部分参数化逻辑关系的总括,其深度决定了打破专业化垄断的程度,使用者不再依靠高度的专业知识来集成信息并发现问题,而可以通过构件的信息属性及逻辑关系自动进行分析判别与筛选匹配等。如:通过一定的参数化设置,模型自动判别楼层的净高或防火分区的设置合理性与规范的符合性等。
 
专业跨度的综合性:不同专业之间在同一软件或同一平台或同一体系内的综合集成,在同一软件内集成优于在同一平台上集成优于在同一体系内集成。
 
建设流程跨度:信息模型应用所跨越的流程数量以及不同流程(阶段)间信息的继承性与可扩展、可叠加能力。时空跨度:项目建设不同阶段的应用、在不同地理位置点和不同时间点的应用,以及4D、5D等多指标模拟建造,准确算量计价等,体现信息集成度。
 
应用深度与更新及时性:除了工具级或平台级或体系级的应用深度的区别外,还需要评估在各个阶段的信息构建与传递中,其涉及的人员是否包括了全部的或部分的项目参与人员,并且其专业与管理跨度是否涉及到该阶段(流程)中的全部或部分;模型更新与导入平台的频度是否适应与满足项目管理(包括设计施工监理等内部与之间的协同管理)与协同的需求,以体现信息传递的及时性要求。
 
应用参与方的多样性:涉及设计、施工、监理与政府监管、项目管理、设备材料制造等不同性质组织机构的参与。
 
应用参与方数量(点位数)与参与程度:参与个体或组织机构的绝对数量,部分决定了数据应用与集成的需求复杂度,而参与程度则是使用者的介入深度,是简单的浏览还是识别、分析、判断与决策。
 
数据应用(获取、集成、叠加、分析、展示)便利性:即软件使用的便利性,和移动互联网/互联网终端设备的配置与网络环境要求。
 
数据组织方式、应用规则与格式的通用性:使得信息数据后续应用可继承、可扩展,可分析,可分解以及与其它平台的数据可交换。
 
不同的项目根据不同的需求与人员环境的基本条件进行BIM应用,实现提升效率与效益的目标,而其应用程度则应以满足管理目的为目标,在广度与深度方面综合考量。如在上海迪斯尼项目中,中方项目应用的范围广、深度浅;而美方项目应用的范围窄、深度深,但都取得显著的成果,获得了效益。
 
二,对BIM的效益评价
效益评价是针对某个项目或在某个企业的BIM体系中多个项目上不同程度的应用,在项目实施与管理中发挥作用,使项目所产生不同程度效益的总括。我们采用BIM进行工程项目的建设管理最终目的是为了产生效益,因此需要对BIM进行效益方面的评价,这可以分为以下几个方面,即:时间方面、经济方面和可传承、可扩展,可分析,可分拆等为后续信息扩展应用提供可能性的角度进行评价。
 
时间方面可以是设计时间和施工时间、以及各个阶段中辅助各方研究与决策时间的缩短进行评价;从使用BIM后给管理带来的便捷性和沟通简易性与效率的提高方面进行评价;经济效益方面可以是从BIM建模与平台使用的投入产出比以及使用BIM后的经济效益二方面进行评价,同时兼顾即期效益与远期效益的体现。
 
完成一个模型的建模或平台的构建、导入和信息的集成需要投入时间与经济成本,而且由于信息的及时性要求,一旦没有在合适的时间点完成信息的集成与应用,其效用将受到影响,有时甚至造成信息的无效、无用甚或有害。对于同一个工作对象,不同的公司或使用者由于工作目标、利益的获得途径和服务的性质、角度不同,可能会有不同的投入产出比和效益分析评估。例如,对于一般的建筑承包商来说,强弱电的线缆建模成本比由此获得的经济效益要低得多,但对于一家专业的强弱电安装公司或线缆布线服务商,其作用与效益是十分明显的。同样地,设计院在初步设计阶段对某个机电设备进行详细到其安装尺寸的建模和施工承包商在深化设计阶段对此细度的建模,其投入产出比是不同的。模型的建模细度或数据颗粒度要求、相关属性信息量、平台协同功能与信息交互的能力,集成在平台上的信息量等,对于不同的企业会有不同的需求和不同的投入产出比。也即BIM的应用程度的边际收益对于不同的企业以及在不同的应用阶段是完全不同的。因此,针对不同的项目或不同的企业可以采用合理的BIM模式与BIM应用程度,以较高的边际收益,满足管理需求,实现效用的最大化。
 
信息模型的建模除了当期的使用效能外,还需要兼顾到后期的使用,即后续信息扩展应用。需要考虑后续流程中集成信息加载到模型上的便捷性和通用性,为后期的信息模型再构建与应用带来方便。
 
(1)时间效益
1,设计时间效益:因采用BIM手段而使得完成一项设计并使该设计准确、合理、有效所节约的时间。由于BIM构件特别是参数化后可重复使用的特点,需要考虑初次建模用时较长而后续复用时省时的因素。
 
2,建造时间效益:因采用BIM手段进行分析与管理,减少或防止废弃工程或返工而节省的时间,或通过BIM手段优化施工
组织与方法提高工作效率而节省的时间。还包括:由于准确地描述构件与产品的规格与安装要求、尺寸等属性,而节省的材料设备采购时间;BIM模型转为加工模型进行PC模块制造,或直接导入数控机床或CNC加工中心进行产品的制造,从而提高效率而减少的制造时间;以及由于建设时间缩短而产生的建设资金成本的降低和项目提前投入使用产生的效益。
 
3,决策时间效益:采用BIM手段在项目建设各个阶段为进行各类分析研究、判断与决策而进行高效率的信息交流沟通所节省的时间。其包括政府监管的模式基于BIM进行改进而产生的效益。
 
4,运维时间效益:由于信息的高度集成,在出现应急维修状况时,准确及时地寻找到维修点的材料设备和处理方案所节省的反应时间和维修时间;日常维护中维修管理人员对设备设施等物业信息的调阅时间节省,维护保养人员调配时间的节省等。
 
(2)经济效益
1,即期效益:在项目进行中或完成后的较短时间内(可以简单地认为在项目的建设过程中)即可显现的效益。其效益分析评估可以从二个方面进行:
 
A,项目投资节约包括:设计成本节约、施工成本节约,包括因数字化、可视化及信息充裕、表达清晰而导致的建设方案、建筑工艺改变与优化产生的投资成本节约,以及减少设计变更与业务签证节约的投资成本。如上海中心钢结构制作的预拼装工艺采用BIM技术进行数字化模拟,大大节约了原来实体拼装作业的成本投入和时间投入;业主与其所聘用的管理单位减少管理人员与压缩管理层级后人员成本节约与信息沟通、差旅成本的节约。
 
由于设计成本的减少在采用BIM模式初期并不显现,相反会因增加建模成本而有相当的增加,需要在设计院的自用基础构件库基本完成后,或可以较低成本获得并复用时才能显现;从业主方面来看,仅仅以即期的效益角度,可能会因采用BIM模式而导致设计费用略有提高,但从后期的施工建设特别是从运维角度就会获取收益。同样的,由于BIM贯穿建设全过程,施工阶段的BIM投入也会因施工设施的基础构件库或可视化工艺方案的匮乏而初期投入较大,效益不明显,而从该项目的施工全程甚至该企业的发展过程看,后期的产出将是十分明显的。因为模型族库的构建、一个成熟工艺或方案的形成是一个项目甚至一个公司经营管理经验与财富的积累,由此减少的施工管理人员或工时以及减少的交流沟通、研究决策甚或差旅成本则是直接的收益。此种效益对于设计院也是同样存在的。B,BIM投入产出比:上述项目投资节约额相比采用BIM模式而在各个环节增加的成本,即(项目投资节约/BIM新增成本)*100%。
 
2,远期效益:此部分效益包括,通过建立运维平台,继承建设过程中的竣工模型信息,实现运维管理的智能化与集约化、专业化,实现运维管理体系扁平化而减少的人员投入;质量可知、可控,提升物业与运行品质,减少运维中出现的问题而产生的效益;模拟各类应急预案,节省处理突发事件的反应时间,节约运维成本。对于集团性或行业性或区域性物业运行管理公司,由于可以采用跨区域的可视化信息模型数据管理,对于人员物资的调配节省运输交通成本,也具有明确的效益。
 
3,扩展应用效益---物联网:由于信息技术的发展日新月异,随之而来的各类应用将不断地改变我们的生活与生产,我们无法准确预测以后的数字化世界在建筑与物业管理运维中的应用,因此在目前情况下,我们只有在保证数据应用规则与格式的通用性前提下,使得信息数据后续应用可继承、可扩展,可分析,可分解、可交换。拓展信息模型应用,为实现与物联网联结,进行远程共享与操控应用,更好地服务业主提供基础性准备,也即充分预留应用的可能性。(参见效益分析表)

 

根据北美地区BIM各种应用的投资回报率调查表(McGraw2012年北美BIM价值报告)显示,无论是增加施工安全还是减少项目成本,也不论是提高项目盈利或是提高个人效率,采用BIM后均有显著的有益变化,部分调查结果显示其效益十分明显。BIM各种应用的投资回报调查表(来源《McGeaw2012北美BIM价值报告》)
 
由于“人们不可能二次踏入同一条河”(哲学家赫拉克利特语),现实中也不可能同时对同一项目进行采用既有模式与采用BIM二种模式的建设管理过程进行效益对比,对于BIM使用后的效益评估只能进行同类项目的模拟对比。根据到目前为止的初步测算,在迪士尼园区综合水厂项目中已经将一般水厂或类似项目的设计变更签证量约占合同价的10%及以上,减少到目前的2%左右,所取得的效益约为1500万元。
 
我们相信,信息技术发展作为人类社会进步的基本条件之一,随着信息集成交流应用效率的提高,建筑行业的技术与生产方式及其相关的管理模式将产生革命性的变革,而建筑行业的专业知识与经验通过BIM的手段与方法在更大范围内得到互通共享,将极大地改变我们建设行业的工作方式和我们的生活方式。