摘要：随着国家有关部门对BIM技术实施的频繁推动，应用BIM的热潮正在建筑行业兴起，从最初小部分开发建设行业的主动运用到设计行业、施工企业、管理行业以及相关高校等都开始逐步关注这一领域，但是这其中也出现了一些对于BIM技术较为偏颇的认识。该文从BIM的基本概念入手，主要讨论目前对BIM技术的部分认识误区，项目BIM的实施流程与策略以及专项BIM的实施与项目BIM的关联关系，帮助这一技术领域的工程应用人员理清概念，开拓思路，使其认识到BIM的真正价值应体现在项目的全生命周期中；软件只是作为BIM技术的应用工具，未来建筑技术人员的必备技能是BIM技术思维。同时，结合目前从业人员的思维与工作习惯将BIM技术应用大致划分了被动适应、主动转型以及全面应用三个基本阶段。
 
1背景
 
2011年住建部在《2011—2015年建筑业信息化发展纲要》中明确提出“十二五期间，基本实现建筑企业信息系统的普及应用，加快建筑信息模型（BIM）、基于网络的协同工作等新技术在工程中的应用，推动信息化标准建设，促进具有自主知识产权软件的产业化，形成一批信息技术应用达到国际先进水平的建筑企业。”以及“加快推广BIM、协同设计、移动通讯、无线射频、虚拟现实、4D项目管理等技术在勘察设计、施工和工程项目管理中的应用，改进传统的生产与管理模式，提升企业的生产效率和管理水平”等内容。
 
2014年7月住建部在《住房城乡建设部关于推进建筑业发展和改革的若干意见》中提出“推进建筑信息模型（BIM）等信息技术在工程设计、施工和运行维护全过程的应用，提高综合效益。”
 
2015年为贯彻《2011—2015年建筑业信息化发展纲要》和《关于推进建筑业发展和改革的若干意见》的有关工作部署，针对推进建筑信息模型（简称BIM）的应用又提出了《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》。在该意见中明确提出发展目标为“到2020年末，建筑行业甲级勘察、设计单位以及特级、一级房屋建筑工程施工企业应掌握并实现BIM与企业管理系统和其他信息技术的一体化集成应用。”并且提出到2020年末，以国有资金投资为主的大中型建筑以及申报绿色建筑的公共建筑和绿色生态示范小区的新立项项目勘察设计、施工、运营维护中，集成应用BIM的项目比率达到90%。
 
1.1BIM的由来
BIM是建筑信息模型（BuildingInformationModeling）的英文简称，其定义最早在20世纪70年代由美国乔治亚理工大学的查克伊士曼博士提出，起初的BIM技术由于受限于软硬件等辅助工具的不完善，发展较缓慢。但其可视化、多元化、信息化等特点，在全球范围内逐步得到认可。
 
从20世纪90年代，部分欧美国家开始尝试使用BIM技术，但大多应用于制造业，比如用在汽车、飞机、船舶等的设计中。之后，随着3D工程辅助绘图软件的出现，BIM技术才有了突飞猛进的发展，这也使得工程界人士看到了建筑产业进一步提升的曙光。
 
1.2BIM的优点
时至今日，BIM的可视化、协同、模拟、优化等优点已经被业界普遍认可。
 
（1）可视化
对于BIM来说，可视化是其中的一个固有特性，BIM的工作过程和结果就是建筑物的实际形状，加上构件的属性信息和规则信息。
 
在BIM的工作环境里，可视化的结果不仅可以用来汇报和展示，更重要的是，项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。
 
（2）协调
利用BIM技术建立相应的BIM模型，可以完成相应的协调工作，例如：市政工程设计与其他设计的协调；楼梯、竖井、管道间等空间的布置与净空要求的协调；防火分区与其他设计布置的协调；设备房机电设备布置与维护及更换安装的协调；预制件布置与其他设计布置的协调；建筑、结构、设备平面图布置及楼层高度的检查与协调等等。
 
（3）模拟
实际上，没有BIM也能做模拟，但这种模拟与建筑物的实际变化没有直接实时关联，仅仅是一种可视化效果。
 
通过BIM的“设计—分析—模拟”一体化，可以实现建筑物实际状态的动态表达，如果设计有所变更，可以即时进行不同专业的分析研究、模拟，以供业主进行相应决策。
 
目前基于BIM的模拟有以下几类：
a设计阶段：日照与采光模拟、节能模拟、应急疏散模拟等。
b招投标和施工阶段：基于施工计划的宏观4D模拟和基于可建造性的微观4D模拟，施工计划匹配的投资流动的5D模拟等。
c销售运营阶段：基于日常操作、紧急情况处置等系统的培训和演练模拟。
 
（4）优化
其实整个设计、施工、运营的过程就是一个不断优化的过程，优化与BIM没有必然的联系，但在BIM的基础上可以做更快、更好地优化。
 
优化受三方面因素的制约：信息、复杂程度、时间。合理的优化结果离不开准确的信息，由于BIM模型提供了建筑物的实际存在（几何信息、物理信息、规则信息），包括变化以后的实际存在，因此也就更加具备了做优化的条件。
 
目前基于BIM的优化可以做下面的工作。
a项目方案优化：把项目设计和投资回报分析集成起来，设计变化对投资回报的影响可以实时计算出来；这样业主对设计方案的选择就不会主要停留在对形状的评价上。
b特殊（异型）设计优化：对于裙楼、幕墙、屋顶、大空间等的异型设计，这些内容看起来占整个建筑的比例不大，但是占投资和工作量的比例却往往要大得多，而且通常也是施工难度比较大和施工问题比较多的地方，对这些内容的设计施工方案进行优化，可以带来显著的工期和造价改进。
c限额设计：BIM可以让限额设计名符其实。
 
1.3BIM的缺点
建筑项目信息在规划、设计、施工和运行全生命周期全过程中起的作用，将加快建筑业技术和管理水平的提升进步。当然，BIM目前也存在一些不足，主要表现在以下几个方面：
（1）人员
前期推广和应用难度大，由于之前众多工程人员已经习惯于CAD时代的平立剖，直接转为BIM短期难以适应。
（2）标准
目前，各地各部门标准不尽统一，使得所创建的信息化模型在行业间、部门间难以流畅地共享与更新。
（3）软件
软件使用成本较大，较繁杂，很难快速上手应用。
（4）硬件
硬件前期投入大，且更新速度快，短期很难有可观的经济效益。
 
2更正几个对BIM认识的误区
随着BIM的逐步普及，许多人开始从认识BIM、学习以及应用BIM，但也有部分人在此过程中对BIM的认识出现一些误区，需要从以下几个方面更正。
 
2.1BIM不仅仅是建模
BIM是建筑信息模型，其基础和起点是建模，是目前BIM应用投入成本最大的部分，但模型不等同于BIM，其最有价值的部分是信息。BIM的用途决定了BIM模型细节的精度，但仅靠一个BIM工具并不能完成所有的工作。所以，目前业内多采用“片布式”BIM模型的方法，建立符合工程项目现有条件和使用用途的BIM模型。这些模型根据需要大致可分为：设计模型、施工模型、进度模型、成本模型、制造模型、操作模型等。
 
由于BIM的起点就是3D，根据目前从业人员的思维与工作习惯大致可以将BIM技术的推广划分三个阶段：
 
第一阶段是2D/3D/2D阶段。即先将从业者基本认可的平立剖图形转化为三维模型，利用三维模型解决平立剖图形的错漏问题，然后再将三维模型转换为需要的平立剖图形。这样做的优点是适应众多工程师的惯性思维，同时解决各专业的冲突和遗漏问题，但过程繁琐。
 
第二阶段是3D/2D阶段。通过一段时间的应用，许多工程师已经接受了三维模型，这属于惯性思维转型阶段，但由于未完全普及，因此仍需将三维模型转为二维，以满足大量工程的需要。
 
第三阶段是3D阶段。当所有从业人员都完成了相应转型，这时可直接使用三维模型，这也是真正的BIM技术全面发展阶段的起点。
 
2.2软件只是BIM的工具
很多人认为学习BIM就是学习软件，这是对BIM理念的严重误解。BIM实际上是一种方法、一种技术、一个系统，或者说是一种思维。主要是为项目全生命周期提供技术支持，满足不同阶段的不同需求。目前市场上的BIM相关软件有上百种，如何应用，关键要从企业、项目要达到的目标是什么、应用的阶段是什么等各方面综合考量。
 
根据目前的统计数据可以发现，设计单位BIM应用相对成熟，建筑专业的初步设计和施工图100%可以用BIM达成；结构专业的初步设计和施工图能够完成90%，但结构计算和绘图的有效连接，尤其是结构配筋依旧是个难题；机电专业、暖通专业的初步设计和施工图能够达到70%~80%。而施工企业的BIM应用相对混乱，还有很多施工企业居然使用设计单位的CAD图纸，再次建立模型，渲染几张图片便宣称使用了BIM技术，这实际上是极不负责任的表现；当然也有一些有实力的施工企业可以基于BIM进行管线综合、碰撞检查、出图等。
2.3BIM可以解决当前存在的一些问题
BIM的实质是三维协同，包括设计、施工、运营、管理、维护。对于业主、设计方以及建造方来说，应用BIM技术可以大大提高建筑工程管理的集成化程度和交付能力，使工程的质量和效率显著提高，减少返工、减少浪费、提高效率[6]。但BIM的本质是模型+信息+应用，不能用于替代项目管理，其重点是使建设项目各参与方协同合作。所以，如果认为BIM可以解决所有问题那就不切实际了，有些问题不用BIM也能解决，有些问题使用BIM技术也不能全面解决，这与工程的复杂程度、BIM技术的成熟度以及人员的协同能力有着直接的关系。
 
2.4BIM不是单专业的事情
作为一个行业的BIM，其本身是做全生命周期，是多专业的协同，需要很多手段去保证。BIM技术平台，可以把信息综合起来，管理起来，从而把专业打通。所以BIM不是一项单一技术，而是一种业务流程。企业实施BIM最大误区是对其本质的认知，要实现具有竞争力的BIM，需确保每个人、每个团队在设计、建造和运营等生命周期的各个阶段都能够快速而有效协作才行，仅凭一个人、一个专业是远远不够的，这也是企业为什么会有关于BIM三人小组的错误理解。
 
3项目BIM的实施流程与策略
 
多年来，项目开发与实施的传统思路基本上包括前期策划、组织设计、施工、竣工交付使用以及管理等几个阶段。作为全程参与的建设方来说，每个项目从启动到收尾都会有着种种的辛酸与感悟，其中也不乏一些缺憾。从专业程度来看，建设方的设计经验与设计单位有着一定的差距，而施工经验又逊于施工单位，所以单纯为了协调设计与施工的矛盾就会加大现场的甲方与监理的劳动强度；对于前期策划更是如此，由于前期的概念设计无法从投资、功能等方面做到相对精细化，也使得项目完成后的效果、资金投入等都会与之前的预期有着很大的出入。
 
使用BIM技术可以在从某种程度上避免这些困扰。首先，在前期策划阶段由设计部门提前加入，可以对项目的概念设计进行相应的细化，比如对空间的合理性、舒适性等进行科学准确地分析优化，对造型、外饰等进行真实的推演，对工程量进行相对准确的统计，这样对于项目的决策自然就有了更为直观准确的参考。其次，在实际设计阶段，各专业通过BIM技术的有效协调，避免了图纸之间的冲突，也就避免了由于图纸问题造成的不必要损失。再次，施工阶段预先使用相关BIM技术进行工期预排，人员、材料以及机具等的合理调配，不但优化了现场管理，对于质量控制等方面问题也大大超越之前的传统思维。从而有力地保障了项目的顺利实施。
 
流程图的目的是描述建设项目各项活动的时间流顺序、各个活动者扮演的角色，以及他们之间所需要传递的信息。图1为传统设计流程与项目BIM的业务流程中，各参与方介入时间的对比。

图1 项目BIM与传统设计流程中，各参与方介入入时间的对比
 
当然，真正要实施上述流程，需要在策略上进行一些调整。首先，建设方要从根本上打破传统的思维，尤其是决策者要避免根据主观经验来进行项目决策，要认可BIM技术的科学合理性，要根据BIM技术的推演结果进行科学决策，方能使项目真正具有价值。其次，由于设计方的提前介入，与传统的设计招投标进程有一定的出入，在官方短期无法进行程序调整的前提下，可以通过聘用BIM顾问团队的方式来协助项目决策也应该无可厚非，当然期间产生的相应服务费用是不可避免的。再次，通过设计阶段督促设计单位完善细化项目BIM模型，施工阶段督促施工单位使用设计模型，从某种程度上来讲也会对相应企业的转型起着一定的推动作用。最后，无论是那一方都需要积极加强BIM人才的引进与培养，为提升企业竞争力和项目的顺利实施以及资金的合理使用都会起着积极的作用。
 
4专项BIM与项目BIM的关联
 
近年来，很多媒体竞相宣传过一些使用BIM的项目，其中有相当一部分实际上是专项BIM，也就是说这些项目没有从项目整个周期完全使用BIM，因此有些专家称其为“伪BIM”。比如，一些施工企业通过利用相关软件（如Navisworks），在项目施工阶段进行施工模拟（简称为“BIM4D”），为施工管理提供了方便和节约了资金；又如一些造价部门利用广联达、鸿业或鲁班等软件进行造价与资金调配（简称为“BIM5D”）；再如设计单位利用REVIT或Navisworks或MagicCAD等软件进行各专业的协调或碰撞检查等工作。所有这些其实都属于专项BIM的概念。
 
专项BIM的优点有很多，由于有了3D模型加专业信息，它可以解决某一领域的专业问题，比如碰撞、进度、造价等，但其可持续性以及使用成本会很高。由模型创建维护以及专业人员的培养，专业工具购置使用所带来的成本也是制约各企业推广应用BIM技术的首要因素。
 
这些专项BIM给行业带来的不良影响也有许多；一方面有人会误认为原来这就是BIM，而且BIM很简单；也有人会认为用BIM就一定会节约投资；更有人会认为既然这样就无需再费劲去学什么新软件，自己的专业很强，不用BIM照样能够完成任务，当然企业也就没必要去费事费力地去搞什么BIM了。其实专项BIM最麻烦的是出现了单一数据源，单一数据模型不仅费用高，在涉及多专业信息联合时，容易出现数据孤岛。
 
实际上，专项BIM与项目BIM没有矛盾，他们是点与线或面的关系。首先二者都离不开3D模型，区别在于专项BIM的专用信息与项目BIM的综合信息的量不同。也可以说项目BIM的模型是重量级模型，其涵盖的信息众多，可根据需要进行添加，对设备和人员要求极高，这也就是为什么模型会分LOD100、LOD200、LOD300、LOD400、LOD500等级的主要原因；而专项BIM则是轻量化模型，只需提取专项数据即可，对设备要求偏低，专业化程度会更高，效果也非常显著，于是也就出现了BIM3D、BIM4D、BIM5D、BIMnD等概念。
 
由此看来，项目BIM实际上就是众多专项BIM的有机组合，如果项目从策划、设计、施工到管理全面使用BIM技术，其产生的效果相对于单一的专项BIM来说，会产生一加一大于二的效果，这也是有关主管部门大力推进BIM技术应用的战略意图之一。
 
结语
 
BIM的真正价值是体现在项目的全生命周期中，一个项目只有从策划、设计、施工到管理全面使用BIM技术，才能够真正将BIM的优势充分发挥出来。BIM技术不是一个或一组软件的事，软件只是工具，关键在于人，尤其是决策层的远见卓识才能够使该项技术得以全面发展。
 
项目BIM的推动者和最大受益者是建设方，只有建设方全程参与，BIM技术方能功效卓著；专项BIM技术能够从一定程度上为项目提供一些便利和节约成本，但仅仅是BIM技术的一个点，不可以点代面，曲解了BIM技术的真正内涵。
 
BIM是我国房地产、勘察设计、施工行业的必经之路，BIM技术思维是未来建筑技术人员的必备技能。BIM不仅仅是模型，也不仅仅包含信息量，BIM实际上是一种思维。
 
我国未来实施BIM技术的路途还很长，根据目前从业人员的思维与工作习惯大致可以划分为适应众多工程师的惯性思维2D/3D/2D的第一阶段，众多工程师的惯性思维转型的3D/2D第二阶段以及BIM技术全面发展的3D阶段。
 
 
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