中國(guó)BIM協(xié)同設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀分析

梅蘇良?周與淳

摘?要：BIM 是目前全世界建筑業(yè)最為關(guān)注的信息化技術(shù)，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家正在強(qiáng)力推動(dòng)BIM 的研究和應(yīng)用。BIM被認(rèn)為是能夠突破生產(chǎn)效率低和資源浪費(fèi)等諸多建筑業(yè)普遍存在的問(wèn)題的一項(xiàng)技術(shù)?？v觀世界，BIM 已經(jīng)成為了全世界建筑業(yè)發(fā)展的主流方向，本文就BIM在中國(guó)協(xié)同設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：BIM?協(xié)同設(shè)計(jì)?數(shù)字模型

中圖分類(lèi)號(hào)：TU203 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）10（a）-0004-02

1BIM概念及特點(diǎn)

建筑業(yè)作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，與整個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人民生活水平的改善有緊密的關(guān)系。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)固定資產(chǎn)投資額不斷增加，從2005年的88，773億元人民幣增加到2010年的278，140億元人民幣。其中，工程項(xiàng)目是是固定資產(chǎn)投資的主要載體。隨著建筑工程項(xiàng)目復(fù)雜性的不斷提高，設(shè)計(jì)周期時(shí)間的不斷縮短，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式由于其自身效率低、協(xié)同性差、各方配合較差、溝通困難等缺點(diǎn)已經(jīng)不能滿(mǎn)足業(yè)主的需要。因此需要一種能解決傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式不足的新設(shè)計(jì)方法。BIM（Building Information Modelling，建筑信息模型）的出現(xiàn)，在一定程度上解決了以上難題，它提供了一個(gè)協(xié)同設(shè)計(jì)、提高設(shè)計(jì)效率的平臺(tái)，能夠縮短工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)效率。

BIM概念最初是由美國(guó)Autodesk 公司在總結(jié)歸納匈牙利Graphsoft公司提出的虛擬建筑（Visual Building）概念和美國(guó)Benetly公司提出的Signal Building Information概念基礎(chǔ)上于2002 年首次提出，并將其應(yīng)用到Revit 軟件中[1]。BIM是創(chuàng)建并利用數(shù)字模型對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、建造及運(yùn)營(yíng)管理的過(guò)程，它是一個(gè)包含豐富數(shù)據(jù)、面向?qū)ο蟮摹⒕哂兄悄芑蛥?shù)化特點(diǎn)的建筑設(shè)施的數(shù)字化表示，它的應(yīng)用會(huì)引起整個(gè)建筑生產(chǎn)方式的改變[2]。BIM通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件來(lái)形象化、數(shù)字化地模擬工程項(xiàng)目中設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行的技術(shù)，運(yùn)用3D空間，通過(guò)模擬使得設(shè)計(jì)和施工的合作更加緊密，而在3D模型基礎(chǔ)上增加的時(shí)間、成本等信息可以將更多維的因素引入BIM模型，從而能夠?qū)崿F(xiàn)項(xiàng)目績(jī)效的最大化[3]。在產(chǎn)品方面，BIM的應(yīng)用可以改善設(shè)計(jì)生產(chǎn)環(huán)境、提高設(shè)計(jì)效率。

在設(shè)計(jì)階段促進(jìn)信息共享、各方進(jìn)行深入的溝通交流是BIM設(shè)計(jì)階段的又一特色。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式由設(shè)計(jì)方在腦中設(shè)計(jì)出建筑的3D模型，將該3D模型A轉(zhuǎn)化為2D模型A，得出CAD圖紙，然后將2D模型A的圖片發(fā)送給承包商，承包商將該2D模型A轉(zhuǎn)換成方便自己理解的3D模型B，加入自己的設(shè)計(jì)意圖經(jīng)修改后再將3D模型B調(diào)整為2D模型B，與設(shè)計(jì)單位發(fā)送過(guò)來(lái)的2D模型A進(jìn)行比較，找出異同，再與設(shè)計(jì)單位進(jìn)行交流（如圖1），這就極大地減慢了溝通和變更設(shè)計(jì)的效率[4] [5]。在整個(gè)過(guò)程中，有很高的概率出錯(cuò)，造成施工階段的停工，返工，浪費(fèi)了許多不必要的資源。而運(yùn)用BIM，設(shè)計(jì)階段將承包商、設(shè)計(jì)單位等相關(guān)單位緊密聯(lián)合在一起，提高了業(yè)主和其他參與方對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程的參與程度，共享全部信息，這樣做不僅可以節(jié)約工期，而且設(shè)計(jì)成果的價(jià)值與傳統(tǒng)方式相比得到了很大的提升[6] [7]。

2BIM應(yīng)用現(xiàn)狀分析

協(xié)同設(shè)計(jì)是當(dāng)今工程建設(shè)領(lǐng)域經(jīng)常被提到的一個(gè)概念，它是指一種基于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)溝通手段及設(shè)計(jì)流程的組織管理方式，包括：通過(guò)CAD文件之間的外部參照，使得工種間的數(shù)據(jù)可視化共享；通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息與視頻會(huì)議等方式，使得各個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)內(nèi)的成員可以跨部門(mén)、跨地域、跨國(guó)界討論設(shè)計(jì)方案、研究設(shè)計(jì)變更、進(jìn)行成果交流；通過(guò)建立網(wǎng)絡(luò)資源庫(kù)，能夠使所有設(shè)計(jì)者獲得統(tǒng)一的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)成員通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理軟件的應(yīng)用，保證了成果的及時(shí)性和唯一性[8]。

如今BIM理念正逐漸被我國(guó)建筑行業(yè)所知曉，國(guó)內(nèi)先進(jìn)的設(shè)計(jì)公司、建筑公司紛紛成立BIM技術(shù)小組，如中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院、中國(guó)建筑科學(xué)研究院、中建國(guó)際建設(shè)有限公司、上海現(xiàn)代設(shè)計(jì)集團(tuán)等等。這些集團(tuán)或公司花費(fèi)了很大的人力、物力、財(cái)力研究BIM，將BIM應(yīng)用到自身的工程項(xiàng)目中去。判斷一個(gè)工程設(shè)計(jì)是否運(yùn)用了BIM并不是看其設(shè)計(jì)圖紙是用2D或3D顯示，而是其設(shè)計(jì)階段是否使用了以BIM技術(shù)為理念的專(zhuān)業(yè)軟件，如Autodesk Revit系列，Benetly Building系列、ArchiCAD等專(zhuān)業(yè)BIM軟件。合理有效運(yùn)用這些軟件才能更好的實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)的初衷，高效率高質(zhì)量地完成設(shè)計(jì)任務(wù)。我國(guó)目前BIM專(zhuān)業(yè)軟件的開(kāi)發(fā)尚處于初級(jí)階段，只有中國(guó)建筑科學(xué)研究院設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的PKPM、北京廣聯(lián)達(dá)和上海魯班等一些大型公司開(kāi)發(fā)的造價(jià)管理軟件。

除了專(zhuān)業(yè)BIM軟件的應(yīng)用外，咨詢(xún)公司與工程項(xiàng)目參與方也對(duì)BIM協(xié)同設(shè)計(jì)的成敗起著重要的作用。BIM專(zhuān)業(yè)咨詢(xún)公司為工程項(xiàng)目提供技術(shù)支持和管理服務(wù)，以專(zhuān)業(yè)化的角度指導(dǎo)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)中的人員，提高工作效率，促進(jìn)各部門(mén)之間人員的溝通與交流，及時(shí)解決出現(xiàn)的各類(lèi)問(wèn)題。工程項(xiàng)目參與方特別是各方負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的人員對(duì)于BIM協(xié)同設(shè)計(jì)的理解是影響設(shè)計(jì)結(jié)果好壞的關(guān)鍵因素之一。如果工程設(shè)計(jì)人員擁有良好的BIM知識(shí)與協(xié)同設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，那么設(shè)計(jì)成功的幾率將會(huì)很大。相反，如果設(shè)計(jì)人員是第一次接觸協(xié)同設(shè)計(jì)與BIM，那么設(shè)計(jì)成果很可能費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，得不到理想的成果。因此在平時(shí)打下良好的基礎(chǔ)是十分重要的。我國(guó)目前只有一些大型設(shè)計(jì)院在嘗試著適用BIM技術(shù)進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，如沈陽(yáng)建筑設(shè)計(jì)院在2005年開(kāi)始使用Revit Architecture進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)；2010年中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院的敦煌游客中心項(xiàng)目使用的BIM進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)等等。但是國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)中小型建筑公司尚沒(méi)有引入BIM技術(shù)，進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)仍然使用傳統(tǒng)的AutoCAD進(jìn)行平面設(shè)計(jì)。

全國(guó)高等院校與研究機(jī)構(gòu)是研究BIM技術(shù)與推動(dòng)BIM技術(shù)與協(xié)同技術(shù)結(jié)合的重要力量。通過(guò)研究，高等院校與研究機(jī)構(gòu)梳理出一套成熟的應(yīng)用體系與理論方便建筑實(shí)業(yè)界的人員使用，已使得BIM技術(shù)在國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)快速普及。但與國(guó)外高等院校積極將BIM技術(shù)納入課程體系不同，國(guó)內(nèi)大多數(shù)高等院校并沒(méi)有引入BIM的相關(guān)課程，而研究機(jī)構(gòu)對(duì)BIM的研究與推廣工作做的還很不夠。因此他們?cè)谏钊虢榻BBIM的核心理念與相關(guān)技術(shù)方面仍需努力。

3BIM在國(guó)內(nèi)應(yīng)用存在的問(wèn)題

運(yùn)用BIM技術(shù)的協(xié)同設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式相比，擁有很多的優(yōu)勢(shì)，但在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用卻并不廣泛，究其原因，有以下幾點(diǎn)：

3.1 BIM技術(shù)難度大，需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的培訓(xùn)

目前國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)單位絕大多數(shù)仍然在使用AutoCAD進(jìn)行2D圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)多年的使用，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)，應(yīng)用起來(lái)比較成熟。用BIM技術(shù)代替AutoCAD技術(shù)進(jìn)行3D協(xié)同設(shè)計(jì)，需要團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)人員從根本上轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)理念，從2D設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)?D設(shè)計(jì)，從相對(duì)獨(dú)立的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)閰f(xié)同設(shè)計(jì)，思維定勢(shì)的轉(zhuǎn)換比較困難。且設(shè)計(jì)人員熟練理解BIM理念并掌握BIM相關(guān)軟件的應(yīng)用需要大量的資金與時(shí)間成本的投入，從開(kāi)始應(yīng)用BIM技術(shù)的協(xié)同設(shè)計(jì)到熟練掌握需要一定的時(shí)間，這些都阻礙了BIM技術(shù)在中國(guó)的推廣[9]。

3.2 風(fēng)險(xiǎn)程度高

我國(guó)的工程建筑設(shè)計(jì)普遍存在著設(shè)計(jì)時(shí)間短、施工周期緊張的問(wèn)題，初期運(yùn)用BIM技術(shù)的協(xié)同設(shè)計(jì)勢(shì)必會(huì)存在技術(shù)障礙，可能導(dǎo)致無(wú)法按時(shí)高質(zhì)量完成設(shè)計(jì)任務(wù)，失去市場(chǎng)份額。因此應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)于工程建筑設(shè)計(jì)公司具體較大的風(fēng)險(xiǎn)。很多公司為了規(guī)避此類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)，沒(méi)有引入BIM技術(shù)進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)。

3.3 相關(guān)機(jī)制不到位

目前很多城市公開(kāi)招標(biāo)的工程項(xiàng)目仍然要求設(shè)計(jì)單位以AutoCAD制作的2D圖紙上交設(shè)計(jì)成果，無(wú)形之中減緩了BIM技術(shù)在中國(guó)的發(fā)展。通過(guò)業(yè)主對(duì)BIM技術(shù)的需求不多，國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的不完善也阻礙了BIM技術(shù)的推廣。目前中國(guó)很多業(yè)主仍然對(duì)缺乏對(duì)BIM技術(shù)的基本了解，只有一些特定業(yè)主在設(shè)計(jì)高端建筑時(shí)才要求設(shè)計(jì)方必須使用BIM技術(shù)進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)。此外相關(guān)部門(mén)缺乏特定的機(jī)制鼓勵(lì)業(yè)主多使用BIM技術(shù)進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)。

3.4 缺乏相應(yīng)的軟件支持

由于目前市場(chǎng)上比較成熟的BIM專(zhuān)用軟件都是由國(guó)外企業(yè)生產(chǎn)的，國(guó)內(nèi)企業(yè)在BIM軟件的開(kāi)發(fā)上處于剛剛起步的位置。而國(guó)外企業(yè)由于各種原因不可能對(duì)國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)單位提供長(zhǎng)期的穩(wěn)定的軟件技術(shù)支持，國(guó)外企業(yè)設(shè)計(jì)的BIM專(zhuān)用軟件也沒(méi)有考慮到國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)的特點(diǎn)，因此這也限制了BIM技術(shù)在中國(guó)的發(fā)展。

在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，以Autodesk Revit為首的BIM軟件已經(jīng)在各個(gè)建筑公司于設(shè)計(jì)公司普及使用。目前北美建筑行業(yè)有超過(guò)一半的設(shè)計(jì)公司在使用BIM或與BIM相關(guān)的工具。BIM已經(jīng)廣泛應(yīng)用于房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)、高端住宅、商業(yè)建筑。應(yīng)用BIM技術(shù)的協(xié)同設(shè)計(jì)，大大縮短了設(shè)計(jì)周期，提高了設(shè)計(jì)成果質(zhì)量，更好的滿(mǎn)足了業(yè)主的要求。我國(guó)建筑市場(chǎng)份額巨大，但是BIM技術(shù)的應(yīng)用剛剛處于起步階段，因此還需要各方努力，推動(dòng)BIM技術(shù)在中國(guó)的發(fā)展。

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