淺析大型公共工程項目應(yīng)用BIM技術(shù)的必要性

●劉珺函 李瞳輝

淺析大型公共工程項目應(yīng)用BIM技術(shù)的必要性

●劉珺函 李瞳輝

大型的建筑工程項目投資規(guī)模大，技術(shù)復(fù)合度高，所利用的資源多，具有很大的技術(shù)與經(jīng)濟的風(fēng)險性，因此這類工程的工期一般很長，而且由于工程的不確定性經(jīng)常造成工程延期拖長。由于沒有大力推行BIM模型，使得BIM技術(shù)在國內(nèi)發(fā)展速度十分緩慢，很多政府籌資建造的大型項目不能從中獲益。文章以杭州國際博覽中心為例，強調(diào)BIM技術(shù)在國內(nèi)推廣的必要性，最終提出克服關(guān)鍵阻礙因素、促進中國建筑業(yè)BIM引進和應(yīng)用的方案。

大型工程項目 BIM 經(jīng)濟效益 必要性

一、引言

大型建筑工程項目是指投資規(guī)模巨大的工程項目，相比較普通的工程項目而言，大型工程項目有更加復(fù)雜繁多的工序，也需要更多的人力物力等資源，因此對各個施工環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)控制，盡可能以低成本高效率最優(yōu)的調(diào)配整個工程中的有限資源就顯得格外重要。

由于大型工程的不確定性，按照傳統(tǒng)方法調(diào)整工期資源配置并不適用。大型工程項目的復(fù)雜性使傳統(tǒng)方法從單一角度上檢視問題和錯誤，并逐步修改的方法顯得十分笨拙。由于其復(fù)雜與可變性，站在宏觀角度，進行統(tǒng)一的調(diào)配，也就是應(yīng)用現(xiàn)有BIM技術(shù)，才能更好地完成計劃整體的調(diào)整。

二、什么是BIM技術(shù)

圖1

BIM就是建筑信息模型Building Information Modeling的簡稱，用通俗的話來講就是很多軟件共同作用下的構(gòu)建出的虛擬模型。為了創(chuàng)造更大的經(jīng)濟利益，現(xiàn)如今，BIM軟件經(jīng)過不斷的發(fā)展，已經(jīng)分化為幾個不同的類別，軟件數(shù)目達到幾十個之多。但是，BIM在國內(nèi)的應(yīng)用還是少之又少。2012年，建筑協(xié)會做了一個這樣的統(tǒng)計（見圖1）。

通過這幾年的統(tǒng)計圖表，我們可以看到，從2009年開始，認識BIM的人逐漸增多，但真正認識BIM價值并加以利用的人還并不是很多。到2012年，熟練掌握BIM技術(shù)的人僅占行業(yè)人群中的21%。反觀國外的情況，BIM技術(shù)在國外發(fā)展已經(jīng)十分成熟，而在國內(nèi)才剛剛起步，這其中很大的一部分原因就是因為政府沒有對這項技術(shù)有足夠的重視，沒有大力推廣，在一些國家級別的大型項目上為了節(jié)約一些可見的成本而忽略了不應(yīng)用BIM帶來的隱形成本。

三、BIM技術(shù)的價值

BIM的價值體現(xiàn)在如下四個方面，一是提高工作效率；二是提高建筑質(zhì)量；三是節(jié)約成本；四是便于管理。下面，就對以上四個方面進行逐個闡述，以證明BIM在建設(shè)中的必要性。

首先，BIM讓設(shè)計、建造、管理在同一個平臺下工作，構(gòu)成建筑工程的集成管理環(huán)境，可以使建筑工程在其整個進程中顯著提高效率、大量減少風(fēng)險。針對BIM的很多步驟，進行主體一體化。

其次，碰撞檢驗。這個檢驗在應(yīng)用BIM之前很多東西是很難想象的。BIM中的碰撞檢查是針對整個建設(shè)周期中的多專業(yè)協(xié)同設(shè)計,將不同專業(yè)的信息模型進行協(xié)調(diào)審查。通過碰撞分析有助于建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、電氣設(shè)計、暖通設(shè)計、給排水設(shè)計等各專業(yè)團隊及時發(fā)現(xiàn)問題和解決矛盾,優(yōu)化工程設(shè)計,減少在項目實施過程中錯誤和返工可能性，大大的節(jié)約了工期與成本。

第三，成本方面。斯坦福大學(xué)曾經(jīng)調(diào)查研究了一些2005年到2007年的實際項目，并從以下幾個方面進行了分析，第一個就是BIM的投入，第二個就是應(yīng)用BIM帶來的直接成本節(jié)省，第三個就是BIM產(chǎn)生的應(yīng)用，還有最后一個是BIM的ROA投資回報率。單看直接節(jié)省成本這一部分，一些項目獲得了26倍的回收率，最少的也是在2倍左右，還有的達到了300多倍。所以對BIM來說各種項目回報是不一樣的。但是從整體來看都是正回報，不是負回報，這是BIM對成本方面的一個價值。

美國佛羅里達大學(xué)Patrick Suermann博士等人在2007年對美國國家BIM標準（NBIMS）委員會的105個委員就BIM對工程施工6個關(guān)鍵指標（質(zhì)量控制、按時完工、成本、施工安全、單位造價、單位人工時完成量）的影響情況進行了調(diào)研，共收回50份有效問卷（見圖2）。

圖2

按數(shù)量從高到低排列結(jié)果分別為90%認為對質(zhì)量控制有改進價值、90%認為對按時完工有改進價值、84%認為對總體成本有改進、76%認為對單位人工時完成量有改進價值、70%認為對單位造價有改進價值、46%認為對施工安全有改進價值。

而進一步對施工單位進行BIM對這6個指標的影響程度的調(diào)查竟不約而同的與上述結(jié)果相符：BIM對工程質(zhì)量的影響程度在90%以上，其余5個指標的數(shù)字分別為按時完成88%，單位人工時完成量86%，單位造價80%，成本80%，安全54%。

美國的工程不論工程進度、工程成本、施工質(zhì)量比我們的好應(yīng)該是不爭的事實，主要原因是美國對BIM推廣及應(yīng)用比我們國家要重視的多。根據(jù)McGraw Hill的統(tǒng)計資料，北美建筑業(yè)BIM應(yīng)用的普及率從2007年的28%上升到了2012年的71%，較我國2012年BIM的普及率25%相差甚遠。

四、BIM技術(shù)推廣上遇到的阻礙

首先，從施工單位的角度來看，在現(xiàn)行的招投標程序下，報低價是最容易中標的方法。然后在施工過程中，通過業(yè)主的設(shè)計問題、合同問題等方面，要求工程變更與索賠，以尋求更高的利潤。但是，如果應(yīng)用了BIM技術(shù)，一是成本上無法保證一個低價，不中標的風(fēng)險加大，這對于施工單位是慘痛的損失。二是所有可能遇見的問題全部可以使業(yè)主方提前發(fā)現(xiàn)，施工單位無法要求索賠，減少所獲的利潤。三是業(yè)主方會經(jīng)常要求改動圖紙，這會使已經(jīng)做好的計劃全部推翻，必須重新建模，重新碰撞檢驗，全過程預(yù)覽，發(fā)現(xiàn)并改動新發(fā)現(xiàn)問題。所浪費的時間，有可能造成工期延誤等巨大損失。

其次，從業(yè)主方的角度來看，雖然從各方向上看BIM對業(yè)主方產(chǎn)生的價值增益是最多的，但是使用BIM技術(shù)造成成本增加是業(yè)主最不愿意看到的?，F(xiàn)在建筑業(yè)還在發(fā)展階段，行業(yè)尚不規(guī)范，絕大部分的公司運作都是通過貸款——獲利——還款的形式對資金進行快速周轉(zhuǎn)，而BIM的高成本有可能使得業(yè)主方獲利減少甚至入不敷出而導(dǎo)致資金鏈斷裂。

最后，我國不規(guī)范的行業(yè)制度不適合BIM的發(fā)展。BIM技術(shù)會造成行業(yè)整個信息的公開透明化，使得各個參與方的灰色收入大大減少，因此整個行業(yè)對于BIM是不敞開接受的。BIM需要高成本，操作BIM的人員需要高學(xué)歷與高技術(shù)，我國建筑業(yè)中，掛靠現(xiàn)象十分嚴重，很多公司實際上并沒有那么多的技術(shù)人員，因此BIM無法得到充分的應(yīng)用。

五、政府推行BIM的優(yōu)勢及必要性

目前，建筑行業(yè)還沒有真正進行到完全的市場化，政府在行業(yè)調(diào)整推進作用中發(fā)揮了很大一部分作用。2014年，政府逐步加大對房地產(chǎn)行業(yè)的治理，逐步使行業(yè)走向市場化、規(guī)范化。因此，目前，由政府通過大型的公共項目來推廣BIM的實施是一個很好地時機。規(guī)范化就是要公開、透明化，BIM技術(shù)的廣泛使用必然會造成這樣一個結(jié)果。

同時，很多決策者（業(yè)主）沒有看到BIM顯性成本背后巨大的隱性利益，政府通過在大型工程中應(yīng)用BIM技術(shù)，將難度大、耗時長、問題多的工程用最少的成本與時間建設(shè)出來是對BIM優(yōu)勢的充分證明，以促使BIM在各建設(shè)工程中應(yīng)用。

目前,中國房地產(chǎn)市場正在接受著不小的考驗,政府也在逐步將市場規(guī)范化、透明化、市場化?，F(xiàn)在由政府領(lǐng)頭，推廣BIM技術(shù)，勢必會加速規(guī)范化的趨勢，減少各參與方的灰色利潤，從而將成本控制。BIM帶來的利益是十分可觀的，在保證工程質(zhì)量的前提下大大的提高了工作效率，抑制了爛尾工程的增加，真正實行有計劃的采購，節(jié)約材料，從而減少項目資金風(fēng)險，提高項目利潤。也防止了業(yè)主資金鏈斷裂，導(dǎo)致工程無法正常進行對各參與方所帶來的損失。

實行BIM技術(shù)有利于政府對各工程項目全方位的監(jiān)控，減少了在監(jiān)控、抽查等方面的資金和人力投入。

六、總結(jié)

我國在大規(guī)模發(fā)展BIM技術(shù)方面還有很大的改進空間，但是由于經(jīng)濟體制、法律體制不健全等原因，使得中國BIM發(fā)展受到了重重阻礙。根據(jù)國內(nèi)外BIM文獻研究和專家訪談，從技術(shù)、經(jīng)濟、操作、法律等方面總結(jié)出建筑業(yè)BIM發(fā)展普遍存在的阻礙因素共41項，根據(jù)重要程度排序前11項依次為：沒有充分的外部動機、國內(nèi)缺乏BIM標準合同示范文本、不適應(yīng)思維模式的變化、對于分享數(shù)據(jù)資源持有消極態(tài)度、缺乏國產(chǎn)的BIM技術(shù)產(chǎn)品、沒有政策部門和行業(yè)主管部門頒發(fā)的BIM標準和指南、基于BIM的工作流程尚未建立、BIM項目中的爭議處理機制尚未成熟、缺乏能夠保護BIM模型的知識產(chǎn)權(quán)的法律條款和措施、聘用BIM專家和咨詢需要額外費用、國內(nèi)缺乏對于BIM技術(shù)的研究。

為了推動BIM技術(shù)在我國的發(fā)展，首先應(yīng)該發(fā)揮由政府帶動建筑市場變化的優(yōu)勢，所以建議政府在大型公共項目中率先規(guī)定使用BIM技術(shù)，并要求項目參與方具有一定的BIM應(yīng)用實力。為了有效地實施BIM項目，政府的行業(yè)主管部門首先需要研究制定BIM標準和指南，建立BIM應(yīng)用的框架，規(guī)范BIM市場的管理。政府頒發(fā)的標準和指南可為企業(yè)和個人提供具體的BIM應(yīng)用指導(dǎo)。只有政府應(yīng)用BIM技術(shù)帶來可視化的效益，并且通過運用BIM而逐漸使得與BIM相關(guān)的法律成熟，建立起B(yǎng)IM的工作流程，自主開發(fā)出BIM技術(shù)核心軟件，降低應(yīng)用成本，才能使BIM技術(shù)在中國得到大規(guī)模的推廣。

[1]何關(guān)培.BIM和BIM相關(guān)軟件[E].土木建筑工程信息技術(shù),2010 (12)

[2]袁正剛.BIM從理解到實踐[J].特別關(guān)注,2013(11)

[3]晏永剛，任宏，范剛.大型工程項目系統(tǒng)復(fù)雜性分析與復(fù)雜性管理[A].科技管理研究,2009(9)

[4]楊科，康登澤，車傳波，徐鵬.基于BIM的碰撞檢查在協(xié)同設(shè)計中的研究[A].土木建筑工程信息技術(shù),2013(8)

[5]潘佳怡.中國建筑業(yè)BIM發(fā)展的阻礙因素分析[A].工程管理學(xué)報,2012(26)

（作者單位：四川大學(xué) 四川成都 610064）

（責(zé)編：紀毅）

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1004-4914（2014）11-284-02