基于5W2H視角的BIM應(yīng)用研究

【摘 要】 BIM技術(shù)的應(yīng)用近年來一直是研究的重點，本文運用5W2H分析法探討B(tài)IM技術(shù)的定義、應(yīng)用BIM的原因、BIM應(yīng)用的使用主體和責(zé)任主體、BIM應(yīng)用的范圍、BIM應(yīng)用的時機、BIM的實施方式和BIM應(yīng)用的成本與效益等問題，指出BIM應(yīng)用中的不足，以期有利于BIM技術(shù)應(yīng)用水平的提升。

【關(guān)鍵詞】 BIM技術(shù) BIM應(yīng)用 5W2H

1.引言

早在1975年，喬治亞理工大學(xué)的Chunk Eastman教授在其研究的課題“Building Description System”中就提出了“a computer-based description of a building”概念，這便是最早的建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）理念。我國BIM技術(shù)的研究起步較晚，2008年，中國建筑科學(xué)研究院等單位共同起草了工業(yè)基礎(chǔ)類平臺規(guī)范（GB/T25507—2010），將數(shù)據(jù)模型標準IFC（ISO/PAS 16739： 2005）轉(zhuǎn)化為了國家標準，2009年，國家住宅工程中心開展關(guān)于BIM標準的研究，提出了中國建筑信息模型標準框架（ CBIMS），2016年和2017年國家住房城鄉(xiāng)建設(shè)部陸續(xù)發(fā)布了《建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標準》GB/T51212-2016）和《建筑信息模型施工應(yīng)用標準》（GB/T51235-2017）。加上《2016-2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》提到，在“十三五”時期，我國將全面提高建筑業(yè)信息化水平，著力增強BIM、大數(shù)據(jù)、智能化、移動通訊、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)集成應(yīng)用能力。這便意味著BIM未來仍是建筑業(yè)信息化發(fā)展的核心技術(shù)和方法，關(guān)于BIM技術(shù)應(yīng)用的研究未來來也會更加多元化。

2. 5W2H分析法

“5W2H分析法”是第二世界大戰(zhàn)中美國陸軍兵器修理部首創(chuàng)。發(fā)明者用5個以W開頭的英文單詞和2個以H開頭的英文單詞進行設(shè)問，其具體內(nèi)容包括①What：內(nèi)容是什么？具體是什么工作？②Why：為什么要這樣做？理由何在？造成這樣的結(jié)果是什么？③Who：由誰來負責(zé)、承擔(dān)？完成誰的任務(wù)？為誰做？④When：什么時間做？什么時機最適宜？何時完成？⑤Where：在哪里做？從哪里入手？⑥How：如何完成？用什么方法？⑦How much：做到什么程度？數(shù)量、質(zhì)量如何？成本效益如何等7個方面。

3. BIM技術(shù)應(yīng)用的5W2H分析

3.1 What：BIM的定義

明確BIM的定義，是順利推進BIM技術(shù)的關(guān)鍵。BIM是一個設(shè)施（建設(shè)項目）的數(shù)字表達和可以分享的知識資源，內(nèi)容既包括設(shè)施的物理信息也包括設(shè)施的功能信息，目的是為各種各樣的決策提供一個可靠的基礎(chǔ)，時間則是從設(shè)施的概念產(chǎn)生到拆除的整個生命周期。

3.2 Why：應(yīng)用BIM的原因

從哲學(xué)的角度看，新事物是指符合事物發(fā)展的客觀規(guī)律和前進趨勢、具有強大生命力和遠大前途的事物。BIM作為近年來建筑行業(yè)的新事物，可以從哲學(xué)上的兩個角度來看其應(yīng)用的原因，第一個角度是從建筑業(yè)發(fā)展的客觀規(guī)律和前進趨勢分析BIM應(yīng)用的必然性，第二個角度是探尋BIM技術(shù)自身是否具有強大的生命力和遠大的前途。從第一個角度來看，我國經(jīng)濟發(fā)展自2014年5月進入新常態(tài)，受宏觀經(jīng)濟的影響，建筑行業(yè)產(chǎn)值雖每年仍呈遞增趨勢，但增長幅度卻逐年下滑。造成建筑業(yè)當(dāng)前困局的根本原因是建筑業(yè)割裂的行業(yè)結(jié)構(gòu)、信息流失嚴重、注重建造成本而忽視其生命周期的價值。為了加強建筑行業(yè)間的聯(lián)系、保留更多信息數(shù)據(jù)、進行建筑生命周期管理，BIM應(yīng)運而生。從第二個角度看，BIM作為以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成建筑工程項目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，在當(dāng)今電子信息技術(shù)變化迅速、信息數(shù)量劇增的全球信息環(huán)境下，更適合時代的發(fā)展，擁有更加廣闊的前景。

3.3 Who：BIM應(yīng)用的使用主體和責(zé)任主體

3.3.1 使用主體

由于BIM是為了實現(xiàn)信息共享，打通整個建筑產(chǎn)業(yè)鏈，故其使用主體包括業(yè)主、勘察、設(shè)計、施工、項目管理、監(jiān)理、材料、設(shè)備等數(shù)十個參與方。但目前各參與方的狀態(tài)卻不容樂觀。

對主要的3個參與方：業(yè)主、設(shè)計、施工企業(yè)進行分析。業(yè)主因為政府方的積極推動對BIM很重視，然而絕大多數(shù)都沒有一個清晰的思路運用BIM，因而也就舍不得在BIM上大規(guī)模投資;設(shè)計方得益于BIM的三維可視化，在碰撞檢查、管線空間優(yōu)化等方面可頻繁地使用BIM模擬技術(shù)，減少設(shè)計錯誤，提高設(shè)計質(zhì)量，是最有動力應(yīng)用BIM技術(shù)的一方;理論上，對于施工企業(yè)，BIM技術(shù)是工程建設(shè)施工期間的重要環(huán)節(jié)，建立以BIM技術(shù)為中心的信息管理體系，不僅可以保證施工質(zhì)量，BIM數(shù)據(jù)庫更加精確快速的計算還能能夠大大減少物資和勞動力的浪費，除此之外將BIM技術(shù)和施工方案的結(jié)合，可以在三維可視化和時間維度進行模擬施工，減少施工過程中的返工和質(zhì)量問題等，BIM的應(yīng)用對施工企業(yè)大有裨益。實際上，BIM在施工企業(yè)中的應(yīng)用有很多難點，投入巨大，收益不直觀等。

3.3.2 責(zé)任主體

BIM應(yīng)用的責(zé)任主體，主要是與BIM數(shù)據(jù)相關(guān)的責(zé)任人，但國內(nèi)在有關(guān)方面的研究很少，我國關(guān)于BIM的政策法律也不夠成熟，導(dǎo)致法律責(zé)任界限不明確，相關(guān)責(zé)任主體很難確定。首先，BIM數(shù)據(jù)的所有權(quán)不明確，例如，業(yè)主雇傭設(shè)計團隊設(shè)計項目，由于支付了設(shè)計費用，業(yè)主會認為自己擁有該設(shè)計的所有權(quán)，但如果設(shè)計團隊使用的某些信息是個人專利，不愿被共享，問題就被復(fù)雜化了。若為了解決上述問題，根據(jù)項目參與者來制定相應(yīng)的數(shù)據(jù)共享程度，則會出現(xiàn)公有數(shù)據(jù)風(fēng)險問題。BIM中公有數(shù)據(jù)包括設(shè)計、施工以及運營維護等階段的基本構(gòu)件信息和基本屬性信息，涉及的參與主體眾多，由于數(shù)據(jù)公有的屬性，那么公有數(shù)據(jù)的安全儲存該由誰負責(zé)？公有數(shù)據(jù)若丟失該由誰負責(zé)？公有數(shù)據(jù)的不準確導(dǎo)致的損失又該由誰負責(zé)？這些問題都亟待研究與處理，相關(guān)政策法律也亟待完善。

3.4 Where：BIM應(yīng)用的范圍

可以從BIM軟件的類別來看BIM應(yīng)用的范圍，其中最主要的是BIM核心建模軟件，如Revit、Bentley、ArchiCAD、Digital Project.除此之外，還有BIM方案設(shè)計軟件（Onuma、Affinity）、可持續(xù)分析軟件（Ecotech、IES等）、可視化軟件（3DS MAX、Lightscape等）、模型綜合碰撞檢查軟件（Navisworks等）、造價管理軟件（魯班、Innovaya等）、運營管理軟件（Archibus、Navisworks），這些軟件都可以與BIM核心建模軟件聯(lián)合工作，所以BIM應(yīng)用的范圍可以涵蓋規(guī)劃、設(shè)計、施工、運營整個建筑全生命周期。但目前在過國內(nèi)，BIM 技術(shù)主要應(yīng)用于復(fù)雜造型建筑的設(shè)計，以提高設(shè)計效率;碰撞檢查，減少圖紙錯誤;出構(gòu)件加工圖，保證構(gòu)件加工精確;建立建筑三維模型，指導(dǎo)施工。總的來說，由于在設(shè)計階段應(yīng)用BIM技術(shù)所得成果更加直觀有效，因此現(xiàn)今BIM應(yīng)用集中于設(shè)計階段，在施工階段的應(yīng)用有限，在造價管理和運營管理方面的應(yīng)用基本空白，離建筑全生命周期的應(yīng)用還需更長時間的發(fā)展。

3.5 When：BIM應(yīng)用的時機

國家住房城鄉(xiāng)建設(shè)部2016年和2017年陸續(xù)發(fā)布了《建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標準》（GB/T51212-2016）和《建筑信息模型施工應(yīng)用標準》（GB/T51235-2017），在國家BIM標準體系計劃中，一共有六本標準將會陸續(xù)出臺，這意味著中國開始逐步施行自己的BIM標準化政策，同時也說明我國BIM應(yīng)用仍處于探索階段。目前全球建筑業(yè)界已普遍認同BIM是未來趨勢，將有非常大的發(fā)展空間，我國在“十三五”期間大力推廣裝配式建筑，加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，可見，市政BIM市場、裝配式建筑BIM市場或?qū)⒊蔀锽IM技術(shù)最具潛力的市場之一。

BIM作為建筑業(yè)信息化發(fā)展的一項新興技術(shù)，與所有的新興技術(shù)一樣都會經(jīng)歷一個技術(shù)成熟度曲線，見圖1，即會經(jīng)歷萌芽期、過熱期、低谷期、復(fù)蘇期和成熟期。

由于中國市場廣度大、建筑市場的參與者多，有的地區(qū)BIM已經(jīng)進入了過熱期甚至是反思期，而有的地區(qū)才剛剛萌芽，未來隨著BIM應(yīng)用的更多的問題的出現(xiàn)，BIM技術(shù)可能會陷入短暫的低谷期，但若資金雄厚的大型企業(yè)能夠挺過這一低谷期，BIM就會再次蓬勃發(fā)展，可以預(yù)見，這些企業(yè)也會成為BIM應(yīng)用的的領(lǐng)頭羊。

3.6 How：BIM的實施方式

BIM在國內(nèi)雖然經(jīng)過十余年的發(fā)展，已經(jīng)開始初步得到市場認可，但整體而言BIM滲透率較低，僅有10.4%企業(yè)的開始大規(guī)模推廣BIM，這說明我國目前還缺乏一種BIM落地的有效途徑，僅用一款BIM軟件、一個模型是不可能實現(xiàn)建筑全生命周期管理的。我國目前主張將整個BIM拆分成多個子模型、多種專業(yè)軟件，通過軟件之間的數(shù)據(jù)交換，來提高效率，并在《建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標準》（GB/T51212-2016）中提出了P-BIM（Practice-based BIMmode）概念。

P-BIM模式是根據(jù)不同的建筑領(lǐng)域建立不同的BIM實施模式，對各領(lǐng)域項目進行不同的項目分解，針對不同領(lǐng)域項目、子項目的任務(wù)制訂專門的信息創(chuàng)建與交換標準，為各個專業(yè)承包商與從業(yè)者開發(fā)幫助他們完成工作業(yè)務(wù)的專業(yè)軟件與協(xié)調(diào)軟件，創(chuàng)建符合每個工作任務(wù)需要的子模型，并將虛擬模型與現(xiàn)場實建實體模型進行對比分析，指導(dǎo)現(xiàn)場。簡單來說就是把我國本土的應(yīng)用軟件和硬件以及國內(nèi)市場上不服水土的國外BIM軟件按照統(tǒng)一標準的要求進行改造，提升數(shù)字化能力，成為符合BIM要求的P-BIM軟件，也可以將P-BIM通俗地理解為以實踐為基礎(chǔ)的、本土化的BIM方法和軟件。

3.7 How much：BIM應(yīng)用的成本與效益

企業(yè)應(yīng)用BIM的成本主要集中于三個部分，第一部分為應(yīng)用軟件成本，BIM的大部分工作都依賴相關(guān)軟件來完成，軟件成本也是BIM應(yīng)用的主要成本;第二部分為人員培訓(xùn)成本，由于BIM屬于新形態(tài)應(yīng)用，相關(guān)人才十分匱乏，因此人員培訓(xùn)的部分也是一個必須要考慮的成本;第三部分是信息安全成本，BIM的信息是非常詳細的，如果模型數(shù)據(jù)信息被有心人竊取或是破壞，會導(dǎo)致?lián)p失慘重，因此信息安全也是一個極為重要的成本。

至于BIM的效益，針對建筑全壽命周期的不同階段，BIM有不同的價值。規(guī)劃階段應(yīng)用BIM能夠提高經(jīng)濟可行性和技術(shù)可行性的準確度，業(yè)主資金成本和建筑需求能夠得到有效控制;設(shè)計階段應(yīng)用BIM可以減少施工圖的錯誤和遺漏，從而減少設(shè)計變更，提高經(jīng)濟效益;施工階段應(yīng)用BIM可以更為科學(xué)地布置規(guī)劃施工現(xiàn)場，通過多施工方案的對比，還能及時發(fā)現(xiàn)施工中的問題，保證施工的順利進行;運維階段應(yīng)用BIM能夠有效建立建筑預(yù)防、警報和處理系統(tǒng)，降低管理風(fēng)險。

4.結(jié)語

BIM技術(shù)雖然近年來一直是國家發(fā)展的重點，但從實際效果來看還不夠理想，主要表現(xiàn)在：1.國內(nèi)各企業(yè)對BIM掌握和運用程度參差不齊，企業(yè)本身具備BIM技術(shù)的能力或運用BIM技術(shù)的成熟度與實際需求難以匹配;2.國內(nèi)應(yīng)用BIM技術(shù)的工程類型仍集中于稍大型工程，但非建筑工程的基礎(chǔ)設(shè)施（土木工程）與廠房工程亦有很大的應(yīng)用價值與推廣空間;3.國內(nèi)BIM應(yīng)用的生命周期主要集中于設(shè)計與施工階段，對于運維階段的管理不夠重視;4.BIM技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵的資源——BIM技術(shù)應(yīng)用人才十分匱乏;5.國內(nèi)應(yīng)用BIM技術(shù)的投資報酬率等效益比較低且對效益的量測不夠積極。

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作者簡介：李洪翔（1996年-），女，漢，重慶人，在讀研究生，項目管理方向。