BIM技術(shù)應(yīng)用及風(fēng)險初探

徐瀚婷

摘要：近年來，信息化趨勢及人們對于建筑要求的提升使BIM技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。本文通過對國內(nèi)外文獻進行查閱整理，總結(jié)了BIM技術(shù)在我國項目各階段的應(yīng)用情況及應(yīng)用過程中的風(fēng)險，從環(huán)境、技術(shù)、成本、管理四個方面對風(fēng)險因素進行了分析，并提出相應(yīng)對策。

Abstract： In recent years， the trend of informatization and the improvement of people's requirements for construction have made BIM technology widely applied. Through consulting and sorting out domestic and foreign literatures， this paper summarized the application of BIM technology in various stages of projects in China and the risks in the application process， analyzed the risk factors from four aspects of environment， technology， cost and management， and put forward corresponding countermeasures.

關(guān)鍵詞：建筑信息模型;應(yīng)用;風(fēng)險;對策

Key words： BIM;application;risks;countermeasures

中圖分類號：TU17 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）06-0294-03

0 ?引言

隨著國內(nèi)社會生產(chǎn)力水平的不斷提高，信息化成為了人們的焦點，建筑業(yè)信息化已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的行業(yè)方展方向。近十幾年，國家相繼發(fā)布了推進建筑業(yè)信息化的相關(guān)政策，推動建筑業(yè)生產(chǎn)方式向信息化轉(zhuǎn)變。經(jīng)過不斷地實踐應(yīng)用，人們對于BIM的認知也從建筑信息模型這一概念逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N建設(shè)理念。BIM技術(shù)作為近年來新興的工程技術(shù)，在應(yīng)用中同樣存在風(fēng)險。本文在文獻回顧的基礎(chǔ)上，總結(jié)了BIM技術(shù)在我國的應(yīng)用情況及在應(yīng)用過程中存在的風(fēng)險，并對風(fēng)險因素進行了初步的分類探究。

1 ?BIM概述及風(fēng)險研究現(xiàn)狀

在CAD廣泛應(yīng)用之前，早有1957年的數(shù)控編程工具、1963年的Sketchpad等用戶與軟件交互的前身[1]。1975年，Eastman在其課題Building Description System中率先提出 a computer-based description of a building，用于實現(xiàn)工程可視化及量化分析[2]，為BIM技術(shù)的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。2002年，AUTODESK公司首次提出BIM，隨后AIA認為，BIM是一種模型技術(shù)，能夠結(jié)合工程項目的資料和信息[3]。Eastman將BIM解釋為集成項目全壽命周期內(nèi)的所有信息于一個模型中，并包含施工進度，建造過程，運營維護等全部過程，并集合了所有幾何信息、功能要求和構(gòu)件性能[4]。

近年來，國內(nèi)學(xué)者對于BIM技術(shù)的研究越發(fā)深入。張建新總結(jié)了BIM對我國建筑設(shè)計行業(yè)的影響，將BIM技術(shù)的障礙總結(jié)為設(shè)計思維轉(zhuǎn)變、企業(yè)短時、業(yè)主驅(qū)動力弱、技術(shù)本身存在缺陷、環(huán)境因素制約等[5]。何清華等從施工方的角度，利用解釋結(jié)構(gòu)模型分析 BIM應(yīng)用存在的11個障礙因素[6]，并分析了國內(nèi)外主流 BIM軟件，總結(jié)出 BIM在國內(nèi)建筑業(yè)中的主要應(yīng)用障礙[7]。張連營分析了BIM在我國實施的障礙，并通過問卷形式對障礙進行驗證和分析[8]。徐明龍等人通過對國內(nèi)外案例分析，總結(jié)BIM應(yīng)用過程產(chǎn)生的問題，并將問題升華為 BIM技術(shù)風(fēng)險，總結(jié)出BIM在法律、數(shù)據(jù)、模型管理方面存在的風(fēng)險問題，并提出合同與協(xié)議優(yōu)化、制定 BIM數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、制定 BIM模型管理標(biāo)準(zhǔn)的建議[9];蔡偉慶從法律、技術(shù)、成本三個方面對BIM技術(shù)應(yīng)用、風(fēng)險和挑戰(zhàn)進行總結(jié)[10];胡振中等人在對國內(nèi)外BIM技術(shù)應(yīng)用于運維期的文獻進行統(tǒng)計分析，總結(jié)得出為技術(shù)和應(yīng)用兩方面的研究趨勢，提出了BIM技術(shù)應(yīng)用于運維階段存在的不足[11]。

2 ?BIM的應(yīng)用與風(fēng)險

BIM的技術(shù)特點是信息集成，管理特點是協(xié)同合作。隨著人們對建筑物從功能到外觀的的要求越來越高，工程的設(shè)計與構(gòu)筑變的越發(fā)復(fù)雜，更加體現(xiàn)出BIM技術(shù)給行業(yè)帶來的價值。本文通過文獻回顧的方法，將BIM技術(shù)在我國的應(yīng)用情況及存在的風(fēng)險問題進行總結(jié)。

2.1 項目決策階段應(yīng)用與風(fēng)險

國外很多學(xué)者已經(jīng)將BIM技術(shù)在項目前期的應(yīng)用作為了研究方向。斯坦福大學(xué) CIFE的 Martin Fischer教授聯(lián)合 CRGP于 2007年在 BIM基礎(chǔ)上提出了應(yīng)用到前期策劃階段的 DSS-CAD模型[12]。同時， BIM技術(shù)在項目前期的成本及方案比選方面成效顯著，在滿足空間要求的前提下，BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)空間上的方案比選，但是目前國內(nèi)翻模的情況較多，且 BIM的相關(guān)算量軟件不適用于國內(nèi)的項目分解體系，導(dǎo)致信息丟失和大量時間成本的浪費[13]，BIM技術(shù)在項目前期的介入依舊處于困難狀態(tài)。

2.2 項目實施階段應(yīng)用與風(fēng)險

相對于前期與運營維護，BIM技術(shù)在國內(nèi)工程中大多用于設(shè)計與施工，也最能體現(xiàn)BIM技術(shù)給我國建筑行業(yè)帶來的影響。

2.2.1 項目設(shè)計階段應(yīng)用與風(fēng)險

設(shè)計過程中BIM技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)為協(xié)同、BIM與綠色建筑結(jié)合及三維設(shè)計。BIM模型可以集成建筑結(jié)構(gòu)設(shè)備各專業(yè)的設(shè)計信息，可以通過不斷相互調(diào)用信息、更新模型進行各專業(yè)的設(shè)計協(xié)調(diào)，減少以往各專業(yè)需要不斷疊圖進行設(shè)計修改的麻煩。BIM能夠?qū)⒃O(shè)計構(gòu)想呈現(xiàn)為三維可見立體模型，并且在錄入構(gòu)件信息正確的前提下，可以直接將模型用于施工階段，甚至是工程使用階段。

BIM技術(shù)也存在很多問題。BIM模型作為數(shù)字化載體，對數(shù)據(jù)信息的完整性和準(zhǔn)確性要求極高，但BIM軟件眾多，并且國內(nèi)建筑設(shè)計過程中時常需要借助其他專業(yè)軟件，在軟件之間進行交互式，會產(chǎn)生模型無法轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)丟失、數(shù)據(jù)錯誤等問題;建筑物功能形態(tài)越來越具有創(chuàng)新獨特性，REVIT的族庫并不能滿足設(shè)計師的需求，在建立模型過程中，經(jīng)常會需要設(shè)計人員自己創(chuàng)建構(gòu)件，或者額外購買族庫，造成設(shè)計效率的降低以及成本的浪費;另外BIM軟件出圖深度無法達到設(shè)計要求，依然需要設(shè)計人員用CAD進行節(jié)點細化;建筑信息的高度集成使得設(shè)計方式從各專業(yè)單一設(shè)計走向協(xié)同合作的工作方式，但帶來的問題是一旦模型出現(xiàn)錯誤、丟失等問題，無法對責(zé)任進行明確，同時各參與方對模型數(shù)據(jù)的調(diào)取使用可能會造成商業(yè)信息的泄露，無法保證對產(chǎn)權(quán)的維護。

2.2.2 項目施工階段應(yīng)用與風(fēng)險

在施工場地管理方面，利用BIM技術(shù)能夠模擬場地布置及動態(tài)管理，來解決傳統(tǒng)場地布置方式所產(chǎn)生的問題[14]。BIM技術(shù)在進度控制中的應(yīng)用主要是通過4D-BIM模型實現(xiàn)，在三維模型的基礎(chǔ)上關(guān)聯(lián)時間參數(shù)，可以查詢?nèi)我鈺r間點的三維進度狀態(tài)，對比計劃進度和實際進度[15]。

設(shè)計與施工相互脫節(jié)或共享程度低是BIM技術(shù)在施工階段不可忽視的風(fēng)險，設(shè)計單位完成的3D BIM模型不能很好地指導(dǎo)施工，施工方需要根據(jù)資料自己去建模，造成用于施工的模型數(shù)據(jù)具有偏差，一旦出現(xiàn)由于模型數(shù)據(jù)有誤難以明確是設(shè)計方建模失誤還是施工方在使用中操作不當(dāng)。BIM軟件與國內(nèi)現(xiàn)行的算量、造價、進度編制等軟件存在不兼容情況，難以正常將數(shù)據(jù)導(dǎo)入其他軟件，導(dǎo)致在應(yīng)用過程中信息逐漸流失。國內(nèi)大多數(shù)施工單位技術(shù)人員對BIM技術(shù)的應(yīng)用沒有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，往往需要對技術(shù)人員進行技術(shù)培訓(xùn)而產(chǎn)生費用，BIM技術(shù)所要求的軟件硬件的配備對費用的要求較高，由于BIM技術(shù)應(yīng)用而產(chǎn)生的費用高昂，造成投資風(fēng)險。

2.3 項目使用階段應(yīng)用與風(fēng)險

國內(nèi)在建筑運維階段引入BIM技術(shù)主要應(yīng)用在設(shè)備管理、空間規(guī)劃、安全管理、應(yīng)急預(yù)案、資產(chǎn)管理、能源管理方面。另外，基于BIM技術(shù)進行商業(yè)軟件二次開發(fā)及自主研發(fā)的運營管理平臺，都在一個或多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了BIM模型的交付及后期使用。目前BIM技術(shù)介入建筑物后期運營維護的程度較低，工作人員的BIM技術(shù)水平低，交付的BIM模型無人維護，信息安全管理不到位，并且在建筑信息交付過程中會產(chǎn)生交付不規(guī)范的問題，在后期維護中會增加大量的設(shè)備信息，新生數(shù)據(jù)不能得到良好處理會導(dǎo)致大量信息丟失。

3 ?導(dǎo)致BIM應(yīng)用風(fēng)險的因素

總結(jié)國內(nèi)外的BIM技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗，有效識別風(fēng)險因素能夠提更好的體現(xiàn)BIM技術(shù)在項目生命周期內(nèi)的價值。根據(jù)BIM技術(shù)在國內(nèi)項目應(yīng)用中存在的風(fēng)險進行分析，將BIM技術(shù)風(fēng)險因素總結(jié)為環(huán)境因素、技術(shù)缺陷、成本費用、管理協(xié)調(diào)幾個方面。

3.1 環(huán)境因素

相關(guān)法律條文的缺失導(dǎo)致BIM模型使用過程中的所有權(quán)與責(zé)任無法明確、對于數(shù)據(jù)的產(chǎn)權(quán)無法保護。并且目前沒有適用于BIM技術(shù)的較為適用的合同文本。政府的激勵政策少，加之項目各參與方已經(jīng)習(xí)慣于現(xiàn)有的工作方式，導(dǎo)致BIM技術(shù)的推廣依然不夠理想。當(dāng)業(yè)主沒有使用BIM技術(shù)的意愿時，其他項目參與方的積極性會大大減少。同時缺少相關(guān)技術(shù)人才，無論是設(shè)計、施工還是后期維護，傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程、作業(yè)方式、作業(yè)工具及技術(shù)人員的思維方式都已經(jīng)很難改變，技術(shù)人員對于BIM技術(shù)學(xué)習(xí)的自主性較低。

3.2 技術(shù)缺陷

BIM技術(shù)在應(yīng)用中產(chǎn)生的風(fēng)險一部分原因是因為BIM技術(shù)本身的缺陷。BIM軟件數(shù)量多，但與國內(nèi)軟件的兼容性不理想，在模型進行轉(zhuǎn)換出時現(xiàn)無法轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)丟失等情況。此外，REVIT族庫不夠豐富、軟件運行架構(gòu)不夠完善導(dǎo)致、出圖不規(guī)范造成建模效率的降低，加大了后續(xù)的施工難度。

3.3 成本費用

BIM技術(shù)應(yīng)用中產(chǎn)生成本風(fēng)險的原因主要是行業(yè)中BIM技術(shù)人才較少，一些已經(jīng)接觸BIM技術(shù)的項目參與方也多數(shù)處于摸索的狀態(tài)。對于很多項目，項目各參與方更愿意使用已經(jīng)非常熟練的工作方式，而不愿意投入更多的時間和費用用于新技術(shù)的學(xué)習(xí)，同時BIM技術(shù)所要求的大量軟件硬件的更新也會產(chǎn)生相應(yīng)的成本投入，模型數(shù)據(jù)的不斷更新需要技術(shù)人員不斷地進行維護，產(chǎn)生額外費用增加了成本投入的風(fēng)險。

3.4 管理協(xié)調(diào)

國內(nèi)建筑行業(yè)設(shè)計普遍存在設(shè)計粗放的現(xiàn)象，BIM技術(shù)要求信息高度集成，各專業(yè)交叉作業(yè)多，需要相互協(xié)調(diào)的工作量很大，如果依然采用現(xiàn)有的工作模式，各專業(yè)除必要的交互外各自作業(yè)，那么即便是采用BIM技術(shù)，依然可能出現(xiàn)模型數(shù)據(jù)錯誤，出圖不精確等情況。同時，模型不斷更新，每次修改需要得到項目參與各方的同意，需要大量的管理協(xié)調(diào)工作。

4 ?風(fēng)險防范建議

4.1 法律

發(fā)法律條文的缺失所產(chǎn)生的后遺癥較為嚴重，很有可能會出現(xiàn)因使用權(quán)、所有權(quán)、合同履行等問題而產(chǎn)生法律糾紛，影響項目的進展。完善相關(guān)法律是推進建筑業(yè)信息化的重要一步。另外，項目傳統(tǒng)的合同協(xié)議方式并不適用BIM技術(shù)服務(wù)，雙邊型協(xié)議只能針對傳統(tǒng)的分離式DBB交付模式，而BIM需要多方同時參與且多方集成協(xié)作，傳統(tǒng)的合同模式顯然不能適用于BIM過程[9]。政府及相關(guān)行政單位應(yīng)根據(jù)BIM技術(shù)實施的特點制定適用的合同文件，有力約束各參與方行為，保障BIM的實施。

4.2 政策標(biāo)準(zhǔn)

項目全壽命周期的信息集成與共享是BIM技術(shù)的最大價值，但另一方面所體現(xiàn)的是對信息流轉(zhuǎn)方式的改變，對行業(yè)的工作模式提出了新要求。國家相關(guān)部門及地方政府應(yīng)盡快建立基于BIM技術(shù)的相關(guān)實施政策文件。除有關(guān)技術(shù)方面的實施細則外，還應(yīng)根據(jù)國內(nèi)建筑業(yè)的整體發(fā)展及未來目標(biāo)，制定相關(guān)的技術(shù)服務(wù)費用標(biāo)準(zhǔn)，讓BIM推行走向規(guī)范化。政府應(yīng)根據(jù)地方特點制定適當(dāng)?shù)募钫?，積極引導(dǎo)企業(yè)使用BIM技術(shù)，讓企業(yè)看到BIM的效益前景。地方技能培訓(xùn)機構(gòu)開設(shè)BIM課程已有一定規(guī)模，各地高校應(yīng)開設(shè)相關(guān)課程，進行高等人才BIM課程學(xué)習(xí)，進行教學(xué)體制改革，以適應(yīng)行業(yè)發(fā)展方向。

4.3 企業(yè)

BIM技術(shù)應(yīng)用最大和最終的受益者是項目業(yè)主[16]。業(yè)主應(yīng)積極使用BIM技術(shù)，與各參與方對BIM應(yīng)用過程進行詳細的協(xié)定。設(shè)計單位需要拋棄追逐短期利益的觀念，從長遠的眼光來看，設(shè)計單位應(yīng)針對BIM技術(shù)進行業(yè)務(wù)流重組，改變固化的工作模式。此外，設(shè)計施工及后期運營維護單位應(yīng)進行BIM技術(shù)人才儲備，進行相關(guān)的技術(shù)技能培訓(xùn)，才能更大程度獲得BIM技術(shù)所帶來的長期效益。在2010年的AEC Bytes雜志上，Randy Deutsch在講述Charles Hardy的聲明“BIM是大約10%的技術(shù)和90%的社會學(xué)”時提到“到目前為止，關(guān)于BIM的文章、分析和研究中，有90%都是關(guān)于技術(shù)的[17]?！盉IM技術(shù)本身的問題受到了很多技術(shù)人員和學(xué)者的重視，軟件操作完善性是BIM技術(shù)被認可，并能夠良好推廣的前提。

5 ?結(jié)語

從項目的全過程角度看，雖然依舊是設(shè)計施工方應(yīng)用BIM技術(shù)最多，但總體上BIM技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛。在不斷地積累經(jīng)驗、完善BIM實施的過程中，BIM技術(shù)所帶來的風(fēng)險也越來越明確，找出風(fēng)險因素，制定相應(yīng)的策略去預(yù)防BIM技術(shù)風(fēng)險發(fā)生，降低風(fēng)險發(fā)生概率，是BIM技術(shù)推廣與應(yīng)用的一個重要的方面，也是改善國內(nèi)BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀的必要途徑。

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