BIM正向設(shè)計(jì)存在的問題和思考

陶桂林，馬文玉，唐克強(qiáng)，杜奕呈

BIM正向設(shè)計(jì)存在的問題和思考

陶桂林1，馬文玉1，唐克強(qiáng)2，杜奕呈3

(1. 重慶僑恩創(chuàng)源建筑設(shè)計(jì)有限公司，重慶 400012；2. 成都市建筑設(shè)計(jì)研究院，四川 成都 610000；3. 貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550016)

BIM正向設(shè)計(jì)能夠減少部分建模環(huán)節(jié)、降低勞動和信息交換成本，其優(yōu)點(diǎn)得到業(yè)界的廣泛認(rèn)同。隨著國內(nèi)BIM技術(shù)的不斷推廣，現(xiàn)有的BIM咨詢模式已不能滿足快速發(fā)展的應(yīng)用需求，正向設(shè)計(jì)在實(shí)際應(yīng)用過程中也遇到了很多困難。通過工程經(jīng)驗(yàn)和文獻(xiàn)調(diào)研總結(jié)了正向設(shè)計(jì)存在的問題，如：①缺乏與之適應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)；②國內(nèi)環(huán)境的制約；③技術(shù)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈不夠成熟等，并對上述問題進(jìn)行了思考與分析，得出以下結(jié)論：以出圖為導(dǎo)向的正向設(shè)計(jì)是BIM技術(shù)應(yīng)用的過渡性策略，需補(bǔ)充相適應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)體系、加大國內(nèi)BIM軟件和云平臺體系的開發(fā)力度、促進(jìn)設(shè)計(jì)與施工管理一體化。正向設(shè)計(jì)的推廣不僅需要有力的技術(shù)支持，更需要管理模式的不斷創(chuàng)新，為BIM技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展提供保障。

建筑信息模型；集成項(xiàng)目交付；正向設(shè)計(jì)；綜述；項(xiàng)目管理

建筑信息模型(building information modeling，BIM)是在建設(shè)工程及實(shí)施全生命期內(nèi)，對其物理和功能特性進(jìn)行數(shù)字化表達(dá)，并依次設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營的過程和結(jié)果的總稱[1]。截止2019年3月，全國出臺建筑領(lǐng)域BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的省市有北京、上海、重慶、天津、深圳市及浙江、安徽、福建省，極大地推動了全國BIM技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展。根據(jù)住建部印發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)建筑信息模型應(yīng)用的指導(dǎo)意見》要求到2020年末新立項(xiàng)項(xiàng)目勘察設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營維護(hù)中，集成應(yīng)用BIM的項(xiàng)目比率達(dá)到90%：以國有資金投資為主的大中型建筑；申報綠色建筑的公共建筑和綠色生態(tài)示范小區(qū)。目前國內(nèi)各大建設(shè)方、設(shè)計(jì)院和施工方都在努力根據(jù)相應(yīng)的國家規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定滿足住建部要求的實(shí)施BIM計(jì)劃，以期在未來的競爭中取得優(yōu)勢。

可將BIM技術(shù)在國內(nèi)數(shù)十年的運(yùn)作情況劃分為4個階段(圖1)：概念化階段、制度化階段、應(yīng)用發(fā)展階段和深化融合階段。概念化階段主要以住建部印發(fā)的《關(guān)于印發(fā)2012年工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制訂修訂計(jì)劃的通知》為主要標(biāo)志；制度化階段主要以2014年7月1日印發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)建筑業(yè)發(fā)展和改革的若干意見》、同年12月印發(fā)的《建筑工程信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》征詢意見和2015年6月印發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)建筑信息模型應(yīng)用的指導(dǎo)意見》為主要標(biāo)志；應(yīng)用發(fā)展階段主要以《P-BIM軟件功能與信息交換標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB51212-2016和各省市出臺的相應(yīng)BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)志；深化融合階段以期與《中國制造2025》、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生出鏈鎖式反應(yīng)，迸發(fā)更強(qiáng)大的生命力。我國現(xiàn)階段BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域正處于應(yīng)用發(fā)展階段的初級應(yīng)用時期，故存在與之適應(yīng)的問題和不足。如潘佳怡和趙源煜[2]通過調(diào)查問卷形式得出了阻礙BIM推廣的41項(xiàng)因素；紀(jì)博雅等[3]從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度分析國內(nèi)企業(yè)應(yīng)用BIM的經(jīng)濟(jì)阻礙，并指出政府在解決該阻礙時應(yīng)發(fā)揮主導(dǎo)作用，經(jīng)濟(jì)效益是BIM應(yīng)用的主要影響因素，經(jīng)濟(jì)激勵政策可以加強(qiáng)BIM參與企業(yè)的應(yīng)用程度，激勵效果是決定激勵政策的關(guān)鍵。BIM正向設(shè)計(jì)正是基于我國現(xiàn)階段BIM推廣應(yīng)用困境提出的一種解決方案[4-7]。

圖1 我國BIM應(yīng)用階段的劃分

1 BIM正向設(shè)計(jì)的提出

1.1 正向設(shè)計(jì)概念

BIM正向設(shè)計(jì)是以三維BIM模型為出發(fā)點(diǎn)和數(shù)據(jù)源，完成從方案設(shè)計(jì)到施工圖設(shè)計(jì)的全過程任務(wù)[8]。與傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)相比較，BIM正向設(shè)計(jì)的水平、質(zhì)量和效率均有提高，專業(yè)協(xié)作更加完善，內(nèi)容表達(dá)更加豐富，其優(yōu)勢在游樂園[6]、工業(yè)廠房[7]、公共建筑[9-11]和道路橋梁[12-14]均有體現(xiàn)。

如果在建筑設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)正向設(shè)計(jì)，可為當(dāng)下的BIM應(yīng)用節(jié)省部分環(huán)節(jié)、降低勞動力和信息交換成本。正向設(shè)計(jì)的意義是讓設(shè)計(jì)師充分利用信息化平臺表達(dá)自己的設(shè)計(jì)理念，并通過BIM參數(shù)化設(shè)計(jì)快速、高效地實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)而非將時間浪費(fèi)在繪圖中[9]。正向設(shè)計(jì)執(zhí)行的主要形式是實(shí)現(xiàn)方案優(yōu)化、協(xié)同作業(yè)、設(shè)計(jì)信息參數(shù)化、計(jì)算和模型一體化、出圖自動化等。

1.2 為什么要做BIM正向設(shè)計(jì)

當(dāng)下，現(xiàn)有的BIM咨詢應(yīng)用模式不能滿足國內(nèi)對BIM應(yīng)用的迫切需求，全生命周期應(yīng)用也不能像美國得到迅速普及，由此，正向設(shè)計(jì)作為一種解決方案便應(yīng)運(yùn)而生?，F(xiàn)階段國內(nèi)的建筑行業(yè)仍以圖紙為媒介進(jìn)行信息交流傳遞，而BIM則依賴信息模型和信息應(yīng)用技術(shù)平臺進(jìn)行信息傳遞。我國雖然引進(jìn)BIM技術(shù)數(shù)十年，但是并沒有改變我國基本的建筑行業(yè)狀況，業(yè)主、設(shè)計(jì)院和施工方的人員構(gòu)成、信息傳遞模式和建筑行業(yè)的生產(chǎn)力方式均以傳統(tǒng)方式為主。這就導(dǎo)致了我國短期內(nèi)應(yīng)用全生命周期BIM技術(shù)不能像美國那樣降低生產(chǎn)成本，帶來經(jīng)濟(jì)效益[15]。同時我國勞動密集型和粗放的建筑市場缺乏創(chuàng)新能力，導(dǎo)致BIM技術(shù)全周期的應(yīng)用反而增加成本投入，極大地限制了其在我國的應(yīng)用和推廣[3]。

為此，我國對BIM技術(shù)的探索被局限在了以出圖為導(dǎo)向的正向設(shè)計(jì)，并兼顧三維模型咨詢。這也間接地促進(jìn)了設(shè)計(jì)方參與BIM建設(shè)的力度，從建筑設(shè)計(jì)階段開始推行正向設(shè)計(jì)，通過圖紙和模型依次貫穿甲方和施工方，減少施工變更、提升建造質(zhì)量、平衡效益分配，積極推動建筑信息化建設(shè)。正向設(shè)計(jì)可以做到一模多用，不同應(yīng)用階段均只需在一個模型上完善，從而極大地節(jié)省了人力成本。BIM的精細(xì)化設(shè)計(jì)可提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的問題，優(yōu)化設(shè)計(jì)、錯漏檢查、同時降低施工階段可能存在的返工風(fēng)險，最終實(shí)現(xiàn)提升項(xiàng)目整體品質(zhì)、節(jié)約成本、控制工期的目標(biāo)[11]。除此之外，正向設(shè)計(jì)的廣泛應(yīng)用將會帶來業(yè)務(wù)需求、標(biāo)準(zhǔn)體系、產(chǎn)業(yè)聯(lián)動等一系列變化，且需要建筑業(yè)內(nèi)的相互協(xié)同和監(jiān)督。

2 正向設(shè)計(jì)存在的問題

2.1 缺乏針對性技術(shù)規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

國際智慧建設(shè)聯(lián)盟(building_SMART International)提出BIM領(lǐng)域的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)主要圍繞數(shù)據(jù)定義(terminology)、數(shù)據(jù)儲存(storage)和數(shù)據(jù)處理(process) 3部分進(jìn)行編寫，其分別對應(yīng)字典框架(international framework for dictionaries，IFD)、工業(yè)基礎(chǔ)分類(industry foundation classes，IFC)、信息交付手冊(information delivery manual，IDM)。截至2019年11月，國內(nèi)頒布的BIM基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)見表1。除了國家標(biāo)準(zhǔn)外，還有眾多的地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)正在日益完善。

表1 國內(nèi)頒布的BIM基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)

許多學(xué)者認(rèn)為現(xiàn)存的建筑行業(yè)系統(tǒng)、國內(nèi)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)是推動BIM發(fā)展急需破除的障礙[15]。王藝霖[16]明確了不同階段模型的審核要點(diǎn)，規(guī)范了模型審核工作流。目前的制圖標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范大都是按照二維設(shè)計(jì)進(jìn)行編撰的，是服務(wù)于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的產(chǎn)物。從BIM角度分析，一些制圖和規(guī)范表達(dá)都顯得重復(fù)、多余，甚至累贅。比如，現(xiàn)在的審批平臺仍以審核圖紙為主要手段，依據(jù)的是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。而BIM是通過模型審核為主導(dǎo)，但其出發(fā)點(diǎn)和依據(jù)仍然相當(dāng)模糊。若完全執(zhí)行BIM正向設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)師的出圖效率將大打折扣，遠(yuǎn)不及傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，這也是正向設(shè)計(jì)難以推廣的主要原因。我國的BIM標(biāo)準(zhǔn)體系參照現(xiàn)行的國際標(biāo)準(zhǔn)體系編寫，但傳統(tǒng)的制圖規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、施工隊(duì)伍整體水平和歐美國家還有很大差距。歐美國家的制圖標(biāo)準(zhǔn)更有利于BIM的正向推廣，這就要求我國根據(jù)自身的實(shí)際情況出臺一些符合自身發(fā)展階段的應(yīng)用規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，能夠?yàn)锽IM的正向設(shè)計(jì)鋪平道路。

2.2 國內(nèi)環(huán)境制約

正向設(shè)計(jì)難以推廣的根本原因是國內(nèi)環(huán)境的制約，主要包括軟件技術(shù)、建筑行業(yè)信息化、分配制度等。

馬智亮[17]認(rèn)為BIM在國內(nèi)的發(fā)展主要受軟件、標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用模式的制約。徐博[4]利用BIM技術(shù)對鐵路工程進(jìn)行正向設(shè)計(jì)研究發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)平臺專業(yè)化程度偏低，正向設(shè)計(jì)效率偏低、需根據(jù)國內(nèi)設(shè)計(jì)習(xí)慣加強(qiáng)二次開發(fā)，提高設(shè)計(jì)效率。楊杰等[18]根據(jù)給排水結(jié)構(gòu)工程的正向設(shè)計(jì)研究得出需要解決的問題是模型輕量化和結(jié)構(gòu)計(jì)算一體化的建立。PRUSKOVA和KAISER[19]認(rèn)為從設(shè)計(jì)師的角度出發(fā)，BIM正向設(shè)計(jì)主要障礙是缺乏合適的技術(shù)工具，其不僅需要適用的軟件，還要有精準(zhǔn)數(shù)據(jù)共享及協(xié)作。國內(nèi)正向設(shè)計(jì)實(shí)踐證明與之相適應(yīng)的國產(chǎn)軟件設(shè)計(jì)能力還不能滿足市場需求，需要加大研發(fā)力度。國內(nèi)的BIM軟件商主要有廣聯(lián)達(dá)、鴻業(yè)科技、PKPM、盈建科和廣廈科技等，而能提供正向設(shè)計(jì)的卻很少。且正向設(shè)計(jì)軟件思路大多以二維設(shè)計(jì)流程為模板，采用簡單三維模型二維化表達(dá)模式，而不是通過尋求與BIM相適應(yīng)的工程運(yùn)作模式和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，最終很難取得滿意的應(yīng)用效果。

BIM正向設(shè)計(jì)的推進(jìn)依賴建筑行業(yè)的信息化程度，因?yàn)锽IM融合了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(computer aided design，CAD)和現(xiàn)代項(xiàng)目管理2大專業(yè)領(lǐng)域知識。但我國建筑行業(yè)整體信息化水平偏低，信息化率僅為0.3%，而國際水平是我國的10倍，其是導(dǎo)致我國建筑業(yè)利潤率一直偏低的原因。高承勇[20]認(rèn)為建筑的信息化和工業(yè)化相互促進(jìn)、支撐，可以有力地推動建筑設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維技術(shù)的發(fā)展。同時馬智亮[21]認(rèn)為應(yīng)從熱點(diǎn)信息技術(shù)和應(yīng)用模式2個方面把握建筑企業(yè)信息化發(fā)展趨勢。正向設(shè)計(jì)是BIM技術(shù)系統(tǒng)的一部分，其所創(chuàng)造的成果容易形成信息孤島，不利于充分發(fā)揮效益優(yōu)勢。

分配制度也是阻礙正向設(shè)計(jì)推廣的重要原因之一。宋家仁等[22]通過納什談判和威脅談判分析業(yè)主方和設(shè)計(jì)方的利益得出建筑工程應(yīng)用BIM技術(shù)對雙方收益均有所增加，且對業(yè)主方的收益更大，建議業(yè)主方在合同中添加補(bǔ)充設(shè)計(jì)方的收益條款。顏磊[23]通過公平關(guān)切理論建立利益分配模型解析后得出合理的利益分配有益于工程參與方整體利益最大化，且業(yè)主方應(yīng)根據(jù)貢獻(xiàn)度進(jìn)行公正合理的利益分配。徐瑾等[24]以大型公建項(xiàng)目為例運(yùn)用shapely值法建立利益分配模型，研究了新環(huán)境對各參與方應(yīng)用BIM技術(shù)風(fēng)險和利益分配的影響，并通過修正模型實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目中各參與方利益分配的公正性和合理性。BIM正向設(shè)計(jì)正在逐漸打破傳統(tǒng)的建筑行業(yè)分配體制，因此，科學(xué)分析各方運(yùn)用BIM技術(shù)參與度，重建建筑供應(yīng)鏈利益分配格局應(yīng)亟待解決。目前，我國正向設(shè)計(jì)的主體是設(shè)計(jì)院，而直接受益者是建設(shè)方和施工方，但設(shè)計(jì)院需要對計(jì)算機(jī)硬件和人才進(jìn)行升級，從而增加了生產(chǎn)成本，卻很難成為正向設(shè)計(jì)的關(guān)鍵受益者。這種情況直接導(dǎo)致了正向設(shè)計(jì)源頭設(shè)計(jì)院缺乏推廣的積極性，整個產(chǎn)業(yè)鏈也就很難實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)。

2.3 BIM技術(shù)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈不夠成熟

BIM不是單一的應(yīng)用軟件，而是一個集成專業(yè)知識、信息平臺和軟件功能的高層次平臺，成為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換、信息交流和部門協(xié)同的核心。正向設(shè)計(jì)作為BIM技術(shù)鏈條中的一個環(huán)節(jié)，與其成熟度息息相關(guān)。本文主要對BIM+PM和BIM+數(shù)字加工2項(xiàng)技術(shù)集成進(jìn)行深入闡述，因?yàn)槠鋵φ蛟O(shè)計(jì)具有更大影響。

傳統(tǒng)的項(xiàng)目交付模式主要有CM-at-Risk (construction manager at risk)，DB(design-build)，DBB (design-bid-build)等，由于存在業(yè)主方、設(shè)計(jì)方和施工方之間利益和風(fēng)險分配不均衡，形成了長期的競爭對抗關(guān)系，致使建設(shè)成本較高和周期較長[25]。于是歐美等發(fā)達(dá)國家于上世紀(jì)90年代開始在項(xiàng)目中使用集成項(xiàng)目交付(integrated project delivery，IPD)管理模式并取得成功，有效克服了傳統(tǒng)管理模式高成本和長周期的缺點(diǎn)。隨著BIM技術(shù)的快速發(fā)展，其所具有的信息化、集成化和協(xié)同性等特點(diǎn)為IPD管理模式推廣提供了強(qiáng)大的支持[26]。但是相較于美國，我國基于BIM的IPD協(xié)同工作模式的應(yīng)用還非常有限。2011年徐韞璽等[27]基于BIM建設(shè)項(xiàng)目IPD協(xié)同管理研究指出BIM、協(xié)同工作流和基于價值的群決策機(jī)制是IPD框架的重要組成部分。2014年馬智亮等[28]通過分析國外22個IPD項(xiàng)目案例，建立了基于IPD的項(xiàng)目信息利用框架。2016年徐友全和孔媛媛[29]通過定量分析CNKI有關(guān)IPD的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，得出BIM技術(shù)應(yīng)用是IPD項(xiàng)目成功的關(guān)鍵，國內(nèi)推廣IPD存在的障礙主要是BIM技術(shù)、政策法規(guī)和缺少適合國情的合同文本。2017年馬智亮和李松陽[30]對我國IPD模式在PPP項(xiàng)目管理的應(yīng)用研究，提出2種可操作模式并指出其所面臨的挑戰(zhàn)。2018年高崧和李衛(wèi)東[31]研究BIM發(fā)展路線和一體化項(xiàng)目交付時指出我國BIM的應(yīng)用還處于技術(shù)層級，缺乏深層次的價值應(yīng)用，建議BIM和IPD的緊密協(xié)作，助推一體化交付模式更加完善。總之，BIM+IPD在我國的應(yīng)用還處于起步階段，仍有很長的路要走。2019年美國學(xué)者NGUYEN和AKHAVIAN[32]將IPD、精益施工(lean construction)和BIM整合為一個信息框架，即ILB模式，并運(yùn)用扎根理論分析了美國72個真實(shí)建筑項(xiàng)目，完善了整個項(xiàng)目管理領(lǐng)域的知識體系。項(xiàng)目交付模式越來越向深度協(xié)同、高效集成和信息同步共享的縱深發(fā)展，但我國的項(xiàng)目管理大部分還處于傳統(tǒng)交付模式，極大地束縛了BIM技術(shù)的應(yīng)用，正向設(shè)計(jì)更是舉步維艱。

BIM技術(shù)與數(shù)字化加工集成是利用制造設(shè)備將BIM模型中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)字加工，主要用于預(yù)制混凝土構(gòu)件、管線預(yù)制加工和鋼結(jié)構(gòu)加工等方面，國內(nèi)主要是以裝配式建筑的形式進(jìn)行推廣。BIM的虛擬建造為裝配式建筑的施工提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，節(jié)約建造成本、縮短施工周期、加強(qiáng)安全工作環(huán)境且便于精細(xì)化管理[33-35]。但目前我國裝配式建筑+BIM應(yīng)用技術(shù)集成還處于初級階段，仍面臨如相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不完善、裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以傳統(tǒng)理念為主、BIM技術(shù)和裝配設(shè)計(jì)結(jié)合不緊密、軟硬件配置難以滿足現(xiàn)實(shí)需求等問題[36-37]。另外，ZHANG等[38]詳細(xì)分析了阻礙香港采用裝配式制造的22個因素，得出了最大的影響因子有設(shè)計(jì)變更僵化(inflexible for design change)、現(xiàn)場儲存空間不足(lack storage space on site)、引入時間長(long lead-in time)、設(shè)計(jì)周期長(long design time)、初始成本高(high initial cost)和總成本高(high total cost)。

目前的裝配式建筑和傳統(tǒng)方式相比總成本偏高和周期偏長的原因主要是構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)能未充分發(fā)揮，無法形成規(guī)模效應(yīng)降低成本、設(shè)計(jì)和施工缺乏工業(yè)化生產(chǎn)的實(shí)踐能力效率低下[39]。這與BIM+裝配式可以降低建造成本和縮短施工周期的優(yōu)點(diǎn)是不矛盾的，實(shí)現(xiàn)的前提條件是該技術(shù)集成必須是成熟和完善的。對于中國建筑行業(yè)巨大的異質(zhì)市場，阻礙BIM和裝配式建筑應(yīng)用的原因有其獨(dú)特性質(zhì)，且并不是孤立存在的，而是相互關(guān)聯(lián)構(gòu)成了復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。TAN等[40]利用層級關(guān)聯(lián)模型(interpretive structural model，ISM)分析了中國BIM和裝配式建筑的阻礙因素，并將其分為3個層級，同時，針對每個層級提出了相應(yīng)的對策。第1層級應(yīng)根據(jù)國情以學(xué)術(shù)研究、標(biāo)準(zhǔn)制定和面向國內(nèi)軟件開發(fā)應(yīng)對；第2層級應(yīng)建立適合BIM應(yīng)用的生態(tài)系統(tǒng)，如成熟的工作流和管理機(jī)制，加強(qiáng)個體的技能培訓(xùn)；第3層級應(yīng)加強(qiáng)BIM在裝配式建筑項(xiàng)目中的應(yīng)用物有所值。在我國乃至發(fā)達(dá)國家BIM+數(shù)字加工技術(shù)應(yīng)用都面臨很大的阻礙，若不能有效解決這些問題，對于正向設(shè)計(jì)的產(chǎn)業(yè)鏈延續(xù)無異于釜底抽薪。

3 正向設(shè)計(jì)發(fā)展路徑思考

3.1 完善正向設(shè)計(jì)制圖標(biāo)準(zhǔn)

目前我國勘察設(shè)計(jì)過程中，圖紙不可或缺，只能將BIM信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖紙形式[41]，正向設(shè)計(jì)由此提出。我國與美國標(biāo)準(zhǔn)體系相似，面向軟件開發(fā)和建設(shè)行業(yè)2類人員有IFC、IFD和IDM 3類標(biāo)準(zhǔn)。美國和中國在施工圖繪制方面有較大差別，BIM圖紙繪制更適合美國體系。我國正向出圖、制圖仍采用二維設(shè)計(jì)時的制圖標(biāo)準(zhǔn)，如09J801《民用建筑工程建筑施工圖設(shè)計(jì)深度圖樣》、09G103《民用建筑工程結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)深度》等，其存在重復(fù)應(yīng)用和效率偏低的弱點(diǎn)，不利于正向設(shè)計(jì)的推廣，BIM正向制圖如圖2所示。BIM是攜帶信息的三維模型，其已具備了指導(dǎo)施工的巨大優(yōu)勢，可大大減少對二維圖紙的依賴。未來在施工過程中將會出現(xiàn)無紙化操作，可利用移動設(shè)備觀察模型、提取相關(guān)信息并指導(dǎo)施工。二維設(shè)計(jì)信息媒介傳輸方式和表現(xiàn)形式均為圖紙；BIM設(shè)計(jì)信息傳輸途徑是電子移動設(shè)備、云平臺等，表現(xiàn)形式多樣，既可以是平面也可以是3D形式和動畫模擬等。我國的BIM標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)考慮現(xiàn)階段在過渡過程中兩者混合且以傳統(tǒng)應(yīng)用為主的局面，因該階段會持續(xù)相當(dāng)長的一段時間，需要制定適合的制圖標(biāo)準(zhǔn)為解決BIM正向設(shè)計(jì)掃除障礙，盡最大努力實(shí)現(xiàn)各個專業(yè)的完全正向設(shè)計(jì)，解除目前BIM在設(shè)計(jì)中的尷尬地位。

另外，還必須清晰地看到，BIM技術(shù)是面向整個生命周期，集設(shè)計(jì)和管理為一體的復(fù)雜的技術(shù)平臺，又因BIM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系編制緊促，在BIM實(shí)施過程中會出現(xiàn)一些問題和困惑，從客觀上要求不斷地完善我國的標(biāo)準(zhǔn)體系[42-44]。

3.2 加大BIM相關(guān)軟件研發(fā)力度

全球建筑軟件市場規(guī)模到2021年預(yù)計(jì)達(dá)到110億美元，年復(fù)增長率11.0%；2022年預(yù)計(jì)達(dá)到115億美元，年復(fù)增長率19.1%。世界上BIM領(lǐng)先的軟件企業(yè)主要有美國的Autodesk，Bentley Systems，Trimble和德國的Nemetschek等。目前中國有最大體量的建筑市場，且國內(nèi)BIM軟件開發(fā)企業(yè)有廣聯(lián)達(dá)、魯班、鴻業(yè)科技、天正、PKPM、盈建科、北京博超時代、翻模大師、廣廈結(jié)構(gòu)和橄欖山等。經(jīng)過對比國內(nèi)外典型的BIM應(yīng)用軟件和成熟度(表2)，發(fā)現(xiàn)我國的BIM軟件公司多為二次開發(fā)、規(guī)模較小，缺乏核心技術(shù)，受制于人，難以形成國際競爭力。究其原因，BIM軟件的發(fā)展是從汽車、航空等先進(jìn)制造業(yè)起步并拓展而來，從二維和三維CAD逐步演化、技術(shù)積累，再擴(kuò)張到現(xiàn)在的多維BIM技術(shù)。近年，我國制造業(yè)水平取得了長足的發(fā)展，為BIM軟件的研究開發(fā)提供了有力保障。但是這種小而多的局面無法形成像Autodesk這樣集成式的軟件開發(fā)商，能夠針對BIM行業(yè)的開發(fā)和研究做出突出貢獻(xiàn)，提出新穎的解決工程問題辦法、改變行業(yè)運(yùn)行規(guī)則。國內(nèi)軟件開發(fā)商研究的重點(diǎn)多集中在BIM行業(yè)的某一個或幾個急需的點(diǎn)，而對BIM宏觀政策、未來“BIM+”的研究投入偏少。國內(nèi)軟件商與施工方、甲方相比地位差距很大，資金不足、研發(fā)人才匱乏，解決工程問題的新概念和新思路很難被提出、更難成為現(xiàn)實(shí)。目前技術(shù)的追趕難度依然很大，面臨的挑戰(zhàn)主要來自于技術(shù)供給側(cè)的國產(chǎn)軟件核心技術(shù)水平和市場需求側(cè)建筑現(xiàn)代化的管理水平。對此，特提出3點(diǎn)建議：

圖2 BIM正向設(shè)計(jì)平面圖

表2 典型的BIM軟件公司及產(chǎn)品成熟度

(注：研發(fā)：市場較少使用，研發(fā)為主；成熟：市場已廣泛使用，但穩(wěn)定性有待提高；穩(wěn)定：占該領(lǐng)域市場主導(dǎo)地位，性能穩(wěn)定)

(1) 政策上。政府應(yīng)給予軟件業(yè)更大的政策優(yōu)惠，減免稅負(fù)，增加知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)力度，創(chuàng)造良好的競爭環(huán)境。

(2) 策略上。并購小型的、先進(jìn)的BIM軟件公司，加速掌握核心技術(shù)，更多地依靠自主研發(fā)創(chuàng)新，且加強(qiáng)人才培養(yǎng)力度。

(3) 技術(shù)上。結(jié)合國內(nèi)的規(guī)范和國情開發(fā)國產(chǎn)的BIM軟件平臺，系建模、計(jì)算、管理、算量、運(yùn)維等為一體。另外，應(yīng)重視云計(jì)算、5G技術(shù)的集成開發(fā)，保持在新技術(shù)領(lǐng)域不落后與人。

3.3 推進(jìn)設(shè)計(jì)和施工統(tǒng)一化進(jìn)程

推進(jìn)設(shè)計(jì)和施工一體化進(jìn)程是解決BIM應(yīng)用向技術(shù)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈深度推廣的關(guān)鍵因素。加強(qiáng)工程交付模式創(chuàng)新、提高工程建設(shè)質(zhì)量和效率成了建筑業(yè)需要迫切解決的問題。因存在參與者之間利益目標(biāo)不一致和應(yīng)用碎片化現(xiàn)象，傳統(tǒng)的交付模式(如DBB, DB, CM-at-Risk)阻礙了相互協(xié)作，增加了建設(shè)成本和項(xiàng)目周期。而且隨著國內(nèi)建筑項(xiàng)目越來越復(fù)雜，該缺點(diǎn)表現(xiàn)的更加突出[45]。根據(jù)2.3節(jié)國內(nèi)外文獻(xiàn)研究表明，集成的信息管理需求和BIM技術(shù)平臺高度契合，可以克服傳統(tǒng)交付模式存在的大量缺陷。根據(jù)美國建筑師協(xié)會定義，IPD模式是一種集人員、平臺、架構(gòu)和設(shè)施為一體，讓所有參與者通過充分發(fā)揮個人才干達(dá)到優(yōu)化建造、減少浪費(fèi)，最大限度提高項(xiàng)目整體效率和價值，從而使各方獲取最大收益的一種交付方式[1]。IPD和BIM應(yīng)用均是將設(shè)計(jì)和虛擬模擬提前到項(xiàng)目建造前，各方通過虛擬建造分配責(zé)任、風(fēng)險和收益，然后通力合作完成實(shí)際項(xiàng)目建造。

現(xiàn)階段，BIM技術(shù)的應(yīng)用成熟度還不能完全滿足IPD的理想需求，需要進(jìn)一步研究開發(fā)和IPD相適應(yīng)的BIM技術(shù)應(yīng)用。另外，國內(nèi)建筑行業(yè)交付模式還是以傳統(tǒng)交付為主，缺乏相應(yīng)的理論框架和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在實(shí)際工程項(xiàng)目中應(yīng)用IPD模式并不容易，需要建立一系列的支持其運(yùn)行的系統(tǒng)技術(shù)平臺，如缺乏合理的補(bǔ)償模型。ELGHAISH等[46]在掙值管理和作業(yè)成本法的基礎(chǔ)上提出結(jié)合BIM自動補(bǔ)償優(yōu)化風(fēng)險/收益共享機(jī)制。設(shè)計(jì)和施工一體化是我國推廣建筑現(xiàn)代化重要組成部分，技術(shù)和管理模式創(chuàng)新是成功的基石。

針對上述問題提出以下建議：①加速推動設(shè)計(jì)和施工的統(tǒng)一化進(jìn)程，全面接軌國際先進(jìn)管理方式，并結(jié)合中國實(shí)際摸索一套適合自身的工程管理模式。②適應(yīng)新型IPD模式，強(qiáng)化設(shè)計(jì)先導(dǎo)作用，強(qiáng)化設(shè)計(jì)對使用功能、性能與質(zhì)量的作用，充分發(fā)揮建筑師的主導(dǎo)作用。③全力推行工程總包，促進(jìn)設(shè)計(jì)施工深度融合，提高設(shè)計(jì)水平，注重設(shè)計(jì)優(yōu)化、深化，強(qiáng)調(diào)總包統(tǒng)籌。

3.4 正向設(shè)計(jì)是過渡性策略

目前國內(nèi)提出的正向設(shè)計(jì)仍然是以圖紙為信息載體，這主要是因?yàn)锽IM技術(shù)本身還處于初始階段，不夠成熟，各項(xiàng)理論和實(shí)施策略充滿不確定性，技術(shù)發(fā)展和工程管理尚未成熟[3]。以圖紙作為信息傳遞載體和BIM的設(shè)計(jì)初衷是不相符的，具有很強(qiáng)的時代局限性?！?019上海市建筑信息模型技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展報告》提出了需要全面落實(shí)的4項(xiàng)任務(wù)：①加強(qiáng)“1+X”模式人才培養(yǎng)；②建立本市BIM計(jì)價規(guī)則；③加強(qiáng)BIM技術(shù)應(yīng)用過程監(jiān)督；④推進(jìn)施工圖審查和竣工交付由二維向三維轉(zhuǎn)變。第4項(xiàng)針對正向設(shè)計(jì)存在的方向性問題進(jìn)行了解決，同時報告提出建立基于BIM技術(shù)的建設(shè)管理智能審批平臺，健全與之相匹配的管理體制和工作流程，形成在設(shè)計(jì)階段以“審?！睘橹鳎谑┕るA段以“按?！笔┕ぁⅡ?yàn)收，在交付階段以“竣工模型”為主的新模式的解決方案。

未來BIM正向設(shè)計(jì)將遵循BIM的本質(zhì)要求，強(qiáng)化與之相符的信息流傳遞，優(yōu)化傳統(tǒng)管理理念，充分發(fā)揮信息化環(huán)境下的新技術(shù)，如5G和物聯(lián)網(wǎng)將加速BIM推廣，AI和云計(jì)算將賦能BIM升級。未來建筑信息的傳播應(yīng)以信息模型的方式在設(shè)計(jì)方、甲方、施工方、造價方和采購方等部門傳遞，并以云平臺為載體協(xié)作共享管理，甚至部分工作將通過AI智能完成。在信息模型替換圖紙后，目前的“正向設(shè)計(jì)”也將走向終結(jié)，符合BIM內(nèi)在規(guī)律的設(shè)計(jì)模式將發(fā)揮更大優(yōu)勢。

4 總結(jié)與展望

BIM正向設(shè)計(jì)是探索BIM技術(shù)應(yīng)用的方式之一，其有力地促進(jìn)了該技術(shù)的應(yīng)用推廣。但從國內(nèi)外的研究來看，BIM技術(shù)仍處于初始階段，全生命周期的應(yīng)用還面臨諸多挑戰(zhàn)，以圖紙為導(dǎo)向的正向設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的時代局限性。我國正向設(shè)計(jì)主要存在以下問題：

(1) 缺乏針對性技術(shù)規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)階段以出圖為導(dǎo)向的正向設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)不夠完善，不能和現(xiàn)階段的實(shí)際情況吻合，制約了制圖效率。

(2) 國內(nèi)環(huán)境因素的制約。缺乏自主開發(fā)的BIM軟件平臺體系，且二次開發(fā)參差不齊；建筑信息化和工業(yè)制造信息化程度偏低；現(xiàn)有建筑行業(yè)分配體系制約BIM正向設(shè)計(jì)。

(3) 國內(nèi)BIM技術(shù)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈還不完善?，F(xiàn)有項(xiàng)目交付模式和正向設(shè)計(jì)不匹配，影響應(yīng)用效率；裝配式建筑還不成熟，制約了BIM技術(shù)的推廣。

針對正向設(shè)計(jì)存在的問題，提出了解決方案，并對以圖紙為導(dǎo)向的正向設(shè)計(jì)進(jìn)行了思考。

未來工程信息傳遞必將以信息模型為主，以云計(jì)算為基礎(chǔ)，通過人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)賦能升級，各種管理、審核和施工驗(yàn)收等均通過云平臺實(shí)現(xiàn)。

[1] 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).《建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 51212-2016[S]. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 2016: 1-2. National Standards of P. R. China.Unified standard for building information modeling GB/T 51212-2016[S]. Beijing: China Architecture & Building Press, 2016:1-2 (in Chinese).

[2] 潘佳怡, 趙源煜. 中國建筑業(yè)BIM發(fā)展的阻礙因素分析[J]. 工程管理學(xué)報, 2012, 26(1): 6-11. PAN J Y, ZHAO Y Y. Research on barriers of BIM application in China’s building industry[J]. Journal of Engineering Management, 2012, 26(1): 6-11 (in Chinese).

[3] 紀(jì)博雅, 戚振強(qiáng), 金占勇. 基于外部性分析的建筑業(yè)BIM應(yīng)用阻礙及對策[J]. 施工技術(shù), 2014, 43(3): 84-87. JI B Y, QI Z Q, JIN Z Y. Obstacles and countermeasures for BIM application in building industry based on the externalities analysis[J]. Construction Technology, 2014, 43(3): 84-87 (in Chinese).

[4] 徐博. 基于BIM技術(shù)的鐵路工程正向設(shè)計(jì)方法研究[J]. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì), 2018, 62(4): 35-40. XU B. Research on forward design method of railway engineering based on BIM technology[J]. Railway Stabdara Dwsign, 2018, 62(4): 35-40 (in Chinese).

[5] 許志堅(jiān), 陳少偉, 羅遠(yuǎn)峰, 等. 基于Revit的正向設(shè)計(jì)族庫建設(shè)研究[J]. 土木建筑工程信息技術(shù), 2018, 10(6): 102-106.XU Z J, CHEN S W, LUO Y F, et al. Research on establishing family library in Revit for the forward design[J]. Journal of Information Technology in Civil Engineering and Architecture, 2018, 10(6): 102-106 (in Chinese).

[6] 高一鵬. 基于主題樂園項(xiàng)目的BIM正向設(shè)計(jì)技術(shù)研究[J]. 建筑技術(shù)開發(fā), 2018, 45(14): 30-31.GAO Y P. Research on BIM forward design technology based on theme park project[J]. Architectural Design, 2018, 45(14): 30-31 (in Chinese).

[7] 張朝虎. 盛吉申電子產(chǎn)業(yè)園二期全專業(yè)BIM正向設(shè)計(jì)實(shí)踐[J]. 工程建設(shè)與設(shè)計(jì), 2019(10): 276-278. ZHANG C H.The Practice of full professional BIM positive design of the second phase of Shengjishen Electronic Industrial Park Project[J]. Construction ＆ Design For Project, 2019(10): 276-278 (in Chinese).

[8] 吳文勇, 焦柯, 童慧波, 等. 基于Revit的建筑結(jié)構(gòu)BIM正向設(shè)計(jì)方法及軟件實(shí)現(xiàn)[J]. 土木建筑工程信息技術(shù), 2018, 10(3): 39-45.WU W Y, JIAO K, TONG H B, et al. BIM forward design method and software implementation of building structure based on Revit[J]. Journal of Information Technology in Civil Engineering and Architecture, 2018, 10(3): 39-45 (in Chinese).

[9] 張淇. BIM正向設(shè)計(jì)過程研究—以廣州空港高層辦公建筑為例[J]. 低碳世界, 2019, 9(5): 162-164.ZHANG Q. Research on BIM forward design process, Guangzhou Airport high-rise office building[J]. Low Carbon World, 2019, 9(5): 162-164 (in Chinese).

[10] 浦至, 鄭昊. 超高層辦公樓建筑多專業(yè)協(xié)同BIM正向設(shè)計(jì)[J]. 土木建筑工程信息技術(shù), 2019, 11(1): 110-119.PU Z, ZHENG H. BIM-based multi-speciality collaborative forward design for super high-rise office building[J]. Journal of Information Technology in Civil Engineering and Architecture, 2019, 11(1): 110-119 (in Chinese).

[11] 魏欣. BIM正向設(shè)計(jì)的應(yīng)用與優(yōu)勢南航武漢機(jī)場南工作區(qū)綜合保障樓[J]. 中華建設(shè), 2018(8): 112-114.WEI X. BIM forward design application and research, Southern Airlines Wuhan Airport south work area comprehensive security building[J]. China Construction, 2018(8): 112-114 (in Chinese).

[12] 王文虎, 張易辰. 公路設(shè)計(jì)BIM正向設(shè)計(jì)理念探討[J]. 工程技術(shù)研究, 2019, 4(5): 190-191.WANG W H, ZHANG Y C. Highway design BIM positive design concept[J]. Engineering Design, 2019, 4(5): 190-191 (in Chinese).

[13] 何其檜. 公路工程BIM正向設(shè)計(jì)探討與實(shí)踐[J]. 價值工程, 2019, 38(26): 231-232.HE Q H. Discussion and practice of forward design of highway engineering BIM[J]. Value Engineering, 2019, 38(26): 231-232 (in Chinese).

[14] 劉瑋. 獨(dú)柱型鋼塔斜拉橋設(shè)計(jì)及BIM正向設(shè)計(jì)應(yīng)用[J]. 工程建設(shè)與設(shè)計(jì), 2019(15): 158-161.LIU W. Design of a single-column-shaped steel tower cable—stayed bridge and the application of BIM forward design[J]. Construction ＆ Design For Project, 2019(15): 158-161 (in Chinese).

[15] LIU B S, WANG M, ZHANG Y T, et al. Review and prospect of BIM policy in China[M]. Bristol: IOP Publishing LTD, 2017: 245.

[16] 王藝霖. BIM正向設(shè)計(jì)模型審核工作的研究[J]. 山東工業(yè)技術(shù), 2019(12): 113-114.WANG Y L. Research on BIM forward design model review[J]. Shandong Industrial Technology, 2019(12): 113-114 (in Chinese).

[17] 馬智亮. BIM技術(shù)及其在我國的應(yīng)用問題和對策[J]. 中國建設(shè)信息, 2010(4): 12-15.MA Z L. BIM technology and its application problems and countermeasures in China[J]. Information of China Construction, 2010(4): 12-15 (in Chinese).

[18] 楊杰, 楊海濤, 羅晨皓, 等. 基于BIM的給排水工程結(jié)構(gòu)正向設(shè)計(jì)研究[J]. 中國市政工程, 2018(4): 71-74, 111-112.YANG J, YANG H T, LUO C H, et al. Study on the forward design of water supply & drainage engineering structure based on BIM[J]. China Municipal Engineering, 2018(4): 71-74, 111-112. (in Chinese).

[19] PRUSKOVA K, KAISER J. Implementation of BIM technology into the design process using the scheme of BIM execution plan[J]. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2019: 471: 022019.

[20] 高承勇. 以信息化推進(jìn)建筑工業(yè)化進(jìn)程[J]. 中國勘察設(shè)計(jì), 2014(9): 40-43.GAO C Y. Promote the process of construction industrialization with informatization[J]. China Inestigation & Design, 2014(9): 40-43 (in Chinese).

[21] 馬智亮. 全球建筑業(yè)企業(yè)信息化發(fā)展趨勢[J]. 施工企業(yè)管理, 2015(4): 97-98.MA Z L. The development trend of informatization of global construction enterprises[J]. Construction Enterprise Management, 2015(4): 97-98(in Chinese).

[22] 宋家仁, 申玲, 李云飛. BIM應(yīng)用中業(yè)主與設(shè)計(jì)方利益分配博弈分析[J]. 價值工程, 2017, 36(6): 42-44.SONG J R, SHEN L, LI Y F. The game theory analysis between owner and the design company on the benefit distribution of BIM application[J]. Value Engineering, 2017, 36(6): 42-44 (in Chinese).

[23] 顏磊. BIM項(xiàng)目業(yè)主與設(shè)計(jì)方公平關(guān)切利益分配研究[J]. 水利技術(shù)監(jiān)督, 2019, 27(4): 155-158.YAN L. Research on fair concern distribution between owners and designers of BIM projects[J]. Technical Supervision in Water Resources. 2019, 27(4): 155-158 (in Chinese).

[24] 徐瑾, 陳相勇, 鐘煒. 基于Shapely修正的BIM項(xiàng)目利益分配模型研究[J]. 價值工程, 2017, 36(26): 58-61.XU J, CHEN X Y, ZHONG W. Research on BIM project profit distribution model based on shapely amendment[J]. Value Engineering, 2017, 36(26): 58-61 (in Chinese).

[25] AIA National, AIA California Council. Integrated project delivery guide 2007[EB/OL]. [2019-12-13]. https://help.aiacontracts.org/public/wp-content/uploads/2020/03/IPD_Guide.pdf.

[26] 黃聰聰, 姚傳勤. 基于BIM和IPD協(xié)同管理模式的淺析[J]. 四川建筑, 2017, 37(6): 230-232.HUANG C C, YAO C Q. Analysis of the cooperative management mode based on BIM and IPD[J]. Sichuan Architectural, 2017, 37(6): 230-232 (in Chinese).

[27] 徐韞璽, 王要武, 姚兵. 基于BIM的建設(shè)項(xiàng)目IPD協(xié)同管理研究[J]. 土木工程學(xué)報, 2011, 44(12): 138-143.XU Y X, WANG Y W, YAO B. Study on the construction project IPD collaborative management based on building information model[J]. China Civil Engineering Journal, 2011, 44(12): 138-143 (in Chinese).

[28] 馬智亮, 張東東, 馬健坤. 基于BIM的IPD協(xié)同工作模型與信息利用框架[J]. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報: 自然科學(xué)版, 2014, 42(9): 1325-1332.MA Z L, ZHANG D D, MA J K. BIM-based collaborative work model and information utilization framework for IPD projects[J]. Journal of Tongji University: Natural Science, 2014, 42(9): 1325-1332 (in Chinese).

[29] 徐友全, 孔媛媛. IPD模式的國內(nèi)研究現(xiàn)狀及展望[J]. 工程管理學(xué)報, 2016, 30(5): 12-17.XU Y Q, KONG Y Y. The research status and forecast of IPD in China[J]. Journal of Engineering Management, 2016, 30(5): 12-17 (in Chinese).

[30] 馬智亮, 李松陽. IPD模式在我國PPP項(xiàng)目管理中應(yīng)用的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[J]. 工程管理學(xué)報, 2017, 31(5): 96-100.MA Z L, LI S Y. Opportunities and challenges for IPD in PPP project management in China[J]. Journal of Engineering Management, 2017, 31(5): 96-100 (in Chinese).

[31] 高崧, 李衛(wèi)東. 建筑信息模型的發(fā)展路線及一體化項(xiàng)目交付[J]. 工業(yè)建筑, 2018, 48(2): 8-15.GAO S, LI W D. BIM development route and integrated project delivery[J]. Industrial Construction, 2018, 48(2): 8-15 (in Chinese).

[32] NGUYEN P, AKHAVIAN R. Synergistic effect of integrated project delivery, lean construction, and building information modeling on project performance measures: a quantitative and qualitative analysis[J]. Advances in Civil Engineering, 2019, 2019: 1-9.

[33] 馮曉科. BIM技術(shù)在裝配式建筑施工管理中的應(yīng)用研究[J]. 建筑結(jié)構(gòu), 2018, 48(S1): 663-668.FENG X K. Application of BIM technology in assembly building construction management[J]. Building Structure, 2018, 48(S1): 663-668 (in Chinese).

[34] 田東, 李新偉, 馬濤. 基于BIM的裝配式混凝土建筑構(gòu)件系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析與研究[J]. 建筑結(jié)構(gòu), 2016, 46(17): 58-62.TIAN D, LI X W, MA T. Research on design and analysis of prefabricated concrete building component system based on BIM[J]. Building Structure, 2016, 46(17): 58-62 (in Chinese).

[35] ZHANG J Y, LONG Y T, LV S Q, et al. BIM-enabled modular and industrialized construction in China[J]. Procedia Engineering, 2016, 145: 1456-1461.

[36] 林樹枝, 施有志. 基于BIM技術(shù)的裝配式建筑智慧建造[J]. 建筑結(jié)構(gòu), 2018, 48(23): 118-122.LIN S Z, SHI Y Z. Intelligent construction of prefabricated building based on BIM technology[J]. Building Structure, 2018, 48(23): 118-122 (in Chinese).

[37] 薛茹, 王新淵, 史科. 基于建筑信息建模技術(shù)的裝配式建筑施工問題及對策分析[J]. 工業(yè)建筑, 2018, 48(11): 207-210.XUE R, WANG X Y, SHI K. Construction problems and countermeasure analysis of prefabricated building based on BIM[J]. Industrial Construction, 2018, 48(11): 207-211 (in Chinese).

[38] ZHAGN W, LEE M W, JAILLON L, et al. The hindrance to using prefabrication in Hong Kong’s building industry[J]. Journal of Cleaner Production, 2018, 204: 70-81.

[39] 張健, 陶豐燁, 蘇濤永. 基于BIM技術(shù)的裝配式建筑集成體系研究[J]. 建筑科學(xué), 2018, 34(1): 97-102, 129.ZHANG J, TAO F Y, SU T Y. Research on BIM-based prefabricated building system[J]. Building Science, 2018, 34(1): 97-102, 129 (in Chinese).

[40] TAN T, CHEN K, XUE F, et al. Barriers to building information modeling (BIM) implementation in China’s prefabricated construction: an interpretive structural modeling (ISM) approach[J]. Journal of Cleaner Production, 2019, 219: 949-959.

[41] 孫同謙, 徐崢. BIM標(biāo)準(zhǔn)對市政給排水專業(yè)的指導(dǎo)[J]. 中國給水排水, 2016, 32(4): 28-31.SUN T Q, XU Z. Guidance of BIM standard for municipal water supply and drainage professional[J]. China Water & Wastewater, 2016, 32(4): 28-31 (in Chinese).

[42] 高崧, 李衛(wèi)東. 建筑信息模型標(biāo)準(zhǔn)在我國的發(fā)展現(xiàn)狀及思考[J]. 工業(yè)建筑, 2018, 48(2): 1-7.GAO S, LI W D. Some thoughts on the state-of-the-art of BIM standards in China[J]. Industrial Construction, 2018, 48(2): 1-7 (in Chinese).

[43] 周洪波, 施平望, 鄧雪原. 基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的BIM構(gòu)件庫研究[J]. 圖學(xué)學(xué)報, 2017, 38(4): 589-595.ZHOU H B, SHI P W, DENG X Y. Research on BIM component library based on IFC standard[J]. Journal of Graphics, 2017, 38(4): 589-595 (in Chinese).

[44] 王茹, 宋楠楠, 藺向明, 等. 基于中國建筑信息建模標(biāo)準(zhǔn)框架的建筑信息建模構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化研究[J]. 工業(yè)建筑, 2016, 46(3): 179-184.WANG R, SONG N N, LIN X M, et al. Research on BIM component standardization based on cbims frame[J]. Industrial Construction, 2016, 46(3): 179-184 (in Chinese).

[45] MA Z, ZHANG D, LI J. A dedicated collaboration platform for integrated project delivery[J]. Automation in Construction, 2018, 86: 199-209.

[46] ELGHAISH F, ABRISHAMI S, HOSSEINI M R, et al. Integrated project delivery with BIM: an automated EVM-based approach[EB/OL].[2019-12-23]. https:// www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0926580519312142.

Problems with and reflections on BIM forward design

TAO Gui-lin1, MA Wen-yu1, TANG Ke-qiang2, DU Yi-cheng3

(1. Chongqing Join Creation International Architectural Design Co. Ltd, Chongqing 400012, China; 2. Chengdu Architectural Design & Research Institute, Chengdu Sichuan 610000, China; 3. Guizhou Transportion Planning Survey & Design Academe Co.Ltd, Guiyang Guizhou 550016, China)

The BIM forward design has become widely recognized due to its advantages of simplifying the modelling process and reducing costs of labor and information exchange. As the BIM technology has been increasingly popularized in the architecture industry in China for many years, the current BIM consulting model cannot satisfy the highly demanding application. Many challenges still remain when the BIM forward design was applied in the practical projects. This study performed a critical survey based on the practical experience from many projects and the literature investigation, so as to summarize the existing questions as follows: ① the lack of adaptive standards; ② domestic constraints; ③ underdeveloped related technical and industrial chains. Based on the analysis of the mentioned questions, several conclusions can be drawn such as: The drawing-oriented application is a transitional strategy. The effective solutions for developing the BIM forward design should be based on the adaptive standard. The domestic BIM software and cloud platforms should be developed, and the integration of design and construction management should be reinforced. Not only is the strong support of technical required, but the innovation of management mode is needed to guarantee the application and development of BIM.

building information modeling; integrated project delivery; forward design; review; project management

TU 17

10.11996/JG.j.2095-302X.2020040614

A

2095-302X(2020)04-0614-10

2020-02-14；

2020-04-13

13 April，2020

14 February，2020；

陶桂林(1986-)，男，河南商丘人，中級工程師，碩士。主要研究方向?yàn)锽IM正向設(shè)計(jì)及其現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，建筑領(lǐng)域衍生式設(shè)計(jì)等。E-mail：taoguilin2940@126.com

TAO Gui-lin (1986-), male, intermediate engineer, master. His main research interests cover BIM forward design and its practical application,generative design of architecture.E-mail：taoguilin2940@126.com