全球BIM技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)探討之四 聚焦BIM技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

■ 中國建設(shè)科技集團(tuán)中央研究院智慧建筑研究中心 歐陽東 黃劍釗

本文聚焦BIM技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，主要探討B(tài)IM技術(shù)的六大變革、發(fā)展趨勢(shì)、存在不足和發(fā)展思考。在大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、5G移動(dòng)互聯(lián)的時(shí)代背景下，立足于建筑信息化建設(shè)的市場需求與發(fā)展趨勢(shì)，分析BIM技術(shù)對(duì)數(shù)字化城市建設(shè)、運(yùn)營、管理、服務(wù)的深遠(yuǎn)影響與現(xiàn)實(shí)意義。

BIM技術(shù)產(chǎn)生的六大變革

傳統(tǒng)思維變革。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的思維已被傳統(tǒng)工作方式所固化，但BIM技術(shù)的出現(xiàn)，打破了這種已被市場廣泛接受的二維設(shè)計(jì)模式。隨著BIM技術(shù)應(yīng)用的日趨成熟，沒有BIM設(shè)計(jì)能力的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，會(huì)面臨被時(shí)代淘汰的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)手段變革。輕量型二維設(shè)計(jì)軟件向重量型三維設(shè)計(jì)軟件的轉(zhuǎn)變。雖然BIM設(shè)計(jì)軟件會(huì)對(duì)個(gè)人的工作效率造成一定的影響，但對(duì)于項(xiàng)目整體而言，BIM正向設(shè)計(jì)與技術(shù)應(yīng)用，對(duì)項(xiàng)目的品質(zhì)與管理帶來較為顯著的提升。

商業(yè)模式變革。一是市場對(duì)設(shè)計(jì)方業(yè)務(wù)能力要求的提升，隨著國家層面對(duì)BIM發(fā)展的重視和支持、市場對(duì)BIM設(shè)計(jì)需求的增加，BIM正向設(shè)計(jì)已經(jīng)成為了許多建設(shè)方對(duì)設(shè)計(jì)方資質(zhì)考察的“敲門磚”；二是設(shè)計(jì)方業(yè)務(wù)向項(xiàng)目全過程延伸，因?yàn)锽IM技術(shù)服務(wù)于項(xiàng)目全生命期，這也讓BIM成為“EPC”或“建筑師負(fù)責(zé)制”項(xiàng)目的有效抓手。通過BIM技術(shù)對(duì)項(xiàng)目的進(jìn)度、成本、施工、質(zhì)量、安全等進(jìn)行有效管控，優(yōu)化資源配置，提升建造品質(zhì)。

城鎮(zhèn)建設(shè)變革。隨著“大數(shù)據(jù)”“移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代的到來，城鎮(zhèn)建設(shè)向著數(shù)字化、信息化、智慧化的方向發(fā)展。以BIM技術(shù)為核心、由建筑單元到城市系統(tǒng)的BIM+GIS應(yīng)用，為數(shù)字化城市的建設(shè)與發(fā)展提供了重要的信息基礎(chǔ)與管控依據(jù)。

產(chǎn)業(yè)信息變革?；贐IM信息數(shù)據(jù)，

對(duì)建筑全生命期所產(chǎn)生影響力與控制力。設(shè)計(jì)的意圖與圖紙輸出的信息均可通過BIM模型在不同的階段、不同的專業(yè)，甚至不同的產(chǎn)業(yè)間進(jìn)行傳遞與綜合應(yīng)用。

建筑產(chǎn)業(yè)變革。目前工程建造模式正向著預(yù)制化、標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化式的方向發(fā)展。BIM技術(shù)是設(shè)計(jì)圖紙與預(yù)制構(gòu)件之間的重要信息紐帶，基于BIM應(yīng)用邏輯與其下游建筑產(chǎn)業(yè)的工程編碼體系已相繼出臺(tái)。基于設(shè)計(jì)圖紙傳遞信息的深化設(shè)計(jì)方式，正在被數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化的計(jì)算機(jī)語言所取代。這也意味著建筑工業(yè)化的概念不再是“紙上談兵”，建筑產(chǎn)業(yè)模式的變革，已經(jīng)隨著BIM應(yīng)用技術(shù)的日漸成熟，悄然而至。

BIM技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

BIM1.0可視化應(yīng)用

基于BIM模型可視化基礎(chǔ)上完成的單方向的應(yīng)用。如方案比選、管綜優(yōu)化、凈高優(yōu)化等，旨在利用BIM技術(shù)解決某一點(diǎn)或某一個(gè)階段存在的設(shè)計(jì)問題，BIM技術(shù)應(yīng)用目標(biāo)相對(duì)單一。

BIM2.0全生命期應(yīng)用

基于BIM正向設(shè)計(jì)邏輯基礎(chǔ)上完成的多維度應(yīng)用。如建筑性能分析、VR虛擬漫游、場地分析、工藝做法模擬、項(xiàng)目進(jìn)度管理及工程算量計(jì)價(jià)等，應(yīng)用維度可覆蓋建筑全生命期，應(yīng)用目標(biāo)與應(yīng)用深度根據(jù)項(xiàng)目側(cè)重點(diǎn)不同作出相應(yīng)調(diào)整，旨在利用BIM技術(shù)對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的投資、設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)維等，進(jìn)行全方位組織優(yōu)化與系統(tǒng)管理。

BIM3.0“BIM+”集成應(yīng)用

基于BIM模型信息化基礎(chǔ)上完成的集成應(yīng)用。如BIM+智能機(jī)器人、BIM+數(shù)字加工、BIM+VR、BIM+云計(jì)算等，旨在利用標(biāo)準(zhǔn)的工程編碼體系與計(jì)算機(jī)語言，使BIM模型與其他產(chǎn)品、或產(chǎn)業(yè)間發(fā)生數(shù)據(jù)信息交互，讓BIM技術(shù)的應(yīng)用不再局限于建筑工程領(lǐng)域，而是以“信息”為切入點(diǎn)，成功接軌“大數(shù)據(jù)”時(shí)代。

BIM4.0智慧管理應(yīng)用

基于“移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)”與“大數(shù)據(jù)”時(shí)代背景下的BIM智慧化管理與系統(tǒng)應(yīng)用。如“ BIM+CIM+GIS+IOT ”，以BIM模型作為基礎(chǔ)信息元接入城市地理信息系統(tǒng)，基于大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，對(duì)BIM模型中已經(jīng)錄入的信息進(jìn)行抓取、整合與利用。BIM智慧管理應(yīng)用旨在通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)由建筑單元到城市系統(tǒng)的智慧化管理，為數(shù)字化城市的建設(shè)與發(fā)展提供重要的信息基礎(chǔ)與管控依據(jù)。

BIM技術(shù)存在的問題與原因

BIM文件的法律責(zé)任（含知識(shí)產(chǎn)權(quán)和保密協(xié)議）

在實(shí)際的工程項(xiàng)目中，BIM設(shè)計(jì)模型是不宜加密的（加密之后面臨傳遞問題無法解決），因此，BIM模型及其相關(guān)成果的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬難以得到有效保護(hù)，模型盜用、圖紙泄密的問題時(shí)有發(fā)生。

BIM驗(yàn)收設(shè)計(jì)深度無法統(tǒng)一

由于“BIM國標(biāo)”的出臺(tái)時(shí)間相對(duì)較晚，所以各大設(shè)計(jì)院、地產(chǎn)商、以及地方政府紛紛制定了適合于自身的“內(nèi)部通用”的BIM相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)?！耙粋€(gè)項(xiàng)目，多重標(biāo)準(zhǔn)”的情況時(shí)有發(fā)生，這直接導(dǎo)致了BIM正向設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)深度與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)無法統(tǒng)一，也間接造成設(shè)計(jì)方與建設(shè)方之間的利益失衡。

BIM設(shè)計(jì)成本與收益較難匹配

對(duì)于設(shè)計(jì)師來說，BIM正向設(shè)計(jì)的難度、付出的時(shí)間，需要解決的問題，要比傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)高出非常多，但最終得到的收益，與傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)模式相比，卻并沒有“質(zhì)”的提升，這也影響了設(shè)計(jì)師學(xué)習(xí)、使用BIM的積極性。

BIM正向設(shè)計(jì)價(jià)值難以提升

目前，市場上對(duì)BIM正向設(shè)計(jì)的應(yīng)用已經(jīng)不滿足于施工圖出圖，更多企業(yè)開始關(guān)注BIM算量、BIM咨詢等BIM正向設(shè)計(jì)的“增值”業(yè)務(wù)，但很多設(shè)計(jì)企業(yè)因受制于成本、人員等因素條件，只能在傳統(tǒng)“設(shè)計(jì)出圖”的服務(wù)模式中徘徊。

BIM算量應(yīng)用的普及存在地域性差異

近年來，隨著BIM算量應(yīng)用的快速發(fā)展，基于BIM模型的一鍵算量已經(jīng)可以很好地輔助設(shè)計(jì)概算進(jìn)行工程量統(tǒng)計(jì)。更多建設(shè)方以BIM算量結(jié)果統(tǒng)籌施工總包的招標(biāo)工作，高度透明的成本控制觸及了施工方的利潤底線，導(dǎo)致BIM算量的普及與應(yīng)用出現(xiàn)了較為明顯的地域性差距。

BIM設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維不同階段模型難以傳遞

“設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)維模型”的區(qū)別在于：設(shè)計(jì)更關(guān)注空間與功能；施工更關(guān)注做法與工序；運(yùn)維更關(guān)注體驗(yàn)與管控?；诓煌年P(guān)注點(diǎn)和目的，反映在BIM模型上的圖形表達(dá)與信息深度要求就會(huì)大相徑庭。因此，基于項(xiàng)目不同階段的BIM應(yīng)用模型，除底層信息可傳遞和共享之外，更多信息的輸入仍需通過BIM模型的深化來完成。

BIM技術(shù)的發(fā)展思考

從技術(shù)及應(yīng)用的角度思考BIM技術(shù)發(fā)展

BIM 1.0階段

這一階段，主要是在BIM模型可視化基礎(chǔ)上完成單方向應(yīng)用，以可視化應(yīng)用為目的，其核心技術(shù)是BIM三維建模技術(shù)。此階段BIM技術(shù)應(yīng)用多為“反向”翻模驗(yàn)證過程，通常情況下不需要協(xié)同。其模型主要為滿足可視化應(yīng)用、設(shè)計(jì)驗(yàn)證與優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)的BIM模型，重點(diǎn)關(guān)注BIM可視化、精細(xì)化建模的技術(shù)與應(yīng)用。該階段的軟件主要為BIM建模類軟件，注重BIM快速建模與BIM模型的批量處理。

BIM 2.0階段

這一階段，主要是在BIM正向設(shè)計(jì)邏輯基礎(chǔ)完成多維度應(yīng)用，以全生命周期應(yīng)用為目的，其核心技術(shù)是基于BIM正向設(shè)計(jì)邏輯的軟件研發(fā)技術(shù)。設(shè)計(jì)對(duì)內(nèi)的協(xié)同多基于C/S架構(gòu)，以“中心文件+鏈接”的模式完成；設(shè)計(jì)對(duì)外的協(xié)同多基于B/S架構(gòu)，需要獨(dú)立的BIM輕量化協(xié)同應(yīng)用平臺(tái)配合完成。其模型主要為滿足正向設(shè)計(jì)要求的BIM施工圖設(shè)計(jì)模型（LOD 300）、滿足施工工藝做法與拆分邏輯的BIM施工深化模型（LOD 400）、符合項(xiàng)目運(yùn)維管理要求的BIM運(yùn)維模型（LOD 500），重點(diǎn)關(guān)注基于BIM正向設(shè)計(jì)邏輯基礎(chǔ)，建造全過程的信息傳遞與技術(shù)應(yīng)用。該階段的軟件主要為BIM設(shè)計(jì)類與應(yīng)用類軟件，注重以正向設(shè)計(jì)邏輯為基礎(chǔ)的BIM模型輕量化管理與應(yīng)用。

BIM 3.0階段

這一階段，主要是在BIM模型信息化基礎(chǔ)上完成集成應(yīng)用，以“BIM+”集成應(yīng)用為目的，其核心技術(shù)是BIM信息可傳遞的工程編碼技術(shù)。該階段的協(xié)同主要體現(xiàn)在：以BIM模型為核心，基于特定的輕量化應(yīng)用平臺(tái)，完成BIM模型信息與其他產(chǎn)品、或產(chǎn)業(yè)間的協(xié)同交互與集成應(yīng)用。其模型主要為滿足集成應(yīng)用圖形表達(dá)與信息深度要求的BIM模型，重點(diǎn)關(guān)注BIM信息集成處理的技術(shù)與應(yīng)用。該階段的軟件主要為BIM應(yīng)用類軟件，注重BIM模型信息的集成處理與數(shù)據(jù)交互。

BIM 4.0階段

這一階段，主要是在“移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)”與“大數(shù)據(jù)”時(shí)代背景下，實(shí)現(xiàn)BIM智慧化管理與系統(tǒng)應(yīng)用，以智慧管理應(yīng)用為目的，其核心技術(shù)是大數(shù)據(jù)支撐下的“ BIM+CIM+GIS+IOT ”技術(shù)。該階段的協(xié)同主要體現(xiàn)在：以BIM模型作為基礎(chǔ)信息元接入城市地理信息系統(tǒng)，在城市級(jí)數(shù)字沙盤基礎(chǔ)上，通過“大數(shù)據(jù)+物聯(lián)網(wǎng)+云計(jì)算”技術(shù)完成的智慧化管理與協(xié)同。其模型主要為滿足“BIM+CIM+GIS”城市地理信息平臺(tái)集成與管理要求，并具備信息承載與交互能力的BIM模型，重點(diǎn)關(guān)注BIM、CIM和GIS之間的信息傳遞、數(shù)據(jù)交互與技術(shù)應(yīng)用。該階段的軟件主要為BIM協(xié)同類軟件，注重“數(shù)字化、智慧化、人性化”的城市運(yùn)營管理與布局應(yīng)用。

從營銷的角度思考BIM技術(shù)發(fā)展

BIM的經(jīng)營模式及主要特點(diǎn)

一是以BIM技術(shù)咨詢業(yè)務(wù)為主，需要具備整合BIM領(lǐng)域內(nèi)優(yōu)質(zhì)資源（軟件方、建模方、研發(fā)方等）與獲取BIM最新應(yīng)用技術(shù)信息的能力；二是以BIM正向設(shè)計(jì)與應(yīng)用延伸業(yè)務(wù)為主，需要配備能夠熟練使用BIM設(shè)計(jì)與應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)方、能夠提供軟件技術(shù)咨詢與建模輔助的BIM建模方。

BIM的生產(chǎn)模式及主要特點(diǎn)

一是在方案與初步設(shè)計(jì)階段，采用傳統(tǒng)CAD+輕量級(jí)三維建模軟件，施工圖設(shè)計(jì)階段采用全專業(yè)BIM設(shè)計(jì)協(xié)同模式，適用于方案頻繁修改，需要設(shè)計(jì)快速推敲、反復(fù)驗(yàn)證方案的項(xiàng)目；二是在方案設(shè)計(jì)階段，采用全專業(yè)BIM設(shè)計(jì)協(xié)同模式，適用于方案設(shè)計(jì)條件穩(wěn)定，無顛覆性調(diào)整過程的項(xiàng)目。

BIM的服務(wù)模式及主要特點(diǎn)

該服務(wù)模式的特點(diǎn)主要包括以下5個(gè)方面：一是BIM全過程技術(shù)應(yīng)用咨詢；二是BIM正向設(shè)計(jì)與應(yīng)用延伸（BIM算量）；三是BIM施工組織管理（智慧工地、工藝模擬、進(jìn)度管理）；四是BIM智慧運(yùn)維與管理（從建筑單元到城市系統(tǒng)）；五是BIM設(shè)計(jì)管理與項(xiàng)目管理（B/S協(xié)同應(yīng)用平臺(tái)）。

就中國建筑產(chǎn)業(yè)而言，BIM技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用就像是一場如期而至的革命，它引發(fā)了產(chǎn)業(yè)思維模式、行業(yè)技術(shù)手段、企業(yè)管理辦法、設(shè)計(jì)服務(wù)體系等多層面、多維度的顛覆性變革。BIM已經(jīng)不是建筑企業(yè)發(fā)展的“可選項(xiàng)”，而是“必選項(xiàng)”。越來越多的地產(chǎn)商、設(shè)計(jì)方及軟件供應(yīng)商的實(shí)踐已經(jīng)證明：“投資BIM就是投資建筑行業(yè)的未來”。隨著“大數(shù)據(jù)”“物聯(lián)網(wǎng)”“云計(jì)算”等新技術(shù)的日趨成熟， BIM技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展也必將隨著“5G”時(shí)代的到來而邁上新的臺(tái)階。