建筑工程施工企業(yè)應(yīng)用BIM技術(shù)的問題與措施

朱麗佳

【摘要】BIM 技術(shù)的出現(xiàn)是近十幾年國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)最大變革，使傳統(tǒng)的建造模式得到了改變，被譽(yù)為CAD之后的第二次建筑行業(yè)革命，使建筑業(yè)由粗放的發(fā)展模式向精細(xì)化轉(zhuǎn)變。但近幾年 BIM 技術(shù)的應(yīng)用并未在全國(guó)范圍內(nèi)得到推廣，或者雖然得到了一定推廣，但應(yīng)用僅限于表面，未得到深度應(yīng)用。本文目的是找出施工單位應(yīng)用 BIM 技術(shù)的主要問題，并提出建議與對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】BIM 建筑施工;全過程;建模

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.09.074

1、BIM對(duì)建筑企業(yè)的應(yīng)用價(jià)值

1.1可視化加強(qiáng)協(xié)商能力

人們對(duì)三維模型的理解能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于二維圖紙，BIM 技術(shù)基于三維可視化模型，因此對(duì)于任何參與人員，哪怕是非專業(yè)人士都可以直觀地、無死角地查看建筑的任何細(xì)部構(gòu)造，從而更加容易理解設(shè)計(jì)意圖。基于對(duì)項(xiàng)目?jī)?nèi)容的充分理解，各參與方可以把本專業(yè)模型及各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息及時(shí)共享到該統(tǒng)一平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目各參與方的信息共享，減少因技術(shù)和溝通問題帶來的協(xié)調(diào)困難。

1.2深化設(shè)計(jì)，模擬施工進(jìn)度

由二維圖紙生成的三維模型可以對(duì)施工進(jìn)行模擬，由于平面圖紙的局限性，二維CAD 圖紙往往會(huì)造成施工時(shí)管線與構(gòu)件之間、管線之間的碰撞，且難以在設(shè)計(jì)階段解決?；?BIM 技術(shù)能將建筑、結(jié)構(gòu)及 MEP等專業(yè)模型整合在一起，根據(jù)各專業(yè)要求將整合后的模型導(dǎo)入相關(guān)軟件進(jìn)行碰撞檢查，根據(jù)檢查結(jié)果對(duì)管線進(jìn)行優(yōu)化，這也是BIM應(yīng)用較為廣泛的方面。施工階段由于外部因素復(fù)雜多變，BIM統(tǒng)籌考慮時(shí)間要素的4D特性可以對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行模擬，把建筑構(gòu)件與進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行無縫連接，提前發(fā)現(xiàn)問題，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的施工進(jìn)度模擬，提高效率。

1.3優(yōu)化全過程工程管理

BIM 管理模式可以有效綜合進(jìn)度、成本與建筑3D模型，以4D模式優(yōu)化全過程工程管理，對(duì)傳統(tǒng)工程管理的作戰(zhàn)表、橫道圖等模式形成降維打擊。精細(xì)控制人材機(jī)需用量，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化成本管理和材料采購(gòu)實(shí)時(shí)更新，大幅度降低材料浪費(fèi)，顯著降低工程成本。另一方面，BIM 技術(shù)可以與大數(shù)據(jù)、城市大腦、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及城市移動(dòng)APP深度綁定。以H市普遍應(yīng)用的“工地云”APP為例，工程形象進(jìn)度、揚(yáng)塵、噪音等環(huán)保指數(shù)、人員防疫信息等各項(xiàng)要素均可以可視化展示，并實(shí)時(shí)更新，一體化滿足施工各項(xiàng)要求。項(xiàng)目運(yùn)行維護(hù)階段，BIM技術(shù)也極大的提高了管理效率，對(duì)傳統(tǒng)運(yùn)維模式實(shí)現(xiàn)了巨大提升， BIM 技術(shù)與RFID 技術(shù)深度結(jié)合，可對(duì)工程隱蔽部位的材料設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤、監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了構(gòu)件全生命周期的實(shí)時(shí)檢測(cè)與靈活替換。

2、建筑施工階段BIM技術(shù)應(yīng)用存在的主要問題

BIM技術(shù)進(jìn)入國(guó)內(nèi)雖然時(shí)間不長(zhǎng)，但已得到較廣泛的應(yīng)用，與此同時(shí)也面臨一系列問題，主要是各階段應(yīng)用鏈條不銜接;軟件應(yīng)用困難，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建立較晚，推進(jìn)廣度和深度不足;短期成本高，經(jīng)濟(jì)效益不明顯等。

2.1各階段應(yīng)用鏈條不銜接

2.1.1設(shè)計(jì)與施工脫節(jié)

我國(guó)工程開展一般以項(xiàng)目為依托，設(shè)計(jì)單位和施工單位一般由業(yè)主各自招標(biāo)，分別委托。施工階段由施工單位成立獨(dú)立的、具有臨時(shí)性質(zhì)的項(xiàng)目部，項(xiàng)目結(jié)束后即解散，由施工單位派出BIM小組負(fù)責(zé)BIM技術(shù)應(yīng)用，或在市場(chǎng)上選擇BIM設(shè)計(jì)公司。盡管BIM技術(shù)的廣泛應(yīng)用主要局限在設(shè)計(jì)階段，但設(shè)計(jì)方和施工方無隸屬關(guān)系，且往往溝通不暢，加之BIM應(yīng)用缺少知識(shí)產(chǎn)權(quán)界定與保障，設(shè)計(jì)方一般只給施工方二維圖紙，施工單位的項(xiàng)目部并不能從設(shè)計(jì)單位直接得到 BIM 模型，而是需要拿到傳統(tǒng)工程圖紙等資料后自己組織BIM團(tuán)隊(duì)重新建模，工程量巨大，耗時(shí)耗力且成本高昂。如果工程變更，根據(jù)現(xiàn)行法規(guī)與工程慣例，設(shè)計(jì)單位需要在二維圖紙上修改、簽字，再由施工單位進(jìn)行 BIM 軟件上的三維聯(lián)動(dòng)修改，否則將面臨巨大的違約、甚至違法風(fēng)險(xiǎn)。BIM技術(shù)應(yīng)用并未真正提高協(xié)作效率，卻加重了所有人的負(fù)擔(dān)，成為信息孤島，導(dǎo)致工程建模與施工脫節(jié)。

2.1.2技術(shù)與管理脫節(jié)

目前大多數(shù)施工企業(yè)對(duì)于BIM的理解僅存在于“建?！焙汀澳M”的技術(shù)層面，目前的主要應(yīng)用也在于模擬施工、碰撞分析等層面，認(rèn)為二維圖紙變?yōu)槿S模型可以加深對(duì)工程的直觀理解，但對(duì)于BIM技術(shù)對(duì)工程進(jìn)度的形象管理、全過程造價(jià)控制方面的強(qiáng)大生產(chǎn)力理解不足，加之各部門之間往往缺少溝通，各層面信息傳遞效率底下，導(dǎo)致BIM技術(shù)未能有效服務(wù)工程管理，未能更大限度的提高建筑企業(yè)的管理水平，BIM經(jīng)濟(jì)效益不明顯。

2.2軟件應(yīng)用困難，標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一晚，推動(dòng)深度不足

2.2.1 國(guó)產(chǎn)BIM軟件發(fā)展滯后

BIM技術(shù)引入我國(guó)是從21世紀(jì)初葉開始，僅有十余年時(shí)間，整體上處于摸索階段，本土軟件的開發(fā)尚處于開始階段，僅有幾種 BIM 機(jī)電分析軟件、PKPM 結(jié)構(gòu)分析軟件、廣聯(lián)達(dá)造價(jià)軟件，但是核心建模軟件、方案設(shè)計(jì)軟件、與 BIM 接口的幾何造型軟件、可視化軟件、模型檢查軟件及運(yùn)營(yíng)管理軟件的開發(fā)尚且處于空白狀態(tài)。由于國(guó)內(nèi)外工程標(biāo)準(zhǔn)、建筑理念的不同，國(guó)外先進(jìn) BIM 軟件并不能直接嫁接使用。且國(guó)內(nèi)軟件之間各種庫、接口、模型嚴(yán)重不匹配，對(duì)各種構(gòu)件適配性較差，也制約了BIM的應(yīng)用與推廣。即便有全周期使用的想法，也受限于軟件因素?zé)o法落地。

以H市A項(xiàng)目為例，在管道模型搭建過程中， 經(jīng)常出現(xiàn)由于預(yù)先配置的庫不全面，導(dǎo)致管件、管材和閥門等不存在而無法繪制。沒有定排排氣管 Φ325×8（DN300） 彎頭， 而自動(dòng)連接的彎頭與實(shí)際情況不符， 無法實(shí)現(xiàn)兩段彎管。

2.2.2政策推動(dòng)深度不足

BIM技術(shù)并非我國(guó)本土產(chǎn)生的技術(shù)變革，而是學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)生產(chǎn)方式的舶來品，與我國(guó)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工模式存在較大水土不服，住建部與各省市出臺(tái)多項(xiàng)措施，進(jìn)行強(qiáng)力推廣。與國(guó)外相比，我國(guó)的BIM應(yīng)用推廣更依賴政府主導(dǎo)，由政策推動(dòng)市場(chǎng)發(fā)展和技術(shù)變革。

2011年住建部發(fā)布《2011-2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》，第一次將BIM納入信息化標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)內(nèi)容，之后的十年里，住建部與各省市不斷出臺(tái)各項(xiàng)政策，累計(jì)有幾十項(xiàng)，推動(dòng)BIM技術(shù)應(yīng)用推廣。但這些政策依然主要局限在設(shè)計(jì)階段，未能改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工模式，使得BIM技術(shù)仍然是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式的依附，大量的BIM使用僅僅是為了滿足業(yè)主招標(biāo)要求，應(yīng)用停留于表面，在設(shè)計(jì)階段建模之后便束之高閣，仍然按照傳統(tǒng)施工模式進(jìn)行工程建設(shè)，未能充分發(fā)揮真正作用。

2.3短期成本高昂，經(jīng)濟(jì)效益不明顯

2.3.1軟件、硬件成本高

一是硬件成本，BIM 對(duì)電腦配置有較高的要求，遠(yuǎn)非現(xiàn)行CAD平臺(tái)可以相比，如材質(zhì)渲染以及動(dòng)畫制作等工作中還要用到更高配置的工作站。在施工現(xiàn)場(chǎng)還需配備移動(dòng)終端，這些對(duì)于企業(yè)來說都是不可缺少的支出。二是軟件費(fèi)用，BIM軟件主要包含專業(yè)性軟件（如 Revit、廣聯(lián)達(dá)等）和平臺(tái)性軟件（如 Project Wise等），目前正版軟件價(jià)格昂貴。

2.3.2人員費(fèi)用高

目前BIM專業(yè)人員嚴(yán)重缺乏，一方面在工程全過程中，業(yè)主方處于絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位，設(shè)計(jì)單位處于非強(qiáng)勢(shì)地位，BIM團(tuán)隊(duì)更是只作為設(shè)計(jì)中的一個(gè)環(huán)節(jié)存在。由于傳統(tǒng)建筑施工流程對(duì)BIM適配性差，各個(gè)部門普遍認(rèn)為BIM加重了自身工作負(fù)擔(dān)且無明顯收益，配合意愿差，導(dǎo)致BIM團(tuán)隊(duì)獲得的資源和重視程度不高，從事意愿低。另一方面團(tuán)隊(duì)公司需要對(duì)工作人員進(jìn)行培訓(xùn)，但培訓(xùn)費(fèi)用較高，新興技術(shù)的推廣需要較多的前期投入，風(fēng)險(xiǎn)與收益并存，企業(yè)需要對(duì)比進(jìn)行權(quán)衡，在收益不明顯時(shí)除非業(yè)主方明確要求，否則建筑企業(yè)不會(huì)主動(dòng)應(yīng)用 BIM。三是大多數(shù)高校尚未開設(shè)BIM課程，學(xué)生在高校得不到相關(guān)鍛煉，也加重了企業(yè)的人力成本，BIM技術(shù)的掌握基本全靠讀書期間和工作后的自學(xué)和培訓(xùn)，高校課程設(shè)置和工程實(shí)際應(yīng)用存在較大脫節(jié)。

3、改進(jìn)措施與建議

3.1整治行業(yè)生態(tài)，加強(qiáng)國(guó)際交流，優(yōu)化部門銜接

3.1.1 整治行業(yè)生態(tài)，消除行業(yè)亂象

當(dāng)前，我國(guó)仍處于基建尚未完善、“大干快上”的粗放型建設(shè)模式，普遍存在輕設(shè)計(jì)、趕工期，亂修改等現(xiàn)象，甚至不乏先施工，后補(bǔ)設(shè)計(jì)的行業(yè)亂象。經(jīng)過近十余年的整治，我國(guó)建筑行業(yè)得到了很大程度的規(guī)范，但也僅僅是基本解決了偷工減料、施工安全、不按圖施工等建設(shè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)性問題，使建筑行業(yè)從無序變?yōu)橛行?，但離有序到精細(xì)仍有很長(zhǎng)路要走。一方面“中國(guó)速度”震驚世界，中國(guó)的土木工程建設(shè)體量之大、速度之快冠絕全球;另一方面全行業(yè)嚴(yán)重飽和，競(jìng)爭(zhēng)慘烈，業(yè)主方（甲方）以外的建設(shè)部門普遍待遇低、工作強(qiáng)度大，導(dǎo)致近些年從業(yè)人員逆向淘汰嚴(yán)重，低價(jià)競(jìng)標(biāo)嚴(yán)重?cái)_亂市場(chǎng)秩序，設(shè)計(jì)和施工的技術(shù)水平進(jìn)步緩慢。這是BIM先進(jìn)技術(shù)在我國(guó)推廣困難的大環(huán)境因素。針對(duì)這種現(xiàn)象，一是要優(yōu)化行業(yè)秩序，整治不正當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)的亂象。做優(yōu)、做強(qiáng)一批技術(shù)專精、業(yè)務(wù)專業(yè)的行業(yè)骨干企業(yè)，做好示范，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)低價(jià)投標(biāo)等擾亂市場(chǎng)秩序行為的整治力度，倒逼全行業(yè)技術(shù)進(jìn)步升級(jí)。二是要優(yōu)化業(yè)務(wù)模式，培育行業(yè)“匠人精神”，逐步提升設(shè)計(jì)、施工技術(shù)人員的待遇水平和行業(yè)忠誠(chéng)度，整治撈快錢的風(fēng)氣。

3.1.2加強(qiáng)國(guó)際交流，強(qiáng)化部門銜接

以美國(guó)廣泛存在的建設(shè)模式為例，項(xiàng)目開始之初，設(shè)計(jì)、施工、造價(jià)、運(yùn)維團(tuán)隊(duì)會(huì)首先協(xié)商，統(tǒng)一確定BIM模型制作標(biāo)準(zhǔn)并由設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行建模，項(xiàng)目全生命周期采用同一種建模標(biāo)準(zhǔn)體系，不輕易修改，保證項(xiàng)目全過程標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。由于西方發(fā)達(dá)國(guó)家人力成本數(shù)倍于我國(guó)，且受制于法規(guī)、工會(huì)等多種限制，工程周期普遍遠(yuǎn)長(zhǎng)于我國(guó)同類型項(xiàng)目，因此給建筑精細(xì)化、科學(xué)化提供了廣闊的生存土壤。盡管我國(guó)與西方發(fā)達(dá)國(guó)家在建設(shè)行業(yè)存在國(guó)情的不同，但可以適當(dāng)學(xué)習(xí)其先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，做到有利經(jīng)驗(yàn)為我所用。

針對(duì)問題最大的各行業(yè)、各階段應(yīng)用不銜接問題，可以由行業(yè)主管部門主導(dǎo)下，推廣BIM全生命周期的應(yīng)用指南，消除各部門之間的溝通不暢，加強(qiáng)全周期應(yīng)用。一是設(shè)立聯(lián)席會(huì)議機(jī)制，在中標(biāo)之后開始設(shè)計(jì)之前，由設(shè)計(jì)、施工、造價(jià)、運(yùn)維等各個(gè)部門成立BIM聯(lián)席會(huì)議機(jī)制，結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況，建議以設(shè)計(jì)單位為主導(dǎo)，落實(shí)全生命周期的BIM標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一與技術(shù)支持，標(biāo)準(zhǔn)確立以后，各部門不得輕易更改，減少各部門之間的BIM團(tuán)隊(duì)互不兼容、各自為戰(zhàn)、互相掣肘的現(xiàn)象，從而大幅度減輕建設(shè)成本，增加應(yīng)用BIM的積極性。二是從大型項(xiàng)目開始試點(diǎn)全生命周期BIM應(yīng)用機(jī)制，由于大型項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工單位技術(shù)力量更強(qiáng)，溝通更多，提供的經(jīng)濟(jì)效益更為可觀，可以有效的為全行業(yè)試點(diǎn)，培育我國(guó)的BIM全生命周期應(yīng)用機(jī)制。

3.2完善行業(yè)法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)，加大推廣力度

3.2.1出臺(tái)更符合中國(guó)實(shí)際的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

與發(fā)達(dá)國(guó)家市場(chǎng)推動(dòng)技術(shù)相比，我國(guó)新技術(shù)、新理念應(yīng)用更強(qiáng)調(diào)政府主導(dǎo)，特別是建筑業(yè)從業(yè)人員龐大，對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著舉足輕重的作用，且建筑企業(yè)水平良莠不齊，更需要政府加強(qiáng)規(guī)范與引導(dǎo)。統(tǒng)一的 BIM 標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)施指南是建筑行業(yè)推廣 BIM 應(yīng)用的基礎(chǔ)，對(duì)于加快建筑業(yè)信息化改革具有很強(qiáng)的推進(jìn)作用。雖然我國(guó)已基本建立了BIM行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系，但出臺(tái)時(shí)間較晚，且與市場(chǎng)有一定脫節(jié)。應(yīng)當(dāng)出臺(tái)符合中國(guó)實(shí)際，有指導(dǎo)性的政策。

3.2.2盡快完善BIM應(yīng)用中的知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題

知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題一直是影響B(tài)IM應(yīng)用的重要癥結(jié)，直接導(dǎo)致信息孤島。一是要明確BIM知識(shí)產(chǎn)權(quán)界定，目前因?yàn)榻缍ú磺?，?dǎo)致設(shè)計(jì)、施工、造價(jià)、管理中的BIM團(tuán)隊(duì)各自為戰(zhàn)，互不兼容，增加了各單位經(jīng)濟(jì)成本與溝通成本，需要盡快明確各階段的BIM成果的歸屬問題，方便各單位在工程各階段中溝通，并妥善處理糾紛。二是要明確BIM知識(shí)產(chǎn)權(quán)收益，當(dāng)今BIM收益過低是導(dǎo)致應(yīng)用有限的重要原因，對(duì)于BIM團(tuán)隊(duì)的收益分成一直缺少明確規(guī)定，導(dǎo)致工作積極性缺乏，人員動(dòng)力不足，長(zhǎng)期處于吃力不討好的狀態(tài)，建議根據(jù)項(xiàng)目難易程度，BIM發(fā)揮作用，制定收益分成的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)良性發(fā)展。

3.3優(yōu)化軟件與接口標(biāo)準(zhǔn)

3.3.1加強(qiáng)軟件研發(fā)

與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家上千種常用軟件相比，而我國(guó)自主研發(fā)的僅有PKPM、廣聯(lián)達(dá)等少量幾款軟件，后發(fā)劣勢(shì)明顯。國(guó)產(chǎn)軟件的缺失，造成BIM 技術(shù)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用發(fā)展受到一定的限制。國(guó)內(nèi)軟件目前僅局限在建筑建模和造價(jià)方面，在關(guān)鍵性的材料、成本和運(yùn)維管理等方面目前缺乏簡(jiǎn)單高效的操作軟件，這直接導(dǎo)致BIM應(yīng)用受到巨大限制，而軟件的研發(fā)往往需要3至5 年甚至更長(zhǎng)時(shí)間，這方面我國(guó)后發(fā)劣勢(shì)明顯。而受限于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與建設(shè)模式的不同，外國(guó)軟件無法直接嫁接使用，需要進(jìn)一步鼓勵(lì)技術(shù)力量強(qiáng)的企業(yè)、高校參與軟件研發(fā)，打開局面。對(duì)于研發(fā)單位，應(yīng)當(dāng)提供嚴(yán)格的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，以法律為準(zhǔn)繩，打擊國(guó)產(chǎn)BIM軟件的盜版打擊力度，確保研發(fā)單位獲得足夠的收益。

3.3.2優(yōu)化庫族與構(gòu)件

目前不僅BIM軟件不夠豐富，并且軟件中的庫族與構(gòu)件不豐富，建模困難，錯(cuò)誤百出，模型與實(shí)際應(yīng)用不匹配，需要從業(yè)人員反復(fù)校對(duì)，也在一定程度上影響了行業(yè)的健康發(fā)展。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步優(yōu)化軟件應(yīng)用，目前軟件族庫及構(gòu)件不健全，不同軟件標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，影響了軟件應(yīng)用效率，需要建筑管理部門規(guī)范各個(gè)軟件之間的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步豐富軟件庫族與構(gòu)件。

結(jié)語：

本文通過對(duì)建筑行業(yè)BIM應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，查閱相關(guān)資料，并與建筑行業(yè)管理部門交流，得出了BIM技術(shù)具有可視化、模擬性、優(yōu)化性的特征，認(rèn)為BIM對(duì)建筑施工企業(yè)，具有加強(qiáng)協(xié)商能力、深化設(shè)計(jì)、模擬施工進(jìn)度、優(yōu)化全過程工程管理等特點(diǎn)。同時(shí)也存在一系列問題，主要是各個(gè)階段應(yīng)用鏈條不銜接;軟件應(yīng)用困難，標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一晚，推動(dòng)深度不足;短期成本高昂，經(jīng)濟(jì)效益不明顯。針對(duì)這些問題，應(yīng)當(dāng)從行業(yè)生態(tài)、法律法規(guī)、軟件適配等三個(gè)方面進(jìn)行改善。

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