BIM在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀概論

章學(xué)軍，金泓帆

（1、廣東省建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司 廣州 510500；2、廣東省建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測(cè)總站有限公司廣州 510500；3、廣東建科創(chuàng)新技術(shù)研究院有限公司 廣東中山 528400）

0 引言

建筑信息模型（Building Information Modeling，簡(jiǎn)稱BIM）的思想源于20 世紀(jì)70 年代由EASTMAN 提出的“基于計(jì)算機(jī)的建筑繪圖”，與傳統(tǒng)的平面圖紙相比，這種基于計(jì)算機(jī)的建筑繪圖模型更容易更新，還可以直接觀察空間沖突［1］。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，美國(guó)國(guó)家BIM 標(biāo)準(zhǔn)（The US National Building Information Modeling Standard）將BIM 定義為設(shè)施物理和功能特征的虛擬或數(shù)字表示。BIM 從一開(kāi)始就充當(dāng)設(shè)施所有利益相關(guān)者的共享知識(shí)庫(kù)。物理特征包括建筑設(shè)計(jì)或施工圖，而功能特征包括結(jié)構(gòu)分析、排序或眾多其他模擬［2］。在英國(guó)，以BIM 為典型代表的數(shù)字化建造，也被認(rèn)為是解決建筑業(yè)難以實(shí)現(xiàn)批量化和標(biāo)準(zhǔn)化的重要途徑［3］。BIM 技術(shù)在進(jìn)入我國(guó)后，其含義經(jīng)歷了3 個(gè)時(shí)期的變化，分別是Building Information Model、Building Information Modeling、Building Information Management，其對(duì)應(yīng)的認(rèn)知分別是工程項(xiàng)目設(shè)施的實(shí)體表達(dá)、工程項(xiàng)目設(shè)施的全過(guò)程數(shù)字化表達(dá)（信息的持續(xù)匯聚）、基于工程項(xiàng)目設(shè)施的數(shù)字化表達(dá)進(jìn)行的全過(guò)程管理。目前BIM 的應(yīng)用已為解決建筑全生命周期面臨的“信息孤島”和“信息斷層”問(wèn)題帶來(lái)了新的思路和方法［4-5］。由此可見(jiàn)，BIM是一種可共享的知識(shí)資源，能為建筑設(shè)施從概念開(kāi)始的全生命周期的所有決策提供可靠依據(jù)，并在項(xiàng)目不同階段不同利益相關(guān)方中，通過(guò)在BIM 中插入、提取、更新和修改信息以支持和反映其各自職責(zé)的協(xié)同作業(yè)過(guò)程。

根據(jù)《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035 年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》、《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，建筑業(yè)已進(jìn)入加快轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵期，從“量”的擴(kuò)張轉(zhuǎn)向?yàn)椤百|(zhì)”的提升，其首要任務(wù)是智能建造和新型建筑工業(yè)化的協(xié)同發(fā)展。深度分析建筑信息模型（BIM）在政策標(biāo)準(zhǔn)上的不斷完善，分析其在工程全生命周期的集成應(yīng)用，探尋推進(jìn)過(guò)程中的應(yīng)用障礙，對(duì)推動(dòng)我國(guó)建筑業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型具有重要的研究意義。

1 國(guó)內(nèi)政策及標(biāo)準(zhǔn)的變化

BIM 作為國(guó)家建設(shè)行政主管部門層面的首次發(fā)聲，源于2011 年5 月10 日住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)的《2011-2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》，綱要中共9次提到BIM 技術(shù)，強(qiáng)調(diào)“十二五”期間，基本實(shí)現(xiàn)建筑企業(yè)信息系統(tǒng)的普及應(yīng)用。綱要將BIM 作為建筑企業(yè)信息化系統(tǒng)的重要組成部分，加速推動(dòng)建筑業(yè)信息化建設(shè)。

2014年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)建筑業(yè)發(fā)展和改革的若干意見(jiàn)》中指出，推進(jìn)建筑信息模型（BIM）等信息技術(shù)在工程設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)全過(guò)程的應(yīng)用，明確了BIM 的應(yīng)用主要階段，并為市場(chǎng)試點(diǎn)提供了建議應(yīng)用場(chǎng)景。

2015年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)《關(guān)于印發(fā)推進(jìn)建筑信息模型應(yīng)用指導(dǎo)意見(jiàn)的通知》，意見(jiàn)明確了2020年建筑業(yè)相關(guān)龍頭企業(yè)在BIM 與信息化集成建設(shè)方向，為建筑企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型奠定基礎(chǔ)，同時(shí)為BIM 的推廣應(yīng)用，鼓勵(lì)適用項(xiàng)目的類型和范圍。

2016 年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部在《關(guān)于印發(fā)2016－2020 年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要的通知》中不僅將BIM的應(yīng)用階段向勘察階段進(jìn)行延展，并首次提出了勘察、設(shè)計(jì)階段宜采用的BIM 相關(guān)應(yīng)用點(diǎn)。在新綱要發(fā)布后，施工企業(yè)BIM 應(yīng)用熱情高漲，每年全國(guó)各類BIM 大賽，施工組參賽作品無(wú)論是質(zhì)量還是數(shù)量都得到極大地提升。

隨后國(guó)務(wù)院辦公廳在《關(guān)于促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見(jiàn)》中要求加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)應(yīng)用，加快推進(jìn)建筑信息模型（BIM）技術(shù)在規(guī)劃、勘察、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)維護(hù)全過(guò)程的集成應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)項(xiàng)目全生命周期數(shù)據(jù)共享和信息化管理，為項(xiàng)目方案優(yōu)化和科學(xué)決策提供依據(jù)。該意見(jiàn)也是國(guó)務(wù)院首次對(duì)建筑業(yè)在BIM應(yīng)用上提出應(yīng)用要求，為后續(xù)推進(jìn)建筑業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，構(gòu)建數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2020年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合多部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推動(dòng)智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》、《關(guān)于加快新型建筑工業(yè)化發(fā)展的若干意見(jiàn)》。兩份文件督促建筑業(yè)的工業(yè)化升級(jí)發(fā)展，在建造全過(guò)程加大與BIM 等新技術(shù)的集成與創(chuàng)新應(yīng)用。強(qiáng)調(diào)在發(fā)展BIM 技術(shù)創(chuàng)新同時(shí)，在行業(yè)管理和底層技術(shù)核心也提出具體要求。意見(jiàn)對(duì)行業(yè)管理部門提出要求，要求推進(jìn)試點(diǎn)基于BIM 報(bào)建審批和施工圖BIM審圖模式。同時(shí)，受國(guó)際環(huán)境局勢(shì)的影響，技術(shù)上也強(qiáng)調(diào)需要提升自主可控BIM 技術(shù)的沉淀，支持BIM 底層平臺(tái)軟件的研發(fā)，通過(guò)提升底層技術(shù)的自研能力為產(chǎn)業(yè)升級(jí)保駕護(hù)航。

在近期住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)的《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，規(guī)劃中要夯實(shí)以BIM 為代表的標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字化基礎(chǔ)，推動(dòng)工程建設(shè)全過(guò)程數(shù)字化成果的交付和應(yīng)用。規(guī)劃的提出，將在接下來(lái)的幾年中促進(jìn)一批BIM 軟件骨干開(kāi)發(fā)企業(yè)孵化和專業(yè)人才的培養(yǎng)，為更多企業(yè)提供基于BIM的云服務(wù)提供指引。

政策可見(jiàn)對(duì)BIM 的態(tài)度從最開(kāi)始的信息化試點(diǎn)到成熟的標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)、人才三維體系的建設(shè)已日益完善，將BIM作為建筑業(yè)數(shù)字化發(fā)展的核心。

標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)方面，2012 年以來(lái)，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部已陸續(xù)發(fā)布了6份BIM國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，分別為應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)、存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、交付標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和施工應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)［6］。根據(jù)“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃，后續(xù)還將完善數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)、信息交換標(biāo)準(zhǔn)，持續(xù)推進(jìn)BIM 與生產(chǎn)系統(tǒng)、項(xiàng)目管理系統(tǒng)、建筑產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的集成應(yīng)用。同時(shí)各地市再根據(jù)當(dāng)?shù)匕l(fā)展需求進(jìn)行完善，如表1所示，目前BIM在推廣中已建立國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)四級(jí)體系。

表1 國(guó)內(nèi)部分BIM標(biāo)準(zhǔn)情況Tab.1 Some Domestic BIM Standard Status

2 BIM在國(guó)內(nèi)典型項(xiàng)目中的應(yīng)用成果分析

BIM 在實(shí)際推廣中已初見(jiàn)成效，以廣東省BIM 應(yīng)用大賽為例，自2016 年起至今，已舉辦3 屆，由圖1 可見(jiàn)，第三屆相較于第二屆，參與作品增長(zhǎng)53%，其中施工組增長(zhǎng)60%，設(shè)計(jì)組增長(zhǎng)23%，造價(jià)組增長(zhǎng)333%，開(kāi)發(fā)組增長(zhǎng)113%。從增長(zhǎng)的方向看，與政策發(fā)布的引導(dǎo)方向時(shí)間節(jié)點(diǎn)吻合，經(jīng)過(guò)近7 年的政策引導(dǎo)和市場(chǎng)活動(dòng)宣傳，BIM應(yīng)用除在設(shè)計(jì)階段的廣泛應(yīng)用外，對(duì)施工企業(yè)、造價(jià)咨詢企業(yè)及自主研發(fā)領(lǐng)域，已獲得市場(chǎng)廣泛認(rèn)可并有效激發(fā)企業(yè)參與相關(guān)領(lǐng)域的市場(chǎng)活動(dòng)。

圖1 參賽作品數(shù)量Fig.1 The Number of Entries

由圖2可見(jiàn)，在獲獎(jiǎng)項(xiàng)目類型分布上，房建類和基礎(chǔ)設(shè)施類項(xiàng)目占比略有下滑，水利工程略有上升，同時(shí)新增輸變電類工程和CIM 類項(xiàng)目。獲獎(jiǎng)作品在細(xì)分應(yīng)用上更加多元化。

圖2 獲獎(jiǎng)作品分析Fig.2 Analysis of Award-winning Works

在應(yīng)用成熟度上，設(shè)計(jì)階段主流的應(yīng)用點(diǎn)包括：管線綜合、碰撞檢查、凈高分析、深化設(shè)計(jì)、BIM 出圖、性能及疏散分析、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件庫(kù)、支吊架排布。施工階段主要應(yīng)用點(diǎn)包括三維交底、施工計(jì)劃或施工工藝模擬、工程量統(tǒng)計(jì)、基于模型的質(zhì)量安全管理、施工場(chǎng)地布置、資料協(xié)同、進(jìn)度確認(rèn)，VR安全培訓(xùn)［7］。

在全過(guò)程管理咨詢上，BIM 協(xié)同管理已成為一種全新的管理模式，將全過(guò)程工程咨詢管理模式搭建在能各方協(xié)同的BIM 信息化平臺(tái)上，通過(guò)BIM 協(xié)同平臺(tái)實(shí)現(xiàn)信息共享，進(jìn)行一對(duì)多發(fā)送［8］，使信息能夠?qū)崟r(shí)傳遞給相關(guān)方，并確保各方獲取的版本一致。

運(yùn)營(yíng)階段，目前行業(yè)主要通過(guò)模型在云端集成傳統(tǒng)智慧樓宇系統(tǒng)，監(jiān)控樓宇能源、應(yīng)急、消防、監(jiān)控、空間、資產(chǎn)、公共安全等［9］，在國(guó)內(nèi)少數(shù)優(yōu)秀的商業(yè)項(xiàng)目中，已初步具備通過(guò)BIM 交互信息，實(shí)現(xiàn)提供智慧化場(chǎng)景的商業(yè)運(yùn)營(yíng)服務(wù)。

3 當(dāng)前制約BIM發(fā)展的主要障礙

BIM在我國(guó)的推廣應(yīng)用主要存在以下障礙：

⑴BIM 政策、法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)體系不完整。缺少一條由報(bào)規(guī)、報(bào)建、審圖、歸檔等關(guān)鍵環(huán)節(jié)構(gòu)成的，以BIM 取代二維藍(lán)圖的可行途徑，為滿足法律法規(guī)要求，BIM 必須與傳統(tǒng)的二維模式并行工作，目前只能作為輔助手段來(lái)滿足試點(diǎn)應(yīng)用需求，或者作為補(bǔ)充資料，無(wú)法替代傳統(tǒng)需求文件進(jìn)行驗(yàn)收歸檔，提高了使用成本。宜通過(guò)試點(diǎn)，形成完整的BIM 法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)體系，認(rèn)可BIM 成果文件的法律效力，為BIM 應(yīng)用推廣提供良好的行政環(huán)境。

⑵缺少對(duì)推廣應(yīng)用BIM 引起的產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)的引導(dǎo)。BIM設(shè)計(jì)需要更多投入。BIM設(shè)計(jì)帶來(lái)設(shè)計(jì)質(zhì)量提升，還帶來(lái)新價(jià)值，而獲得價(jià)值的是產(chǎn)業(yè)鏈下游，應(yīng)提高BIM設(shè)計(jì)資費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。由于建設(shè)單位往往只重視眼前利益，對(duì)于高質(zhì)量的設(shè)計(jì)服務(wù)并未給出相應(yīng)的溢價(jià)，降低了設(shè)計(jì)單位通過(guò)正向設(shè)計(jì)提升服務(wù)質(zhì)量的熱情。施工招標(biāo)階段，招標(biāo)人應(yīng)以接近BIM 設(shè)計(jì)模型計(jì)算合理成本加上合理利潤(rùn)選擇具備BIM 應(yīng)用能力的中標(biāo)人。當(dāng)前市面上采用的EPC 模式，主要還是以設(shè)計(jì)加總承包聯(lián)合體形式提供服務(wù)，行業(yè)主管部門可通過(guò)引導(dǎo)基于BIM 的正向設(shè)計(jì)加總承包模式，鼓勵(lì)建設(shè)單位將BIM帶來(lái)的優(yōu)化部分節(jié)省下來(lái)的費(fèi)用作為給EPC總承包的激勵(lì)，也有助于基于BIM的新產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建。

⑶缺乏強(qiáng)制體制機(jī)制措施。由于BIM 的推廣應(yīng)用不是僅限于住建系統(tǒng)下獨(dú)立推廣即可，還需要審計(jì)、財(cái)政、交通、自然資源等部門的配合，由于在省、市兩級(jí)缺乏省政府或市政府發(fā)文，行政主管部門之間協(xié)調(diào)不充分，無(wú)法有效引導(dǎo)行業(yè)創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展，導(dǎo)致項(xiàng)目相關(guān)上下游企業(yè)在應(yīng)用創(chuàng)新上僅聚焦于自身主要業(yè)務(wù)，對(duì)于模型傳遞過(guò)程中的跨階段、跨專業(yè)應(yīng)用未實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。

⑷企業(yè)BIM 應(yīng)用兩極分化嚴(yán)重。受新技術(shù)的創(chuàng)新資源投入限制，BIM 應(yīng)用較為成熟的區(qū)域主要集中在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、固定資產(chǎn)投資較大的區(qū)域。同時(shí)有完整產(chǎn)業(yè)鏈的大型企業(yè)相較于單階段的企業(yè)在BIM 全生命周期應(yīng)用，成果更多，集成性更強(qiáng)，協(xié)同性更優(yōu)。但仍然缺乏BIM在檢測(cè)監(jiān)測(cè)、新城建中的應(yīng)用案例。

⑸缺乏BIM 人才的培養(yǎng)體系［10］。市場(chǎng)對(duì)BIM 人才需求除了只掌握BIM 技術(shù)的設(shè)計(jì)人員，目前缺口較大的包括BIM 應(yīng)用人才和數(shù)字建筑應(yīng)用人才。在企業(yè)內(nèi)部人才建設(shè)上，缺乏高水平大學(xué)針對(duì)企業(yè)BIM 應(yīng)用需求的技術(shù)人才培養(yǎng)模式，難以培養(yǎng)出具備綜合BIM應(yīng)用能力的管理人才。

⑹BIM 相關(guān)自主可控產(chǎn)品不強(qiáng)，兼容能力弱［11］。目前自主可控的BIM 設(shè)計(jì)軟件缺失，主流應(yīng)用的國(guó)外軟件存在數(shù)據(jù)安全問(wèn)題及設(shè)計(jì)深度與我國(guó)國(guó)情下施工出圖深度、使用習(xí)慣不符的問(wèn)題，額外增加了設(shè)計(jì)人員工作量。國(guó)內(nèi)相關(guān)應(yīng)用研發(fā)也主要依托于國(guó)外軟件為基礎(chǔ)進(jìn)行的二次開(kāi)發(fā)工作，自主研發(fā)產(chǎn)品少且存在山頭主義，難以互聯(lián)互通及數(shù)據(jù)共享，產(chǎn)生應(yīng)用障礙，造成資源浪費(fèi)。

4 結(jié)論

經(jīng)過(guò)理論研究、標(biāo)準(zhǔn)制定、應(yīng)用推廣、技術(shù)創(chuàng)新等一系列過(guò)程，BIM 應(yīng)用已步入深水區(qū)，從工具應(yīng)用向企業(yè)及項(xiàng)目數(shù)字化管理方向、產(chǎn)業(yè)重構(gòu)發(fā)展。雖然在BIM 應(yīng)用還存在諸多局限性，但從建筑業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，BIM 技術(shù)升級(jí)和深化應(yīng)用會(huì)是一個(gè)持續(xù)且不斷完善的過(guò)程。因此，需要加強(qiáng)政、產(chǎn)、學(xué)、研、用的資源互補(bǔ)，將建筑工程、工程項(xiàng)目管理、計(jì)算機(jī)科學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)性融合，充分總結(jié)分析國(guó)內(nèi)外應(yīng)用推廣過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，聚焦解決當(dāng)前制約BIM 發(fā)展的核心障礙，推進(jìn)我國(guó)BIM 普及應(yīng)用。同時(shí)建筑企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)基于BIM 的項(xiàng)目管理和企業(yè)管理研究，從管理數(shù)據(jù)和經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)中進(jìn)行沉淀，從數(shù)據(jù)要效益。企業(yè)應(yīng)加大數(shù)字建筑人才儲(chǔ)備，通過(guò)技能培訓(xùn)逐步提升全員BIM 應(yīng)用意識(shí)和應(yīng)用技能，培養(yǎng)符合企業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的數(shù)字建筑人才。BIM 將作為城市信息模型（CIM）、智慧城市的基礎(chǔ)單元，高質(zhì)量的BIM 模型信息將為城市數(shù)字化規(guī)劃、智慧化治理提供重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。