建筑工程施工企業(yè)應(yīng)用BIM技術(shù)的問題與措施

文／朱麗佳 杭州錢塘新區(qū)建設(shè)投資集團(tuán)有限公司 浙江杭州 311228

1、BIM 對建筑企業(yè)的應(yīng)用價值

1.1 可視化加強協(xié)商能力

人們對三維模型的理解能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)強于二維圖紙，BIM 技術(shù)基于三維可視化模型，因此對于任何參與人員，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)計意圖。基于對項目內(nèi)容的充分理解，各參與方可以把本專業(yè)模型及各項數(shù)據(jù)信息及時共享到該統(tǒng)一平臺上，實現(xiàn)項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，模擬施工進(jìn)度

由二維圖紙生成的三維模型可以對施工進(jìn)行模擬，由于平面圖紙的局限性，二維CAD 圖紙往往會造成施工時管線與構(gòu)件之間、管線之間的碰撞，且難以在設(shè)計階段解決?；?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)籌考慮時間要素的4D 特性可以對施工進(jìn)度進(jìn)行模擬，把建筑構(gòu)件與進(jìn)度計劃進(jìn)行無縫連接，提前發(fā)現(xiàn)問題，實現(xiàn)項目的施工進(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)控制人材機需用量，實現(xiàn)精細(xì)化成本管理和材料采購實時更新，大幅度降低材料浪費，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、云計算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及城市移動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、揚塵、噪音等環(huán)保指數(shù)、人員防疫信息等各項要素均可以可視化展示，并實時更新，一體化滿足施工各項要求。項目運行維護(hù)階段，BIM 技術(shù)也極大的提高了管理效率，對傳統(tǒng)運維模式實現(xiàn)了巨大提升， BIM 技術(shù)與RFID 技術(shù)深度結(jié)合，可對工程隱蔽部位的材料設(shè)備進(jìn)行實時跟蹤、監(jiān)控，實現(xiàn)了構(gòu)件全生命周期的實時檢測與靈活替換。

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)入國內(nèi)雖然時間不長，但已得到較廣泛的應(yīng)用，與此同時也面臨一系列問題，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)計與施工脫節(jié)

我國工程開展一般以項目為依托，設(shè)計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立的、具有臨時性質(zhì)的項目部，項目結(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，或在市場上選擇BIM 設(shè)計公司。盡管BIM 技術(shù)的廣泛應(yīng)用主要局限在設(shè)計階段，但設(shè)計方和施工方無隸屬關(guān)系，且往往溝通不暢，加之BIM 應(yīng)用缺少知識產(chǎn)權(quán)界定與保障，設(shè)計方一般只給施工方二維圖紙，施工單位的項目部并不能從設(shè)計單位直接得到 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)隊重新建模，工程量巨大，耗時耗力且成本高昂。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)動修改，否則將面臨巨大的違約、甚至違法風(fēng)險。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模型可以加深對工程的直觀理解，但對于BIM 技術(shù)對工程進(jìn)度的形象管理、全過程造價控制方面的強大生產(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)濟效益不明顯。

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

2.2.1 國產(chǎn)BIM 軟件發(fā)展滯后

BIM 技術(shù)引入我國是從21世紀(jì)初葉開始，僅有十余年時間，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 機電分析軟件、PKPM 結(jié)構(gòu)分析軟件、廣聯(lián)達(dá)造價軟件，但是核心建模軟件、方案設(shè)計軟件、與 BIM 接口的幾何造型軟件、可視化軟件、模型檢查軟件及運營管理軟件的開發(fā)尚且處于空白狀態(tài)。由于國內(nèi)外工程標(biāo)準(zhǔn)、建筑理念的不同，國外先進(jìn) BIM 軟件并不能直接嫁接使用。且國內(nèi)軟件之間各種庫、接口、模型嚴(yán)重不匹配，對各種構(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, 而自動連接的彎頭與實際情況不符, 無法實現(xiàn)兩段彎管。

2.2.2 政策推動深度不足

BIM 技術(shù)并非我國本土產(chǎn)生的技術(shù)變革，而是學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國家先進(jìn)生產(chǎn)方式的舶來品，與我國傳統(tǒng)的設(shè)計、施工模式存在較大水土不服，住建部與各省市出臺多項措施，進(jìn)行強力推廣。與國外相比，我國的BIM 應(yīng)用推廣更依賴政府主導(dǎo)，由政策推動市場發(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各項政策，累計有幾十項，推動BIM 技術(shù)應(yīng)用推廣。但這些政策依然主要局限在設(shè)計階段，未能改變傳統(tǒng)的設(shè)計、施工模式，使得BIM 技術(shù)仍然是傳統(tǒng)設(shè)計方式的依附，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)濟效益不明顯

2.3.1 軟件、硬件成本高

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

2.3.2 人員費用高

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)主方處于絕對優(yōu)勢地位，設(shè)計單位處于非強勢地位，BIM團(tuán)隊更是只作為設(shè)計中的一個環(huán)節(jié)存在。由于傳統(tǒng)建筑施工流程對BIM 適配性差，各個部門普遍認(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)隊獲得的資源和重視程度不高，從事意愿低。另一方面團(tuán)隊公司需要對工作人員進(jìn)行培訓(xùn)，但培訓(xùn)費用較高，新興技術(shù)的推廣需要較多的前期投入，風(fēng)險與收益并存，企業(yè)需要對比進(jìn)行權(quán)衡，在收益不明顯時除非業(yè)主方明確要求，否則建筑企業(yè)不會主動應(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)，加強國際交流，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、趕工期，亂修改等現(xiàn)象，甚至不乏先施工，后補設(shè)計的行業(yè)亂象。經(jīng)過近十余年的整治，我國建筑行業(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)橛行颍x有序到精細(xì)仍有很長路要走。一方面“中國速度”震驚世界，中國的土木工程建設(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，競爭慘烈，業(yè)主方（甲方）以外的建設(shè)部門普遍待遇低、工作強度大，導(dǎo)致近些年從業(yè)人員逆向淘汰嚴(yán)重，低價競標(biāo)嚴(yán)重擾亂市場秩序，設(shè)計和施工的技術(shù)水平進(jìn)步緩慢。這是BIM先進(jìn)技術(shù)在我國推廣困難的大環(huán)境因素。針對這種現(xiàn)象，一是要優(yōu)化行業(yè)秩序，整治不正當(dāng)競爭的亂象。做優(yōu)、做強一批技術(shù)專精、業(yè)務(wù)專業(yè)的行業(yè)骨干企業(yè)，做好示范，同時加強對低價投標(biāo)等擾亂市場秩序行為的整治力度，倒逼全行業(yè)技術(shù)進(jìn)步升級。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、施工技術(shù)人員的待遇水平和行業(yè)忠誠度，整治撈快錢的風(fēng)氣。

3.1.2 加強國際交流，強化部門銜接

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

針對問題最大的各行業(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，加強全周期應(yīng)用。一是設(shè)立聯(lián)席會議機制，在中標(biāo)之后開始設(shè)計之前，由設(shè)計、施工、造價、運維等各個部門成立BIM 聯(lián)席會議機制，結(jié)合我國實際情況，建議以設(shè)計單位為主導(dǎo)，落實全生命周期的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。二是從大型項目開始試點全生命周期BIM 應(yīng)用機制，由于大型項目的設(shè)計、施工單位技術(shù)力量更強，溝通更多，提供的經(jīng)濟效益更為可觀，可以有效的為全行業(yè)試點，培育我國的BIM 全生命周期應(yīng)用機制。

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

3.2.1 出臺更符合中國實際的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

與發(fā)達(dá)國家市場推動技術(shù)相比，我國新技術(shù)、新理念應(yīng)用更強調(diào)政府主導(dǎo)，特別是建筑業(yè)從業(yè)人員龐大，對國家經(jīng)濟發(fā)展有著舉足輕重的作用，且建筑企業(yè)水平良莠不齊，更需要政府加強規(guī)范與引導(dǎo)。統(tǒng)一的 BIM 標(biāo)準(zhǔn)和實施指南是建筑行業(yè)推廣 BIM 應(yīng)用的基礎(chǔ)，對于加快建筑業(yè)信息化改革具有很強的推進(jìn)作用。雖然我國已基本建立了BIM 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系，但出臺時間較晚，且與市場有一定脫節(jié)。應(yīng)當(dāng)出臺符合中國實際，有指導(dǎo)性的政策。

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

知識產(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 知識產(chǎn)權(quán)界定，目前因為界定不清，導(dǎo)致設(shè)計、施工、造價、管理中的BIM 團(tuán)隊各自為戰(zhàn)，互不兼容，增加了各單位經(jīng)濟成本與溝通成本，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，對于BIM團(tuán)隊的收益分成一直缺少明確規(guī)定，導(dǎo)致工作積極性缺乏，人員動力不足，長期處于吃力不討好的狀態(tài)，建議根據(jù)項目難易程度，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 加強軟件研發(fā)

與國外發(fā)達(dá)國家上千種常用軟件相比，而我國自主研發(fā)的僅有PKPM、廣聯(lián)達(dá)等少量幾款軟件，后發(fā)劣勢明顯。國產(chǎn)軟件的缺失，造成BIM 技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用發(fā)展受到一定的限制。國內(nèi)軟件目前僅局限在建筑建模和造價方面，在關(guān)鍵性的材料、成本和運維管理等方面目前缺乏簡單高效的操作軟件，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年甚至更長時間，這方面我國后發(fā)劣勢明顯。而受限于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與建設(shè)模式的不同，外國軟件無法直接嫁接使用，需要進(jìn)一步鼓勵技術(shù)力量強的企業(yè)、高校參與軟件研發(fā)，打開局面。對于研發(fā)單位，應(yīng)當(dāng)提供嚴(yán)格的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)，以法律為準(zhǔn)繩，打擊國產(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，錯誤百出，模型與實際應(yīng)用不匹配，需要從業(yè)人員反復(fù)校對，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 對建筑施工企業(yè)，具有加強協(xié)商能力、深化設(shè)計、模擬施工進(jìn)度、優(yōu)化全過程工程管理等特點。同時也存在一系列問題，主要是各個階段應(yīng)用鏈條不銜接；軟件應(yīng)用困難，標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一晚，推動深度不足；短期成本高昂，經(jīng)濟效益不明顯。針對這些問題，應(yīng)當(dāng)從行業(yè)生態(tài)、法律法規(guī)、軟件適配等三個方面進(jìn)行改善。