BIM 技術(shù)在中國應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)研究

周麗娜，周慶旭

（1.中核工程咨詢有限公司，北京 100037；2.中建二局安裝工程有限公司，北京 100176）

1 引言

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)是一種數(shù)字化建筑信息管理技術(shù)，其主要優(yōu)勢(shì)在于為相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)人士提供高度協(xié)同的工具，從而實(shí)現(xiàn)相關(guān)人員在設(shè)計(jì)、施工與運(yùn)維過程的集成式管理。在國內(nèi)，BIM 技術(shù)作為一種基于數(shù)字建筑模型的綜合應(yīng)用技術(shù)，能夠覆蓋項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營和運(yùn)維的全周期。BIM 技術(shù)旨在整合多學(xué)科信息進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、管理、運(yùn)維等各方協(xié)同[1]。

2011 年，在國家層面《2011—2015 年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》 文件首次將BIM 技術(shù)納入信息化標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)內(nèi)容；2015年，《關(guān)于推進(jìn)建筑信息模型應(yīng)用的指導(dǎo)意見》文件預(yù)期目標(biāo)：到2020 年年末，新立項(xiàng)項(xiàng)目成功應(yīng)用BIM 的比率達(dá)到90%；2022 年，《“十四五”住房和城鄉(xiāng)建設(shè)科技發(fā)展規(guī)劃》文件更是明確提出：推動(dòng)建筑信息化發(fā)展，助力建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，開展新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。在諸多大型建設(shè)項(xiàng)目中，BIM 技術(shù)在機(jī)場(chǎng)、高速鐵路和城市基礎(chǔ)設(shè)施等多領(lǐng)域得到深度運(yùn)用[2]。為了促進(jìn)BIM 技術(shù)在建筑行業(yè)的廣泛應(yīng)用，政府將其納入招投標(biāo)政策，要求企業(yè)在項(xiàng)目管理過程中充分利用BIM 技術(shù)。除此之外，政府還制定了一系列BIM 標(biāo)準(zhǔn)綱要，以規(guī)范該技術(shù)在各個(gè)建設(shè)項(xiàng)目階段的應(yīng)用，從而確保項(xiàng)目質(zhì)量達(dá)到高水平。這些措施均有助于進(jìn)一步推動(dòng)BIM 技術(shù)在國內(nèi)建筑行業(yè)的發(fā)展，提升整體競(jìng)爭(zhēng)力。

近年來，BIM 技術(shù)在國內(nèi)建筑行業(yè)中發(fā)展迅速。因此，本文探討國內(nèi)BIM 技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，剖析在BIM 技術(shù)實(shí)施過程中所面臨的問題，并探討其發(fā)展趨勢(shì)，旨在為BIM 技術(shù)在國內(nèi)的深度應(yīng)用與持續(xù)發(fā)展提供參考。

2 BIM 技術(shù)在國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 BIM 市場(chǎng)規(guī)模

如圖1 所示，BIM 技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用規(guī)模發(fā)展迅猛。自住建部在《2016—2020 年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》文件提出重點(diǎn)推進(jìn)包括BIM 在內(nèi)五大信息技術(shù)發(fā)展以來，BIM 技術(shù)在國內(nèi)步入了高速增長階段。從2016 年的40.5 億元增長至2019 年的88.5 億元，年復(fù)合增長率高達(dá)31.0%。在國家的帶動(dòng)和引領(lǐng)下，各地區(qū)紛紛出臺(tái)多項(xiàng)政策，以深入支持推進(jìn)BIM 技術(shù)應(yīng)用。自2019 年以來，BIM 技術(shù)發(fā)展進(jìn)一步加速，預(yù)計(jì)2020—2025 年年復(fù)合增長率將達(dá)到41.3%。2020 年，《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》明確指出，當(dāng)前的重點(diǎn)任務(wù)是加快推進(jìn)建筑信息模型（BIM）等新技術(shù)的集成與創(chuàng)新應(yīng)用。

圖1 國內(nèi)BIM 行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模[3]

雖然相較于歐美國家，我國的BIM 技術(shù)起步較晚，但由于政策標(biāo)準(zhǔn)體系與市場(chǎng)環(huán)境的持續(xù)完善，BIM 技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)認(rèn)可度已逐步提升。在這樣的背景下，預(yù)計(jì)國內(nèi)BIM 行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將繼續(xù)保持快速增長態(tài)勢(shì)。

2.2 BIM 應(yīng)用點(diǎn)分析

如圖2 所示，BIM 技術(shù)在設(shè)計(jì)階段平均應(yīng)用占比為27.85%，施工階段平均應(yīng)用占比為57.21%，而運(yùn)維階段應(yīng)用占比僅為24.67%。盡管BIM 技術(shù)在國內(nèi)已廣泛應(yīng)用于設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營運(yùn)維等過程，但應(yīng)用分布仍呈現(xiàn)不均衡現(xiàn)象。為了進(jìn)一步刺激BIM 技術(shù)在國內(nèi)設(shè)計(jì)、運(yùn)維階段的應(yīng)用，有必要加強(qiáng)相關(guān)政策支持、技術(shù)推廣和人員培訓(xùn)等方面的工作，以實(shí)現(xiàn)各階段應(yīng)用的均衡發(fā)展。

圖2 BIM 開展應(yīng)用數(shù)據(jù)占比及BIM 新增應(yīng)用點(diǎn)數(shù)據(jù)占比[4]

基于BIM 技術(shù)的碰撞檢測(cè)、圖紙會(huì)審及交底、專項(xiàng)施工方案模擬以及機(jī)電深化設(shè)計(jì)等相對(duì)成熟應(yīng)用點(diǎn)被廣泛采用（均超70%）。此外，基于BIM 的投標(biāo)方案模擬、鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)、進(jìn)度控制、質(zhì)量控制、安全管理和工程量計(jì)算等與傳統(tǒng)方法相比具有明顯優(yōu)勢(shì)的應(yīng)用點(diǎn)也占有較高比例（50%～70%）。在應(yīng)用BIM 技術(shù)超過3 年的企業(yè)中，新增BIM 技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)主要集中在施工階段（均值37.4%）。這表明，施工階段仍然是BIM 技術(shù)應(yīng)用主導(dǎo)過程，并且預(yù)計(jì)BIM 技術(shù)在施工階段應(yīng)用比例將持續(xù)上升。因此，為了最大化推動(dòng)BIM 技術(shù)在建筑行業(yè)應(yīng)用效益，必須關(guān)注并優(yōu)化施工階段的技術(shù)實(shí)施與應(yīng)用，進(jìn)一步提升BIM 技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用效率和水平。

2.3 BIM 行業(yè)政策

在國家層面，2011 年，《2011—2015 年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》 發(fā)布以來，BIM 被納入國家級(jí)信息化標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)內(nèi)容，進(jìn)而開啟BIM 技術(shù)在中國的發(fā)展歷程。2015 年，住建部《關(guān)于推進(jìn)建筑信息模型應(yīng)用的指導(dǎo)意見》 文件明確指出：截至2020年，實(shí)現(xiàn)BIM 與企業(yè)管理系統(tǒng)及其他信息技術(shù)的一體化集成應(yīng)用同時(shí)，要求以國有資金投資為主的大中型建筑項(xiàng)目在勘察、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維階段的BIM 集成應(yīng)用占比達(dá)到90%。2016 年，《2016—2020 年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》 將BIM 列為“十三五”建筑業(yè)重點(diǎn)推廣的五大信息技術(shù)之首，加速了一批示范性應(yīng)用工程的實(shí)施。2022 年，《城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域碳達(dá)峰實(shí)施方案》文件提出：借助BIM 技術(shù)和CIM 平臺(tái)等，推動(dòng)數(shù)字建筑、數(shù)字孿生城市建設(shè)，加快城鄉(xiāng)建設(shè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型[5]。這些政策措施不僅促進(jìn)BIM 技術(shù)在國內(nèi)普及和應(yīng)用，還突顯其在建筑智能化、數(shù)字化實(shí)踐中的重要地位。

在地方層面，北京、上海、廣東、深圳、湖南、福建、浙江等省市都發(fā)布了與BIM 相關(guān)扶持政策文件。這些文件包括《北京市推進(jìn)建筑信息模型應(yīng)用工作的指導(dǎo)意見（征求意見稿）》《上海市城鄉(xiāng)建設(shè)和管理“十三五”規(guī)劃》《黃浦區(qū)建筑節(jié)能和綠色建筑示范項(xiàng)目專項(xiàng)扶持辦法》 以及山東省住建廳發(fā)布的關(guān)于推動(dòng)新型建筑工業(yè)化全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的意見等[6]。相較于國家層面，地方制定的政策文件更具針對(duì)性、操作性，能夠針對(duì)各地實(shí)際情況為BIM 技術(shù)的應(yīng)用、推廣及發(fā)展提供明確的方向。

在2016 年及之前，國家和地方政策側(cè)重于BIM 推廣方案以及發(fā)展規(guī)劃。然而，自2017 年起，國家和地方政府發(fā)布的BIM 政策變得更加細(xì)致和具有實(shí)操性。如今，BIM 技術(shù)在工程建設(shè)領(lǐng)域得到了逐步實(shí)施，已經(jīng)成為建筑企業(yè)提高項(xiàng)目精細(xì)化水平和實(shí)現(xiàn)集約化管理的關(guān)鍵工具。隨著數(shù)字化進(jìn)程的加速，政府在推動(dòng)BIM 技術(shù)方面發(fā)揮著主導(dǎo)作用。國家和地方層面的優(yōu)惠政策進(jìn)一步加快了BIM 技術(shù)在國內(nèi)建筑行業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展。

2.4 BIM 實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)

首部國家級(jí)BIM 應(yīng)用基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 51212—2016《建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》于2016 年12 月由住建部發(fā)布，規(guī)定了建筑信息模型應(yīng)用的基本要求，填補(bǔ)了國內(nèi)BIM 技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)空白，并為BIM 技術(shù)在中國的進(jìn)一步發(fā)展和推廣奠定了基礎(chǔ)[7]。在建筑工程領(lǐng)域，5 項(xiàng)涵蓋模型存儲(chǔ)、編碼分類、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維交付的標(biāo)準(zhǔn)相繼發(fā)布。這些標(biāo)準(zhǔn)分別為GB/T 51269—2017 《建筑信息模型分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)》、GB/T 51235—2017《建筑信息模型施工應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》、JGJ/T 448—2018《建筑工程設(shè)計(jì)信息模型制圖標(biāo)準(zhǔn)》、GB/T 51301—2018《建筑信息模型設(shè)計(jì)交付標(biāo)準(zhǔn)》以及GB/T 51447—2021《建筑信息模型存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)》。

這些標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)意味著國家BIM 應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)3 個(gè)層次的體系初步建立，BIM 技術(shù)規(guī)范應(yīng)用將邁向一個(gè)新的高度。CJJ/T 315—2022《城市信息模型基礎(chǔ)平臺(tái)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》和《城市信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）》等標(biāo)準(zhǔn)的陸續(xù)實(shí)施說明：政府正積極推動(dòng)BIM 技術(shù)與城市信息模型（CIM）的深度融合，為智慧城市和數(shù)字孿生城市建設(shè)奠定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)應(yīng)用基礎(chǔ)。

隨著國家層面BIM 標(biāo)準(zhǔn)的逐步完善和普及，各地區(qū)如上海、深圳、河北等省市在國家標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，為本地制定更精細(xì)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)導(dǎo)則。截至2022 年年底，各省市已發(fā)布超過50 項(xiàng)BIM 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或?qū)t。BIM 應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)及導(dǎo)則不僅僅局限于建筑工程領(lǐng)域，而涵蓋包括軌道交通、市政道路、幕墻工程、隧道工程以及綜合管廊工程多項(xiàng)領(lǐng)域。因此，在推動(dòng)和實(shí)施BIM 技術(shù)時(shí)，應(yīng)充分考慮到其在各個(gè)領(lǐng)域獨(dú)特需求，以實(shí)現(xiàn)更高效、科學(xué)的管理與施工。

為了促進(jìn)BIM 市場(chǎng)良性發(fā)展和規(guī)范競(jìng)爭(zhēng)格局，上海、浙江和廣東等19 省市先后發(fā)布本地區(qū)的BIM 收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)包括上海的《關(guān)于本市保障性住房項(xiàng)目實(shí)施BIM 應(yīng)用及定價(jià)的通知》、浙江的《浙江省建筑信息模型（BIM）技術(shù)推廣費(fèi)用計(jì)價(jià)依據(jù)》以及廣東的《廣東省建筑信息模型（BIM）技術(shù)應(yīng)用費(fèi)用計(jì)價(jià)依據(jù)（正式稿）》，等等。制定地區(qū)性標(biāo)準(zhǔn)的目的在于確保BIM 服務(wù)的質(zhì)量和透明度，同時(shí)鼓勵(lì)BIM 企業(yè)在保持良性競(jìng)爭(zhēng)的同時(shí)，持續(xù)提升服務(wù)水平。此外，這些標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施對(duì)于BIM 技術(shù)在各地區(qū)的推廣和應(yīng)用具有積極影響，為相關(guān)技術(shù)的普及提供了強(qiáng)有力的保障。

3 存在的問題

3.1 BIM 管理模式有待轉(zhuǎn)變

由于當(dāng)前BIM 應(yīng)用產(chǎn)業(yè)盈利模式尚未明確，BIM 技術(shù)在建筑行業(yè)內(nèi)的良性發(fā)展仍面臨挑戰(zhàn)。首先，BIM 技術(shù)實(shí)施還需改變傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)、施工和管理模式，要求建筑企業(yè)和行業(yè)從根本上轉(zhuǎn)變思維方式和工作流程，提高協(xié)同合作和信息共享。其次，鑒于BIM 技術(shù)的復(fù)雜性和應(yīng)用難度，市場(chǎng)亟須優(yōu)化和簡(jiǎn)化技術(shù)工具，降低應(yīng)用門檻和成本。此外，從業(yè)人員在掌握新技術(shù)以及應(yīng)對(duì)應(yīng)用工具的復(fù)雜性方面還有不足，因此，需要加大技術(shù)培訓(xùn)和人才引進(jìn)的投入。雖然BIM 技術(shù)在提升項(xiàng)目效率和質(zhì)量方面具有優(yōu)勢(shì)，但如何將這些優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益仍有待深入研究。

3.2 BIM 正向設(shè)計(jì)正在探索

當(dāng)前，建筑信息模型（BIM）技術(shù)的應(yīng)用主要局限于傳統(tǒng)的碰撞檢查、管線綜合和凈高分析等方面，而在正向設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用較為有限。實(shí)際上，由于正向設(shè)計(jì)在BIM 應(yīng)用技術(shù)、軟件、交付物以及工作定額等方面尚不成熟，國內(nèi)大多數(shù)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)選擇在設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行驗(yàn)證，即基于現(xiàn)有的二維施工圖進(jìn)行BIM 三維建模與模擬。這種模式被稱為“BIM 逆向設(shè)計(jì)”，通常被視為BIM 正向設(shè)計(jì)的過渡階段。然而，為了充分利用BIM 技術(shù)的潛力，最佳應(yīng)用應(yīng)涵蓋全團(tuán)隊(duì)、全專業(yè)和全階段的數(shù)字化運(yùn)用。因此，在推動(dòng)BIM 技術(shù)的廣泛應(yīng)用時(shí)，應(yīng)關(guān)注正向設(shè)計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展，努力完善相關(guān)技術(shù)與軟件，逐步實(shí)現(xiàn)從逆向設(shè)計(jì)向正向設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變，從而充分發(fā)揮BIM 技術(shù)在建筑行業(yè)的優(yōu)勢(shì)。

4 發(fā)展趨勢(shì)

4.1 BIM 應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)細(xì)分和統(tǒng)一

隨著BIM 工程實(shí)踐不斷深化及應(yīng)用價(jià)值的逐漸顯現(xiàn)，BIM 技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域正向多專業(yè)、全過程方向發(fā)展。當(dāng)前，BIM技術(shù)已廣泛應(yīng)用于商業(yè)、住宅、醫(yī)療、工業(yè)廠房、軌道交通、市政橋梁等眾多領(lǐng)域。然而，部分領(lǐng)域BIM 應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)尚處于不完善狀態(tài)，這可能會(huì)對(duì)市場(chǎng)秩序的整體統(tǒng)一、技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展產(chǎn)生不利影響。為確保BIM 技術(shù)應(yīng)用的一致性與規(guī)范性，政府和行業(yè)協(xié)會(huì)應(yīng)逐步推進(jìn)BIM 應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)完善。同時(shí)，這些標(biāo)準(zhǔn)需要滿足不同企業(yè)與機(jī)構(gòu)的需求，以促進(jìn)BIM 技術(shù)應(yīng)用的多樣化與創(chuàng)新性。

4.2 BIM 技術(shù)助力國內(nèi)智能建造

隨著BIM 技術(shù)在數(shù)字建筑領(lǐng)域的不斷發(fā)展，其應(yīng)用價(jià)值日益凸顯，逐漸推動(dòng)著建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。BIM 技術(shù)在提高生產(chǎn)效率、降低成本、改善工程質(zhì)量和減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)等方面具有顯著作用。在《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中，政策明確強(qiáng)調(diào)加大智能建造和BIM 技術(shù)在建筑業(yè)的深度應(yīng)用，以提升產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化水平。作為數(shù)字化技術(shù)的代表，建筑信息模型（BIM）在建筑設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營階段的廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為國內(nèi)智能建造的核心要素。

4.3 BIM 與新型數(shù)字化技術(shù)整合

隨著建筑行業(yè)數(shù)字化、信息化、工業(yè)化轉(zhuǎn)型的加速，BIM技術(shù)作為底層數(shù)據(jù)支撐，與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、AI、物聯(lián)網(wǎng)、AR/VR 等數(shù)字技術(shù)結(jié)合，將在建筑全生命周期數(shù)字化中發(fā)揮更大作用。通過運(yùn)用這些創(chuàng)新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，提升裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈集成創(chuàng)新能力（設(shè)計(jì)—生產(chǎn)—施工—運(yùn)維）。在滿足行業(yè)對(duì)建筑數(shù)據(jù)需求日益精細(xì)化的過程中，BIM 將充分積累行業(yè)數(shù)據(jù)，助力實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)深度結(jié)合的智能發(fā)展。

5 結(jié)語

雖然BIM 技術(shù)在國內(nèi)建筑業(yè)的應(yīng)用發(fā)展迅速，但與發(fā)達(dá)國家相比，整體應(yīng)用水平仍有待提高。隨著國家數(shù)字化進(jìn)程的加快，BIM 技術(shù)在國內(nèi)發(fā)展前景廣闊，應(yīng)用范圍將更為廣泛和深入，然而，這也伴隨管理模式和正向設(shè)計(jì)等方面問題，同時(shí)分析BIM 技術(shù)在應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、智能建造、數(shù)字化融合方面發(fā)展趨勢(shì)，為今后BIM 技術(shù)在國內(nèi)建筑領(lǐng)域發(fā)展應(yīng)用提供相應(yīng)參考。