本刊記者 袁業飛
國家篇:藍圖已繪就,揚帆正當時
本刊記者 袁業飛
近年來,BIM在我國建筑領域的應用逐步興起,技術理論研究持續深入,標準編制工作正在全面展開。同時,BIM在部分重點項目的設計、施工和運營維護管理中陸續得到應用,與國際先進水平的差距正在逐步縮小。推進BIM應用,已成為政府、行業和企業的共識。
但是BIM的發展還存在一些問題,如:缺少頂層設計;BIM應用只停留在各企業和項目的自發層面,沒有形成統一的目標和路徑;項目應用中設計、施工、運營維護各階段完全割裂,沒有充分體現BIM在全生命周期中的優勢等。為此,迫切需要在國家層面出臺綱領性文件,更好地進行指導和推進。
2011年,國家層面的頂層設計首次出爐。住建部頒發了《2011-2015年建筑業信息化發展綱要》,把加快建筑信息模型(BIM)在工程中的應用、推動信息化標準建設作為行業發展總體目標的主要內容,并就推進BIM技術在建筑領域的應用提出了具體要求。
2014年住建部發布《關于推進建筑業發展和改革的若干意見》,再次明確推進建筑信息模型(BIM)等信息技術在工程設計、施工和運行維護全過程的應用等工作。
為滿足發展需要,住房城鄉建設部工程質量安全監管司組織有關協會學會、高校、設計和施工單位開展相關課題研究。在總結研究成果基礎上,著手起草有關文件,并充分征求吸收各方意見,形成了《關于推進建筑信息模型應用的指導意見》,于2015年6月發布。
《指導意見》明確了BIM應用的基本原則,即“企業主導,需求牽引;行業服務,創新驅動;政策引導,示范推動”。同時提出了發展目標:到2020年年底,建筑行業甲級勘察、設計單位以及特級、一級房屋建筑工程施工企業應掌握并實現BIM與企業管理系統和其他信息技術的一體化集成應用。以國有資金投資為主的大中型建筑以及申報綠色建筑的公共建筑和綠色生態示范小區新立項項目勘察設計、施工、運營維護中,集成應用BIM的項目比率達到90%。
《指導意見》強調BIM的全過程應用,指出要聚焦于工程項目全生命期內的經濟、社會和環境效益,在規劃、勘察、設計、施工、運營維護全過程普及和深化BIM應用,提高工程項目全生命周期各參與方的工作質量和效率,并在此基礎上,針對建設單位、勘察單位、規劃和設計單位、施工企業和工程總承包企業以及運營維護單位的特點,分別提出BIM應用要點。要求有關單位和企業要根據實際需求制訂BIM應用發展規劃、分階段目標和實施方案,研究覆蓋BIM創建、更新、交換、應用和交付全過程的BIM應用流程與工作模式。通過科研合作、技術培訓、人才引進等方式,推動相關人員掌握BIM應用技能,全面提升BIM應用能力。
此外,《指導意見》還提出了7項保障措施,包括宣傳BIM理念、意義、價值,梳理、修訂、補充有關法律法規,建立BIM應用標準體系,自主研發適合我國國情的BIM應用軟件,培育BIM應用產業化示范基地和產業聯盟,培訓BIM應用人才,研究基于BIM的工程監管模式。
“該意見是第一個國家層面的關于BIM應用的指導性文件,充分肯定BIM應用的重要意義。文件還特別強調了建筑工程項目全生命周期的BIM應用,包括策劃、勘察、設計、施工、運維各個階段,可以說代表了現階段國家層面對于BIM的認識。” 住建部工程質量安全監管司工程技術處處長賈抒表示。
“《意見》的出臺對于施工企業來說是非常好的契機,因為不是所有的業主都能這么開明地做這個事,目前很多設計和施工單位是面對市場的壓力在開展BIM工作,有了指導文件之后,相信這個工作會做得越來越好。”中國建筑第八工程局副總工程師鄧明勝認為。
值得關注的是,《意見》提出,到2020年末,以國有資金投資為主的大中型建筑、申報綠色建筑的公共建筑和綠色生態示范小區的新立項項目,在勘察設計、施工、運營維護中集成應用BIM的項目比率要達到90%。
對于90%的要求,不少業內人士覺得定得過高,不夠現實;也有人認為該要求給BIM的發展帶來了更大的機遇。“在目前的管理體制和大環境下,要達到這個指標還是比較難的。往這個方向努力是好事,但是對于政府來說,更應該引導和鼓勵市場主動去用這個東西,而不是用具體的數字進度來要求,這樣反而不是推動而是約束。”中國BIM發展聯盟理事長黃強認為。
而鄧明勝則從三個層次對90%的指標提出了擴展建議。第一個層次是項目個數的應用,即企業90%的項目都采用BIM技術,對于超前的企業這個指標可以實現,而對于全社會來說要求偏高。第二個層次是在此基礎上深入到90%的建設過程都使用BIM。第三個層次則是業內的90%的人都來使用BIM,不僅僅是工程技術人員,還包括管理人員、預算人員,甚至企業其他相關人員。“如果這三個層次的90%都能實現,我想才真正實現了推進BIM的目的。”
《指導意見》為進一步推動BIM在我國建筑領域的應用,支撐建筑行業技術升級,變革生產方式,創新管理模式奠定了堅實的基礎。隨著《指導意見》的貫徹落實,我國建筑領域進一步掀起BIM應用的熱潮,不斷推動我國建筑業轉型升級和健康持續發展。
隨著BIM技術應用的不斷深化,BIM應用已經從單一的BIM軟件應用轉向多軟件集成應用,從桌面應用轉向云和移動客戶端,從單項應用轉向綜合應用發展,并逐步實現了BIM與物聯網、云計算、GIS等技術的融合應用。
在這一背景下,《中國建筑施工行業信息化發展報告(2015)BIM深度應用與發展》誕生,并為行業深度應用BIM樹立風向標。
《中國建筑施工行業信息化發展報告(2015)BIM深度應用與發展》(以下簡稱《報告》)通過對BIM技術在施工行業深度應用的現狀進行調研、分析和總結,給出建筑施工行業BIM深度應用的應用點,并逐點展開論述。
注重實用性
關于BIM和9項技術的集成應用,《報告》首先對它們進行概述,對BIM技術的集成概念和集成應用的現狀進行闡述,并描述集成原理和核心價值。其中集成原理具體解釋了相關技術的工作原理,因為只有理解了這些內容,才有可能真正應用這些技術。接下來,《報告》介紹了具體的操作方法,包括應用方法與步驟以及應用案例和效果。最后,總結目前存在的問題以及未來的發展趨勢。
以BIM與PM的集成應用為例,《報告》指出,BIM技術與PM的集成應用是指通過建立BIM應用軟件與項目管理系統之間的數據轉換接口,充分利用BIM的直觀性、可分析性、可共享性及可管理性等特性,為項目管理的各業務提供準確及時的基礎數據與技術分析手段,同時與項目管理的流程、統計分析等管理手段配合,實現數據產生、數據使用、流程審批、動態統計、決策分析的完整管理閉環,提升項目綜合管理能力和管理效率的過程。
BIM與PM的集成應用主要有兩種方法,一種基于數據的集成,即從BIM應用軟件導出指定格式的數據,然后將該數據直接導入到項目管理系統中,從而進行集成;還有一種是基于BIM的項目管理系統,其主要特征是,將各個專業設計的BIM模型導入系統并進行集成,然后關聯進度、合同、成本、工藝、圖紙、人材機等相關業務信息,形成綜合BIM模型,然后可利用該模型的直觀性及可計算性等特性,為項目的進度管理、現場協調、成本管理、材料管理等關鍵過程及時提供準確的基礎數據,同時也可以為項目管理提供直觀的展示手段。
BIM技術與PM集成應用的核心價值在《報告》中也有所描述,一是提高項目管理可視化管理能力。BIM模型的可視化特性在工程項目管理中可起到非常大的作用。傳統項目管理系統都基于二維圖紙、文檔,構件的信息在圖紙上采用線條繪制表達,其構造形式就需要人去自行想象。由于近年來建筑業出現越來越多形式各異、造型復雜的建筑,超越了人腦的空間想象能力。BIM技術與PM集成應用可以為工程項目管理帶來可視化管理手段。
二是提供更有效分析手段。集成各種信息后BIM模型可為項目管理提供更有效的分析手段。BIM模型是綜合建筑信息模型,由不同層級的構件組成,并可基于部位、專業、分項、構件、時間提供各種多維度的分析。利用BIM綜合模型,輔助動態成本管理,包括針對一定的樓層,從BIM集成模型獲取收入、計劃成本,從項目管理系統獲取實際成本數據,然后進行三算對比分析。
三是為項目管理提供數據支持。在傳統項目管理系統中,各個業務模塊的信息分散割裂,很難及時獲取,不能及時為項目決策提供支持。而將BIM技術與PM集成應用之后,可基于BIM綜合模型為項目管理各個業務實時提供基礎數據。
同時,《報告》還給出了BIM技術與PM的集成應用方法與步驟,方法一是采購BIM應用軟件與已有項目管理系統集成;方法二為采購基于BIM的項目管理系統;方法三為定制開發基于BIM的項目管理系統。
此外,《報告》還列舉了關于BIM技術與PM集成應用的典型案例和應用效果,分別是廣州周大福國際金融中心項目和上海國際金融中心項目。最后《報告》總結了BIM技術與PM集成應用目前存在的問題以及發展趨勢。其中存在的問題一是管理模式需要轉變。當前項目管理模式與基于BIM技術的項目管理模式并不匹配,集成后的業務流程還需要梳理和優化,需要新的與BIM配套的項目管理模式出現以適應發展。二是BIM應用軟件與項目管理系統間數據接口有待完善。BIM應用軟件與現有的項目管理系統還未能充分接軌,軟件間的數據傳遞不方便,很多參數信息無法共用和傳遞,影響BIM與PM集成應用的深度。
《報告》指出,下一階段,基于BIM的項目綜合管理系統將得到發展。在施工階段項目管理與BIM技術的集成應用不再局限于某些點的集成應用,而是集成應用在項目管理的方方面面。基于BIM技術項目管理系統將會越來越完善,甚至完全代替現有的項目管理系統,為施工項目管理提供更有效的管理工具和手段。同時,項目集成交付(IPD)將會在我國得到應用。以BIM技術為基礎的一種新的建設項目綜合交付方法將帶來建設工程項目管理模式創新,最大程度地促進建筑專業人員整合,實現信息共享及跨職能團隊的高效協作。
提示新趨勢
《報告》為行業內的每個人帶來啟示:既要有應用新技術的意識,又要有發展新技術的膽量,更要有創造新技術的勇氣。
企業在建造項目過程中,要帶著問題尋找新技術,特別在進行大型工程項目施工的時候,更需要有這樣的意識。因為大型工程項目具有復雜性等特點,往往是新技術天然的應用載體。以上海中心大廈項目為例,該項目機電管線施工完畢后進行竣工驗收。鑒于工期緊張,現場環境復雜,因而施工檢查任務繁重。3D掃描實施團隊在保證精度的情況下,進行3D激光掃描并建立真實反映現場施工情況的3D模型,通過與原始設計模型進行比對,得出偏差分析報告,從而起到高效、精確的對現場施工情況校對的效果。
由于現場管線密布,錯綜復雜,采用常規的測量方法費時費力,故在該項目中引入大空間3D激光掃描技術。通過該技術獲取復雜的現場環境及空間目標的3D立體信息,快速重構目標的3D模型及線、面、體、空間等各種帶有3D坐標的數據,再現客觀事物真實的形態特性。通過依據云建立的3D模型和原設計模型進行對比,來檢查現場施工情況,并通過采集現場真實的管線及龍骨數據建立模型,作為后期裝飾等專業深化設計的基礎。
實際上,一些技術不需要拘泥于現有的系統,可以在現有的軟件和硬件基礎上專注開發,在開發過程中利用現有的軟件或者系統,同時進一步集成、發展已有系統,進行二次開發,從而獲得更大的收益。
2017年2月,國務院辦公廳印發了《關于促進建筑業持續健康發展的意見》(以下簡稱《意見》)。這是建筑業改革發展的頂層設計,從深化建筑業簡政放權改革、完善工程建設組織模式、加強工程質量安全管理、優化建筑市場環境、提高從業人員素質、推進建筑產業現代化、加快建筑業企業“走出去”7個方面提出了20條措施。這也是迄今為止,關于推進BIM發展的最高層級文件。
《意見》的邏輯十分清晰:雖然建筑業是國民經濟的支柱產業,但還存在著大而不強,監管體制機制不健全、工程建設組織方式落后、建筑設計水平有待提高、質量安全事故時有發生、市場違法違規行為較多、企業核心競爭力不強、工人技能素質偏低等問題較為突出等問題。因此,《意見》分別從深化建筑業簡政放權改革、完善工程建設組織模式、加強工程質量安全管理、優化建筑市場環境、提高從業人員素質、推進建筑產業現代化和價款建筑業企業“走出去”等七個方面對建筑業發展提出了具體要求。
在推進建筑產業現代化中,《意見》特別突出了“加強技術研發應用”,“加快推進建筑信息模型(BIM)技術在規劃、勘察、設計、施工和運營維護全過程的集成應用,實現工程建設項目全生命周期數據共享和信息化管理,為項目方案優化和科學決策提供依據”。《意見》還點明,BIM技術現階段核心價值在于方案優化與科學決策,智能化需要一定的機械化和信息化作為前提保障。
國辦專門發文,對行業的發展必定帶來重大的、深遠的影響。“BIM給行業帶來了革命性,甚至是顛覆性的改變。一方面BIM技術的普及將徹底改變整個行業信息不對稱所帶來的各種根深蒂固的弊病,用更高程度的數字化整合優化了全產業鏈,實現工廠化生產、精細化管理的現代產業模式;另一方面,BIM在整個施工過程全面應用或施工過程的全面信息化,有助于形成真正高素質的勞動力隊伍,而這種勞動力的改造對于中國的城鎮化將是一個有力的支撐。”中國建筑學會副秘書長顧勇新指出。政府政策的不斷推進,使得業內歡欣鼓舞,不少房企已經“盯”上了BIM這片新藍海,對于其他投資商來說,也已摩拳擦掌。