BIM技術的現狀和發展趨勢

孫 斌

BIM技術的現狀和發展趨勢

孫 斌

(河北省水利水電第二勘測設計研究院，河北石家莊050021)

建筑信息模型（BIM）技術的應用是當前中國工程界的熱門話題。在介紹BIM技術的基本概念和基本內涵的基礎上，闡述了BIM的基本特性，針對BIM的應用點、BIM軟件和BIM標準等基本要素綜述了BIM的現狀，預測了BIM與新技術集成和擴展應用領域的發展趨勢，為國內水利行業應用BIM技術提供參考。

BIM技術；BIM應用點；BIM軟件；BIM標準；新技術集成

中國的建筑業開始接觸BIM技術已經有10余年的時間。近幾年，國內的建筑業從業者對BIM的熱情空前高漲，國內BIM技術的發展進入了快車道。但是，BIM對很多人還是新概念。BIM是什么，BIM能起什么作用？恐怕不少專業人員也無法全面回答。有人認為BIM是一款三維建模、碰撞檢查的軟件產品，或認為BIM僅僅是用來進行設計成果展示、施工過程模擬等。這些都對BIM技術的本質缺乏基本的理解。

本文從BIM技術的起源出發，理清BIM技術的發展過程、特性和要素，討論BIM技術的應用現狀和發展前景，深化對BIM的認識，從而提高BIM的應用水平。

1 BIM的概念

美國學者Chuck Eastman博士于1975年最早提出BIM(建筑信息模型)的理念：“建筑信息模型綜合了所有的幾何模型信息、功能要求和構件性能，將一個建筑項目整個生命周期內的所有信息整合到一個單獨的建模模型中，而且還包括施工進度、建造過程、維護管理等的過程信息”［1］。

BIM最初代表Bui1ding Information Mode1，即BIM是一種對實際系統的簡化表達。這種簡化表達包含了外形尺寸數據、設備相關數據等信息。后來BIM逐漸豐富為Bui1ding Information Mode1ing和Bui1ding Information Management，即建筑信息模型的建立過程和對建筑信息的管理、使用。目前的BIM既是以三維數字技術為基礎，集成建設工程項目各相關信息的工程數據模型，又是一種應用于設計、建造、管理的數字化技術。

國際標準組織設施信息委員會(Faci1ities Information Counci1)對BIM的定義是：BIM是在開發的工業標準下對設施的物理和功能特性及相關的項目全壽命周期信息的可計算、可運算的形式體現，從而為決策提供支持，以更好的實現項目的價值［2］。

2002年，Autodesk公司推出Revit軟件并在全世界范圍推廣BIM理念，BIM技術逐漸被人們所接受，并在實際工程中得到推廣應用［2］。

2 BIM的特性

BIM技術具有可視化、可分析、可管理和可共享的特性［2-3］。

(1)可視化。利用計算機可以將BIM直觀地顯示出來，達到“所見即所得的效果”。不需要再經過復雜的頭腦想象。

(2)可分析。基于同一個模型，利用計算機可以任意提取BIM的某一層或某一類信息進行分析計算。例如基于模型體量的工程量統計匯總，基于構件的施工進度分析，基于工程量和價格信息的投資分析，基于模型的力學、日照分析等。

(3)可管理。對模型和信息的管理維護極為方便。BIM建立了幾何模型與建筑全過程信息之間的關聯關系。對任何模型或信息的查找和瀏覽都變得簡單和高效。同時，對模型或信息的任何更改，都會引起相關聯信息的改變。

(4)可共享。BIM的應用是基于開放的架構和數據標準的，既可以讓不同的專業進行數據共享和協同，也能有效的支持建筑行業內各個應用系統之間的數據交換和建筑全過程的數據管理。

3 BIM技術研究和應用的現狀

BIM技術的發展進步依賴3個要素：BIM應用點、BIM軟件和BIM標準［4］。這3個要素之間存在著深刻的互相影響。

(1)BIM應用點。BIM應用點即將該技術用于建筑全生命周期的什么階段、什么環節、解決什么問題、取得哪些成效等。這是BIM技術發展的動力所在。

BIM技術在國外已經被應用于全生命周期，帶來了顯著的經濟效益、社會效益和環境效益。具有代表性的應用案例有倫敦奧運主體育場、紐約自由塔等。

國內的BIM應用仍然處于起步階段。據《中國建設行業BIM應用研究報告2001》調查：87%的受訪者聽說過BIM，39%的受訪者使用過BIM。發達地區的很多項目應用了BIM技術，如上海世博會中國館、天津港國際郵輪碼頭、上海中心大廈、南京火車南站、蕪湖長江大橋、FAST500m口徑射電望遠鏡等。但國內的應用點主要集中在設計、施工階段，實現復雜建筑的造型設計、多專業的碰撞檢查、施工進度計劃等，遠遠沒有實現在全生命周期的應用。

(2)BIM軟件。BIM軟件是建立、使用和管理BIM的工具，是保證BIM發揮作用的前提。

文獻［5］總結了現有的BIM軟件，并將其分類，對國外、國內情況進行了對比，見表1。

目前的BIM軟件以國外開發的居多。國內的BIM軟件缺少基礎性的平臺軟件。國內應用以引進的軟件居多。但是國外的BIM軟件往往不符合我國的國情和規范要求，只能應用于建筑全生命周期的某一階段。國內的基礎軟件、深化軟件等還有待進一步發展。

(3)BIM應用標準。BIM應用標準為從業者使用BIM技術進行設計、施工、管理提供具體的指導和依據，規范各參與方的行為。BIM應用標準包括國家標準、地方標準和企業標準3級。BIM應用標準是一個國家BIM技術發展水平和應用水平的重要標志。目前世界各國已經頒布的標準見表2。

表1 現有主要BIM軟件統計［2-5］

表2 世界各國已頒布的BIM指導與實施標準統計［2-6］

2010年清華大學軟件學院BIM課題組提出了《中國建筑信息模型標準框架(CBIMS第一版)》，從認識論和方法論的高度給出CBIMS標準的核心定義和基本架構。但該標準框架對基于領域和專業的應用層級的實施性沒有做具體的規定，尚有待進一步研究［7］。

中國部分沿海發達省份已經根據本省應用BIM技術的經驗和需求，提出了BIM應用的地方標準。上海市于2015年5月頒布《上海市建筑信息模型技術應用指南(2015版)》，針對建設項目全生命周期的23項BIM技術基本應用，描述了相應的目的和意義、數據準備、操作流程、成果要求等內容［8］。

4 BIM技術的發展趨勢

BIM技術目前的發展趨勢是逐步打通建設項目全生命周期的應用流程，在項目的整個生命周期發揮作用。

BIM技術不斷與其他先進技術集成，應用方法也更加靈活。遙感技術、地理信息系統、傾斜攝影技術、3D打印技術、點云技術、3D激光掃描技術、物聯網技術、VR技術等與BIM技術的結合，必將極大改變BIM技術的現狀，豐富BIM技術的內涵［9］。

BIM技術的應用領域也在不斷擴展。BIM技術不僅能服務于建筑的設計與建造，更是一種先進的管理理念，對制造業、服務業、社會管理等都產生了深刻的影響。

目前中國水利行業也在逐步面對這一技術變革，不斷探索適合本行業的BIM技術發展道路。華東水利水電勘測設計研究院、中南水利水電勘測設計研究院、成都水利水電勘測設計研究院等實力較強的部級院已經取得了可喜的成果。

5 結語

BIM技術不僅代表一個模型，更代表對于集成于模型的各種信息的各種形式的使用和模型信息最大價值的發揮。

BIM技術在國內的發展已經經歷了10余年，但目前與BIM技術相關的軟件、標準、應用點尚有待進一步發展。這為我國建設領域信息技術應用行業提供了創新空間和發展空間。

BIM技術正在吸收其他先進的科技成果，并在不斷擴展自身的應用領域。這些都必將促進BIM技術在水利工程中的應用，對水利工程的建設、管理、運行、維護等產生積極影響。

［1］EASTMAN T，TEICHOLZ P，SACKS P，et a1.BIM Handbook：A Guide to Bui1ding Information Mode1ing for Owners，Managers，Designers，Engineers and Contractors［M］.New York：John W i1ey &Sons Inc，2011.

［2］鄭華海，劉勻，李元齊.BIM技術研究與應用現狀［J］.結構工程師，2015，31(04)：233-241.

［3］謝曉晨.論我國建筑業BIM應用現狀和發展［J］.土木建筑工程信息技術，2014(06)：90-101.

［4］馬智亮.追根溯源看BIM技術的應用價值和發展趨勢［J］.施工技術，2015，44(06)：1-3.

［5］何關培.BIM和BIM相關軟件［J］.土木建筑工程信息技術，2010(04)：110-117.

［6］杜書波.BIM技術標準研究—以BIM芬蘭標準為例［J］.青島理工大學學報，2012，33(01)：67-70.

［7］清華大學BIM課題組.中國建筑信息模型標準框架研究［M］.北京：中國建筑工業出版社，2011.

［8］上海市建筑信息模型技術應用指南(2015版)［S］.

［9］何清華，楊德磊，鄭弦.國外建筑信息模型應用理論與實踐現狀綜述［J］.科技管理研究，2015(03)：136-141.

TU741.3

A

1672-2469(2017)03-0013-02

DO I：10.3969/j.issn.1672-2469.2017.03.007

2016-06-29

孫 斌(1983年—)，男，工程師。