淺談通過推動應用工具與建模數據的分離促進BIM協同生態的公共化整合

文｜廣州市恒合工程監理有限公司重慶分公司 馬無韁

隨著技術的進步，BIM已從傳統的“有信息的建筑模型”“有信息的建筑建?！卑l展為了“富含信息的建筑建?！?，并沿著“建筑信息管理”的道路向著“建筑信息的建?！背掷m演進。然而現有的主流BIM平臺卻普遍默認使用私有數據標準存儲BIM數據，并以此為基礎圍繞自身打造封閉式的應用生態。這種封閉式的應用生態事實上將BIM的協同劃分為了若干個陣營，嚴重制約了BIM協同技術的應用與推廣。而欲打破協同生態封閉割據的格局、實現公共化的整合就必須要促成BIM應用工具與模型數據的分離。

1 “開放”的謊言——BIM協同生態的現狀

1.1 封閉式的應用生態

簡單的說封閉式的BIM應用生態分為三層，如圖1所示。內層，通過使用私有的數據標準存儲用戶的BIM數據，從而將用戶牢牢地鎖定在這套生態體系之中；中層，則通過BIM平臺與私有數據標準的捆綁，迫使用戶必須使用指定的平臺或者其授權的工具才能使用存儲在私有數據標準中的數據；外層，則通過應用程序編程接口(API)向各種功能插件、第三方拓展應用提供數據的使用服務，使得插件、第三方拓展應用的開發者必須遵循對應平臺的標準與要求。

圖1 封閉式的BIM應用生態

由于BIM平臺與私有數據標準的高度捆綁，用戶在選擇數據標準的同時幾乎就等于選定了BIM平臺；而由于第三方插件和拓展應用必須依賴于BIM平臺所提供的API才能訪問由私有數據格式存儲的數據，用戶欲使用其所提供的特定功能就必須先獲得其對應平臺或者API的使用授權?？梢?，這種封閉式的應用生態完全是BIM平臺開發商基于自身商業利益和商業模式而推行的一種由其自身所主導的應用生態。其目的并非是源于對技術的追求或者行業的發展，而是通過私有數據標準、API將用戶與第三方開發者們牢牢地鎖定在以其BIM平臺產品為核心的BIM生態體系之中，通過售賣BIM軟件產品或者專利授權的方式謀取應用生態中的壟斷性利潤。

1.2 畫餅式的交互美夢

自國際協同聯盟(IAI)推出第一個完整版本的工業基礎類(IFC)標準以來，幾乎所有的BIM平臺開發商們都宣稱其BIM產品可以通過IFC標準文件與其他公司的產品進行數據交互。然而“交互”并不等于“交付”。用戶在使用交互標準進行信息傳遞的過程中可能需要進行兩次甚至更多的數據格式轉換。幾乎沒有廠商——無論是歐特克、圖軟(Graphisot)、達索(Dassault Systemes)，還是魯班、斯維爾、廣聯達——能夠在這個過程中對信息的保真性做出承諾?？紤]到由于交互標準不完備以及各個開發商進行“拓展定義”的差異，通過交互標準進行的信息傳遞，其保真性從技術上說也很難得到保證，如圖2所示。

盡管IFC標準的維護者BuildingSMART（原IAI）有著“打破信息孤島，促成用戶更好地使用不同軟件進行協作”的初衷。奈何各BIM廠商首推的是自家的私有數據標準。IFC標準就猶如當年Microsoft Office與金山WPS進行文檔交互的RTF格式。

圖2 使用交互標準進行信息傳遞的示意

圖3 BIM協同的生態循環

1.3 被蠶食的公共生態

在BIM的協同生態中，數據標準、信息流轉、協同體驗共同構成了一個生態循環，如圖3所示?；诠餐臄祿藴剩畔⒃贐IM協同的各方之間實現流轉；信息流轉的效率與可靠性又直接決定BIM協同環境下的用戶體驗；而BIM的協同體驗又將促成數據標準的完善。這個生態循環既存在于公共數據環境下的BIM協同中，也同樣存在于私有數據環境下的BIM協同之中。

由于各BIM平臺的開發商通過私有數據標準捆綁住了用戶的BIM數據，使得BIM的協同也成為了封閉式應用生態一部分。由于不同生態中的信息交互困難，廣大的BIM用戶被迫“選擇陣營”，將原本封閉式生態之外的數據匯入生態之中。使得BIM協同的公共生態被諸多封閉式生態所蠶食，日漸式微；而封閉式的應用生態卻日益成熟壯大。這也正是IFC之類的公共標準難以維持公共數據環境下BIM協同的真正原因。

2 “危險”的數據——企業所面臨的風險

2.1 失控的商業秘密

在BIM的生態中，應用工具以及數據標準受《著作權法》的保護，部分信息（如3D設計模型、示意圖等）也同樣受《著作權法》的保護。而大量的工程信息和原始資料卻不在《著作權法》保護范圍之內，其只能憑借《反不正當競爭法》中對“商業秘密”的相關規定獲得一定程度上的保護。

然而在封閉式的應用生態里，用戶的BIM數據實際上是存儲于基于私有數據標準的數據文件之中。用戶除了使用私有數據標準擁有人指定或者授權的工具（如BIM平臺、兼容性工具、API等）之外，無法通過其他方式自由讀取、使用其中所保存的信息。這就猶如用戶將自身的商業秘密儲存在別人的保險柜中，一旦用戶不使用、不能使用或者對方無法提供、不愿提供相應的服務，那么保險柜中的信息將可以永遠也無法被取出。

2.2 不可靠的美國技術

2018年4月15日，美國商務部工業安全局簽發拒絕令，禁止美國公司向中興公司銷售任何商品、軟件和技術。這或許是許多當代國人第一次直觀感受到美國“長臂管轄”的霸權。而后“貿易戰”的發展，則不得不讓各個行業警惕使用“美國技術”所存在的潛在風險。

盡管目前還沒有國內的建筑業企業被列入美國“出口管制實體清單”，但包括中國（上海）外經集團有限公司、北京城建安裝集團在內等多家國內建筑業企業在伊朗等敏感國家或地區開展了業務。這些企業同樣存在可能遭受美國“長臂管轄”制裁的風險。更為可怕的是，美國的“長臂管轄”具有傳染性。即某一單位遭受制裁，其試圖通過其他單位或者合作伙伴繞過制裁的行為可能將導致其利用的單位或者合作伙伴共同被美國當局連帶制裁。

因此，我們必須注意到：包含微軟Windows系統、Autodesk、Revit等常用軟件在內的凡是含有美國技術標準25%及以上的產品都存在因美國制裁而被斷供的風險。這對于在伊朗、朝鮮、古巴、委內瑞拉等敏感國家或地區已經或者計劃開展業務的企業尤其應該引起高度重視。

3 “分離”的道路——BIM協同生態公共化整合的措施

3.1 完善BIM公共數據標準

《建筑信息模型設計交付標準》（GB/T51301-2018）、《建筑信息模型分類和編碼標準》（GB/T51269-2017）等一系列BIM標準已經開始實施。但最為重要的《建筑工程信息模型存儲標準》卻仍未最終出爐。數據標準是協同生態的基礎，關系著各BIM平臺開發商的核心商業利益，相信其出爐的過程不會一帆風順。我國流式文檔標準“標文通2.0”就因部分做為標準起草者的企業不愿意放棄標準壟斷的商業利益而難產。希望《建筑工程信息模型存儲標準》不要重蹈覆轍，能盡快發布實施。

隨著BIM技術的不斷發展，信息建模的外延范圍將不斷擴大，跨行業的信息匯集應用將日益頻繁。因此不能只將目光停留在行業內，還應該去關注和吸納其他行業相關標準。例如，鎮江市安監站就已通過將BIM模型轉換為JSON文件用于基于B/S架構的鎮江市房屋安全管理信息系統之中。而在需要再次進行或者完善同類應用時就完全可以考慮將《面向工程領域的共享信息模型》（GB/T36456）系列標準納入參照的范圍。而對于非傳統建筑領域的公共數據標準（如衛星定位數據、授時報文、天氣實況報文等）也應進行關注，以便于日后在進行深入的自動化協同應用時進行使用。

任何技術標準相較于行業發展的最前沿都是滯后的。因此，既有公共數據標準不可避免地會無法涵蓋所有的數據應用場景。對于這樣的情況我們應該有充分的認識和相應的準備。例如完全可以考慮在標準制中明確對于未定義數據的附加方式；另外也可以考慮允許在添加未定義數據的同時添加這些未定義數據的釋義說明。

3.2 鼓勵BIM的封閉式生態逐步開放

完善BIM公共數據標準并不意味著完全取代私有數據標準。打破應用工具與建模數據的捆綁不意味著對私有數據標準的拋棄。事實上，對于基于私有數據標準而建立起的封閉式生態，應該鼓勵其逐漸開放。而其開放的關鍵就在于促使私有數據標準的開放，使得第三方應用工具能夠直接讀取數據并進行應用。

在這個過程中，必須承認私有數據標準是企業私有的知識產權，生態的開放應基于企業的自主決定，可以鼓勵，但不可以強迫。同樣，對于私有數據標準開放的方式，也應尊重其著作權人的選擇。當然，在尊重的同時，也可以提出一些建議。例如完全可以鼓勵相關的著作權人仿照開放設計聯盟(ODA)的做法成立“著作權聯盟”，其他方通過繳納會費或者著作權共享等方式加入聯盟從而獲得相關私有數據標準的使用權。中望CAD就是通過加入ODA的方式從而取得了對DWG文件的操作支持?；蛘咭部梢孕Х峦ㄐ判袠I做法，只要其著作權人承諾私有數據標準將遵循“公平、合理和不歧視”(FRAND)原則對外授權，那么就可以將該私有數據標準列入BIM的公共數據標準序列。

3.3 推動實施基于公共數據標準的BIM交付行為

在BIM協同的生態循環圖（圖3）中可以看到，數據標準、信息流轉與協同體驗是循環推進的過程。只有這個循環旋轉起來，BIM的協同生態才會得到改善與發展。要改善公共環境下的BIM協同生態就必須推動基于公共數據標準的信息流轉。

盡管在市場環境中，各方協同的標準依賴于各協同方的自行協商。但是對于建筑行業而言，其協同行為并非是完全的市場行為，而是需要承擔一定的法定義務。例如施工設計文件需要進行設計審查，工程竣工需要進行工程檔案移交。在這些過程中強制使用統一的公共標準（行為標準和數據標準），不僅有利于實施高效的行業，也有利于基于此推動行業內的各方在更大的范圍使用公共數據標準進行協同。而在政府項目或者公用工程中，政府作為業主方完全可以推動完全基于公共數據標準的BIM協同應用。

4 結語

現有主流BIM平臺普遍默認使用私有數據標準存儲BIM數據，并以此為基礎圍繞自身打造封閉式的應用生態。當數據交互發生在不同的封閉式應用生態之間時，信息保真性無法得到完全保證。使得BIM的協同環境被劃分為了若干個陣營，阻礙了行業中BIM協同應用的發展。而在封閉式的應用生態中，各企業對于自身商業秘密的保存、使用必須仰仗于相關平臺工具的授權。一旦喪失平臺工具的授權，相關的商業秘密就可能處于失控的狀態。而美國“長臂管轄”下制裁則進一步加大了這種風險，尤其是對于在敏感國家或地區已經或者計劃開展業務的企業而言。

打破封閉式生態、實現BIM協同生態公共化整合的關鍵就是要促成BIM應用工具與模型數據的分離。這一方面需要加快完善公共數據標準，從而創造基礎條件。另一方面，需要鼓勵私有數據標準開放、將封閉式的生態逐步打開，哪怕是有條件的開放。同時，推動實施基于公共數據標準的BIM交付行為，使得行業內的各參與者更廣泛、更深入地使用公共數據標準進行BIM協同。最終跨越既有的BIM陣營鴻溝，整合分離的BIM生態，引導BIM協同在公共化的環境中可持續發展。