BIM技術(shù)對(duì)工程管理教學(xué)創(chuàng)新的影響

周曉冬

摘 要 本文分析了國(guó)內(nèi)外BIM技術(shù)的研究狀況，并且總結(jié)了該技術(shù)在國(guó)內(nèi) 的主要應(yīng)用特點(diǎn)，分析了其對(duì)國(guó)內(nèi)的工程管理專業(yè)教學(xué)的影響并指出了應(yīng)對(duì)措施，提出了解決方案和途徑。

關(guān)鍵詞 BIM 工程管理 應(yīng)用研究

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.03.014

Effect of BIM Technology on Project Management Teaching Innovation

ZHOU Xiaodong

（School of Civil Engineering， Northeast Forestry University， Harbin， Heilongjiang 150040）

Abstract This paper analyzes the research status BIM technology， and summarizes the main characteristics of the application of this technology in the country， analyze their impact on the domestic engineering management teaching and points out countermeasures proposed solutions and approaches.

Key words BIM； project management； application research

1 BIM的含義

BIM的含義為building Information modeling，即建筑信息模型，即在規(guī)劃設(shè)計(jì)、建造施工、運(yùn)營(yíng)維護(hù)的整個(gè)或某個(gè)階段中，應(yīng)用3D或者4D信息技術(shù)，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)、協(xié)同施工、虛擬建造、工程量計(jì)算、造價(jià)管理和設(shè)施運(yùn)維的技術(shù)和管理手段。運(yùn)用BIM技術(shù)平臺(tái)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支撐和其他技術(shù)支撐，能夠提高項(xiàng)目全過(guò)程精細(xì)化管理水平，提升項(xiàng)目效益。

BIM是由Autodesk所創(chuàng)建的，它是來(lái)形容那些以三維圖形為主、物件導(dǎo)向、建筑學(xué)有關(guān)的電腦輔助設(shè)計(jì)。最初出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代的美國(guó)，由美國(guó)喬治亞理工大學(xué)建筑與計(jì)算機(jī)學(xué)院（Georgia Tech College of Architecture and Computing）的查克伊士曼博士（Chuck Eastman，PH.D.）提出。其被定義為：建筑信息模型是將一個(gè)建筑建設(shè)項(xiàng)目在整個(gè)生命周期內(nèi)的所有幾何特性、功能要求與構(gòu)建的性能信息綜合到一個(gè)單一的模型中。同時(shí)，這個(gè)單一模型的信息中還包括了施工進(jìn)度、建造過(guò)程的過(guò)程控制信息?！泵绹?guó)BIM標(biāo)準(zhǔn)對(duì)BIM的定義為：（1）BIM是一個(gè)設(shè)施（建設(shè)項(xiàng)目）物理和功能特性的數(shù)字表達(dá)；（2）BIM是一個(gè)共享的知識(shí)資源，是一個(gè)分享有關(guān)這個(gè)設(shè)施的信息；（3）在項(xiàng)目的不同階段，不同利益相關(guān)方通過(guò)在BIM中插入、提取、更新和修改信息，支持和反映其各自職責(zé)的協(xié)同作業(yè)。

建筑行業(yè)經(jīng)過(guò)了兩次革命，第一次是從甩掉圖板，利用電腦和AutoCAD進(jìn)行的設(shè)計(jì)，第二次革命就是從AutoCAD到基于BIM的三維可視化設(shè)計(jì)時(shí)代。全球的建筑信息模型技術(shù)在廣泛的應(yīng)用和傳播，發(fā)展速度不平衡，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，應(yīng)用點(diǎn)不同。

BIM技術(shù)在國(guó)外的研究情況：（1）BIM在美國(guó)的應(yīng)用和研究。追溯BIM的最初發(fā)展，可以發(fā)現(xiàn)美國(guó)是它的發(fā)源地，并伴隨著全球一體化的趨勢(shì)逐漸將BIM的這一股風(fēng)潮吹到歐州發(fā)達(dá)國(guó)家、亞洲（日本、韓國(guó)等國(guó)家），而且在這些國(guó)家BIM已獲得了一個(gè)較大的發(fā)展，技術(shù)水平在全球來(lái)說(shuō)都屬于一個(gè)較先進(jìn)的水平。（2）BIM在英國(guó)的應(yīng)用和研究。與大多數(shù)國(guó)家相比，英國(guó)政府要求強(qiáng)制使用BIM。2011年5月，英國(guó)內(nèi)閣辦公室發(fā)布了“政府建設(shè)戰(zhàn)略（Government Construction Strategy）”文件，其中有一整個(gè)關(guān)于建筑信息模型（BIM）的章節(jié)，這章節(jié)中明確要求，到2016年，政府要求全面協(xié)同的3D·BIM，并將全部的文件以信息化管理。

迄今為止，英國(guó)建筑業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)已于2009年11月發(fā)布了英國(guó)建筑業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)（AEC（UK） BIM Standard）、于2011年6月發(fā)布了適用于Revit的英國(guó)建筑業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)（AEC（UK） BIM Standard for Revit）、于2011年9月發(fā)布了適用于Bentley的英國(guó)建筑業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)（AEC（UK） BIM Standard for Bentley Product）。目前，標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)還在制定適用于ArchiCAD、Vectorworks的類似BIM標(biāo)準(zhǔn)，以及已有標(biāo)準(zhǔn)的更新版本。

亞洲國(guó)家如日本，韓國(guó)、新加坡等都在BIM方面進(jìn)行了大量研究，制定了標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)施途徑。

2 BIM技術(shù)在國(guó)內(nèi)的研究情況和水平

縱觀全球建筑行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步，BIM的應(yīng)用已成為建筑行業(yè)信息化技術(shù)的一項(xiàng)重要技術(shù)手段。但目前，我國(guó)國(guó)內(nèi)BIM的發(fā)展和應(yīng)用還處于初步階段，對(duì)BIM的理解、應(yīng)用、開(kāi)發(fā)都落后于歐美、亞洲的發(fā)達(dá)國(guó)家。對(duì)于智慧城市建設(shè)，在我國(guó)一些地區(qū)也開(kāi)始進(jìn)行了簡(jiǎn)單和初步的研究，沒(méi)有形成完整的推行經(jīng)驗(yàn)和成熟做法。BIM進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)大約是在2002年，它是由歐特克公司引入的。國(guó)家“十一五”規(guī)劃明確了BIM作為國(guó)家科技支撐計(jì)劃的重點(diǎn)項(xiàng)目，國(guó)家“十二五”規(guī)劃進(jìn)一步奠定BIM的重要性，將其視為信息化的重點(diǎn)研究課題。相應(yīng)地，除了軟件公司外，政府相關(guān)單位、科研院校、各相關(guān)專家和協(xié)會(huì)、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商、設(shè)計(jì)單位、施工單位也將目光投向了開(kāi)發(fā)并推廣BIM。

BIM在我國(guó)的各個(gè)部門(mén)的應(yīng)用與研究狀況如下。

（1）為了在建筑領(lǐng)域方面能與國(guó)際接軌，住建部編制了建筑業(yè)“十二五”規(guī)劃，明確了將BIM作為建筑物全生命周期的連續(xù)性模型以實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)、采購(gòu)、建造、投產(chǎn)到運(yùn)行的全過(guò)程集成運(yùn)用，BIM將會(huì)是我國(guó)建筑行業(yè)接下來(lái)應(yīng)用和發(fā)展的主要技術(shù)。2015年我國(guó)的上海，北京和深圳等城市進(jìn)行了BIM技術(shù)應(yīng)用于投標(biāo)階段的應(yīng)用規(guī)定。

國(guó)內(nèi)的BIM技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展較快，但是普遍水平和層次，基本上側(cè)重于單體建筑物的碰撞檢查，對(duì)于大型項(xiàng)目的優(yōu)化技術(shù)尚處在研究之中，主要應(yīng)用于施工企業(yè)的招投標(biāo)活動(dòng)，三維可視的效果，虛擬施工，并未在項(xiàng)目的各個(gè)階段，不同的使用者之間實(shí)現(xiàn)信息互通和共享。目前建設(shè)管理部門(mén)在BIM 的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)方面，還沒(méi)有出臺(tái)正式的標(biāo)準(zhǔn)。

（2）應(yīng)用范圍正在逐步擴(kuò)大，一些建筑軟件開(kāi)發(fā)企業(yè)做了一些研究和開(kāi)發(fā)。廣聯(lián)達(dá)公司和魯班公司在智慧建造中對(duì)BIM的應(yīng)用方面做了大量研究和拓展應(yīng)用，廣聯(lián)達(dá)公司在Revit基礎(chǔ)上二次開(kāi)發(fā)了一些建模與算量軟件，比如MagiCAD和建模算量軟件，引入了進(jìn)度和造價(jià)的BIM5D產(chǎn)品，用于投標(biāo)階段和施工過(guò)程。但是因?yàn)檐浖r(jià)格較高，且有可替代性，出現(xiàn)同質(zhì)產(chǎn)品，目前正在進(jìn)行產(chǎn)品的初級(jí)推廣過(guò)程。魯班軟件公司和廣聯(lián)達(dá)軟件公司在智慧建造方面做了一些初步的應(yīng)用研究。

斯維爾公司把BIM技術(shù)應(yīng)用在綠色建筑模型面體現(xiàn)在其設(shè)計(jì)的軟件中。

（3）中國(guó)大型建筑公司開(kāi)始逐步認(rèn)識(shí)BIM技術(shù)在施工中的重要性，中建和中鐵、中交等公司對(duì)公司的技術(shù)骨干進(jìn)行了BIM的培訓(xùn)和推廣。促進(jìn)了國(guó)內(nèi)的技術(shù)人員對(duì)其認(rèn)識(shí)和使用，但是由于建筑施工企業(yè)人員素質(zhì)普遍不高，應(yīng)用還在處于初級(jí)階段。

（4）目前國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)咨詢行業(yè)也正在進(jìn)行BIM的應(yīng)用和研究，比如悉地國(guó)際設(shè)計(jì)有限公司（CCDI）在北京成立了BIM研究中心，進(jìn)行了很多大項(xiàng)目的虛擬設(shè)計(jì)的應(yīng)用。北京和上海、深圳等大城市涌現(xiàn)出一些BIM咨詢和培訓(xùn)公司。

目前國(guó)內(nèi)也有許多應(yīng)用BIM成功的案例，如奧運(yùn)“水立方”、青島海灣大橋及昆明長(zhǎng)水機(jī)場(chǎng)等大型工程。北京、上海、深圳等城市走在了BIM應(yīng)用和推廣的前沿，深圳市政府發(fā)布了我國(guó)首例政府公共建筑BIM實(shí)施綱要及標(biāo)準(zhǔn)。

3 工程管理專業(yè)BIM課程的教學(xué)改革目標(biāo)

（1）改革的目標(biāo)，通過(guò)教學(xué)，學(xué)生應(yīng)該能夠熟練掌握和運(yùn)用BIM技術(shù)軟件的應(yīng)用，了解數(shù)字城市建設(shè)項(xiàng)目管理過(guò)程和基本程序，了解發(fā)達(dá)國(guó)家的BIM應(yīng)用基本規(guī)范，研究國(guó)際工程建設(shè)領(lǐng)域關(guān)于建筑信息模型的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的制定和實(shí)施措施。會(huì)使用常用設(shè)計(jì)分析軟件和設(shè)計(jì)圖紙深度，達(dá)到建筑領(lǐng)域的BIM技術(shù)在建筑部品的生產(chǎn)和使用中的應(yīng)用。

BIM教學(xué)內(nèi)容主要包括如下方面。①可視化應(yīng)用?？梢暬膽?yīng)用可以劃分為設(shè)計(jì)可視化，虛擬施工模型與碰撞檢查等三個(gè)部分。通過(guò)可計(jì)算的BIM系統(tǒng)平臺(tái)，可以在正式施工前預(yù)估建筑的性能，從而獲得比2D平面圖更為直觀全面的3D立體圖。經(jīng)整合后的項(xiàng)目集合數(shù)據(jù)，可一定程度上提高時(shí)空的協(xié)調(diào)利用率，甚至能在項(xiàng)目實(shí)施前通過(guò)這樣的系統(tǒng)平臺(tái)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，提前修改。對(duì)于目前的建造業(yè)，可見(jiàn)可視的設(shè)計(jì)對(duì)預(yù)測(cè)建筑物、構(gòu)筑物等成型效果是必要的。②成本預(yù)算應(yīng)用。這些建筑信息能夠?qū)ο嚓P(guān)的建筑設(shè)計(jì)及施工工作等進(jìn)行服務(wù)：分析結(jié)構(gòu)構(gòu)成、MEP系統(tǒng)建模、分析建筑物的耗能、管理的規(guī)范等等。在建筑過(guò)程中，可計(jì)算的建筑信息能夠支持成本預(yù)算工作。采用模型來(lái)替代圖示時(shí)，其所相關(guān)的材料的各種屬性、性能都能在建模過(guò)程中作為模型出現(xiàn)。相對(duì)應(yīng)的該材料的屬性和性能也會(huì)隨改變而改變。預(yù)算員可根據(jù)更新后的模型進(jìn)行造價(jià)、成本預(yù)算，評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)等工作。③運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段應(yīng)用。BIM能夠?qū)⑦\(yùn)營(yíng)維護(hù)階段所需的信息包括維護(hù)計(jì)劃、檢驗(yàn)報(bào)告、工作清單、設(shè)備參數(shù)、故障時(shí)間等內(nèi)容列入模型中，實(shí)現(xiàn)物業(yè)管理與BIM模型、圖紙、數(shù)據(jù)一體化，BIM的模型信息與實(shí)際建筑物、構(gòu)筑物信息一致化。

（2）課程改革的內(nèi)容和對(duì)教師的要求。了解發(fā)達(dá)國(guó)家的大學(xué)在工程建設(shè)管理專業(yè)領(lǐng)域的教學(xué)手段，分析其教學(xué)內(nèi)容和主要的專業(yè)課程，了解國(guó)外在智慧城市建設(shè)的設(shè)計(jì)施工中的現(xiàn)代化手段，掌握工程中經(jīng)常使用和教學(xué)中常用的軟件類型和基本應(yīng)用，為的大學(xué)在工程管理專業(yè)的院校教學(xué)內(nèi)容和方法改革提供有力的借鑒和指導(dǎo)后能夠順利、熟練地用于教學(xué)和科研實(shí)驗(yàn)中，指導(dǎo)本科生和研究生，掌握三維立體軟件的應(yīng)用。有針對(duì)性的進(jìn)行BIM課程的設(shè)計(jì)和安排，有效地組織和安排教學(xué)內(nèi)容，使大學(xué)的辦學(xué)水平更加貼近國(guó)際社會(huì)需求，縮短我國(guó)工程管理專業(yè)與國(guó)際同行業(yè)的差距，使高等學(xué)校能夠培養(yǎng)素質(zhì)更高、能力更全面的復(fù)合型工程管理人才，同時(shí)加強(qiáng)我國(guó)高校與國(guó)際工程管理界的交流，加強(qiáng)高校教師對(duì)知識(shí)更新和知識(shí)傳播的能力。

（3）加強(qiáng)實(shí)踐應(yīng)用。在智建設(shè)項(xiàng)目中的各個(gè)階段比如招投標(biāo)和施工項(xiàng)目管理等方面，了解建筑施工市場(chǎng)新技術(shù)、新工藝和項(xiàng)目管理模式，讓學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目的實(shí)踐練習(xí)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，側(cè)重實(shí)踐案例的應(yīng)用。

4 結(jié)論

綜上所述，國(guó)內(nèi)的BIM建筑信息模型技術(shù)正在逐步的走上建筑設(shè)計(jì)和施工以及運(yùn)營(yíng)管理的各個(gè)環(huán)節(jié)中，越來(lái)越多的業(yè)主和施工企業(yè)、設(shè)計(jì)企業(yè)對(duì)BIM的認(rèn)識(shí)程度在加強(qiáng)，BIM技術(shù)將在未來(lái)的項(xiàng)目智慧建造進(jìn)程中起到關(guān)鍵作用，逐步在建設(shè)行業(yè)各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用和普及。

建筑類和土木工程專業(yè)大專院校對(duì)BIM的研究情況發(fā)展不均衡，國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)高等院校開(kāi)設(shè)了BIM的課程，教材參差不齊，授課內(nèi)容各有不同，但是隨著B(niǎo)IM應(yīng)用技術(shù)的推進(jìn)，越來(lái)越多的大專院校建設(shè)了BIM綜合實(shí)驗(yàn)室，

國(guó)內(nèi)已有多所高校例如清華大學(xué)、哈工大、華南理工大等“985”大學(xué)都相繼開(kāi)設(shè)了BIM的研究實(shí)驗(yàn)室，但是存在著師資力量的薄弱問(wèn)題。但是，值得欣喜的是，很多高職院校率先進(jìn)行了BIM實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和教學(xué)與工程實(shí)踐的應(yīng)用，并起到了示范作用。