全球BIM技術發展趨勢探討之四 聚焦BIM技術發展趨勢

■ 中國建設科技集團中央研究院智慧建筑研究中心 歐陽東 黃劍釗

本文聚焦BIM技術發展趨勢，主要探討BIM技術的六大變革、發展趨勢、存在不足和發展思考。在大數據、物聯網、5G移動互聯的時代背景下，立足于建筑信息化建設的市場需求與發展趨勢，分析BIM技術對數字化城市建設、運營、管理、服務的深遠影響與現實意義。

BIM技術產生的六大變革

傳統思維變革。傳統設計的思維已被傳統工作方式所固化，但BIM技術的出現，打破了這種已被市場廣泛接受的二維設計模式。隨著BIM技術應用的日趨成熟，沒有BIM設計能力的設計團隊，會面臨被時代淘汰的風險。

技術手段變革。輕量型二維設計軟件向重量型三維設計軟件的轉變。雖然BIM設計軟件會對個人的工作效率造成一定的影響，但對于項目整體而言，BIM正向設計與技術應用，對項目的品質與管理帶來較為顯著的提升。

商業模式變革。一是市場對設計方業務能力要求的提升，隨著國家層面對BIM發展的重視和支持、市場對BIM設計需求的增加，BIM正向設計已經成為了許多建設方對設計方資質考察的“敲門磚”；二是設計方業務向項目全過程延伸，因為BIM技術服務于項目全生命期，這也讓BIM成為“EPC”或“建筑師負責制”項目的有效抓手。通過BIM技術對項目的進度、成本、施工、質量、安全等進行有效管控，優化資源配置，提升建造品質。

城鎮建設變革。隨著“大數據”“移動互聯網”時代的到來，城鎮建設向著數字化、信息化、智慧化的方向發展。以BIM技術為核心、由建筑單元到城市系統的BIM+GIS應用，為數字化城市的建設與發展提供了重要的信息基礎與管控依據。

產業信息變革。基于BIM信息數據，

對建筑全生命期所產生影響力與控制力。設計的意圖與圖紙輸出的信息均可通過BIM模型在不同的階段、不同的專業，甚至不同的產業間進行傳遞與綜合應用。

建筑產業變革。目前工程建造模式正向著預制化、標準化、裝配化式的方向發展。BIM技術是設計圖紙與預制構件之間的重要信息紐帶，基于BIM應用邏輯與其下游建筑產業的工程編碼體系已相繼出臺?；谠O計圖紙傳遞信息的深化設計方式，正在被數字化、標準化、智能化的計算機語言所取代。這也意味著建筑工業化的概念不再是“紙上談兵”，建筑產業模式的變革，已經隨著BIM應用技術的日漸成熟，悄然而至。

BIM技術的發展趨勢

BIM1.0可視化應用

基于BIM模型可視化基礎上完成的單方向的應用。如方案比選、管綜優化、凈高優化等，旨在利用BIM技術解決某一點或某一個階段存在的設計問題，BIM技術應用目標相對單一。

BIM2.0全生命期應用

基于BIM正向設計邏輯基礎上完成的多維度應用。如建筑性能分析、VR虛擬漫游、場地分析、工藝做法模擬、項目進度管理及工程算量計價等，應用維度可覆蓋建筑全生命期，應用目標與應用深度根據項目側重點不同作出相應調整，旨在利用BIM技術對建設項目的投資、設計、施工及運維等，進行全方位組織優化與系統管理。

BIM3.0“BIM+”集成應用

基于BIM模型信息化基礎上完成的集成應用。如BIM+智能機器人、BIM+數字加工、BIM+VR、BIM+云計算等，旨在利用標準的工程編碼體系與計算機語言，使BIM模型與其他產品、或產業間發生數據信息交互，讓BIM技術的應用不再局限于建筑工程領域，而是以“信息”為切入點，成功接軌“大數據”時代。

BIM4.0智慧管理應用

基于“移動互聯網”與“大數據”時代背景下的BIM智慧化管理與系統應用。如“ BIM+CIM+GIS+IOT ”，以BIM模型作為基礎信息元接入城市地理信息系統，基于大數據、物聯網等技術的發展，對BIM模型中已經錄入的信息進行抓取、整合與利用。BIM智慧管理應用旨在通過BIM技術的應用，實現由建筑單元到城市系統的智慧化管理，為數字化城市的建設與發展提供重要的信息基礎與管控依據。

BIM技術存在的問題與原因

BIM文件的法律責任（含知識產權和保密協議）

在實際的工程項目中，BIM設計模型是不宜加密的（加密之后面臨傳遞問題無法解決），因此，BIM模型及其相關成果的知識產權歸屬難以得到有效保護，模型盜用、圖紙泄密的問題時有發生。

BIM驗收設計深度無法統一

由于“BIM國標”的出臺時間相對較晚，所以各大設計院、地產商、以及地方政府紛紛制定了適合于自身的“內部通用”的BIM相關標準?！耙粋€項目，多重標準”的情況時有發生，這直接導致了BIM正向設計的設計深度與驗收標準無法統一，也間接造成設計方與建設方之間的利益失衡。

BIM設計成本與收益較難匹配

對于設計師來說，BIM正向設計的難度、付出的時間，需要解決的問題，要比傳統二維設計高出非常多，但最終得到的收益，與傳統二維設計模式相比，卻并沒有“質”的提升，這也影響了設計師學習、使用BIM的積極性。

BIM正向設計價值難以提升

目前，市場上對BIM正向設計的應用已經不滿足于施工圖出圖，更多企業開始關注BIM算量、BIM咨詢等BIM正向設計的“增值”業務，但很多設計企業因受制于成本、人員等因素條件，只能在傳統“設計出圖”的服務模式中徘徊。

BIM算量應用的普及存在地域性差異

近年來，隨著BIM算量應用的快速發展，基于BIM模型的一鍵算量已經可以很好地輔助設計概算進行工程量統計。更多建設方以BIM算量結果統籌施工總包的招標工作，高度透明的成本控制觸及了施工方的利潤底線，導致BIM算量的普及與應用出現了較為明顯的地域性差距。

BIM設計、施工、運維不同階段模型難以傳遞

“設計、施工及運維模型”的區別在于：設計更關注空間與功能；施工更關注做法與工序；運維更關注體驗與管控。基于不同的關注點和目的，反映在BIM模型上的圖形表達與信息深度要求就會大相徑庭。因此，基于項目不同階段的BIM應用模型，除底層信息可傳遞和共享之外，更多信息的輸入仍需通過BIM模型的深化來完成。

BIM技術的發展思考

從技術及應用的角度思考BIM技術發展

BIM 1.0階段

這一階段，主要是在BIM模型可視化基礎上完成單方向應用，以可視化應用為目的，其核心技術是BIM三維建模技術。此階段BIM技術應用多為“反向”翻模驗證過程，通常情況下不需要協同。其模型主要為滿足可視化應用、設計驗證與優化標準的BIM模型，重點關注BIM可視化、精細化建模的技術與應用。該階段的軟件主要為BIM建模類軟件，注重BIM快速建模與BIM模型的批量處理。

BIM 2.0階段

這一階段，主要是在BIM正向設計邏輯基礎完成多維度應用，以全生命周期應用為目的，其核心技術是基于BIM正向設計邏輯的軟件研發技術。設計對內的協同多基于C/S架構，以“中心文件+鏈接”的模式完成；設計對外的協同多基于B/S架構，需要獨立的BIM輕量化協同應用平臺配合完成。其模型主要為滿足正向設計要求的BIM施工圖設計模型（LOD 300）、滿足施工工藝做法與拆分邏輯的BIM施工深化模型（LOD 400）、符合項目運維管理要求的BIM運維模型（LOD 500），重點關注基于BIM正向設計邏輯基礎，建造全過程的信息傳遞與技術應用。該階段的軟件主要為BIM設計類與應用類軟件，注重以正向設計邏輯為基礎的BIM模型輕量化管理與應用。

BIM 3.0階段

這一階段，主要是在BIM模型信息化基礎上完成集成應用，以“BIM+”集成應用為目的，其核心技術是BIM信息可傳遞的工程編碼技術。該階段的協同主要體現在：以BIM模型為核心，基于特定的輕量化應用平臺，完成BIM模型信息與其他產品、或產業間的協同交互與集成應用。其模型主要為滿足集成應用圖形表達與信息深度要求的BIM模型，重點關注BIM信息集成處理的技術與應用。該階段的軟件主要為BIM應用類軟件，注重BIM模型信息的集成處理與數據交互。

BIM 4.0階段

這一階段，主要是在“移動互聯網”與“大數據”時代背景下，實現BIM智慧化管理與系統應用，以智慧管理應用為目的，其核心技術是大數據支撐下的“ BIM+CIM+GIS+IOT ”技術。該階段的協同主要體現在：以BIM模型作為基礎信息元接入城市地理信息系統，在城市級數字沙盤基礎上，通過“大數據+物聯網+云計算”技術完成的智慧化管理與協同。其模型主要為滿足“BIM+CIM+GIS”城市地理信息平臺集成與管理要求，并具備信息承載與交互能力的BIM模型，重點關注BIM、CIM和GIS之間的信息傳遞、數據交互與技術應用。該階段的軟件主要為BIM協同類軟件，注重“數字化、智慧化、人性化”的城市運營管理與布局應用。

從營銷的角度思考BIM技術發展

BIM的經營模式及主要特點

一是以BIM技術咨詢業務為主，需要具備整合BIM領域內優質資源（軟件方、建模方、研發方等）與獲取BIM最新應用技術信息的能力；二是以BIM正向設計與應用延伸業務為主，需要配備能夠熟練使用BIM設計與應用軟件的設計方、能夠提供軟件技術咨詢與建模輔助的BIM建模方。

BIM的生產模式及主要特點

一是在方案與初步設計階段，采用傳統CAD+輕量級三維建模軟件，施工圖設計階段采用全專業BIM設計協同模式，適用于方案頻繁修改，需要設計快速推敲、反復驗證方案的項目；二是在方案設計階段，采用全專業BIM設計協同模式，適用于方案設計條件穩定，無顛覆性調整過程的項目。

BIM的服務模式及主要特點

該服務模式的特點主要包括以下5個方面：一是BIM全過程技術應用咨詢；二是BIM正向設計與應用延伸（BIM算量）；三是BIM施工組織管理（智慧工地、工藝模擬、進度管理）；四是BIM智慧運維與管理（從建筑單元到城市系統）；五是BIM設計管理與項目管理（B/S協同應用平臺）。

就中國建筑產業而言，BIM技術的發展與應用就像是一場如期而至的革命，它引發了產業思維模式、行業技術手段、企業管理辦法、設計服務體系等多層面、多維度的顛覆性變革。BIM已經不是建筑企業發展的“可選項”，而是“必選項”。越來越多的地產商、設計方及軟件供應商的實踐已經證明：“投資BIM就是投資建筑行業的未來”。隨著“大數據”“物聯網”“云計算”等新技術的日趨成熟， BIM技術的應用與發展也必將隨著“5G”時代的到來而邁上新的臺階。