淺論BIM 技術(shù)在國內(nèi)發(fā)展的障礙與對策

郝津

（山西工程職業(yè)學(xué)院,太原 030000）

1 前言

隨著時代的發(fā)展，我國經(jīng)濟已從粗放型向集約型發(fā)展，越來越多的行業(yè)與計算機領(lǐng)域進行了結(jié)合，建筑行業(yè)也不例外，并且越來越精細(xì)化。BIM技術(shù)被越來越多的應(yīng)用在建筑行業(yè)中，BIM 技術(shù)即為Building Information Modeling，國內(nèi)常稱之為：建筑信息模型，由美國喬治亞理工大學(xué)ChuckEastman 博士于1975 年提出，目的是表達出整個工程項目中所有專業(yè)和各階段的信息和功能，將設(shè)計環(huán)節(jié)、施工環(huán)節(jié)、運營維護環(huán)節(jié)的信息都有機地整合到一個共享建筑模型中，以便于實現(xiàn)建筑工程的可視化和量化分析，提高工程建設(shè)效率。

2 BIM 技術(shù)在我國的發(fā)展

在不同的階段BIM技術(shù)的應(yīng)用也不相同。就如在設(shè)計階段，其模型包括建筑、結(jié)構(gòu)、水電風(fēng)、性能模擬、環(huán)境和基礎(chǔ)設(shè)施；在施工階段的初期，是將設(shè)計模型按照施工步驟進行細(xì)分和深化；隨著施工的進行，需要在其模型上表達出施工進度：將工程項目按時間進度跟模型中的對象進行聯(lián)結(jié)，并且要在模型中表達出成本信息，也就是將工程項目成本與時間跟模型中的對象聯(lián)結(jié)；在項目竣工后投入運營使用階段：模型將用于模擬運營管理、維修保養(yǎng)和中期更新。

在項目的整個過程中可以使用三維模型替代傳統(tǒng)的二維圖紙制造建筑構(gòu)件，這樣有利于施工階段的施工碰撞檢查。在設(shè)計階段中往往會出現(xiàn)二維圖紙信息更新不及時以及信息的漏缺，而在BIM三維模型中則可以有效避免這種情況的發(fā)生，某個構(gòu)件信息的變動只要在一處進行更改則會牽一發(fā)而動全身，模型中關(guān)于該構(gòu)件的信息都會進行更改。

3 BIM 技術(shù)發(fā)展的障礙

但截止目前為止，也只有在沿海發(fā)達城市和一些超大型項目中才會使用BIM技術(shù)，BIM技術(shù)在我國仍舊有很大的發(fā)展空間，究其原因包含以下四點：

3.1 缺乏BIM技術(shù)的人才支持

BIM工程是一個系統(tǒng)的復(fù)雜工程，不單純是一個單位，一個專業(yè)，一個人就能夠完成的，而是需要參與建設(shè)的五大責(zé)任主體單位共同參與、共同配合才能使項目取得好的成果。一個完整的BIM團隊不僅需要建模人員，還需要造價人員、管控人員，只有充足的人才做支撐，才能完成BIM 工作，由于涉及范圍較廣且難度較大，導(dǎo)致BIM人才稀缺。

目前，我國絕大部分高職高專已經(jīng)開設(shè)了建筑工程相關(guān)專業(yè)，為建筑行業(yè)提供一線工作者，直接接觸最新的技術(shù)并將課堂所學(xué)直接轉(zhuǎn)化為工作所需。但目前開設(shè)的與BIM技術(shù)相關(guān)的課程仍舊較少且較為基礎(chǔ)，高職高專開設(shè)課程有BIM 概論、BIM 應(yīng)用基礎(chǔ)和BIM 建模、建筑動畫制作等。這些課程主要集中在對BIM技術(shù)的概述和BIM 應(yīng)用前景的分析，旨在向?qū)W生傳授BIM 思維和BIM軟件創(chuàng)建模型的方法，要求學(xué)生根據(jù)二維圖紙構(gòu)建三維模型，將建筑施工圖紙中的雨篷、樓梯、散水、女兒墻、門窗等構(gòu)件的幾何形態(tài)和視覺信息進行表達，如：位置、尺寸、外形等，以及非幾何形態(tài)信息：材料、重量、性能、廠牌、型號，將結(jié)構(gòu)施工圖紙中的梁、板、柱、剪力墻或砌體墻進行表達，并在構(gòu)件屬性欄內(nèi)表達構(gòu)件的強度等級和材質(zhì)的相關(guān)信息。但這些課程只是BIM技術(shù)的一小部分，而實際工程中BIM技術(shù)貫穿于整個建筑生命全周期，從規(guī)劃階段、設(shè)計階段到施工階段再到運營維護階段，而高職高專所開設(shè)的課程僅僅涉及了設(shè)計階段的初期和施工階段的初期。由于學(xué)生素質(zhì)參差不齊而且沒有任何施工經(jīng)驗，導(dǎo)致BIM行業(yè)不僅缺少相應(yīng)人才而且其從業(yè)者的技術(shù)技能不過關(guān)。

要想改善這種局面，可增設(shè)BIM相關(guān)課程以及提高相關(guān)課程的覆蓋率，可在本科土木工程專業(yè)和建筑專業(yè)等相關(guān)專業(yè)中開設(shè)相關(guān)課程。隨著BIM技術(shù)在行業(yè)、企業(yè)得到了廣泛應(yīng)用并效果顯著，對學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)、理論知識和專業(yè)技能的要求也越來越高，高校應(yīng)逐步依照國家政策對專業(yè)課程進行改革，將智慧工地、BIM等相關(guān)技術(shù)融入高職院校建筑工程專業(yè)課程體系之中，對原有的教學(xué)模式進行改革以適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的需求，培養(yǎng)具有互聯(lián)網(wǎng)思維的智慧建造技術(shù)技能型人才，是新時代職業(yè)教育刻不容緩的教學(xué)改革任務(wù)[1]。

3.2 本土BIM軟件有待發(fā)展更新

目前，由于BIM 技術(shù)在國外發(fā)展時間較長，相關(guān)體系與規(guī)范更加完善全面，國外主流BIM平臺軟件包括：Revit、Bentley、microstation、Project?Wise、VectorWork、AIIPLAN。在諸如：美國、英國、新加坡等各個國家中，BIM技術(shù)在建筑行業(yè)中的使用率及普及率更高。BIM技術(shù)在我國的發(fā)展較晚，導(dǎo)致軟件功能還未完全成熟、產(chǎn)品較少、規(guī)模較小、優(yōu)勢不突出、系統(tǒng)性有待提高，可實現(xiàn)的BIM功能較少，在建模功能、可視化功能、信息集成功能、信息共享功能中只有前兩種功能較為完善。目前我國BIM相關(guān)軟件存在著以下問題：在引進國外軟件過程中依舊存在著國外軟件不落地，未將軟件完全本土化，導(dǎo)致項目實施不見效問題。

目前國內(nèi)大多數(shù)BIM 應(yīng)用成果和效益在建設(shè)過程和綠色節(jié)能中有所體現(xiàn)，BIM軟件功能較為單一，而且主要集中在結(jié)構(gòu)分析功能、建模功能、三維可視化功能、碰撞檢查功能等，這些功能的開發(fā)目的僅僅是為了實現(xiàn)設(shè)計、施工等自身服務(wù)的內(nèi)部管理，并未服務(wù)于建筑的全生命周期，而維護和運營才是BIM 技術(shù)最終使命和目的。但因許多普通民用建筑的運維相對比較簡單，故導(dǎo)致針對業(yè)主方的BIM軟件的發(fā)展一直較為緩慢，一直以來都缺乏一個能夠整體把控項目的進度、質(zhì)量、安全、成本等方面，動態(tài)可視化反映重要場景的以業(yè)主為服務(wù)主體的BIM協(xié)同平臺。

由于各軟件功能不同，在實行不同的功能時需要切換軟件，而各軟件之間又存在轉(zhuǎn)化壁壘，因此，急需開發(fā)研究BIM的協(xié)同平臺。協(xié)同平臺承載的信息和資源可供各方借鑒使用，不僅提高了項目管理的效率，而且減少了信息不全造成的障礙。依靠BIM的技術(shù)優(yōu)勢以及相關(guān)協(xié)同平臺，將BIM技術(shù)的應(yīng)用從設(shè)計階段擴大到建筑全生命周期，讓決策、設(shè)計、施工、運營等各方參與進來，將大幅提升項目綜合效益。我國目前的國產(chǎn)的BIM相關(guān)軟件設(shè)計與研發(fā)還有很大的發(fā)展空間[2]。

3.3 缺乏BIM協(xié)同標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)計BIM標(biāo)準(zhǔn)、施工BIM標(biāo)準(zhǔn)、運營維護BIM標(biāo)準(zhǔn)的不一致很有可能產(chǎn)生缺漏和重復(fù)，導(dǎo)致設(shè)計模型和施工模型不一定完全契合，存在模型傳遞的割裂、模型信息的缺漏、模型復(fù)用率低等問題，且需要不斷更新相關(guān)數(shù)據(jù)。尤其是設(shè)計階段模型深度與精度不足，施工階段難以深化設(shè)計模型，模型質(zhì)量問題制約了BIM技術(shù)價值的發(fā)揮。

針對這個問題應(yīng)盡快建立國內(nèi)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，BIM模型標(biāo)準(zhǔn)分為建模標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)等。建模標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該貫穿于建筑全生命周期，與各參與方的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)相互配合，各參與方可以依照自己的模型建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，同時在其他標(biāo)準(zhǔn)的配合下，參與項目的全過程[3]。標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一將使施工方與設(shè)計方的模型更為接近，避免在施工過程優(yōu)化環(huán)節(jié)中較大的修改。

在專業(yè)研究人員和業(yè)內(nèi)專家、相關(guān)企業(yè)等的不懈努力下，我國國家BIM標(biāo)準(zhǔn)的編寫已取得了階段性成果，《建筑工程信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》在歷經(jīng)四個月的征集、審議、修改后，于2013 年11 月15 日完成了征求意見稿，于2017 年7 月1 日開始執(zhí)行。《建筑工程信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》是我國第一部關(guān)于建筑信息模型應(yīng)用的工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，提出了建筑信息模型應(yīng)用的基本要求，是建筑信息模型應(yīng)用的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，可作為我國建筑信息模型應(yīng)用及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究和編制的依據(jù)[4]。

3.4 各建設(shè)方對BIM的抵觸

在二十世紀(jì)60 年代CAD(Computer Aided Design，計算機輔助設(shè)計）誕生，在建筑設(shè)計行業(yè)中將單純的人為畫圖轉(zhuǎn)化為人機交互畫圖，縮短了設(shè)計時間。CAD 的誕生可謂是建筑設(shè)計行業(yè)的第一次重大變革，而BIM技術(shù)毋庸置疑是整個建筑行業(yè)的第二次變革，它的應(yīng)用將涉及到更多方面，如設(shè)計方、施工方、業(yè)主方等，多方的協(xié)同配合更為不易。據(jù)美國政府統(tǒng)計，合理地使用BIM技術(shù)可以讓建設(shè)項目節(jié)省5%-12%的投資，因此，BIM技術(shù)的應(yīng)用與普及是大勢所趨，但建設(shè)項目的多方卻有抵觸心理。

（1）于施工方而言，基于BlM建立的工程5D 關(guān)系數(shù)據(jù)庫，包括：3D 實體、時間、WBS 可以建立與成本相關(guān)數(shù)據(jù)的工序維度、空間、時間關(guān)系，能對構(gòu)件進行數(shù)據(jù)處理，讓高效處理分析與項目實際成本相關(guān)的數(shù)據(jù)成為了可能。如果在BIM的基礎(chǔ)上創(chuàng)建實際成本數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫中包含材料實際成本、工費實際成本等數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)進行實時更新記錄，通過互聯(lián)網(wǎng)集中在企業(yè)總部服務(wù)器，實現(xiàn)了工程項目的實際成本數(shù)據(jù)在總部成本部門、財務(wù)部門和項目部之間的數(shù)據(jù)共享，進而實現(xiàn)了總部與項目部的信息對稱，加大了總部對成本的管控能力。但如此透明化的成本顯示勢必會影響施工單位的利益，這也是為何BIM 技術(shù)在施工方推行較為困難的原因。

（2）于設(shè)計方而言，大多數(shù)設(shè)計院的BIM 團隊仍然將BIM 等同于Revit，所做一切仍是圍繞“建模、模型轉(zhuǎn)向、照明能耗和2D 圖紙優(yōu)化、建筑性能分析、結(jié)構(gòu)計算分析、和三維碰撞檢查”進行的。只涉及到了設(shè)計階段的零星片段，并未充分發(fā)揮BIM技術(shù)信息化的優(yōu)勢。因為目前設(shè)計院提交的成果仍是以二維圖紙為主，圖紙設(shè)計須符合國家的二維制圖規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，而基于BIM三維模型生成的二維圖紙不能滿足制圖規(guī)范的要求。此外針對部分設(shè)計單位而言，BIM是業(yè)務(wù)中的加分項，而非主要業(yè)務(wù)，設(shè)計人員對新軟件的陌生和排斥也是BIM技術(shù)在設(shè)計方面難以推行的原因之一。

（3）于業(yè)主方而言，BIM技術(shù)的應(yīng)用與普及會大大增加業(yè)主對項目的把控能力，少部分業(yè)主會在招標(biāo)文件中要求投標(biāo)方在項目設(shè)計、施工中應(yīng)用BIM 技術(shù)；或是不要求設(shè)計、施工等項目參與方使用BIM 技術(shù)，而單獨發(fā)布招標(biāo)文件招聘第三方BIM咨詢顧問。截至目前為止，國內(nèi)業(yè)主在設(shè)計、施工招標(biāo)文件中要求在項目中使用BIM 技術(shù)的很少，主要原因有：業(yè)主對BIM 技術(shù)一知半解，不知道要用BIM 要做什么、能做什么，要求不明確，導(dǎo)致業(yè)主在BIM 上的投入達不到應(yīng)有的結(jié)果，因而對BIM技術(shù)產(chǎn)生質(zhì)疑與排斥。其次，國內(nèi)具備完備的BIM技術(shù)的設(shè)計單位和施工單位少之又少，有資格承接BIM咨詢的第三方公司也為數(shù)不多，導(dǎo)致業(yè)主可選擇范圍較少，致使目前項目的建設(shè)無論是設(shè)計還是施工仍偏向于傳統(tǒng)方式。

毋庸置疑，BIM技術(shù)的發(fā)展需要業(yè)主方、施工方、設(shè)計方、咨詢方等多方的相互促進才能有所發(fā)展的，這就要求各方提高自己的專業(yè)能力。政府部門和BIM企業(yè)可以加大線上與線下的培訓(xùn)力度，針對不同的建設(shè)方提供專門的培訓(xùn)項目；建立應(yīng)用BIM技術(shù)的項目的數(shù)據(jù)庫，給建設(shè)方直觀有力的感受，而這些具體的實施方式目前整個行業(yè)都還在探索的階段。

4 結(jié)論

BIM技術(shù)工作效率高、經(jīng)濟效益好，勢必會引起建筑行業(yè)的第二次革命，雖然就目前看來，我國BIM 技術(shù)的發(fā)展仍存在一些問題，但隨著各方的協(xié)同努力，不斷地探索研究，所有問題終將被解決，BIM技術(shù)的發(fā)展之路雖然曲折，但前途充滿光明。