中國BIM協同設計的現狀分析

梅蘇良?周與淳

摘?要：BIM 是目前全世界建筑業最為關注的信息化技術，歐美發達國家正在強力推動BIM 的研究和應用。BIM被認為是能夠突破生產效率低和資源浪費等諸多建筑業普遍存在的問題的一項技術。縱觀世界，BIM 已經成為了全世界建筑業發展的主流方向，本文就BIM在中國協同設計的現狀進行了簡要分析。

關鍵詞：BIM?協同設計?數字模型

中圖分類號：TU203 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）10（a）-0004-02

1BIM概念及特點

建筑業作為我國國民經濟的支柱產業，與整個國家經濟的發展、人民生活水平的改善有緊密的關系。隨著經濟的快速發展，我國固定資產投資額不斷增加，從2005年的88，773億元人民幣增加到2010年的278，140億元人民幣。其中，工程項目是是固定資產投資的主要載體。隨著建筑工程項目復雜性的不斷提高，設計周期時間的不斷縮短，傳統的設計方式由于其自身效率低、協同性差、各方配合較差、溝通困難等缺點已經不能滿足業主的需要。因此需要一種能解決傳統設計方式不足的新設計方法。BIM（Building Information Modelling，建筑信息模型）的出現，在一定程度上解決了以上難題，它提供了一個協同設計、提高設計效率的平臺，能夠縮短工程項目設計周期，提高設計效率。

BIM概念最初是由美國Autodesk 公司在總結歸納匈牙利Graphsoft公司提出的虛擬建筑（Visual Building）概念和美國Benetly公司提出的Signal Building Information概念基礎上于2002 年首次提出，并將其應用到Revit 軟件中[1]。BIM是創建并利用數字模型對項目進行設計、建造及運營管理的過程，它是一個包含豐富數據、面向對象的、具有智能化和參數化特點的建筑設施的數字化表示，它的應用會引起整個建筑生產方式的改變[2]。BIM通過計算機軟件來形象化、數字化地模擬工程項目中設計、施工和運行的技術，運用3D空間，通過模擬使得設計和施工的合作更加緊密，而在3D模型基礎上增加的時間、成本等信息可以將更多維的因素引入BIM模型，從而能夠實現項目績效的最大化[3]。在產品方面，BIM的應用可以改善設計生產環境、提高設計效率。

在設計階段促進信息共享、各方進行深入的溝通交流是BIM設計階段的又一特色。傳統的設計方式由設計方在腦中設計出建筑的3D模型，將該3D模型A轉化為2D模型A，得出CAD圖紙，然后將2D模型A的圖片發送給承包商，承包商將該2D模型A轉換成方便自己理解的3D模型B，加入自己的設計意圖經修改后再將3D模型B調整為2D模型B，與設計單位發送過來的2D模型A進行比較，找出異同，再與設計單位進行交流（如圖1），這就極大地減慢了溝通和變更設計的效率[4] [5]。在整個過程中，有很高的概率出錯，造成施工階段的停工，返工，浪費了許多不必要的資源。而運用BIM，設計階段將承包商、設計單位等相關單位緊密聯合在一起，提高了業主和其他參與方對設計過程的參與程度，共享全部信息，這樣做不僅可以節約工期，而且設計成果的價值與傳統方式相比得到了很大的提升[6] [7]。

2BIM應用現狀分析

協同設計是當今工程建設領域經常被提到的一個概念，它是指一種基于網絡的設計溝通手段及設計流程的組織管理方式，包括：通過CAD文件之間的外部參照，使得工種間的數據可視化共享；通過網絡信息與視頻會議等方式，使得各個設計團隊內的成員可以跨部門、跨地域、跨國界討論設計方案、研究設計變更、進行成果交流；通過建立網絡資源庫，能夠使所有設計者獲得統一的設計標準，設計成員通過對網絡管理軟件的應用，保證了成果的及時性和唯一性[8]。

如今BIM理念正逐漸被我國建筑行業所知曉，國內先進的設計公司、建筑公司紛紛成立BIM技術小組，如中國建筑設計研究院、中國建筑科學研究院、中建國際建設有限公司、上海現代設計集團等等。這些集團或公司花費了很大的人力、物力、財力研究BIM，將BIM應用到自身的工程項目中去。判斷一個工程設計是否運用了BIM并不是看其設計圖紙是用2D或3D顯示，而是其設計階段是否使用了以BIM技術為理念的專業軟件，如Autodesk Revit系列，Benetly Building系列、ArchiCAD等專業BIM軟件。合理有效運用這些軟件才能更好的實現協同設計的初衷，高效率高質量地完成設計任務。我國目前BIM專業軟件的開發尚處于初級階段，只有中國建筑科學研究院設計開發的PKPM、北京廣聯達和上海魯班等一些大型公司開發的造價管理軟件。

除了專業BIM軟件的應用外，咨詢公司與工程項目參與方也對BIM協同設計的成敗起著重要的作用。BIM專業咨詢公司為工程項目提供技術支持和管理服務，以專業化的角度指導設計團隊中的人員，提高工作效率，促進各部門之間人員的溝通與交流，及時解決出現的各類問題。工程項目參與方特別是各方負責設計的人員對于BIM協同設計的理解是影響設計結果好壞的關鍵因素之一。如果工程設計人員擁有良好的BIM知識與協同設計的經驗，那么設計成功的幾率將會很大。相反，如果設計人員是第一次接觸協同設計與BIM，那么設計成果很可能費時又費力，得不到理想的成果。因此在平時打下良好的基礎是十分重要的。我國目前只有一些大型設計院在嘗試著適用BIM技術進行協同設計，如沈陽建筑設計院在2005年開始使用Revit Architecture進行協同設計；2010年中國建筑設計研究院的敦煌游客中心項目使用的BIM進行協同設計等等。但是國內絕大多數中小型建筑公司尚沒有引入BIM技術，進行設計工作時仍然使用傳統的AutoCAD進行平面設計。

全國高等院校與研究機構是研究BIM技術與推動BIM技術與協同技術結合的重要力量。通過研究，高等院校與研究機構梳理出一套成熟的應用體系與理論方便建筑實業界的人員使用，已使得BIM技術在國內建筑行業快速普及。但與國外高等院校積極將BIM技術納入課程體系不同，國內大多數高等院校并沒有引入BIM的相關課程，而研究機構對BIM的研究與推廣工作做的還很不夠。因此他們在深入介紹BIM的核心理念與相關技術方面仍需努力。

3BIM在國內應用存在的問題

運用BIM技術的協同設計與傳統的設計方式相比，擁有很多的優勢，但在國內的應用卻并不廣泛，究其原因，有以下幾點：

3.1 BIM技術難度大，需要進行長時間的培訓

目前國內設計單位絕大多數仍然在使用AutoCAD進行2D圖紙設計，經過多年的使用，積累了豐富的經驗與技術，應用起來比較成熟。用BIM技術代替AutoCAD技術進行3D協同設計，需要團隊設計人員從根本上轉變設計理念，從2D設計轉變為3D設計，從相對獨立的設計轉變為協同設計，思維定勢的轉換比較困難。且設計人員熟練理解BIM理念并掌握BIM相關軟件的應用需要大量的資金與時間成本的投入，從開始應用BIM技術的協同設計到熟練掌握需要一定的時間，這些都阻礙了BIM技術在中國的推廣[9]。

3.2 風險程度高

我國的工程建筑設計普遍存在著設計時間短、施工周期緊張的問題，初期運用BIM技術的協同設計勢必會存在技術障礙，可能導致無法按時高質量完成設計任務，失去市場份額。因此應用BIM技術對于工程建筑設計公司具體較大的風險。很多公司為了規避此類風險，沒有引入BIM技術進行協同設計。

3.3 相關機制不到位

目前很多城市公開招標的工程項目仍然要求設計單位以AutoCAD制作的2D圖紙上交設計成果，無形之中減緩了BIM技術在中國的發展。通過業主對BIM技術的需求不多，國家相關標準的不完善也阻礙了BIM技術的推廣。目前中國很多業主仍然對缺乏對BIM技術的基本了解，只有一些特定業主在設計高端建筑時才要求設計方必須使用BIM技術進行協同設計。此外相關部門缺乏特定的機制鼓勵業主多使用BIM技術進行協同設計。

3.4 缺乏相應的軟件支持

由于目前市場上比較成熟的BIM專用軟件都是由國外企業生產的，國內企業在BIM軟件的開發上處于剛剛起步的位置。而國外企業由于各種原因不可能對國內的設計單位提供長期的穩定的軟件技術支持，國外企業設計的BIM專用軟件也沒有考慮到國內建筑行業的特點，因此這也限制了BIM技術在中國的發展。

在一些發達國家，以Autodesk Revit為首的BIM軟件已經在各個建筑公司于設計公司普及使用。目前北美建筑行業有超過一半的設計公司在使用BIM或與BIM相關的工具。BIM已經廣泛應用于房地產開發、高端住宅、商業建筑。應用BIM技術的協同設計，大大縮短了設計周期，提高了設計成果質量，更好的滿足了業主的要求。我國建筑市場份額巨大，但是BIM技術的應用剛剛處于起步階段，因此還需要各方努力，推動BIM技術在中國的發展。

參考文獻

[1]岳杰.BIM技術及其在建筑設計中的應用[J].四川建材，2011，37（5）：270-271.

[2]王廣斌，張洋，譚丹.基于BIM的工程項目成本核算理論及實驗方法研究[J].科技進步與對策，2009.

[3]Reece F. Shaw.Integration of Container Terminal Design and Construction with Operation to Reduce the Project Delivery Cost and Shorten the Schedule[J].Ports，2010：1088-1097.

[4]Franklin D Lancaster， John Tobin. Integrated Project Delivery：Next-Generation BIM for Structural Engineering[J].Structures Congress，2010.

[5]張建新.建筑信息模型在我國工程設計行業中應用障礙研究[J].工程管理學報，2010，8（4）：387-393.

[6]Patrick J.OConnor， Jr. Integrated project delivery： collaboration through new contract forms[M]. 2009.

[7]王廣斌，張洋，姜陣劍，等.建設項目施工前各階段BIM應用方收益情況研究[J].山東建筑大學學報，2009（10）：438-442.

[8]姚遠.BIM協同設計的現狀[J].四川建材，2011，37（1）：193-194.

[9]張春霞.BIM技術在我國建筑行業的應用現狀及發展障礙研究[J].建筑經濟，2011，9：96-98.