BIM技術(shù)在建筑界的數(shù)字化革命

◎ 田建方

恩格斯曾經(jīng)說(shuō)過(guò)這樣一句被后人廣為引用的話，“社會(huì)一旦有技術(shù)上的需要，則這種需要就會(huì)比十所大學(xué)更能把科學(xué)推向前進(jìn)”。BIM正是為時(shí)代所需，在建筑史上掀起的又一場(chǎng)革命。東塔項(xiàng)目也必將緊跟時(shí)代步伐，在超高層建筑領(lǐng)域引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。那么BIM究竟是什么呢？工程建設(shè)行業(yè)又賦予了他怎樣的使命？有哪些受益之處呢？為取得更深一步的了解，作者與東塔項(xiàng)目技術(shù)總工汪永勝進(jìn)行了一次深刻對(duì)話。

田：請(qǐng)您簡(jiǎn)要地介紹一下什么是BIM吧？

汪永勝：BIM不是一個(gè)軟件，是一個(gè)概念，是一個(gè)可以提升工程建設(shè)行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)質(zhì)量和效率的系統(tǒng)工程。所謂BIM就是“建筑信息模型化”，是建筑從策劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)，直到拆除的全生命周期內(nèi)生產(chǎn)和管理工程數(shù)據(jù)的過(guò)程。

BIM是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，是對(duì)工程項(xiàng)目實(shí)施實(shí)體與功能特性的數(shù)字化表達(dá)。一個(gè)完善的信息模型，能夠連接建筑項(xiàng)目生命期不同階段的數(shù)據(jù)、過(guò)程和資源，是對(duì)過(guò)程對(duì)象的完整描述，可被建設(shè)項(xiàng)目各參與方普遍使用。

BIM綜合了所有集合模型信息、功能要求和構(gòu)件性能，將一個(gè)建筑項(xiàng)目整個(gè)生命周期內(nèi)的信息整合到一個(gè)單獨(dú)的模型中，包括了施工進(jìn)度、建造過(guò)程、維護(hù)管理等過(guò)程的所有信息。

BIM研究的目的是從根本上解決項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)管理各階段及應(yīng)用系統(tǒng)之間的信息斷層，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的工程信息管理乃至建筑生命期管理,國(guó)際協(xié)同工作聯(lián)盟推出的IFC（Industry Foundation Classes）為建筑生命期管理的實(shí)現(xiàn)提供了建筑產(chǎn)品數(shù)據(jù)表達(dá)與交換的標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)志著B(niǎo)IM概念的成熟。BIM 已成為當(dāng)前建設(shè)領(lǐng)域信息技術(shù)的研究和應(yīng)用熱點(diǎn)。

田：BIM是怎樣滿足鋼結(jié)構(gòu)的需求呢？

汪永勝：正如制造業(yè)中基于CAD的模型能夠支持制造流程一樣，專門(mén)開(kāi)發(fā)的建筑信息模型，如Revit? Structure，也可以支持結(jié)構(gòu)制造流程。所有與鋼結(jié)構(gòu)有關(guān)的圖形都已經(jīng)包含在了Revit Structure設(shè)計(jì)模型中。這些設(shè)計(jì)信息可以導(dǎo)入到CIS/2文件中（一種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式，用來(lái)交換鋼結(jié)構(gòu)信息），便于在鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)應(yīng)用中重新使用。

將建筑信息模型用于鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)和制造環(huán)節(jié)，這樣便實(shí)現(xiàn)了從設(shè)計(jì)到制造流程的全數(shù)字化，此外，鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)和制造軟件中使用的信息是基于高度精確、協(xié)調(diào)、一致的建筑信息模型的數(shù)字設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)完全值得在相關(guān)的建筑活動(dòng)中共享。

在完成加工詳圖設(shè)計(jì)后，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)或承包商可以利用該制造模型進(jìn)行四維建模，也可以會(huì)同其它建筑專業(yè)和模型（如MEP和建筑設(shè)計(jì)）進(jìn)行沖突檢查。制造模型并不代表最后的竣工狀況，因?yàn)樵阡摻Y(jié)構(gòu)安裝階段可能還會(huì)發(fā)生變更。但其中包含的細(xì)節(jié)比結(jié)構(gòu)模型要多得多，因此在進(jìn)行沖突檢查時(shí)非常有用，在空間極為緊張的建筑中更是如此。

田：BIM如何降低不斷上升的鋼結(jié)構(gòu)安裝成本？

汪永勝：過(guò)去，鋼結(jié)構(gòu)的原材料成本、制造成本和安裝成本基本相當(dāng)。但是最近幾年，制造成本和安裝成本在不斷上漲。為了遏制這一趨勢(shì)，需要在設(shè)計(jì)流程中考慮“制造的簡(jiǎn)單性”（相當(dāng)于制造行業(yè)強(qiáng)調(diào)“可加工性”）。

將設(shè)計(jì)模型直接用于制造環(huán)節(jié)還可以在制造商與設(shè)計(jì)人員之間形成一種自然的反饋循環(huán)，即在建筑設(shè)計(jì)流程中提前考慮制造方面的問(wèn)題。與參與競(jìng)標(biāo)的制造商共享設(shè)計(jì)模型有助于縮短招標(biāo)周期，便于制造商根據(jù)設(shè)計(jì)要求的鋼材用量編制更為統(tǒng)一的投標(biāo)書(shū)。鋼結(jié)構(gòu)與其它建筑構(gòu)件之間的協(xié)調(diào)，使得在項(xiàng)目早期就可以對(duì)建筑物不同方案的性能做各種分析、模擬、比較，從而得到高性能的施工方案；使原本在施工現(xiàn)場(chǎng)才能發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題盡早在“圖紙”階段就得到解決，以達(dá)到降低成本的目的。

田：BIM如何提高鋼結(jié)構(gòu)制作安裝效率？

汪永勝：數(shù)字化的從設(shè)計(jì)到制造流程離不開(kāi)結(jié)構(gòu)工程師、鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)人員和鋼結(jié)構(gòu)制造商之間的協(xié)作。因此，就需要采用不同以往的項(xiàng)目交付方法來(lái)串聯(lián)設(shè)計(jì)與制造環(huán)節(jié)，也就是說(shuō)由業(yè)主、建筑商、工程師和承包商組成跨職能的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，就設(shè)計(jì)、制造和施工環(huán)節(jié)中的工作進(jìn)行協(xié)調(diào)。原本需要按順序進(jìn)行的步驟（設(shè)計(jì)、詳圖設(shè)計(jì)、制造）可以并行展開(kāi)。

田：BIM怎樣與RFID之間融合？

汪永勝：RFID負(fù)責(zé)信息采集的工作，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)叫畔⒅行倪M(jìn)行信息處理，經(jīng)過(guò)處理的信息滿足不同需求的應(yīng)用。如果信息中心用excel表或者關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)處理RFID收集來(lái)的信息，那么這個(gè)信息的應(yīng)用基本上就只能滿足統(tǒng)計(jì)庫(kù)存、打印報(bào)表等純粹數(shù)據(jù)操作層面的要求；反之，如果使用BIM模型來(lái)處理信息，在BIM模型中建立所有部件的與RFID信息一致的唯一編號(hào)，那么這些部品部件的狀態(tài)就可以通過(guò)RFID、智能手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在BIM模型中實(shí)時(shí)地表示出來(lái)。

在沒(méi)有RFID的情況下，施工現(xiàn)場(chǎng)的進(jìn)展和問(wèn)題依靠現(xiàn)場(chǎng)人員填寫(xiě)表格，再把表格信息通過(guò)掃描或錄入方式報(bào)告給項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)，這樣的現(xiàn)場(chǎng)跟蹤報(bào)告實(shí)時(shí)嗎？不可能。準(zhǔn)確嗎？不知道。

在只使用RFID，沒(méi)有使用BIM的情況下，可以實(shí)時(shí)報(bào)告部品部件的現(xiàn)狀，但是這些部品部件包含了整個(gè)項(xiàng)目的哪些部分？有了這些部品部件明天的施工還缺少其他的部品部件嗎？是否有多余的部品部件過(guò)早到位而需要在現(xiàn)場(chǎng)積壓比較長(zhǎng)的時(shí)間呢？這些問(wèn)題都不容易回答。

當(dāng)RFID的現(xiàn)場(chǎng)跟蹤和BIM的信息管理和表現(xiàn)結(jié)合在一起的時(shí)候，上述問(wèn)題迎刃而解，部件的狀況通過(guò)RFID的信息收集形成了BIM模型的4D模擬，現(xiàn)場(chǎng)人員對(duì)施工進(jìn)度、重點(diǎn)部位、隱蔽工程等需要特別記錄的部分，根據(jù)RFID傳遞的信息，把現(xiàn)場(chǎng)的照片資料等自動(dòng)記錄到BIM模型的對(duì)應(yīng)部件上，管理人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的情況和問(wèn)題了如指掌。

田：實(shí)施BIM，我們首先要做好哪些準(zhǔn)備？

汪永勝：一是我們必須進(jìn)行專業(yè)人員培養(yǎng)。優(yōu)選至少?gòu)氖乱痪€工作3年以上的人員最佳，因?yàn)樵擃?lèi)人員有一定的現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)，在BIM操作中可以很好地進(jìn)行理論及實(shí)際結(jié)合，繪制出的BIM效果更完美。二是有完整的組織機(jī)構(gòu)。對(duì)BIM團(tuán)隊(duì)必須梯隊(duì)層次分明、職責(zé)分工明確，并明確領(lǐng)導(dǎo)者、具體操作人等，以確保各項(xiàng)工作有序開(kāi)展。三是需要有嚴(yán)格的管理制度和流程。在 BIM繪制前，應(yīng)確保工程文件編制系統(tǒng)完整、條理清晰；主要指的是繪圖前專業(yè)間、專業(yè)內(nèi)部、文件框架及圖層等以樹(shù)形或梯形層次建立。四是有統(tǒng)一的應(yīng)用和管理標(biāo)準(zhǔn)。在項(xiàng)目系統(tǒng)內(nèi)制定統(tǒng)一的BIM軟件應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范BIM軟件的使用的深度、范圍、標(biāo)準(zhǔn)等，從而有助于全系統(tǒng)各單位在BIM應(yīng)用的深度廣度上不斷提升；并配備專人或?qū)Ｂ毑块T(mén)對(duì)軟件進(jìn)行統(tǒng)一的管理和維護(hù)。

“十二五”是建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)關(guān)鍵期。在BIM技術(shù)應(yīng)用上及早行動(dòng)從而取得主動(dòng)的企業(yè)將獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。不普及深入應(yīng)用BIM技術(shù)，就不可能實(shí)現(xiàn)根本性的企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)；不普及深入應(yīng)用BIM技術(shù)，就不可能實(shí)現(xiàn)核心業(yè)務(wù)的信息化管理。