我國建筑信息模型應用及政府政策研究

王廣斌，張 雷，2，譚 丹，陳天民

(1.同濟大學經濟與管理學院，上海 200092;2.山東建筑大學商學院，山東 濟南 250101)

我國建筑信息模型應用及政府政策研究

王廣斌1，張 雷1，2，譚 丹1，陳天民1

(1.同濟大學經濟與管理學院，上海 200092;2.山東建筑大學商學院，山東 濟南 250101)

建筑信息模型 (BIM)被認為是全球建筑行業的變革性理念和里程碑技術，越來越多的國家政府開始制定BIM技術實施政策。本文解釋了BIM技術的戰略意義，對我國BIM應用現狀進行了分析，并對美國、英國、新加坡等發達國家或地區的BIM政府政策進行了比較分析，提出了我國BIM技術應用政府政策的重點內容。

建筑信息模型;應用現狀;政府政策

1 引言

建筑信息模型 (Building Information Modeling，BIM)技術是建筑行業的一個新名詞，被認為是全球建筑行業的變革性理念和里程碑技術［1－2］。建筑信息模型通過對建筑設施進行數字化、智能化表示，可有效應用在建設項目全壽命周期的場地規劃、協同設計、碰撞檢查、能耗分析、施工進度模擬、成本控制等方面［3］。考慮到BIM技術對建筑業的潛在影響，以北美、北歐、英國、韓國為代表的發達國家政府或地區開始制定BIM技術實施政策，來促進BIM在行業內的應用，在BIM的組織機構、戰略指南、項目示范和國際合作等方面取得了較為先進的經驗。

2008年至今，BIM技術在我國建筑行業得到了快速的擴散，它在上海中心項目的應用也引起多方關注，但目前BIM在中國的研究與應用實踐仍處于探索階段。在這種情況下，研究如何充分而高效地調動和利用各種資源來加快我國BIM研究與應用進程，顯得尤為迫切，而這些均需要我國政府對BIM做出正確有效的政策引導。基于上述背景，本文將解釋BIM技術戰略意義，調查分析我國BIM應用現狀，歸納和總結了美國、英國、韓國等發達國家或地區的BIM技術政府政策的先進經驗和做法，這對于探究我國BIM技術應用和政府政策的制定具有一定的理論和實踐意義。

2 建筑信息模型 (BIM)內涵

2.1 概念與特征

在軟件開發企業的大力推廣下，2000年后BIM開始引起全球業內人士的關注，很多組織都對BIM的含義進行過詮釋，目前美國國家建筑科學協會 (NIBS)對BIM的定義被認為是較為權威的闡釋［4］:BIM是對設施的物理特征和功能特性的數字化表示，它可以作為信息的共享源從項目的初期階段為項目提供全壽命周期的信息服務，這種信息的共享可以為項目決策提供可靠的保證。與傳統的CAD相比，BIM的主要表現為信息存儲結構的多元化、建模參數化、基于IFC的數據交換標準化和模型系統的聯合數據庫分類模型化等特征［3－5］，從而保障工程項目數據重復準確的多方協同使用。

多年以來，BIM曾被以其他詞匯表述，比如建筑產品模型 (Building Product Modeling)或產品數據模型 (Product Data Modeling)等，斯坦福大學的CIFE曾經使用過更廣泛意義的“虛擬設計和施工 (Virtual Design and Construction，VDC)”［6］。可以這樣認為，BIM是一個不斷發展變化的概念［4］，隨著其技術水平的提高和應用的深入，業界對BIM內涵認識也會逐步提高，同時對BIM的衡量標準也會逐漸提高。

2.2 戰略意義

BIM技術已被國際項目管理界公認為一項建筑業生產力革命性技術，它不但可以解決長期困擾項目管理的兩大難題 (海量基礎信息全過程分析和工作協同)，真正實現信息集成化，而且還被認為會給建筑業帶來巨大收益和顯著生產力的提高。斯坦福大學對全球BIM應用項目的調查研究表明，通過有效應用BIM可降低40%的設計變更，并將施工現場的勞動生產率提高20%～30%［7］，F.Leite等人研究了一系列案例文獻，認為BIM在項目的成本估算、空間計算和設計與規劃等方面存在明顯優勢，它可以顯著提升項目的執行效率，并能夠節約相當可觀的項目成本［8］。甚至，隨著BIM技術的不斷發展和廣泛使用，它還可以在項目決策、設計、施工與設備管理等階段提供全壽命周期的不同價值服務［4，9］，從而發揮更大作用。

3 我國BIM應用現狀

為了描述我國BIM技術應用基本狀況，同濟大學BIM研究團隊在2011年5月和7月針對我國BIM技術應用基本狀況進行了調查，調查對象涉及建筑設計單位、業主、總承包商、分包商、監理師、軟件開發商、管理咨詢公司、研究者、政府部門等BIM利益相關者近100人，分別對11個建筑企業的決策、管理和實施層面人員進行半結構化訪談和結構化的問卷調查，形成BIM應用基本現狀的調研結果。

(1)BIM了解程度。

在調查對象中 (見圖1)，對BIM非常了解和比較了解的僅占13.54%，而了解較少卻占到86.46%，而通過對部分調查對象跟蹤調查表明，很多放棄問卷的調查對象也多屬于對BIM的了解知之甚少者，因此，對于大多數調查對象來講，目前對BIM的了解仍屬于較初級階段。

不同的職業者對BIM了解程度是不同的 (見圖2)。BIM軟件開發者和市場營銷者的軟件開發商對BIM的了解程度最高;由于BIM技術作為建筑設計軟件首先在設計單位推廣使用，并被關注學術前沿的研究機構所研究，因此，作為BIM研究和實踐的研究者和設計單位對BIM的了解程度也遠大于業主、施工承包商。

圖1 調查者對BIM了解程度

圖2 職業與BIM了解程度比較

(2)使用BIM基本方式。

在BIM使用的四種基本方式中，基于BIM工具來分析模型但不構建模型的占所有調查對象的10.42%，通過BIM構建模型占3.12%，同時構建模型和基于BIM工具的分析占13.54%，而沒有使用過BIM占到72.92%，反映出所有調查對象普遍對BIM應用方式層次較低，多處于BIM使用的初級水平，也從另一個側面驗證了“對BIM了解程度”的調查結果。

(3)使用BIM的年限和項目數量。

通過對調查對象使用BIM的時間期限上來看(見圖3)，使用BIM技術時間不足一年和滿一年的分別占56%和14%，這說明目前我國BIM使用者大多剛剛接觸BIM，而且使用BIM層次比較膚淺。但同時看出，在過去的一年里BIM技術在中國得到了迅猛發展，BIM技術漸漸得到業內的關注和使用，并開始得到較快的擴散。從使用BIM的項目數量來看 (見圖4)，大多數調查對象沒有具體的項目BIM實施或操作 (占61.5%)，而且在不同的參與者中分布不均衡，設計單位實踐項目的數量相對明顯多與其他參與者。

圖3 使用BIM的年限比例

圖4 使用BIM的項目數量比例

(4)BIM在我國應用階段水平的判斷。

在問卷調查中，調研小組參照信息化技術的發展階段劃分標準，將目前BIM在我國的應用階段分為概念認知、導入、發展、成熟和衰退四個階段，41.57%和48.31%的調查對象認為目前BIM在我國應用階段水平分別為概念認知階段和導入階段，處于較低層次的應用階段，只有10.11%的認為目前處于發展階段。

(5)未來2年內BIM在我國應用的態度。

BIM在我國近2年內得到了快速的發展，大部分調查對象表現出了謹慎的樂觀 (選擇不好說和謹慎樂觀的占88.73%)，少數被調查者對未來2年內BIM的應用前景存在一定的疑慮，未來BIM的運用程度和發展效果將取決于組織內外環境的變化和各參與主體的共同努力程度。

從以上的調研結果來看，我國應用BIM仍處于較低的發展階段，使用BIM的總體水平和應用層次相對較低，而且業內使用者使用呈現不均衡和不均勻狀態，設計單位成為使用的主體，調查對象開始接受BIM理念，但對未來我國使用BIM的前景持觀望態度。

4 發達國家或地區的BIM政府政策

4.1 發達國家或地區的BIM應用狀況

在北美、北歐、英國等為代表的發達國家或地區，BIM技術先進理念得到了廣泛的傳播，在政府的大力推動下，BIM首先在公共建筑上得到了示范和推廣應用，并逐步向私人建筑進行擴散。美國總務管理局 (GSA)自2003年就開始實施國家3D－4D－BIM項目，BIM在美國公共建設項目中得到了廣泛的應用。芬蘭參議院資產部早在2001年就開始BIM和IFC應用的項目示范，2007年10月規定所有建設項目都必須使用符合IFC標準的BIM模型。挪威防務房產署在2007年制定了挪威BIM指南 (BIM手冊)和BIM應用項目示范，要求2010年起全面實施BIM技術。丹麥企業與工程署推出數字建筑規劃方案，規定自2007年1月起所有參與公共建筑的建筑設計師、承包商都必須使用基于BIM的數字路徑、方法和工具，還制定了基于IFC的3D CAD/BIM應用指南。英國內閣辦公室也在2011年5月發布《政府建筑戰略》，公布了 BIM 戰略白皮書［10］。據 McGraw－Hill最新的報告顯示［11］:北美地區 (美國和加拿大)2009年有49%的調查者使用BIM工具，比2007年的同一調查數據 (28%)增長75%，達到專家或者高級應用水平的使用者占到42%(是2007年同一數據的3倍)，而2010年歐洲BIM使用率僅為36%，其中法國、德國和英國調查BIM使用率分別為38%、26%和35%，丹麥作為最早采用BIM技術的國家之一，早在2006年就約有50%的建筑師、29%的業主和40%的工程師在項目中使用BIM。

與美國、北歐的BIM應用水平較高地區相比，亞洲地區整體相對滯后，但勢頭發展迅猛，特別像韓國、新加坡和中國香港發揮政府主導作用，在各參與組織的共同努力下，制定BIM戰略，明晰BIM應用發展思路，極大促進了BIM應用的深度和廣度。韓國行業內使用BIM時間較早，在2010年實施了以BIM為技術的“公共采購服務”項目，據韓國工程與咨詢協會 (KENCA)最新調查顯示，自2007年至今已有85%的企業采用BIM技術，大多數企業擁有超過5名的BIM技術員(但60.2%處于低級應用技能);新加坡建筑建設局 (BCA)2010年制定了BIM推廣5年規劃，要求到2012年所有的公共建設項目都必須使用BIM［12］;香港房屋署自2006年起已率先研究使用BIM，MTR內部設計團隊及個別發展商開始在復雜外形建筑設計項目使用BIM［13］，到2008年開始在建筑及結構設計完全實現BIM模型，目前正逐步推展至整個建筑生命周期的應用。

4.2 發達國家或地區的BIM政府政策特點

各發達國家或地區政府部門都根據本國或地區的行業情況，制定了相應的政府政策來保障BIM在行業內的發展應用。雖然他們的建筑業管理體制、行業發展水平及信息化建設現狀有所不同，但在BIM政府政策上的許多方面存在共同特點。

(1)政府主導:從6個發達國家或地區來看，各政府機構對推動BIM應用的干預能力不斷加強，發揮十分重要的作用。各國政府相繼出臺BIM在具體時間表的實施步驟，為配合規劃目標的實現，政府還發揮協調作用，協會、學術研究、設計施工公司、研究機構、標準組織、軟件開發商等相關參與主體通力合作，開展政策引導、技術研究、教育培訓等工作，共同推動BIM的順利實施。例如在美國，除了美國總務局 (GSA)外，與BIM緊密相關還有美國標準與技術協會 (NIST)、building SMART聯盟、國際協同聯盟 (IAI)、CAD/BIM技術中心、建設工程研究實驗室(CERL)、斯坦福大學CIFE、Bentley軟件開發商等眾多合作組織。

(2)戰略先行:為推動BIM技術的應用，上述國家或地區無一例外都制定了國家層面的BIM技術實施戰略，在此基礎上制定了適合本國或地區的BIM指南，以指導BIM在行業的具體實施。英國商業創新技能部 (BIS)在BIM戰略白皮書中描述了政府機構提升BIM應用的5年計劃 (截止到2016年)，規定超過5000萬英鎊的所有公共項目必須應用BIM，而且必須在5年內最低達到成熟度模型的2級水平。BIS還制定了英國BIM應用階段模型［10］，評價參與主體 BIM應用的水平與差距，對應不同BIM應用水平階段，循序漸進地采用相應措施，從而保障戰略規劃5個階段的順利實施。新加坡建筑建設局 (BCA)在2010年提出了2020年愿景，制定了利用BIM提升建筑業的5年規劃，在2010年6月推出了25億美元的建筑生產率和能力基金 (CPCF)計劃［12］，并制定了綜合計劃實施檢查BIM指南。

(3)項目示范:通過政府力量，強制在公共建筑中推動BIM應用是國際上通用的做法。由于政府或投資的公共建筑的特殊性，示范項目便于政府協調和控制，是全面落實BIM指南或規劃的重要試驗田，并隨著實踐經驗的增加，技術標準和政府政策也進一步完善，逐步過渡到引導私人建筑中的BIM技術運用。美國威斯康辛州政府2008年至2009年在13個總投資超過30億美元的建設項目中進行了BIM示范。在北歐、新加坡、韓國和中國香港地區，除了公共建筑，也已經開始在私人投資建設項目中推廣使用，但與公共建筑政府強制推行不同，私人建筑的BIM應用多為市場的自發行為。

(4)國際合作:積極開展BIM的國際交流與合作是保障BIM實施的重要手段。在IAI組織推出的IFC標準基礎上，IFC2X4版本已經被ISO標準化組織接受，北美地區開始使用NBIM標準，許多國家加強國際合作，制定開放BIM標準的國際框架。例如在2008年1月，由美國、丹麥、芬蘭、挪威、荷蘭5國達成了“支持Open BIM標準的意向聲明”，開展Open BIM相關內容的全面合作，將IFC作為Open BIM的標準，建立IFD、IDM、MVD、COBie等滿足設計、施工及運營信息需求和GIS界面相關開放標準的國際框架。

5 我國BIM政府政策的重點內容

2010年以來，我國已經意識到BIM技術對改造和提升傳統的建筑行業的重要意義，并嘗試在政策上推動BIM的實踐應用。住建部在2011年5月下發的《2011—2015年建筑業信息化發展綱要》［14］中，已明確把BIM技術作為設計和施工階段專項信息技術應用的重要內容，在《建筑業10項新技術 (2010版)》［15］中將BIM技術作為主要的新技術進行推廣使用，國內有10余項國家級研究課題已經開始涉及BIM的相關研究［16］。但與發達國家政府政策的支持性相比，我國的BIM技術的政府政策仍然顯得比較粗放［17］，沒有把BIM技術提升到產業戰略高度上。因此，借鑒國外發達國家或地區的先進經驗，結合我國實際，制定我國BIM技術的政府政策具有重要的戰略意義。

(1)要充分發揮政府的關鍵支持和協調作用。

一方面，我國市場經濟還不成熟，政府的強有力政策導向是實現技術進步的重要手段;另一方面，從北京奧運“水立方”、上海世博會場館的BIM設計，到上海中心的BIM設計施工使用，我國BIM雖然在行業內應用已積累了一定經驗，但多屬于企業自發行為，缺乏有效的政府引導;此外，以Autodesk為代表的軟件開發商基本上完成我國市場的認知推廣階段，我國目前參與BIM應用的組織包括中國勘察設計協會、中國建筑行業協會為代表的行業組織，中國建筑科學研究院、CCDI為代表的設計單位，以清華大學、同濟大學、華中科技大學為代表的學術機構，以上海建工為代表的施工企業，對我國的BIM應用起著重要的支撐作用，但也存在組織相對分散、各自為政、缺乏系統管理等問題，亟待政府協調明確各方的責任。

(2)要制定適合我國行業特點的BIM技術實施戰略。

雖然《2011—2015年建筑業信息化發展綱要》已把BIM作為信息技術來進行推廣，但強制力不足，沒有專門制定BIM實施戰略。此外，BIM的成功應用需要一套整個建筑產業各相關方統一遵循的標準框架體系，清華大學2010年建立了中國建筑信息模型標準 (CBIMS)的框架，但具體實施仍存在諸多困難，這些都需要政府制定明確的BIM戰略規劃來加以指導，制定出戰略實施步驟與行動指南。

(3)要開展公共建筑的BIM應用示范項目。

我國也應首先在公共建筑中進行BIM示范化項目試點，積累經驗，制定相關BIM技術指南，再加以強制推行，然后政府再進一步明確BIM責任主體，進行逐步有序的BIM技術組織和示范管理。上海中心項目是目前我國應用BIM的典型案例，是第一個實現真正意義BIM應用的工程項目，項目BIM應用涉及總包方上海建工集團以及機電安裝公司上安集團，設計方同濟設計院及BIM應用咨詢CCDI，更重要的是還有近百個分包商參與BIM應用，項目參與各方創造性的建立BIM應用的新型組織結構、業務流程、合同約定等，對于我國采用BIM技術的建設項目具有較高的參考價值。

(4)要積極開展BIM國際技術合作。

BIM技術是全球化和開放的。近年來，我國政府及行業協會也開始逐步與GSA、Building SMART等組織建立一定合作關系，我國許多設計及施工企業內開始設置BIM事業部、BIM技術中心或BIM工作室等機構，華中科技大學、重慶大學、同濟大學等近10所高校成立了BIM研究中心或BIM實驗室，開始與美國、韓國、日本、中國香港和中國臺灣等地的BIM組織建立了良好的合作關系，舉辦多次國際BIM論壇和主題討論會，既有效傳播了BIM技術，也促進了國外對我國應用BIM的了解。今后，我國還應不斷拓寬BIM交流的深度和廣度，特別是BIM標準的合作，只有這樣才能促使BIM在中國應用走向成熟，真正實現BIM的開放性。

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(責任編輯 譚果林)

Application and Government Policies of Building Information Model in China

Wang Guangbin1，Zhang Lei1，2，Tan Dan2，Chen Tianmin1
(1.School of Economics and Management，Tongji University，Shanghai 200092，China;2.School of business，Shandong Jianzhu University，Jinan 250101，China)

Building information modeling(BIM)is considered the concept of transformative technology and milestone around the global construction industry，more and more governments have begun to develop policies to implement BIM technology.This paper explains the strategic importance of BIM，analyzes BIM applications in China，makes a comparative analysis of government policies in some developed countries or areas，including USA，UK and Singapore，and puts forward to the importance contents of government policies to BIM.

Building information model;Application status;Government policies

F062.5

A

科技部2012年中韓聯合研究項目“基于Open BIM的建設項目管理信息化研究”課題 (OS2012GR0050)，上海市科技支撐計劃資助項目“基于BIM的上海西站樞紐項目集成管理關鍵技術研究”(10DZ1202603)。

2012－02－10

王廣斌 (1967－)，男，山東鄄城人，工學博士，教授;研究方向:工程管理信息化。