BIM 在中國的應用現狀分析與研究

周 霜 黃振華

(四川大學建筑與環境學院，成都 610225)

1 引言

建筑業信息化是建筑業發展的一大趨勢，而建筑信息模型(BIM-Building Information Modeling)作為其中的新興理念與技術，正對建筑業產生著革命性的變化。

BIM 概念最早是由美國喬治亞理工學院(Georgia Tech College)建筑與計算機專業的恰克·伊士曼(Chuck Eastman)博士在1975 年提出［1］。之后諸多國家的建筑機構和行業學會對BIM 進行了定義，對于BIM 的具體定義，目前普遍接受的是美國建筑科學院(NIBS-National Institute of Building Science)的《美國國家BIM 標準》(NBIMS-National Building Information Modeling Standard)對BIM 的定義［2］-“BIM 是一個設施(建設項目)物理和功能特性的數字表達;是一個共享的知識資源，是一個分享有關這個設施的信息，為該設施從概念到拆除的全生命周期中的所有決策提供可依據的過程;在項目的不同階段，不同利益相關方通過在BIM 中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責的協同作業。”

2 文獻分析

2.1 概況分析

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，而自2008 年至今，BIM 技術在我國建筑行業得到了快速擴散［3］。雖然我國近幾年對BIM 的采納與應用的擴散速度非常快速，但仍處于BIM 探索和應用的初級階段，遇到的障礙多種多樣，關于我國對BIM 的采納應用情況的大范圍調查報告目前也僅有少量。而學術領域的文獻在一定程度上可以反映某行業的發展情況，而且往往是有不同程度的領先于行業發展現況的，在一定程度反映了行業的未來發展方向。文獻研究法主要指搜集、鑒別、整理文獻，并通過對文獻的研究，形成對事實科學認識的方法［4］。文獻研究法作為探索學科領域的基本方法之一被廣泛采用來獲取某領域的研究背景、存在問題以及研究趨勢。所以，為了進一步了解BIM 在我國的采納和應用情況，我們運用文獻分析方法，對我國關于BIM的文獻進行大量的統計分析，希望從科研文獻中獲得我國國內BIM 應用現況和發展方向。

我們以中國知網(CNKI)的中國期刊全文數據庫為數據來源，文獻取樣范圍限定為核心期刊以初步限定文獻質量，以2004 年1 月1 日至2014 年1月1 日的10 年為統計時間段，取“建筑信息模型bim”和“Building Information Modeling“為檢索詞進行主題、篇名、關鍵詞、摘要、正文的模糊性檢索，檢索涉及BIM 文獻228 篇，其中，人工刪去新聞類BIM文章(核心期刊內關于BIM 的但為非學術科研性的，類似《buildingSMART 中國分部成立大會新聞發布會在京召開》、《2012 年創新杯建筑信息模型設計大賽啟動》的文章)、將BIM 作為所要探討主體的一個輔助內容而只在正文小部分(篇幅低于文章10%)涉及BIM 的文獻(多出現在2011 年—2013年)，余下一共檢索到近10 年與BIM 相關的54 種核心期刊的174 篇期刊文獻，作為文獻分析的初始數據。然后，對這些文獻進行系統分析。

圖1(a) 各年核心期刊BIM 文獻總數

圖1(b) 各年核心期刊文獻總數

圖1(c) 各年BIM 文章數與各年核心期刊文獻總數的比值

首先，對所檢索文獻進行時間分布上的分析，如圖1(a)-(c)。從圖1 可以明顯看出:在各年的核心期刊文獻總數保持穩定的情況下，國內的BIM 文獻在經過了2004—2007、2008—2010 兩個較為平穩的增長期后，從2011 年開始，急劇上升，證明了從2011 年開始，學術界對BIM 的關注度和研究進展正快速增加。同時這也符合相應的行業發展動態，在2011 年左右，中國房地產業協會商業地產專業委員會主持發布《中國商業地產BIM 應用研究報告》;住建部下發《2011—2015 年建筑業信息化發展綱要》，將BIM寫進建筑業信息化的總體發展目標;第二年《中國工程建設BIM 應用研究報告2011》發布。政策的引導和較全面的對我國BIM 應用情況的調查報告的出爐加快了BIM 在國內的擴散速度。

2.2 文獻分類分析

為了便于對文獻進一步的系統分析，需要對文獻進行初步分類。分類標準如表1，對于某些文獻，按分類標準可能同屬于兩類或者多類型，這種情況下，則選取文獻的主要研究方面進行分類，實在對于多個分類標準同等符合，不側重于任何一類，則按關鍵詞所屬類別的先后順序為判別標準(例如《基于BIM 的全過程造價管理研究》，其關鍵詞為建筑全生命周期管理;建筑信息模型;全過程造價管理，按文章內容，它既可是階段應用型，也可歸類為結合型，但關鍵詞中，表示階段性應用的建筑全生命周期管理在表示結合性應用“造價管理”之前，所以將其歸類為第三大類)。根據文獻內容，這174 篇文獻可以大致分為五大類。這五大類的文獻的分布情況及對應分析可以從表1 中看出。

如果將BIM 應用分為幾個階段的話，可以分為三個BIM 應用成熟度階段，階段1 為基于對象的建模，階段2 為基于模型的協同，階段3 為基于網絡的集成，此外，這三個階段之前的BIM 執行前的行業狀態可稱為前BIM 階段(廣泛采用手工繪圖、2D 圖紙、3D 效果圖等的階段)，BIM 應用的長期目標則為一體化項目交付(Integrated Project Delivery，IPD)［5］。根據表1，從國內BIM 文獻的研究情況反映出來，國內BIM 已經經過了前BIM 階段，小部分研究位于階段1，大部分研究在向階段2 邁進，而且階段3 的BIM 文獻數量在快速增長中。可見，從我國BIM 學術研究的現狀反映出來我國建筑行業的BIM 發展處于階段1 和階段2 之間。

表1 BIM 文獻分類及年限分布分析

2.3 深入分析

探討BIM 理念，研究BIM 在國內外的發展現狀、應用障礙、采納機制和情況的第一大類文獻中，探討BIM 發展現狀及應用障礙的文章所占比例最大(6 篇，37.50%)，其次是探討BIM 內涵和應用綜述的文章(5 篇，31.25%)，余下研究BIM采納與擴散機制的文獻2 篇，研究BIM 政府政策和行業標準的文獻2 篇，其他文獻4 篇。在所有檢索文獻中，加上第一大類中專門討論BIM 應用障礙及建議的文獻，涉及到BIM 應用障礙或建議的BIM 文獻共有35 篇，意味著有約20%的BIM文獻或多或少地探討了BIM 應用障礙或建議，我們對被提及次數不低于三次的BIM 應用障礙和建議進行了統計，情況如表2。

可以看出，企業采用BIM 的主要障礙是由于收益動力不夠，完整的產業體系和價值鏈沒有形成［6］。BIM 應用要求有較高的硬件及網絡配置且BIM 人才培訓成本高，而目前的BIM 軟件本土化不足，行業高速發展的巨大慣性導致BIM 軟件應用效率往往還不及常用的二維軟件［7］［8］［9］，企業沒有足夠的應用BIM的效益動力是主要的BIM 應用障礙。而這往往是由于BIM 的信息共享的真正效益還未被充分認識和發揮，同時也證明了國內的BIM 應用還處在初級階段。而被提及頻率最高的BIM 應用建議則是企業組建BIM 工作小組，雖然企業內部組建BIM 團隊被認為是效果較好的BIM 實施前期步驟，但由于BIM 人才培訓成本高難度大，BIM 咨詢機構被認為是不錯的企業外部解決BIM 技術的途徑。此外，對企業實施BIM 更具實際作用的兩大類文獻，一是探討或列舉了實際BIM 項目的，二是構建實施或應用框架型文獻。在所有的174 篇BIM 文獻中，有10.34% 是涉及了實際BIM 應用項目或者探討了BIM 實施或應用框架。由此看出，行業對企業BIM 實施的具體路徑的需求較為迫切，學術界對此的關注度也相對較高。另外，政府政策和行業規范被提及的頻率也是相當高。而第二大類的文獻所占比例最高的是研究BIM 建模的文獻(11 篇，64.71%)，余下的則為探討數據接口、信息平臺和軟件開發等的文獻。在與其他技術或管理方式相結合的第四大類BIM 文獻中，我們統計了結合的方面主要包括了成本控制、室內設計、景觀園林、給排水等其他專業方面和綠色建造、精益建造、安全＆ 質量管理、IPD(項目集成交付)、云管理、集成管理等其他管理方式相結合方面的論文。其中，所占比例最高的三項分別是BIM 應用于項目管理(12.5%);BIM 應用于成本控制、計量計價模式、造價管理方面(9.7%);BIM 和建筑節能、綠色建造相結合(8.3%)。

對于BIM 的在建設工程項目生命周期中的階段性應用，分析統計如表3，其中，具體應用技術的統計是根據文獻中出現各項BIM 應用的頻次而進行的分年度統計(被探討頻次低于三次的BIM 應用予以舍棄)。

據文獻分析，國內BIM 在施工階段的應用多處在基本應用階段，而且文獻量遠少于設計階段的文獻量，可知BIM 在設計階段的應用深度和廣度均高于BIM 在施工階段的應用。BIM的深度應用階段應是在信息共享基礎上進行協同工作，達到對建筑進行性能優化型設計［10］，這體現為對設計階段的設計優化、性能分析、協同設計和對施工階段的施工資源優化配置的廣泛有深度的使用，由表3 單看各個階段的BIM期刊文獻，還遠未達到BIM 深度應用階段，由學術文獻在一定程度上領先于行業發展的規律，建筑行業對BIM 的應用更是處于初級應用階段。

建筑設計的過程，實際上是建筑信息數據流動、交換的過程［11］，而BIM 的核心恰恰在于信息共享和協同工作，這個在學術文獻中也可反映出。所有文獻中，探討了BIM 信息共享和協同工作的文獻占到了總文獻量的28.74%(近1/3)，這其中還不包括僅僅一兩句話提及了這兩個方面的BIM 文獻。這說明學術界對BIM 的內涵是充分認識到了的，但是極少數探討BIM 信息共享和協同工作的文獻能深入到信息共享技術細節的和協同工作的具體工作流程和管理方法，是以后BIM 研究需要深入的重要方向。

表3 BIM 階段性應用文獻涉及具體技術統計分析應用階段

3 結論

經過對核心期刊10 年的BIM 期刊文獻的統計分析，我國BIM 研究文獻在2011 年后呈現高速增長，而且逐漸向多方面應用發展，在建筑項目全生命期中，設計階段和施工階段文獻量占主體，但運維階段文獻量呈現高速增長。并且我國BIM 應用仍處在初級階段，但對BIM 核心內涵已經有了較為充分的認識，今后會逐步向建筑性能優化型方向發展。

雖然我們盡可能保證文獻統計分析的客觀性和準確性，但是文中的統計分析仍有一定局限，在此說明，在選取文獻分析的取樣范圍的時候，限定了為核心期刊BIM 文獻，這雖然在一定程度上保證了取樣的整體質量，但是不可避免的也遺漏了一定數量的其他高質量BIM 文獻。其次，在對文獻進行分類的時候，雖然我們盡量保持客觀，但是由于是人工分類，會存在一定程度的偏差。

［1］李犁，鄧雪原.基于BIM 技術的建筑信息平臺的構建［J］.土木建筑工程信息技術，2012，4(2):25-29.National Building Information Modeling Standard(NBIMS)，Overview，Priciples and Methodologies，Version 1.0-Part 1.

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