俞大有：BIM技術(shù)在建筑工業(yè)化中的作用

傳統(tǒng)的建筑方式有一些弊端，信息丟失、成本不可控、資源浪費(fèi)、環(huán)境污染等等都是建筑施工行業(yè)存在的現(xiàn)實(shí)困難。造成這些問題的原因一是建筑施工行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈沒有打通；二是相應(yīng)的工具成熟度不高；三是各個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上配套的企業(yè)、廠家都不多，提供的產(chǎn)品也不多；四是建筑施工企業(yè)沒有感覺到相關(guān)壓力。

建筑工業(yè)化是隨西方工業(yè)革命出現(xiàn)的概念，工業(yè)革命讓造船、汽車生產(chǎn)效率大幅提升，隨著歐洲興起的新建筑運(yùn)動(dòng)，實(shí)行工廠預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械裝配，逐步形成了建筑工業(yè)化最初的理論雛形。二戰(zhàn)后，西方國(guó)家亟需解決大量的住房，而勞動(dòng)力嚴(yán)重缺乏的情況下，為推行建筑工業(yè)化提供了實(shí)踐的基礎(chǔ)，因其工作效率高而在歐美風(fēng)靡一時(shí)。1974年，聯(lián)合國(guó)出版的《政府逐步實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)化的政策和措施指引》中定義了“建筑工業(yè)化”：按照大工業(yè)生產(chǎn)方式改造建筑業(yè)，使之逐步從手工業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)向社會(huì)化大生產(chǎn)的過程。它的基本途徑是建筑標(biāo)準(zhǔn)化，構(gòu)配件生產(chǎn)工廠化，施工機(jī)械化和組織管理科學(xué)化，并逐步采用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的新成果，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快建設(shè)速度，降低工程成本，提高工程質(zhì)量。

以信息化帶動(dòng)的工業(yè)化在技術(shù)上是一種革命性的跨越式發(fā)展，從建設(shè)行業(yè)的未來(lái)發(fā)展看，信息技術(shù)將成為建筑工業(yè)化的重要工具和手段。

BIM技術(shù)的平臺(tái)及概述

很多應(yīng)用過BIM的企業(yè)都會(huì)有一個(gè)感覺，就是前期建模的工作量非常大，企業(yè)為此付出的時(shí)間也很多，當(dāng)然，對(duì)后期的施工階段幫助很大，但對(duì)于設(shè)計(jì)階段來(lái)說可能準(zhǔn)備時(shí)間過長(zhǎng)，這需要我們?cè)趺慈プ瞿兀?/p>

一直以來(lái)，建筑施工行業(yè)進(jìn)步很慢，傳統(tǒng)的建筑方式有一些弊端，信息丟失、成本不可控、資源浪費(fèi)、環(huán)境污染等等都是建筑施工行業(yè)存在的現(xiàn)實(shí)困難。造成這些問題的原因一是建筑施工行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈沒有打通；二是相應(yīng)的工具成熟度不高；三是各個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上配套的企業(yè)、廠家都不多，提供的產(chǎn)品也不多；四是建筑施工企業(yè)沒有感覺到相關(guān)壓力。

建筑工業(yè)化是行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，工業(yè)化的特征包括設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)規(guī)模化、施工機(jī)械化、管理現(xiàn)代化。建筑企業(yè)CIO發(fā)展聯(lián)盟信息化專家俞大有對(duì)此解釋到：“設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化并不是說需要把每一個(gè)建筑都建造成‘方盒子’一樣沒有一點(diǎn)變化，這里講的標(biāo)準(zhǔn)化是針對(duì)不同建筑、建筑體系的標(biāo)準(zhǔn)化，在建筑構(gòu)造上處理措施的標(biāo)準(zhǔn)化和一些施工技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化。當(dāng)然，目前我們?cè)谙嚓P(guān)技術(shù)的探索或者是技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)方面還有一些缺陷，這使得我們的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程很慢。因此只有BIM技術(shù)完完全全在全產(chǎn)業(yè)鏈上去推行、實(shí)現(xiàn)以后，我們的建筑產(chǎn)業(yè)化才能真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。”

建筑項(xiàng)目的信息即BIM大數(shù)據(jù)，從設(shè)計(jì)到制造到運(yùn)輸再到物流最后到建筑完成，以及日后的運(yùn)營(yíng)管理，都可以利用這個(gè)BIM模型建立起來(lái)的整個(gè)信息來(lái)進(jìn)行優(yōu)化、運(yùn)營(yíng)和管理。對(duì)于建筑全生命周期所需要的相關(guān)數(shù)據(jù)，都可以延續(xù)下去，真正使整個(gè)的建筑是綠色的。

對(duì)于BIM應(yīng)用來(lái)說，很多設(shè)計(jì)師認(rèn)為難點(diǎn)在于需要經(jīng)常性建模，將更多精力投入到利用電腦進(jìn)行建模，并把一些參數(shù)輸入進(jìn)去。這樣一來(lái)，把他們所思考的一些抽象的問題全部打斷了。俞大有表示，經(jīng)過這么多年的經(jīng)驗(yàn)積累和摸索，可以利用比較大的后臺(tái)，做一些標(biāo)準(zhǔn)化的工作，使前端的建筑工程師，包括結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的方案工程師和設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程師都不再拘泥于一個(gè)單一的軟件或者是單一的工具來(lái)做事，充分發(fā)揮他們的想象力，不打斷他們的工作思路。

實(shí)際上，對(duì)于設(shè)計(jì)階段來(lái)說，應(yīng)用BIM技術(shù)后并沒有延長(zhǎng)設(shè)計(jì)的周期。俞大有舉例：“應(yīng)用BIM后，我在用軟件過程中，一張圖的出圖時(shí)間可能會(huì)縮短為幾秒鐘，因?yàn)樗膮?shù)化管理非常簡(jiǎn)單。目前所面臨的一些危機(jī)，用一個(gè)IT處理系統(tǒng)就完全可以解決。比如說用友軟件來(lái)做一些搭建模型的時(shí)候，感覺到模型太大，數(shù)據(jù)量太大，做不動(dòng)，工作起來(lái)非常難。現(xiàn)在我們用工作包的形式來(lái)做，普通的電腦就可以進(jìn)行相關(guān)的工作。”

在BIM應(yīng)用過程中，需要對(duì)前段、后端的工作進(jìn)行明確分工，同時(shí)各階段的工作還需要互相配合，前端做一些什么樣的工作，后端為前端做一些什么樣的支撐，都需要做一個(gè)明確分割。

BIM的優(yōu)勢(shì)，從產(chǎn)業(yè)化來(lái)說比傳統(tǒng)的建筑優(yōu)勢(shì)更大，它涵蓋了設(shè)計(jì)、制造、物流、施工、包括日常的管理和日后的運(yùn)營(yíng)管理等等。同樣，由于它的相關(guān)方太多，從業(yè)主到最后的使用者之間都和BIM信息模型密切相關(guān)。各個(gè)專業(yè)、各個(gè)行業(yè)以及各個(gè)不同單位的相關(guān)信息量也相當(dāng)大，如何整合在一起是整個(gè)行業(yè)需要考慮的問題，包括文件格式的統(tǒng)一和格式的兼容等等，這些問題都需要考慮。“以遠(yuǎn)大住宅工業(yè)集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“遠(yuǎn)大住工”）為例，遠(yuǎn)大住工在工作過程中和相關(guān)的軟件單位進(jìn)行了交流，當(dāng)然也做了一些定向的開發(fā)，這對(duì)后期工作有很大的幫助。遠(yuǎn)大住工目前將BIM技術(shù)貫徹整個(gè)建筑，從設(shè)計(jì)一直到日后運(yùn)營(yíng)的全流程，采用的軟件都是一些專用軟件，專業(yè)軟件做專業(yè)事，而不是用一個(gè)通用軟件來(lái)解決所有的問題。”俞大有說到。

建筑施工行業(yè)涉及多個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，不單單是研發(fā)、設(shè)計(jì)，到工廠的整個(gè)制作和采購(gòu)物流的管理，同時(shí)也需要與現(xiàn)場(chǎng)的施工等多個(gè)階段進(jìn)行相關(guān)信息的傳輸，傳輸手段包括有線的也有無(wú)線的。建筑工廠化完全可以做到無(wú)紙化工廠加工，通過有線和無(wú)線的傳輸方式進(jìn)行信息傳輸，保證它的完整性也是考驗(yàn)后臺(tái)工作安全性和穩(wěn)定性的問題。

BIM優(yōu)化建設(shè)項(xiàng)目組織設(shè)計(jì)。利用BIM模型還可以在施工現(xiàn)場(chǎng)組織項(xiàng)目的施工，很多做過工業(yè)化施工的企業(yè)深有體會(huì)，就是傳統(tǒng)的建筑施工企業(yè)在一個(gè)時(shí)間段，在一個(gè)工作面上涉獵的相關(guān)工種遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于做建筑工業(yè)化的施工，也就是說建筑工業(yè)化更需要相關(guān)的優(yōu)秀工具。包括軟件，平臺(tái)的搭建，優(yōu)質(zhì)的工房等，同時(shí)，更需要組織各個(gè)相關(guān)專業(yè)的人員，物質(zhì)設(shè)備調(diào)配，包括調(diào)裝、機(jī)械這方面的調(diào)配。傳統(tǒng)施工只需在一個(gè)專業(yè)面上解決問題，而工業(yè)化施工要有三個(gè)方面在同一個(gè)專業(yè)上進(jìn)行，操作起來(lái)非常難，必須要用BIM來(lái)優(yōu)化組織設(shè)計(jì)，優(yōu)化勞動(dòng)力的分配，優(yōu)化各個(gè)工序穿插的施工。

BIM在各個(gè)階段領(lǐng)域應(yīng)用

如果將建筑分為兩大塊工作的話，那么一大塊工作是臨建工程，第二塊就是現(xiàn)場(chǎng)的施工，這其中包括機(jī)電產(chǎn)品的安裝設(shè)施等。俞大有對(duì)記者說到：“實(shí)際上，我們可以把工作流程分解為25個(gè)工作包，每個(gè)工作包可以做到非常詳細(xì)，所有的工作量都在里面，前端的工作相對(duì)來(lái)說僅僅是一個(gè)組合工作，很簡(jiǎn)單。工作的內(nèi)容包括供應(yīng)商、施工。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也不單僅僅只是每個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)專業(yè)的組合，包括各個(gè)專業(yè)工序流程的計(jì)劃和配置，包括人員、設(shè)備、材料，到現(xiàn)場(chǎng)的配置，包括物流等等，都是在BIM上需要解決的問題。”

在整個(gè)的設(shè)計(jì)過程中，包括整個(gè)設(shè)計(jì)方面的圖象，還有配合相互協(xié)同工作的信息流，怎么樣交互？怎么樣反饋新信息？以及怎樣將現(xiàn)場(chǎng)不可預(yù)測(cè)變化的信息進(jìn)行隨時(shí)反饋，都需要在設(shè)計(jì)過程中考量。以ALLPLAN軟件為例，它可以做到將什么樣的成果反饋到工廠，什么樣的成果反饋到工地，并進(jìn)行互相通知。

報(bào)幕清單、工作總量、材料清單等，這些信息可以利用ERP實(shí)時(shí)反饋到工廠，工廠的設(shè)備實(shí)際上是全數(shù)控的，全自動(dòng)下料生產(chǎn)，都不需要過多的人工單據(jù)。TEKLA里面做相關(guān)的數(shù)據(jù)優(yōu)化工作，設(shè)計(jì)輸出圖紙。作為ALLPLAN軟件這塊，預(yù)制件有相當(dāng)多的序件的圖紙指導(dǎo)公司的模具開發(fā)，包括施工板上預(yù)埋件、預(yù)留件、鋼筋等等所有都可通過ALLPLAN里面的軟件來(lái)下料、生產(chǎn)。

相關(guān)圖表也遠(yuǎn)遠(yuǎn)比一般的建筑設(shè)計(jì)或者是一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖要復(fù)雜得多，包含的信息量也要多得多，需要后臺(tái)設(shè)計(jì)怎樣在標(biāo)準(zhǔn)化的流程或者是標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系里面做深入的研究。“遠(yuǎn)大住工探索了很多年，目前已經(jīng)成立了一套完整的體系，當(dāng)然這個(gè)體系還在不斷的隨著新技術(shù)、新材料的更新在做一些新的變化。”俞大有介紹說。

在信息溝通領(lǐng)域，遠(yuǎn)大住工和國(guó)內(nèi)大型的制造廠商主要是和三一重工進(jìn)行合作，由遠(yuǎn)大住工提供技術(shù)支持，三一重工做設(shè)備的研發(fā)，目前這項(xiàng)工作還在繼續(xù)。同時(shí)，遠(yuǎn)大住工也做了一些在預(yù)制件工廠到物流這段的編碼工作，編碼不單僅僅只是設(shè)計(jì)上的編碼，也有了一些端口，在制造擴(kuò)展的端口做一個(gè)制造的編碼，到物流有物流的編碼，到施工、竣工這塊，把所有的信息匯編成為一個(gè)整體，交給業(yè)主單位，讓他日后在運(yùn)營(yíng)過程中間使用。

工程項(xiàng)目實(shí)例

遠(yuǎn)大住工應(yīng)用無(wú)人機(jī)采集一個(gè)項(xiàng)目的地圖、地貌、現(xiàn)狀，采集的信號(hào)馬上輸入到電腦里面，所有的土方工作量就可以實(shí)時(shí)在電腦里面顯現(xiàn)。所有土方量的核算，在原始地貌采集數(shù)據(jù)挖完土方再采集數(shù)據(jù)，所有的挖方的量就能夠完完全全非常準(zhǔn)確地呈現(xiàn)出來(lái)。

工程質(zhì)量的檢查方面，遠(yuǎn)大住工利用TEKLA和天寶3D的掃描儀，檢查室外建筑的平整度。一個(gè)三維的掃描儀把信息輸入到一個(gè)軟件里面，馬上就可以把包括平整度的偏差，水平度的偏差等都可以實(shí)時(shí)反映出來(lái)。此外，基于位置的進(jìn)度管理，利用信息技術(shù)可以使相關(guān)工作人員可以知道施工進(jìn)度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工進(jìn)度的瓶頸在什么地方，缺少勞動(dòng)力就補(bǔ)勞動(dòng)力，缺少板材就把板材的物流盡快調(diào)整，非常形象、直觀，可控。

鋼筋現(xiàn)代化加工也使現(xiàn)場(chǎng)的工作量大大減少，通過比較大的后臺(tái)和云端的數(shù)據(jù)傳輸，可以實(shí)時(shí)綁定任何一個(gè)工地現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目的實(shí)施情況。同時(shí)，遠(yuǎn)大住工建立了一個(gè)全國(guó)性的信息化管理系統(tǒng)，所有分院的項(xiàng)目管理，包括設(shè)計(jì)圖紙的管理等等都是用這個(gè)架構(gòu)來(lái)付諸實(shí)施。遠(yuǎn)大住工的體系是基于國(guó)標(biāo)GGG1-2014的標(biāo)準(zhǔn)做的相關(guān)準(zhǔn)備工作，其中高層有高層的體系，多層有多層的體系。