面向AEC行業BIM/BLM本土化實現研究

楊旌+李彥蒼+史三元+胡啟平

摘要： 我國AEC行業BIM /BLM本土化的實施，不僅是輔助工具和技術手段的更新，更多是設計模式與思維方式的創新。工程建設的信息化，需要建構智能共享、節能環保、行業合作、互益共贏的運營平臺，通過BIM技術，實現工程建設全行業、各環節間的設計交互審查與終定成果共享。該技術在推廣使用中須采取適應國情、系統帷幄、建規定制、社會適用的宏觀決策。本文基于高教視域分析邁向建筑設計BIM時代的困境，呈現問題化解的可行方案。

關鍵詞： AEC行業；BIM/BLM；本土化研究；教學實踐

引言

“天涯咫尺”的當代社會，可持續發展均與高度信息化相關，國民經濟的支柱產業建筑工程AEC（Architecture，Engineering，Construction）行業，受傳統經營發展模式的影響，信息化建設不足導致的發展危機已露端倪，亟待建筑產業結構由勞動密集型向信息集約型的升級。實現建筑信息化、產業化的解決之道，歷史地選擇了建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術與建筑全生命周期管理（Building Lifecycle Management，BLM）思想，并致力于對建設工程AEC產業集群的全域滲入，確立可持續發展的主流方向。高校參與應運而始的AEC行業BIM/BLM本土化實現研究，既是助力建筑行業與時俱進的客觀要求，也是增強“大土木”人才培養質效的必然選擇。

1 BIM/BLM是AEC行業信息治理的科學覺醒

1.1 BIM/BLM是AEC行業與時俱進的現實要務 黨的“十八大”報告強調必須“推動信息化和工業化深度融合”，住建部的《2011-2015年信息化發展綱要》將BIM列為“十二五”建筑行業重點推廣與發展的技術，《國家“十三五”科學和技術發展規劃前期研究重大課題目錄》對此仍然顯要。我國已從頂層決策敦促對AEC行業推進信息化科學治理。在AEC行業不僅要直面國際建筑業普遍存在的產業危機，更要承擔產業技術升級、管理升級轉型壓力的關鍵期，需從厘清AEC行業面臨的發展困境入手，如圖1所示，尋求BIM/BLM切實可行的最佳解決方案[1]。

第一，經營模式的桎梏。①傳統項目管理是參與各方自主經營，各司其職、獨善其事；各方內部合作嚴謹高效，項目信息數據私密獨享，對外設計協同缺乏配套機制，“信息孤島”因“數據割據”而普遍存在。②多方協調機制缺位，項目進程數據難以集成共享信息，導致運營管理主動性差、應變性弱；工程項目建設過程，涉及設計、建造、暖通、機電、電氣、給排水、消防、運輸、監控等多方協調維護，管理不善所導致的人員傷害、經濟損失、企業信譽無法估量。③公司商業項目的域界輻射國內外，各地項目信息繁多，均以報表、文本、圖形數據向總部定期傳發，信息更新與項目進展異步，不能為總公司適時監控、快速決策提供依據，項目中“人、物、財”績效管理難控。④團隊核心人物及優化組合是承接項目的核心競爭力，而團隊結構泛化是建筑經濟競技場上人才培養與人才流失的真實存在，既加大了企業勞動力成本，也增加了人才危機的風險。⑤粗獷經營運作，準確的建筑能耗、建筑設備、建筑物材耗量無法精算統計，使運營團隊在核算工程造價時缺乏數據確切依據，枉增運營成本。

第二，設計流程的束縛。①設計數據信息創建條塊分割，繁復瑣碎，易出錯漏；數據傳輸結果的誤讀使信息價值耗損嚴重，制約信息的有效利用。②工作坊式的項目設計，設計環節與過程彼此分割，數據傳遞因選用軟件類型不同而接口不兼容、因選用軟件版次不同而低版本無法解讀高版本信息的數據鏈斷裂、不同設計所執行的規范、標準有異，設計成果需逐級解讀，耗費大量人時，信息丟失也時有發生。

第三，企業結構的松散。①AEC行業承建項目點多面廣，粗放經營模式使施工中的損失、浪費格外嚴重。據權威部門測算，我國工程建設行業的經濟效益增長率遠低于其他行業，依托技術進步支持的增長尚不足30%。②行業整體信息化水平低，在用的功能軟件集中在項目財務管理，非集成化的業務單元信息在系統間無法聯通，使企管宏觀決策無法獲取系統的、全面的、集成的、功能性的信息支持，最大缺位是集團總部對預算管理的實時動態掌握，應收賬款到賬不足，資金高效使用效率低。③管理手段與工具落后，手工分散管理與微機單項管理的現狀根本無法兌現實現數據信息共享與優化資源配置的“信息化建筑夢”。

第四，生存境遇的瓶頸。①建筑垃圾給環境造成嚴重污染，建材垃圾中的化合物分解、建筑設施化石燃料使用的煙霧、建筑施工的噪聲與風塵污染、建筑裝飾中的玻璃幕墻與大型屏幕廣告招商的光污染等都需治理。②技術信息化與管理信息化亟待實施，發展綠色建筑是全球AEC行業的主流趨勢，加速BIM/BLM的土木化吸納，重視綠色建材與可再生能源的使用、減少建筑垃圾與建筑污染是企業的責任和企業承建項目的競爭能力所在。

1.2 BIM/BLM是AEC行業信息治理的積極作用 BIM/BLM在AEC行業的積極作用表現在：①促進AEC企業技術進步、管理改制。第一，強化建筑、結構、設備各專業的協同作用，促進工程多方的協同合作；第二，實現信息數據的共建共享，提高參與設計各方人員的工作效率；第三，模擬仿真可有效減少建筑設計過程中的“錯、漏、碰、缺”；第四，達成生產組織在BIM項目設計、施工、運維全過程的網絡聯通協同應用；第五，督導項目運營的全程監控，提升業主對整個建設工程項目全生命周期的管理能力和整體收益。②促進AEC企業文化進步、核心競爭力強化。BIM技術與BLM理念是建筑工程信息化、現代化、國際化的戰略，國有大型建工企業要躋身國際建設市場，須有集建設、投資、咨詢、服務為一體綜合實力。企業才能擁有可持續發展的不竭的動力與強大競爭力。③促進企業功能拓展、經營科學治理。BIM/BLM是項目鏈過程優化的有效手段，其項目建造的三維設計、虛擬仿真可直觀設計效果，防范設計誤漏，降低工程造價，縮短施工周期，提升項目品質。

2 對AEC行業應用BIM/BLM治理的理性探究

2.1 BIM/BLM概念的科學定義與本質內涵解析 BIM/BLM貫穿建設項目全壽命周期，指導項目規劃、設計、建造及后期運營與維護管理的數字信息化集成的技術載體[2]。美國Autodesk公司2002年發布《BLM/BIM白皮書》定義BIM是“建筑物在設計和建造過程中，創建和使用的可計算數字信息”。美國國家BIM標準給的定義：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，為該設施從建設到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據的過程；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。

BIM主要特征[2]：①不直接等同三維模型。它不是三維模型與建筑信息的簡單嵌入，而是建筑設計與建筑文檔數字化的實踐，通過全新的政策標準、合同模式、多方參與者關系構建，改善項目工作流與交付過程，使原本離散的建筑信息優化整合。②不具體所指單一軟件。它是技術與流程的有機組合，依賴多種軟件協同合作得以實現；在項目建造的不同時段、不同工種中適用不同軟件。如創建BIM模型可選用Revit軟件，對模型進行性能分析可選用Ecotect或施工模擬選用Navisworks等；不能企盼一種軟件完成所有工作，所有相關軟件都須依照BIM/BLM的思維進行數據交流，支持BIM流程的實現。③不可單歸為設計工具。BIM既可設計又可出圖，它承載著整個建筑項目周期內各方信息的整合，優化方案，減少錯誤，降低成本，完成建筑物的可持續性。④價值體現在可視化、協調性、模擬性、優化性、可出圖五方面。

BLM是一種對建設項目全生命周期管理的思想，是貫穿于建設從概念設計到拆除或拆除后再利用的全過程，通過數字化的方法來創建、管理和共享所建造的資本、資產信息。BLM概念原型源于美國建筑業研究所1998年提出的FIAPP（Fully Integrated and Automated Project Processes）理念[3]。Counsel House Research報告確信“結合了建筑信息模型BIM和在線協同作業的BLM技術被認為是未來改進建筑設計、建造、管理過程的重要推動力量”。BLM在于解決建設工程全生命期中的信息創建、管理與共享問題，它的實現須靠BIM充分滿足建筑信息從建筑工程設計開始到物管運維均采用數字化信息管理與共享技術的支撐。圖2是建筑項目BIM/BLM應用的簡要理論模型。在使用BIM技術時，必須遵循權威部門制定并頒布的國家BIM標準（NBIMS），美國建筑科學院完成了（NBIMS1.0）的編制是全美BIM/BLM實現的法規文獻。BIM標準問題是全世界建筑工程面臨重大問題，也是制約著BIM發展的問題。我國BIM標準制定正在穩步進行[4]。

2.2 BIM/BLM科技思想在我國推進的現實困境 我國BIM技術研究和應用與歐美發達國家相比尤顯的不足[5]，表現在：①BIM標準是BIM成功應用不可或缺的基礎，國家BIM標準尚在逐步出臺，對應的法律支撐文書也在編制中。②BIM商品化國產軟件與建設項目示范案例不足，對歐美發達國家的BIM核心軟件使用研究與培訓投入不足，科研機構與高校對BIM的研究不足。③BIM/BLM本土化適用需國家、政府、企業、院所、高校的協同努力，投重資、下大力、析國情、鑒國力。激勵高校對“大土木”專業人才培養中植入BIM技術與BLM思想的元素，提升人才培養的市場廣適性[6]。④夯實AEC行業領域信息化建設的基礎，利用Internet的便利，使BIM模型上在IT云框架下的協作具有無限擴展性。

2.3 BIM/BLM本土應用的理論策略與實踐設想 BIM /BLM在我國須有科學消化過程，其本土化研究應貼近我國現實。①洋為中用。借鑒國外相對成熟的管理體系，通過交流、學習、合作，潛心探索出符合國情的AEC行業實情的治理模式，致力于培養大批建筑信息產業革命的骨干力量。②土為今用。結合國內外工程實踐，營建逐步完善的數據庫體系，依據國家標準為被服務者探索一條適合自身實際的項目建造于管理問題解決的模式。③團隊合作。我國不缺擁有的世界一流建筑技術人才，缺乏的是頂級的建筑項目管理人才；項目管理與國際先進水平相距甚遠，在管理系統完善及大型項目綜合治理上有很大的提升空間。④適者競存。國內BIM/BLM產權保護不完善，軟件平臺提供商的合法收益須社會認知與維護、國家立法與政府主管部門的監管；利用多方協同參與的競合機制、信息共建互用的分享機制、效益協商分配的股份機制、系統平臺拓展的風險保障機制等來維護企業的合法權益；在BIM設計軟件中，將中國傳統文化元素植入數字信息模型之中，凸顯中國特色建造品質，建立長效配合機制，摸索生存發展之道。

在目前條件下，BIM部分軟件信息交換有四種基本方式（見圖3），若是企業BIM/BLM應用切入云計算（Cloud Computing）管理，信息互用的可能性將有巨大的提升空間[7]。需做的主要工作是：建立企業互聯網（Internet）與局域網（Intranet）的工作環境；建立企業BIM/BLM計算機集成應用系統，在項目流程中實現BIM技術融合與精益建造思想的實現；對現有專業BIM軟件實施本土化二次開發，并組建企業間各專業資源、知識、信息共享的工程綜合數據庫；以數據庫為核心，實現CAD/BIM應用軟件的集成化和一體化；選擇具有協同設計功能的CAD/BIM圖形支持網絡環境的支撐平臺；推動國有建筑信息軟件開發，國家建立BIM相關標準，引導企業執行標準，使外界引進和自主開發的專業應用軟件實現規范化和標準化（包括界面標準化、模塊標準化、數據標準化和接口標準化）[8]。

3 高校AEC行業人才培養BIM/BLM教學切入

3.1 BIM/BLM教學是工程人才銜接市場的重要舉措

土木工程建設“項目巨型化、產業現代化、信息智能化、節能環?；壁厔荩蟾咝Ｖ鲃舆m應經濟社會人才市場需求趨勢，調整人才培養思路，改革教學環節，建立與之相對應的人才培養體系，促進專業學術結構與能力結構的科學改進與升格，糾正產業人才結構性短缺與高校專業人才“產品”過剩的錯位。高校教育既要符合教育規律，也要貼近社會需求，從培養人才培養計劃與規格上，高校需要嘗試做如下努力：①奠定厚實的基礎，具有主動探索與終身學習的能力；②對工程問題分析具有敏銳的觀察力、嚴謹的思辨力、妥當的化解力；③自身強化創新意識、工程意識、科學意識的修養；④縱向根基深、橫向視域寬、綜合素質強；⑤專業獻身意志強烈、個人成就導向明確；⑥健全的人格品行、優秀的工程倫理操守、健康的身心素質；⑦具有能吃苦、會吃苦、不怕苦的敬業精神。高質量的土木工程專業人才，是建筑業具有持續競爭優勢的關鍵，我們的任務是引導學生從以學習知識為主的“知識目標觀”向以學習方法為主的“能力目標觀”轉變，成為合格的全能建造工程師。

工程教育是河北工程大學人才培養的主要部分，土木工程專業是學校重點學科。土木工程學院審時度勢感知BIM技術是建筑業未來不可或缺的能力，而目前國內各大高校還不具備獨立開設BIM相關課程條件，只能在滿足土木工程專業教學計劃的同時添加對土木專業學生BIM技術應用能力與現代管理理念的培養。為此，學院及時跟進BIM/BLM的教育的步伐，適時開展“綠色建筑低碳節能的BIM技術應用”、“創新土木工程實訓的學生科研素能培養方法研究”、《綠色施工組織設計的編制和研究》研究，通過課程教學的BIM/BLM內容的切融，培養學生具有工程能力+BIM技能+管理協同能力，用實踐行動促進工程人才培養銜接社會與市場。

3.2 BIM/BLM貫穿“大土木”專業教育實踐的思考 國外的BIM教育一般有成熟的技術標準與實證案例可以為教學提供充足的教學資源支持。國內以清華大學張建平教授、中國建筑研究院李云貴總工，華中科技大學等為核心，積極實踐BIM國土化應用夢想，何關培先生召集多方力量編撰《BIM技術應用叢書》，不僅有理論、更有實踐案例解析，是建筑類工程專業學習BIM很好的教學參考書。目前華中科技大學BIM工程中心于2011年4月成立，開始實施BIM工程碩士培養，BIM技術教育被納入我國正規學歷教育體系，隨后武漢大學、武漢科技大學也加入BIM工程碩士行列[9]；河北工業職業技術學院將Autodesk軟件教學內容和認證考試納入建筑相關專業教學計劃，從分析美國2011年BIM教育研究十八大課題[10]，找準本科學生BIM技能教育的基本落腳點。

BIM是通過各類軟件來實現，在專業教育各階段將BIM軟件充實到課程教學與專業實踐中。圖4的BIM應用教學體系在教學條件滿足后逐漸單列。

4 結語

國內外BIM應用實踐證明，BIM技術能夠產生經濟效益、社會效益和環境效益。我國是建筑業大國，未來成為建筑業強國的夢想一定會基于國家頂層決策、行于地方政府的鼎力扶持、成于在一代又一代工程人的為之奉獻。在大學課程中開設BIM課程是BIM人才的量級突破的最終解決方案。

參考文獻：

[1]何清華，錢麗麗，段運峰，等.BIM在國內外應用的現狀及障礙研究[J].工程管理學報，2012（01）：12-16.

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[9]華中科技大學土木工程與力學院.華中科技大學率先啟動BIM工程碩士教育[EB/OL]. （2014-08-13）.http：//www.sketchupbbs.com/thread-84212-1-1.html.

[10]BIM俱樂部.美國BIM教育與研究方向[EB/OL].（2012-07-07）.http：//blog.sina.com.cn/s/blog_697d1a1c01016uxi.html.

土木工程建設“項目巨型化、產業現代化、信息智能化、節能環?；壁厔?，要求高校主動適應經濟社會人才市場需求趨勢，調整人才培養思路，改革教學環節，建立與之相對應的人才培養體系，促進專業學術結構與能力結構的科學改進與升格，糾正產業人才結構性短缺與高校專業人才“產品”過剩的錯位。高校教育既要符合教育規律，也要貼近社會需求，從培養人才培養計劃與規格上，高校需要嘗試做如下努力：①奠定厚實的基礎，具有主動探索與終身學習的能力；②對工程問題分析具有敏銳的觀察力、嚴謹的思辨力、妥當的化解力；③自身強化創新意識、工程意識、科學意識的修養；④縱向根基深、橫向視域寬、綜合素質強；⑤專業獻身意志強烈、個人成就導向明確；⑥健全的人格品行、優秀的工程倫理操守、健康的身心素質；⑦具有能吃苦、會吃苦、不怕苦的敬業精神。高質量的土木工程專業人才，是建筑業具有持續競爭優勢的關鍵，我們的任務是引導學生從以學習知識為主的“知識目標觀”向以學習方法為主的“能力目標觀”轉變，成為合格的全能建造工程師。

工程教育是河北工程大學人才培養的主要部分，土木工程專業是學校重點學科。土木工程學院審時度勢感知BIM技術是建筑業未來不可或缺的能力，而目前國內各大高校還不具備獨立開設BIM相關課程條件，只能在滿足土木工程專業教學計劃的同時添加對土木專業學生BIM技術應用能力與現代管理理念的培養。為此，學院及時跟進BIM/BLM的教育的步伐，適時開展“綠色建筑低碳節能的BIM技術應用”、“創新土木工程實訓的學生科研素能培養方法研究”、《綠色施工組織設計的編制和研究》研究，通過課程教學的BIM/BLM內容的切融，培養學生具有工程能力+BIM技能+管理協同能力，用實踐行動促進工程人才培養銜接社會與市場。

3.2 BIM/BLM貫穿“大土木”專業教育實踐的思考 國外的BIM教育一般有成熟的技術標準與實證案例可以為教學提供充足的教學資源支持。國內以清華大學張建平教授、中國建筑研究院李云貴總工，華中科技大學等為核心，積極實踐BIM國土化應用夢想，何關培先生召集多方力量編撰《BIM技術應用叢書》，不僅有理論、更有實踐案例解析，是建筑類工程專業學習BIM很好的教學參考書。目前華中科技大學BIM工程中心于2011年4月成立，開始實施BIM工程碩士培養，BIM技術教育被納入我國正規學歷教育體系，隨后武漢大學、武漢科技大學也加入BIM工程碩士行列[9]；河北工業職業技術學院將Autodesk軟件教學內容和認證考試納入建筑相關專業教學計劃，從分析美國2011年BIM教育研究十八大課題[10]，找準本科學生BIM技能教育的基本落腳點。

BIM是通過各類軟件來實現，在專業教育各階段將BIM軟件充實到課程教學與專業實踐中。圖4的BIM應用教學體系在教學條件滿足后逐漸單列。

4 結語

國內外BIM應用實踐證明，BIM技術能夠產生經濟效益、社會效益和環境效益。我國是建筑業大國，未來成為建筑業強國的夢想一定會基于國家頂層決策、行于地方政府的鼎力扶持、成于在一代又一代工程人的為之奉獻。在大學課程中開設BIM課程是BIM人才的量級突破的最終解決方案。

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[9]華中科技大學土木工程與力學院.華中科技大學率先啟動BIM工程碩士教育[EB/OL]. （2014-08-13）.http：//www.sketchupbbs.com/thread-84212-1-1.html.

[10]BIM俱樂部.美國BIM教育與研究方向[EB/OL].（2012-07-07）.http：//blog.sina.com.cn/s/blog_697d1a1c01016uxi.html.

土木工程建設“項目巨型化、產業現代化、信息智能化、節能環?；壁厔荩蟾咝Ｖ鲃舆m應經濟社會人才市場需求趨勢，調整人才培養思路，改革教學環節，建立與之相對應的人才培養體系，促進專業學術結構與能力結構的科學改進與升格，糾正產業人才結構性短缺與高校專業人才“產品”過剩的錯位。高校教育既要符合教育規律，也要貼近社會需求，從培養人才培養計劃與規格上，高校需要嘗試做如下努力：①奠定厚實的基礎，具有主動探索與終身學習的能力；②對工程問題分析具有敏銳的觀察力、嚴謹的思辨力、妥當的化解力；③自身強化創新意識、工程意識、科學意識的修養；④縱向根基深、橫向視域寬、綜合素質強；⑤專業獻身意志強烈、個人成就導向明確；⑥健全的人格品行、優秀的工程倫理操守、健康的身心素質；⑦具有能吃苦、會吃苦、不怕苦的敬業精神。高質量的土木工程專業人才，是建筑業具有持續競爭優勢的關鍵，我們的任務是引導學生從以學習知識為主的“知識目標觀”向以學習方法為主的“能力目標觀”轉變，成為合格的全能建造工程師。

工程教育是河北工程大學人才培養的主要部分，土木工程專業是學校重點學科。土木工程學院審時度勢感知BIM技術是建筑業未來不可或缺的能力，而目前國內各大高校還不具備獨立開設BIM相關課程條件，只能在滿足土木工程專業教學計劃的同時添加對土木專業學生BIM技術應用能力與現代管理理念的培養。為此，學院及時跟進BIM/BLM的教育的步伐，適時開展“綠色建筑低碳節能的BIM技術應用”、“創新土木工程實訓的學生科研素能培養方法研究”、《綠色施工組織設計的編制和研究》研究，通過課程教學的BIM/BLM內容的切融，培養學生具有工程能力+BIM技能+管理協同能力，用實踐行動促進工程人才培養銜接社會與市場。

3.2 BIM/BLM貫穿“大土木”專業教育實踐的思考 國外的BIM教育一般有成熟的技術標準與實證案例可以為教學提供充足的教學資源支持。國內以清華大學張建平教授、中國建筑研究院李云貴總工，華中科技大學等為核心，積極實踐BIM國土化應用夢想，何關培先生召集多方力量編撰《BIM技術應用叢書》，不僅有理論、更有實踐案例解析，是建筑類工程專業學習BIM很好的教學參考書。目前華中科技大學BIM工程中心于2011年4月成立，開始實施BIM工程碩士培養，BIM技術教育被納入我國正規學歷教育體系，隨后武漢大學、武漢科技大學也加入BIM工程碩士行列[9]；河北工業職業技術學院將Autodesk軟件教學內容和認證考試納入建筑相關專業教學計劃，從分析美國2011年BIM教育研究十八大課題[10]，找準本科學生BIM技能教育的基本落腳點。

BIM是通過各類軟件來實現，在專業教育各階段將BIM軟件充實到課程教學與專業實踐中。圖4的BIM應用教學體系在教學條件滿足后逐漸單列。

4 結語

國內外BIM應用實踐證明，BIM技術能夠產生經濟效益、社會效益和環境效益。我國是建筑業大國，未來成為建筑業強國的夢想一定會基于國家頂層決策、行于地方政府的鼎力扶持、成于在一代又一代工程人的為之奉獻。在大學課程中開設BIM課程是BIM人才的量級突破的最終解決方案。

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[9]華中科技大學土木工程與力學院.華中科技大學率先啟動BIM工程碩士教育[EB/OL]. （2014-08-13）.http：//www.sketchupbbs.com/thread-84212-1-1.html.

[10]BIM俱樂部.美國BIM教育與研究方向[EB/OL].（2012-07-07）.http：//blog.sina.com.cn/s/blog_697d1a1c01016uxi.html.